Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Устойчивость стратификации и некоторые механизмы генерации конвекции в Байкале

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Гранин, Николай Григорьевич

Введение

Глава 1.

Физические характеристики пресной воды

1.1. Расчет физических характеристик байкальской воды.

1.2. Расчет минерализации по электропроводности.

Глава 2.

Частота Вяйсяля, как характеристика устойчивости стратификации

2.1. Вычисление частоты Вяйсяля

2.2. Влияние приборного шума на оценку частоты Вяйсяля

Глава 3.

Устойчивость стратификации и ее сезонная изменчивость

3.1. Вертикальное распределение минерализации, вклад в частоту Вяйсяля и устойчивость стратификации

3.2. Сезонная изменчивость частоты Вяйсяля

Введение Диссертация по географии, на тему "Устойчивость стратификации и некоторые механизмы генерации конвекции в Байкале"

Актуальность работы. Изучение физических процессов, протекающих в озерах, является важной задачей гидрологии суши. Без ее решения невозможно понять закономерности функционирования озерных экосистем и формирования качества их вод, а также управлять озерными процессами (Хендерсон-Селерс, 1987). Решение задач физической лимнологии осложнено существенным разнообразием природных условий (климат, особенности подстилающей поверхности, происхождение и состав вод, характеристики котловины и т.д.), в которых функционируют озерные экосистемы. Научный интерес, проявляемый к глубоким пресным озерам, определяется не только значительностью их водных, биологических и рекреационных ресурсов, но и необходимостью понимания физических процессов в условиях, когда большая глубина водоема влияет на изменение важных физических характеристик воды, таких, как температура максимальной плотности и коэффициент термического расширения.

Байкал, расположенный в центре Евразии, занимает особое место среди глубоких озер мира. По площади водной поверхности (31500 км ) он уступает лишь немногим из них, тогда как по максимальной (1642 м) и средней (733 м) глубинам, а также по объему вод (23015 км3) Байкал превосходит все пресные озера мира. Объем его вод составляет около 20% пресных вод суши, что позволяет рассматривать уникальные по качеству воды Байкала как важный стратегический ресурс питьевой воды Планеты.

Благодаря большим глубинам, в Байкале наиболее отчетливо проявляются эффекты, связанные с изменением температуры максимальной плотности воды от давления. Эти эффекты объясняют мезотермическое распределение температуры зимой (Верещагин, 1936), стратификацию глубинной зоны (Сокольников, 1964;

Мамаев, 1987), особенности конвекции в весенний и осенний периоды (Шимараев, Гранин, 1991).

По гидрофизическим характеристикам в толще Байкала выделяются три водные массы: верхняя от 0 до 200 - 300 м, глубинная, а также придонная, верхняя граница которой может подниматься до 300 - 400 м над дном (Верболов и др., 1989; Ли и др., 1969). Байкал является димиктическим водоемом, то есть конвективное перемешивание деятельного слоя происходит дважды в год. Обновление глубинных и придонных вод Байкала, заключающееся в проникновении поверхностных вод в глубинную часть водной толщи, происходит весной, поздней осенью и зимой, когда температура поверхности меньше температуры глубинной зоны. Байкал в определенной степени может рассматриваться как модель океана, так как температурная стратификация глубинной части озера не испытывает сезонных изменений, а температура воды в глубинной зоне уменьшается с глубиной.

Обновление глубинных вод необходимо изучать для познания закономерностей функционирования экосистемы озера, поскольку оно играет решающую роль в переносе биогенных элементов и кислорода, что, в свою очередь, определяет течение процессов продуцирования и деструкции органического вещества в водной толще. Изучению процессов обновления глубинных вод Байкала в последнее время уделяется значительное внимание, однако в большинстве исследований (Weiss et al., 1991; Шимараев, Гранин, 1991; Carmack, Weiss, 1991; Шимараев и др. 1995) не было учтено влияние минерализации на плотность воды, либо при попытках такого учета (Peeters et al., 1996, Hohmann et al., 1997) были сделаны неверные допущения. Между тем, в Байкале, где средняя температура водной массы близка температуре максимальной плотности воды, минерализация должна существенно влиять на плотность. Учет этого влияния при изучении процессов обновления глубинных вод является актуальной проблемой, требующей своего решения. Именно поэтому часть наших исследований была посвящена установлению связи между электропроводностью, легко и надежно измеряемой приборными методами, и минерализацией, а также изучению вертикального распределения минерализации с учетом ее вклада в устойчивость стратификации.

