Lago Dimictic
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Ver también

Un lago dimíctico es un cuerpo de agua dulce cuya diferencia de temperatura entre la superficie y el fondo se vuelve insignificante dos veces al año, lo que permite que todos los estratos del agua del lago circulen verticalmente. Todos los lagos dimícticos también se consideran holomícticos , una categoría que incluye todos los lagos que se mezclan una o más veces al año. Durante el invierno, los lagos dimícticos están cubiertos por una capa de hielo, creando una capa fría en la superficie, una capa ligeramente más cálida debajo del hielo y una capa inferior aún más cálida sin congelar, mientras que durante el verano, las mismas diferencias de densidad derivadas de la temperatura se separan. las aguas cálidas de la superficie (el epilimnion ), de las aguas más frías del fondo (el hipolimnion). En la primavera y el otoño, estas diferencias de temperatura desaparecen brevemente y el cuerpo de agua se vuelca y circula de arriba hacia abajo. Estos lagos son comunes en regiones de latitudes medias con climas templados. [1]

Ejemplos de lagos dimicticos

Ciclos estacionales de mezcla y estratificación

Ciclos de estratificación térmica en un lago dimíctico.
Existe un ciclo estacional de estratificación térmica con dos períodos de mezcla en primavera y otoño. Dichos lagos se denominan "dimícticos". Durante el verano hay una fuerte estratificación térmica, mientras que hay una estratificación inversa más débil en invierno (Figura modificada de [2] ).

La mezcla (volcado) ocurre típicamente durante la primavera y el otoño, cuando el lago es "isotérmico" (es decir, a la misma temperatura de arriba hacia abajo). En este momento, el agua en todo el lago está cerca de los 4 ° C (la temperatura de densidad máxima) y, en ausencia de diferencias de temperatura o densidad, el lago se mezcla fácilmente de arriba a abajo. Durante el invierno, cualquier enfriamiento adicional por debajo de 4 ° C da como resultado la estratificación de la columna de agua, por lo que los lagos dimícticos generalmente tienen una estratificación térmica inversa, con agua a 0 ° C por debajo del hielo y luego con temperaturas que aumentan a cerca de 4 ° C en la base del lago. [3]

Vuelta de primavera

Una vez que el hielo se derrita, el viento puede mezclar la columna de agua. En los lagos grandes, la columna de agua superior suele estar por debajo de 4 ° C cuando el hielo se derrite, por lo que la primavera se caracteriza por una mezcla continua por convección impulsada por el sol, [4] [5] hasta que la columna de agua alcanza los 4 ° C. En los lagos pequeños, el período de vuelco de primavera puede ser muy breve, [6] por lo que el vuelco de primavera suele ser mucho más corto que el de otoño. A medida que la columna de agua superior se calienta más allá de los 4 ° C, comienza a desarrollarse una estratificación térmica .

Estratificación de verano

Durante el verano, el calor que fluye de la atmósfera a un lago calienta las capas superficiales. Esto da como resultado que los lagos dimícticos tengan una fuerte estratificación térmica, con un epilimnion cálido separado del hipolimnion frío por el metalimnion. Dentro del metalimnion hay una termoclina , generalmente definida como la región donde los gradientes de temperatura exceden 1 ° C / m. [7] Debido al gradiente de densidad estable, la mezcla se inhibe dentro de la termoclina, [8] lo que reduce el transporte vertical de oxígeno disuelto . Si un lago es eutróficoy tiene una alta demanda de oxígeno en los sedimentos, el hipolimnion en los lagos dimícticos puede volverse hipóxico durante la estratificación del verano, como se ve a menudo en el lago Erie .

Durante la estratificación del verano, se observa que la mayoría de los lagos experimentan ondas internas debido a la entrada de energía de los vientos. Si el lago es pequeño (menos de 5 km de longitud), entonces el período del seiche interno está bien predicho por las fórmulas de Merian. [9] Las ondas internas de largo período en lagos más grandes pueden verse influenciadas por las fuerzas de Coriolis (debido a la rotación de la Tierra). Se espera que esto ocurra cuando el período de seiche interno se vuelva comparable al período de inercia local , que es de 16.971 horas a una latitud de 45 ° N (enlace a la utilidad Coriolis). En grandes lagos (como el lago Simcoe , el lago Ginebra , el lago Michigan oLago Ontario ) las frecuencias observadas de los seiches internos están dominadas por las ondas de Poincaré [10] [11] y las ondas de Kelvin . [12] [13]

Caída volcada

A finales del verano, la temperatura del aire desciende y la superficie de los lagos se enfría, lo que da como resultado una capa de mezcla más profunda, hasta que en algún momento la columna de agua se vuelve isotérmica y, por lo general, tiene un alto contenido de oxígeno disuelto. Durante el otoño, una combinación de viento y temperaturas del aire refrigerante continúan manteniendo mezclada la columna de agua. El agua continúa enfriándose hasta que la temperatura alcanza los 4 ° C. A menudo, el vuelco en el otoño puede durar de 3 a 4 meses.

