Что такое термоклин

22.01.04

Термоклин – это как секс. Вы никогда не забудете свой первый раз.

Если вы еще не имели удовольствия плыть в термоклине, будьте готовы к тому, что пока вы наслаждаетесь "теплой ванной", кто-то подкрадывается сзади и окатывает вас ведром холодной воды. Этот таинственный "кто-то" и есть термоклин.

Теплые уши и холодные ноги

Говоря проще, термоклин – это резкое изменение температуры воды. Насколько резкое? В некоторых случаях с глубиной температура может понижаться больше чем на 10 градусов всего за полметра глубины. Таким образом, можно запросто зависнуть так, что ваш торс будет находиться в комфортных условиях, а ваши ноги будет сводить от холода.

Как правило, термоклины возникают в водоемах со спокойной водой, таких как карьеры, пруды и озера. Они могут возникать и в океане, но обычно в таких случаях из-за сложных течений и других факторов с глубиной температура падает более устойчиво и не так резко.

Рождение термоклина

Во время теплого времени года через поверхность воды проникает увеличенное количество солнечного света. Он преобразуется в тепловую энергию, и верхний слой воды начинает медленно нагреваться. Как только воды достигает температуры окружающего воздуха, она начинает расширяться. По сути, расстояние между молекулами разогретой воды больше, чем у холодной воды. Такое расширение приводит к тому, что плотность воды падает. Соответственно падает и ее вес. Как? Количество молекул воды остается тем же самым, но теперь они распределены в большем объеме.

Солнце не может прогреть более глубокие слои воды до той же температуры, до которой нагревается вода у поверхности. Эта более холодная, более плотная вода фактически тяжелее, чем поверхностные слои. Эта разница в весе и приводит к формированию термоклина.

Не смешиваясь, теплые водные массы поднимаются вверх над более плотными холодными слоями, образуя границы резких перепадов температуры. Можно сказать, что теплая вода плавает на поверхности холодной воды, словно разлитое подсолнечное масло.

Наблюдение за термоклином

В знойный день на дороге можно заметить поднимающиеся от асфальта волны теплого воздуха. В местах соприкосновения слоев с разной температурой вы можете заметить характерные завихрения. Тот же эффект наблюдается и в термоклинах. В чистой воде, которая содержит термоклины, вы можете четко увидеть области, где температурные изменения искажают и замутняют воду.

Исчезновение термоклина

С наступлением более холодной погоды имеет место противоположный эффект. Нехватка солнечного тепла вынуждает разогретый поверхностный слой воды отдавать тепловую энергию обратно окружающему воздуху. Эта вода становится более плотной и фактически погружается на уровень, находящийся непосредственно под ней.

Этот феномен известен как водоворот (overturn) и часто отмечается холодноводными дайверами, как предвестник в изменении режима термоклинов водоема. Водовороты часто продолжаются до тех пор, пока сохраняется разность температур между соседними слоями воды.

Примером такого явления может стать популярный у американских дайверов карьер Гилбоа (штат Огайо, США). Первый термоклин находится на глубине около 6 м, и в течение летних месяцев вода над ним настолько теплая, что в ней можно плавать в минимальной изоляции. Преодоление термоклина требует наличия более толстого гидрокостюма. В одном из мест глубина карьера достигает 40 м, и вода в этой области редко повышается выше 4.5 С, какой бы тепло ни была вода вверху.

Как сделать ваш собственный термоклин

Чтобы до конца понять природу формирования термоклинов, проведите следующий эксперимент. Залейте в чистый стеклянный сосуд около 10 см чистой воды. Заполните сосуд примерно на треть холодной водой (чем холоднее, тем лучше), в которой предварительно была растворена яркая пищевая краска. Затем медленно добавьте примерно такое же количество горячей (не кипяченой) воды, в которой была растворена краска другого цвета. Например, вы можете использовать синюю краску для холодной и красную краску для горячей воды.

Если вы добавляете горячий раствор медленно, он должен не смешиваясь расположиться над холодным раствором. Рассмотрев ближе соединение двух слоев, вы сможете увидеть искусственно созданный термоклин.

Контакт с термоклином

Неопреновые гидрокостюмы обжимаются с увеличением глубины и теряют свои изоляционные качества. К сожалению, наряду с ослаблением защитных свойств гидрокостюма с увеличением глубины падает и температура воды. Вы можете напрягаться сколько угодно, но в таких условиях ваше тело не сможет поднять температуру окружающей воды до комфортного уровня. Чтобы плавать в водоеме, в котором имеются термоклины, одевайтесь из расчета на самую холодную воду, которую вы можете встретить на глубине.

Эффект слоеного пирога

Как только температура пресной воды опускается до 4°С, ее плотность становится максимальной. При более низких температурах вода снова начинает расширяться (именно поэтому лед плавает на поверхности воды). Холодные и тяжелые массы воды опускаются ниже более теплых. Таким образом, водный столб принимает вид слоеного пирога. Наиболее отчетливо этот эффект наблюдается в летний сезон, когда мелкие слои водоемов нагреваются наиболее сильно.

И хотя от термоклина к термоклину перепад температуры становится все менее ощутимым, их можно почувствовать, и вы должны быть готовы к встрече с ними.