Другая особенность Байкала заключается в том, что его донные отложения являются уникальной летописью климатов прошлого Центральной Азии. При этом основным маркером палеоусловий служат сохраняющиеся в осадках кремнистые створки диатомовых водорослей. Их количество в разных по возрасту слоях отложений варьирует от единиц до 100 млн в грамме осадка (Грачев и др., 1997). До сих пор не до конца ясно, какие именно условия обитания диктуют столь резкие колебания численности диатомей. Выполненная нами реконструкция гидрофизических условий на Байкале в прошлом и оценка их возможной роли в продуцировании диатомовых водорослей в иных климатических условиях (Shimaraev et al., 1993; Шимараев и др., 1995) не смогли снять всех вопросов.

В частности, известно (Alexandrenko et al., 1982, Reynolds, 1984; Kelley, 1997), что конвекция и турбулентное перемешивание водных масс важны для поддержания клеток диатомовых водорослей, которые тяжелее воды, во взвешенном состоянии. Действительно, диатомеи в Байкале имеют два максимума продуцирования, которые совпадают по времени с усилением температурной конвекции в периоды весеннего прогрева и осеннего выхолаживания. Однако неясен механизм генерации турбулентности подо льдом, когда касательное напряжение ветра, возбуждающее турбулентность в обычных условиях, отсутствует, а клетки диатомей, при этом, не тонут, сохраняя тем самым возможность дальнейшего размножения популяции. При летней температурной стратификации также должен существовать особый, до сих пор не описанный механизм генерации конвекции, способствующей поддержанию клеток в деятельном слое. Наши исследования были направлены на решение этих вопросов, и полученные результаты позволили объяснить, какие именно механизмы ответственны за поддержание клеток в деятельном слое в периоды, неблагоприятные для их развития.

Обновление вод отражается на температурном режиме озера, особенно его глубинной зоны. Поскольку температура, начиная с 300 м, уменьшается с глубиной, существует турбулентный поток тепла, направленный вниз. В результате должно происходить повышение температуры глубинной зоны, однако в действительности она существенно не меняется, следовательно, работают механизмы, приносящие в глубинную зону "холодную" воду. Их несколько:

• а) термобарическая неустойчивость (Weiss et al., 1991; Carmack, Weiss, 1991; Шимараев, Гранин, 1991).

• б) термобар (Shimaraev et al. 1993). в) поток нейтральной плавучести (Hohmann et al., 1997; Peeters et al., 1996).

• г) генерация "чимни" за счет термобарической неустойчивости (Walker, Watts, 1996).

Для корректного описания этих механизмов также необходимо знать вертикальное распределение минерализации.

Актуальной задачей физической лимнологии является также изучение пространственно-временной изменчивости стратификации, поскольку от нее зависит перераспределение в водной толще озера как речных вод, так и примесей, поступающих от источников антропогенного загрязнения. Статическую устойчивость стратификации описывает частота Вяйсяля (.N), являющаяся важнейшей характеристикой вертикальной структуры водных объектов, которая дает также верхнюю границу частотного диапазона существования гравитационных внутренних волн и может служить косвенной характеристикой вертикального обмена (Welander 1968; Шимараев, Гранин 1991). Для вычисления частоты Вяйсяля необходимо знать уравнение состояния, которое связывает плотность воды с ее характеристиками - температурой, соленостью (минерализацией) и давлением, а также иметь информацию о вертикальном распределении температуры и минерализации. Имея, благодаря появлению современной аппаратуры, данные о вертикальном распределении минерализации, мы получили возможность рассчитывать частоту Вяйсяля с учетом вертикального распределения минерализации, но столкнулись с тем, что в имеющейся методике расчета (Chen, Millero 1986) есть неточности, приводящие к ошибочным результатам. Корректировка предложенных авторами (Chen, Millero 1986) уравнений для условий пресного водоема явилась актуальной задачей нашего исследования, решение которой может найти широкое применение в лимнологических исследованиях.

Материал и методика

Для анализа сезонной изменчивости устойчивости стратификации эпилимниона использованы данные ежедекадных измерений вертикальных профилей температуры на середине разреза Лиственичное - Танхой (Южный Байкал) в 1970 - 1974 гг. Измерения были выполнены опрокидывающимися термометрами на горизонтах 0, 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 м и далее через каждые 100 м. Данные предоставлены М.Н. Шимараевым. Точность измерений температуры составляет 0.02°С (Шимараев, 1977).