Estratificación inversa de invierno

Una vez que la columna de agua alcanza la temperatura de densidad máxima a 4 ° C, cualquier enfriamiento posterior produce agua menos densa debido a la no linealidad de la ecuación del estado del agua . El comienzo del invierno es, por tanto, un período de restratificación. [14] Si hay relativamente poco viento, o el lago es profundo, solo se forma una fina capa de agua fría flotante sobre aguas más densas de 4 ° C y el lago estará "crioestratificado" una vez que se forme el hielo. [15] Si el lago experimenta fuertes vientos o es poco profundo, entonces toda la columna de agua puede enfriarse a cerca de 0 ° C antes de que se forme el hielo, estos lagos más fríos se denominan "cromícticos". [15] Una vez que se forma hielo en un lago, los flujos de calor de la atmósfera se detienen en gran medida y las condiciones iniciales de estratificación o criomíctica se bloquean en gran medida. El desarrollo de la estratificación térmica durante el invierno se define por dos períodos: Invierno I e Invierno II. [16] Durante el período de principios de invierno de Winter I, el mayor flujo de calor se debe al calor almacenado en los sedimentos; durante este período, el lago se calienta desde abajo formando una capa profunda de 4 ° C de agua. [dieciséis]Durante el final del invierno, el hielo de la superficie comienza a derretirse y, a medida que aumenta la duración del día, aumenta la luz solar que penetra a través del hielo en la columna de agua superior. Por lo tanto, durante el invierno II, el flujo de calor principal ahora proviene de arriba, y el calentamiento provoca la formación de una capa inestable, lo que resulta en una convección impulsada por el sol. [5] [17] [3] Esta mezcla de la columna de agua superior es importante para mantener el plancton en suspensión, [18] [3] [19] que a su vez influye en el momento de la proliferación de algas bajo el hielo y los niveles de oxígeno disuelto . [20] [3] Las fuerzas de Coriolis también pueden volverse importantes para impulsar los patrones de circulación debido al calentamiento diferencial por radiación solar. [21]El período invernal de los lagos es probablemente el menos estudiado, [22] pero la química y la biología siguen siendo muy activas bajo el hielo. [23]

Ver también

  • Amictic
  • Holomíctico
  • Meromíctico
  • Monomíctico
  • Polimictico
  • Termoclina

Referencias

  1. ^ Lewis, William M., Jr. (1983). "Una clasificación revisada de lagos basada en la mezcla" (PDF) . Revista Canadiense de Pesca y Ciencias Acuáticas . 40 (10): 1779-1787. doi : 10.1139 / f83-207 . Archivado desde el original (PDF) el 6 de marzo de 2009.
  2. ^ Ridgway, M., B. McMeans y M. Wells. 2021. Proyecto de movimiento de peces de los lagos de Humo, Canoa y Té en el Parque Provincial Algonquin. Ministerio de Recursos Naturales y Silvicultura de Ontario, Subdivisión de Ciencia e Investigación, Peterborough, ON. Informe de información científica y de investigación IR-22. 10 p. + apéndice. [1]
  3. ^ a b c d Yang, Bernard; Joven, Joelle; Brown, Laura; Wells, Mathew (23 de diciembre de 2017). "Las observaciones de alta frecuencia de la temperatura y el oxígeno disuelto revelan la convección debajo del hielo en un lago grande" . Cartas de investigación geofísica . 44 (24): 12, 218-12, 226. Bibcode : 2017GeoRL..4412218Y . doi : 10.1002 / 2017GL075373 . ISSN 0094-8276 . 
  4. ^ Cannon, DJ; Troy, CD; Liao, Q .; Bootsma, HA (28 de junio de 2019). "Convección radiativa sin hielo impulsa la mezcla de primavera en un lago grande". Cartas de investigación geofísica . 46 (12): 6811–6820. Código bibliográfico : 2019GeoRL..46.6811C . doi : 10.1029 / 2019gl082916 . ISSN 0094-8276 . 
  5. ↑ a b Austin, Jay A. (22 de abril de 2019). "Observaciones de convección impulsada radiativamente en un lago profundo" . Limnología y Oceanografía . 64 (5): 2152–2160. Código Bib : 2019LimOc..64.2152A . doi : 10.1002 / lno.11175 . ISSN 0024-3590 . 
  6. ^ Pierson, DC; Weyhenmeyer, GA; Arvola, L .; Benson, B .; Blenckner, T .; Kratz, T .; Livingstone, DM; Markensten, H .; Marzec, G .; Pettersson, K .; Weathers, K. (febrero de 2011). "Un método automatizado para monitorear la fenología del hielo del lago" . Limnología y Oceanografía: métodos . 9 (2): 74–83. doi : 10.4319 / lom.2010.9.0074 . ISSN 1541-5856 . 
  7. ^ Gorham, Eville; Boyce, Farrell M. (enero de 1989). "Influencia de la superficie y profundidad del lago sobre la estratificación térmica y la profundidad de la termoclina de verano" . Revista de investigación de los Grandes Lagos . 15 (2): 233–245. doi : 10.1016 / s0380-1330 (89) 71479-9 . ISSN 0380-1330 . 
  8. ^ Chowdhury, Mijanur R .; Wells, Mathew G .; Cossu, Remo (diciembre de 2015). "Observaciones e implicaciones ambientales de la variabilidad en la mezcla turbulenta vertical en el lago Simcoe". Revista de investigación de los Grandes Lagos . 41 (4): 995–1009. doi : 10.1016 / j.jglr.2015.07.008 . ISSN 0380-1330 . 
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  12. ^ Inundación, Bryan; Wells, Mathew; Dunlop, Erin; Joven, Joelle (14 de agosto de 2019). "Las olas internas bombean aguas dentro y fuera de una profunda ensenada costera de un gran lago" . Limnología y Oceanografía . 65 (2): 205–223. doi : 10.1002 / lno.11292 . ISSN 0024-3590 . 
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enlaces externos

  • "Circulación: patrones anuales de lagos dimícticos" en Encyclopædia Britannica Online
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