A Balaton üledék-víz határfelületén zajló hőcsere jellemzése és hatása

Abstract

A tavi ökoszisztémák egyik legfontosabb fizikai paramétere a vízhőmérséklet, ami közvetlen hatással van a biológiai és a kémiai folyamatok dinamikájára. Az olyan sekély tavak esetében, mint például a Balaton, az üledék hőmérséklete szoros kapcsolatban áll a vízhőmérséklettel, ám ennek ellenére a vonatkozó irodalom túlnyomó részében mégis elhanyagolhatónak tekintik a két térrész közti hőcserét. Ez azonban nem minden esetben tehető meg, mivel bizonyos sekély tavak esetében az energiamérleg több, mint 30%-át is kiteheti az üledékkel való hőcsere. Ezért kutatásunkban a Balaton üledék-víz határfelületén zajló hőcserét vizsgáltuk hosszú idejű mérési adatsorokra alapozva. A mérési program során nemcsak a víz- és üledékhőmérsékleteket monitoroztuk nagy időbeli felbontással, hanem hőárammérő-korongok segítségével közvetlenül mértük az üledék felső rétegében a hőáramot. A vizsgálatok során azt kaptuk, hogy a Balaton üledékének hővezetése olyan esetekben, mikor az üledéket nem zavarja meg a vízmozgás, illetve amikor stabil hőmérsékleti-rétegződés jellemzi a határfelületet, jól jellemezhető egy konstans hővezetési együtthatóval, illetve, hogy a felületi hőcsere számottevően kihat az üledék feletti alsó víztér rétegződésére, amelynek jelentős hatása lehet hidrobiológiai folyamatokra, mint például az oldott oxigénszint alakulására az üledék felszínén. Továbbá rámutattunk, hogy a mederhőáram elhanyagolásával a vízhőmérséklet jól modellezhető, azonban hatását a légkör-víz határfelületen zajló hőcserékkel tudjuk kompenzálni. Ezzel elsősorban a szenzibilis, másodsorban pedig a párolgási hőcsere számításánál követünk el kismértékű hibát.