Для анализа вертикального распределения температуры, минерализации и частоты Вяйсяля в глубоководной части озера были использованы данные измерений, выполненных в 1995 — 1998 гг. CTD - зондом фирмы Seabird Electronics SBE-25. Измерения выполнены на более чем 500 глубоководных станциях с регистрацией параметров 4 раза в секунду (дискретность по глубине - 25 см). Точность измерения составляет для температуры 0,001°С при разрешающей способности 0,0002°С, для электропроводности -0,0001 См/м при разрешающей способности 0,00004 См/м (0,0004 мСм/см), для давления - 0,5 Дбар.

Все CTD - измерения выполнены автором лично, либо под его руководством и при его непосредственном участии в более чем 50 экспедициях.

Пробы воды с отдельных горизонтов отбирали 5-ти литровыми батометрами. Измерения концентрации кремния выполнены Л.И. Горбуновой по стандартной методике колориметрическим методом. За период с 1995 по 1998 г. получено

45 профилей вертикального распределения растворенного кремния и других биогенных элементов.

Целью настоящей работы является оценка устойчивости стратификации и исследование механизмов генерации конвекции. Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

• оценить минерализацию байкальских вод из данных измеряемой электропроводности;

• оценить пространственно - временную изменчивость устойчивости стратификации;

• исследовать особенности генерации конвекции в глубоком озере, где важную роль играет изменение Тмп с глубиной;

• изучить процессы генерации конвекции в подледный период.

Научная новизна.

- открыт новый механизм генерации конвекции в глубоких димиктических озерах, возникающей за счет термобарической неустойчивости при положительной температурной стратификации;

- впервые показано, что профиль температуры максимальной плотности не является нейтрально устойчивым, несмотря на равенство частоты Вяйсяля нулю;

- экспериментально установлена зависимость электропроводности от температуры для байкальской воды, что позволило рассчитать ионную составляющую минерализации из данных электропроводности;

- получены первые данные о вертикальном распределении минерализации в разные сезоны года для всех котловин озера, которые использованы для оценки устойчивости стратификации;

- впервые показано, что подо льдом Байкала генерируется конвекция за счет осолонения подледного слоя при нарастании ледового покрова.

Практическая значимость работы

Установленная нами связь между электропроводностью и минерализацией позволяет рассчитывать минерализацию и использовать полученные данные для построения Т8 (температура -соленость) кривых. Это дает возможность применять аппарат анализа Т8 кривых, разработанный в океанологии, для идентификации водных масс и изучения процессов горизонтального и вертикального обмена на Байкале.

Описание нелинейных эффектов плавучести вблизи температуры максимальной плотности может быть использовано при моделировании термогидродинамических процессов в озерах.

Выявленные нами, неизвестные ранее механизмы генерации конвекции позволили объяснить, каким образом комплекс диатомовых водорослей сохраняется в подледный и летний периоды, неблагоприятные для развития этих видов планктона.

Положения, выносимые на защиту

1) Экспериментально установленная зависимость электропроводности от температуры и давления дала возможность впервые получить корректную информацию о вертикальном распределении минерализациии и послужила основой для расчета вертикальной устойчивости стратификации и оценки ее пространственно- временной изменчивости.

2) Математическая модель, описывающая нелинейные эффекты плавучести и термобарическую неустойчивость при температурах, близких к Тмт позволила описать неизвестный ранее механизм генерации конвективного перемешивания в период летней температурной стратификации, существование которого подтверждено данными полевых наблюдений.

3) Доказано, что одним из механизмов генерации конвекции и турбулентности в подледный период, когда отсутствует касательное напряжение ветра, является поток плавучести за счет увеличения минерализации в тонком слое воды подо льдом в процессе нарастания ледового покрова.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Российских и международных конференциях, семинарах и совещаниях, таких как: Верещагинские международные конференции (Иркутск, 1988, 1995), Совещание по устойчивому развитию больших озер (Германия, 1991), Ежегодное Совещании Американского Союза Лимнологов и Океанологов (ASLO) (США, 1996), XXVII Конгресс Международного Лимнологического Союза (SIL) (Ирландия, 1998), Международная конференция "Байкал как участок мирового наследия" (Улан-Удэ, 1998), Совместный международный симпозиум БМЦЭИ, БДП (Япония, 1998).

Публикации. Основные результаты отражены в 18 работах, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях.

Исследования выполнены в Лимнологическом институте СО РАН, тематика диссертационной работы входила в координационные планы РАН. Исследования были поддержаны грантами РФФИ N 97-05-96436, грантами ИНТАС N 94-3121, N 961937, Королевским Обществом Великобритании и фондом Сороса.

Работа не могла быть выполнена без участия в сборе и первичной обработке фактического материала сотрудников ЛИН СО РАН Л.А.Горбуновой, А.А.Жданова, В.В.Цехановского, Р.Ю.Гнатовского, В.М. Домышевой и без поддержки директора Института чл.-корр.РАН М.А. Грачева и заведующего лабораторией гидрологии и гидрофизики д.г.н. М.Н. Шимараева, которым я

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Гранин, Николай Григорьевич

Выводы

В подледный период, когда отсутствует поток энергии за счет касательного трения ветра, турбулентный обмен может быть обеспечен конвекцией, обусловленной потоком плавучести. Существуют два механизма генерации конвекции - за счет объемного поглощения солнечной радиации (температурная конвекция) и за счет осолонения верхнего слоя воды при нарастании льда (солевая конвекция). В Байкале минерализация льда составляет 10-20% от минерализации воды, поэтому при увеличении толщины льда

Заключение.

Для понимания закономерностей внутриводоемных процессов, необходимо знать механизмы вертикального переноса вещества и энергии в пределах водной толщи. В рамках данной работы основное внимание было уделено изучению устойчивости стратификации водных масс озера и процессов вертикального обмена.

Анализ материалов полевых наблюдений и построенные на их основе модели позволили впервые рассмотреть два новых механизма генерации конвекции в Байкале, которые должны существовать и в других димиктических озерах. Эти механизмы связаны с термобарической неустойчивостью в пределах деятельного слоя в период прямой летней стратификации, а также с осолонением подледного слоя воды в период нарастания ледяного покрова. Подледная конвекция, обусловленная осолонением воды подо льдом, имеет решающее значение для поддержания жизнедеятельности диатомовых водорослей, отмершие створки которых, накапливаясь в донных осадках озера, служат основным палеомаркером прошлых климатических условий Центральной Азии.

Уникальная глубина Байкала и существующие в нем специфические температурные условия приводят к тому, что здесь наиболее четко проявляются явления, обусловленные аномальной зависимостью плотности воды от температуры и, в особенности, изменением температуры максимальной плотности от давления. В отличие от океана и тропических озер, температура воды в Байкале близка к температуре максимальной плотности, и это определяет существование особых механизмов обмена, которые хотя и присущи среднеширотным димиктическим озерам, но наиболее отчетливо проявляются именно на Байкале.

В процессе работы был выполнен значительный объем методических исследований, связанных, в частности, с подбором надежного математического аппарата для вычислений. Иногда корректировка методических подходов требовала постановки специальных экспериментальных работ. В первую очередь были откорректированы уравнения для определения термодинамических параметров байкальских вод (температура максимальной плотности, коэффициент термического расширения воды) и минерализации по данным об электропроводности.

Для изучения плотностной стратификации потребовалось провести анализ уравнения состояния воды, который показал, что в широко известной работе (Chen, Millero, 1986) допущен ряд неточностей: а) формула для вычисления Тмп не соответствует уравнению состояния; б) коэффициент температурного расширения воды следует рассчитывать непосредственно из уравнения состояния, и это значительно снижает ошибку расчета.

Анализ предложенной швейцарскими учеными (Hohmann et al., 1997) теоретической формулы для пересчета электропроводности байкальской воды к температуре 20°, показал, что она противоречит фактическим данным. Нами были выполнены экспериментальные работы, позволившие установить зависимость между электропроводностью и температурой вод Байкала, на базе которой предложена корректная формула пересчета.

Были также выбраны подходящие для Байкала методы расчета устойчивости стратификации (частоты Вяйсяля). Исследования показали, что при расчете последней вертикальный масштаб осреднения зависит от величины частоты Вяйсяля. Так для верхнего слоя, где частота Вяйсяля достигает 10"3 сек"1, можно использовать осредние с масштабом 2-5 м, тогда как в глубинной, слабо стратифицированной части озера, для получения оценок частоты Вяйсяля с погрешностью меньше 20% осреднение по вертикали должно быть не менее 50 м.

Расчеты, базирующиеся на фактическом материале, показали, что вклад минерализации в устойчивость стратификации тем больше, чем ближе температура воды к температуре максимальной плотности. В глубинной зоне Байкала он значителен, а в области термоклина им можно пренебречь. Для корректных оценок устойчивости необходимо учитывать вертикальное распределение не только ионной части минерализации, но и концентрации растворенного кремния. Частота Вяйсяля, рассчитанная с учетом вертикального распределения минерализации, в глубинной зоне оказывается сравнима с инерционной частотой. При моделировании озерных гидродинамических процессов в таких случаях необходимо учитывать вертикальную составляющую силы Кориолиса.

Сезонная изменчивость температуры и частоты Вяйсяля охватывает слой воды до глубины 150-250 м, при этом основная изменчивость И2 имеет место на глубинах до 100 м. В глубинной зоне она незначительна. Максимальная устойчивость стратификации наблюдается в летний период в неглубоко залегающем термоклине. При развитии плотностной конвекции в мае - июне и октябре - ноябре происходит увеличение глубины залегания слоя с максимальной частотой Вяйсяля и одновременное уменьшение ее значений. В более глубоких слоях воды частота Вяйсяля весь год сравнима с инерционной частотой.

Классическая теория свободной конвекции, в которой сила плавучести пропорциональна коэффициенту температурного расширения воды, не «работает» при температуре равной Тм„. Нами показано, что следствием пренебрежения второй производной плотности по температуре является равенство нулю частоты Вяйсяля при T(z) = Тмп (z) несмотря на то, что этот профиль является неустойчивым. Доказано, что при температурах близких к Тм„ (первая производная плотности по температуре близка к нулю) для адекватного представления силы плавучести необходимо учитывать вторую производную. Ее учет при вычислении силы плавучести позволил в рамках простой модели теоретически описать явление термобарической неустойчивости при разных условиях стратификации.

Анализ собранного фактического материала привел к открытию термобарической неустойчивости, которая реализуется при положительной температурной стратификации. Полевые наблюдения показали, что она важна как механизм генерации конвекции в период летней температурной стратификации. Вертикальное перемешивание, обусловленное термобарической неустойчивостью в диапазоне глубин от 50 до 150 м, способствует переносу биогенных элементов в фотическую зону и поддержанию клеток диатомовых водорослей в деятельном слое. Вероятность проявления подобной термобарической неустойчивости возрастает там, где вследствие динамических причин глубина залегания термоклина уменьшается. Эти районы озера приурочены к зонам дивергенции течений и к центральным частям циклонических циркуляций.

Согласно данным, приведенным в работе (Strom, 1946), в глубоких (до 400 - 600 м) озерах вертикальные профили температуры паралельны профилю температуры максимальной плотности. Это несомненно свидетельствует о возможности проявлении в таких озерах механизма генерации конвекции, аналогичного описанному нами для Байкала.

В подледный период, когда отсутствует поток энергии за счет касательного трения ветра, турбулентный обмен может быть обеспечен конвекцией, обусловленной потоком плавучести. Существуют два механизма генерации конвекции - температурной и солевой. В Байкале минерализация льда составляет 10-20% от минерализации воды, поэтому при увеличении толщины льда минерализация воды в подледном слое возрастает. Это приводит к увеличению плотности воды, что, в свою очередь, нарушает стратификацию, обусловленную градиентом температуры. С февраля до середины марта главным механизмом турбулентного обмена в Байкале служит солевая конвекция, а с середины марта по май - температурная. Рассчитанные нами из потока плавучести коэффициенты вертикального обмена составляют 0,0004 м/с2 для периода солевой конвекции и до 0,07 м/с для периода температурной. Солевая конвекция в подледный период играет важную роль в сохранении популяции диатомовых водорослей, доминирующих в планктонном сообществе Байкала, способствуя поддержанию клеток диатомей в фотической зоне в период, неблагоприятный для их размножения.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Гранин, Николай Григорьевич, Иркутск

1. Аверин А.И., Горбунова Л.А., Гранин Н.Г. Зависимость между удельной электропроводностью и концентрацией ионов вод для оз. Байкал.// Водные ресурсы. 1990, - N 4, - С. 23-29.

2. Аверин А.И., Горбунова Л.А., Гранин Н.Г. Удельная электропроводность вод р. Селенги. // Водные ресурсы. 1992. -N6.-С. 94-100.

3. Бояринов П.М., Палынин Н.И., Петров М.П. Термические процессы в Онежском озере. // Проблемы физической лимнологии, Петрозаводск, 1993. С. 30-52.

4. Бояринов П.М., Петров М.П. Процессы формирования термического режима глубоких пресноводных водоемов. // Л.- 1991. 176 с.

5. Верболов В.И., Сокольников В.М., Шимараев М.Н. Гидрометеорологический режим и тепловой баланс оз. Байкал. М.-Л., Наука. 1965.- 373 с.

6. Верболов В.И., Гранин Н.Г., Шерстянкин П.П., Шимараев М.Н. Развитие представлений Г.Ю. Верещагина о вертикальной структуре байкальских вод по гидрофизическим данным. // Первая Верещагинская международная конференция. Иркутск 1989. С. 29-30.

7. Верболов В.И., Гранин Н.Г., Жданов A.A., Левин Л.А., Шеретянкин П.П., Шимараев М.Н. Оценка гидрофизического состояния деятельного слоя по материалам полигонных наблюдений на Байкале. // Водные ресурсы. 1992. - N 5. - С. 7486.

8. Верещагин Г.Ю. Основные черты вертикального распределения водных масс на Байкале. //Академику В.И. Вернадскому к пятидесятилетию научной деятельности. Ч.И.М. 1936. - С. 12071230.

9. Вотинцев К.К. Гидрохимия озера Байкал. М. Изд. АН СССР, 1961.-311 с.

10. Ю.Вотинцев К.К., Мещерякова А.И. Химический состав льда озера Байкал.//ДАН СССР. 1961.-Т. 136.-N3.-C. 1205-1208.

11. Вотинцев К.К., Мизандронцев И.Б. О проекте стандарта показателей качества воды озера Байкал. // Круговорот вещества и энергии в водоемах. Вып. V. Гидрохимия и донные отложения. Тез. докл. V Всесоюз. лимнол. совещ. Иркутск, 1981. С. 26-28.

12. Вотинцев К.К. О природных условиях Байкала в связи с разработкой стандарта качества его воды. // Водные ресурсы. -1993. Т. 20. - N 5. - С. 595-604.13.3енин A.A., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь. Л. Гидрометеоиздат, 1988. 240 с.

13. Голубев В.А. Геотермия озера Байкал. Наука, Новосибирск, 1982. 150 с.

14. Гранин Н.Г. Пространственно-временная изменчивость частоты Вяйсяля на Байкале. // Гидрофизика и гидрология водоемов. Новосибирск; 1991. С. 50-55.

15. Гранин Н.Г. Механизмы обновления глубинных вод и их возможное влияние на продуктивность диатомовых. // Вторая Верещагинская байкальская конференция: Тез. докл. и стенд, сообщ.; 5-10 окт., 1995; Иркутск, 1995. С. 44.

16. Гранин Н.Г. Устойчивость стратификации при температурах, близких к температуре максимальной плотности. // Вторая Верещагинская байкальская конференция: Тез. докл. и стенд, сообщ.; 5-10 окт., 1995; Иркутск, 1995. С. 46.

17. Грачев М.А., Лихошвай Е.В., Воробьева С.С., и др. Сигналы палеоклимата верхнего плейстоцена в осадках озера Байкал. //Геология и геофизика. 1997. - Т. 38. - С. 957-983.

18. Домышева В.М., Шимараев М.Н., Горбунова Л.А., Голобокова Л.П., Коровякова И.В., Жданов A.A., Цехановский В.В. Кремний в озере Байкал. // География и природные ресурсы. 1998. - N 4. -С. 73-81.

19. Каменкович В.М. Основы динамики океана. Л. Гидрометеоиздат, 1973.-240 с.

20. Кожов М. М. Биология озера Байкал. М. 1962. 315 с.

21. Кожова О.М., Кузеванова E.H., Ащепкова Л .Я. Использование долговременных рядов наблюдений для прогноза изменчивости пелагиали Байкала. // Прогнозирование экологических процессов. Новосибирск, Наука, 1986. С. 141-147.

22. Корн Т., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва, 1978. 832 с.

23. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Гидродинамика. М. Наука, 1965. -359 с.

24. Ли М. Е., Шерстянкин П.П. Вертикальное распределение прозрачности в южном Байкале в период осенне-зимнего охлаждения. // Гидрофизические и гидрохимические исследования // Наукова Думка, Киев, 1969. С. 136-150

25. Мамаев О.И. К вопросу о термическом режиме озера Байкал // ДАН СССР. 1987. - Т. 292. - N 6. - С. 1477-1481.

26. Меншуткин В.В. Теплообмен через ледяной покров Южного Байкала. // Тр. ЛИН СО РАН. М.-Л., Наука. 1964. - Т. V (XXV). -С. 64-81.31 .Миропольский Ю.З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Л. Гидрометеоиздат, 1981. 288 с.

27. Мортимер К.Х. Моделирование озер как физико-биохимических систем существующие трудности и нужды // Моделирование морских систем. Л. Гидрометеоиздат, 1978. - С. 213-228.

28. Россолимо Л.Л. Температурный режим озера Байкал. // Тр. БЛС, М., 1957.-Т. XVI.-551 с.

29. Сокольников В.М. Течения и водообмен в Байкале. // Тр. ЛИН СО РАН. М.-Л., Наука, 1964. Т. V (XXV). - С. 5-21.

30. Сперанская A.A. Пограничный слой в геофизической гидродинамике. Автореферат дисс. на соискание ученой степени д. ф.-м. н, Издательство МГУ, 1982. 45 с.

31. Физика океана. Ред. Каменкович В.М., Монин A.C. М. 1978. 455 с.

32. Филатов H.H. Гидродинамика озер. Сп-Б., 1991. 191 с.

33. Хендерсон-Селлерс Б. Инженерная лимнология. Гидрометео-издат, 1987. 335 с.

34. Хромешкин В.М. Применение кондуктометрических методов для мониторинга озера Байкал, Автореферат диссертации, Иркутск, 1994. 24 с.40.1Перстянкин П.П. Экспериментальные исследования подледного светового поля озера Байкал. М. Наука, 1975. 91 с.

35. Шерстянкин П.П., Куимова JI.H. Термохалинный анализ процессов перемешивания и фронтогенеза байкальских вод. // ДАН. 1995. - Т. 344. - N 2. - С. 247-251.

36. Шерстянкин П.П., Куимова JI.H., Потемкин B.JI. Основные закономерности термохалинного режима глубинной зоны озера Байкал на основе T,S анализа. // ДАН. 1997. - Т. 355. - N 5. - С. 683-687.

37. Шимараев М.Н., Гранин Н.Г. Температурная стратификация и механизмы конвекции в озере Байкал. //ДАН. 1991. - Т. 321. - N 2.-С. 831-835.

38. Шимараев М.Н., Гранин Н.Г., Куимова Л.Н. Опыт реконструкции гидрофизических условий в Байкале в позднем плейстоцене и голоцене. // Геология и Геофизика. 1995. - Т. 36. - N 8. - С. 97102.

39. Шимараев М.Н., Домышева В.М., Верболов В.И., Гранин Н.Г., Жданов A.A., Гнатовский Р.Ю., Цехановский И.И., Горбунова Л. А., Семовский C.B., Коровякова И.В. Гидрофизические процессы и распределение растворенного кремния в озере

40. Байкал. 11 Геология и геофизика. 1999. - Т. 40. - N 10. - С. 15021505.

41. Alexandrenko, S.N., L.M. Galkin, S.A. Madzharova. Model averaging of mass and energy cycles in aquatic ecosystem. // Interaction of biogeochemical cycles in aqueous system, Part 7, Hamburg 1992. P. 273-279.

42. Boyce F.M., Mortimer C.H. IFYGL temperature transects, Lake Ontario. Technical bulletin N 100, Environment Canada. 1972. - 3151. P

43. Carmack E.C., R.F. Weiss. Convection in Lake Baikal: An example of thermobaric instability. // Chu P.C. and J.C. Gascard (eds.), Deep convection and deep water formation in the ocean., Elsver, 1991. P. 215-228.

44. Chen C.T., and FJ. Millero. Precise thermodinamic properties for natural waters covering only limnological range. //Lmnol. Oceanogr., -1986.-V. 31.-P. 657-662.

45. Eklund, H. Stability of lakes near temperature of maximum density. // Science. 1965. - V. 149. - N 3684. - P. 632-633.

46. Falkner К. K., Measures C.I., Herbelin S.E. Edmond J.M. The major and minor element geochemistry of Lake Baikal. // Limnol. Oceanogr. 1991.-V. 36.-P. 413-423.

47. Farmer, D.M. and E.C. Carmack, Wind mixing and restratification in a lake near the temperature of maximum density, //J. Phys. Oceanogr., 1981.-V. 11.-P. 1516-1533.

48. Granin N.G. Thermobaric instability in temperate lakes during summer temperature stratification. // American Society of Limnology and Oceanography: Abstracts; June 16-20 1996; University of Wisconsin-Milwaukee; 1996. P. 52.

49. Granin N.G., Jewson D.H., , Gnatovsky R.Yu., Levin L.A., Zhdanov A.A., Averin A.I., Gorbunova L.A., Tsekhanovsky V.V.,

50. Dorosnhenko L.M., Minko N.P. Turbulent mixing under the ice and the growth of diatom algae in Lake Baikal. // Proceedings of XXVII SIL Congress, 1999. in press.

51. Granin N.G., Kay A., Galkin L.M. Nonlinear buoyancy near the temperature of maximum density. // 3 International Lake Ladoga Symposium, Petrozavodsk, 1999. P. 36.

52. Gregg M.C. The effects of bias error and system noise on parameters computed from C, T, P, and V profiles. // J. Phys. Oceanogr. 1979. -N9.-P. 199-217.

53. Hohmann R., R. Kipfer, F. Peeters, G. Piepke, and D.M. Imboden. Processes of deep-water renewal in lake Baikal. //Lmnol. Oceanogr., -- 1997.-V. 42.-P. 841-855.

54. Imboden D.M., Wuest A. Mixing mechanisms in the Lakes. // Physics and Chemistry of Lakes, Springer, 1995. P. 83-139.

55. Kay, A. Particles dynamics in deep cold water. // Mathematics today. -1998.-N 2.-P. 11-16.

56. Kelley, D.E. Convection in ice-covered lakes: effects on algal suspension. // Journal of Plancton Research. 1997. - V. 19. - N 12. -P. 1859-1880.

57. McManus, J., R.W. Collier and J. Dyamond. Mixing processes in Crater Lake, Oregon. //J. Geophys. Res. 1993. - V. 98. - P. 1829518307.

58. McManus J., R.W. Collier, C.A. Chen, J. Dyamond. Physical properties of Crater Lake: A method for the determination of conductivity- and temperature-dependent expression for salinity. //Limnol. Oceanogr. 1992. - V. 37. - P. 41-53.

59. Millard R.C, W.B. Owens and N.P. Fofonoff. On the calculation of the Brunt-Vaisala frequency. //Deep Sea Res. 1990. - V. 37. - N 1. - P. 167-181.

60. Millero F.J., Laferriere A., Chetirkin P.V. The partial momal volumes of electrolites in 0,725 m sodium chloride solution at 25°C. // Journal of Physical Chenistry. 1977. - V. 81. - P. 1737-1745.

61. Peeters F., G. Piepke, R. Kipfer, R. Hohmann and D.M. Imboden. Description of stability and neutrally buoyant transport in freshwater lakes. //Limnol. Oceanogr. 1996. - V. 41. - P. 1711-1724.

62. Reynolds C.S. The ecology of freshwater phytoplankton. Cambridg Univ. Press, 1984. 384 p.

63. Shimaraev M.N., Granin N.G., Zhdanov A.A. The role of spring thermal bars in the deep ventilation of Lake Baikal water. //Limn. Oceanogr. 1993. - V. 38(5). - P. 1068-1072.

64. Shimaraev M.N., Verbolov V.I., Granin N.G., Sherstyankin P.P. Print. Physical limnology of Lake Baikal: a review: BICER.Irkutsk-Okayama; 1994. 80 p.

65. Strom K.M. The temperature of maximum density in fresh waters. // Geof. Publ. 1946, - V. XVI. - N 4. - P. 4-14.

66. UNESCO. Tenth report of the joint panel on Oceanographic tables and standarts. // Unesco technical papers in marine science. -1981.-N36. -24 p.

67. Welander P. Theoretical forms for the vertical exchange coefficients in stratified fluid with application to lakes and seas. // Acta R. Soc. Sci. Lett. Gothob. Geophys. 1986.- V. 1. - N 1. - P. 1-26.

68. Walker, S.J. and R.G. Watts, A three-dimensional numerical model of deep ventilation in temperate lakes, // J. Geophys. Res. 1995. - V. 100. - P. 22711-22731.

69. Weiss R.F., E.C. Carmack and V.M. Koropalov. Deep-water renewal and biological production in Lake Baikal. // Nature. 1991. - V. 349. -N6311.-P. 665-669.