Ладожское Озеро

вернуться в оглавление

Цвет и прозрачность воды Ладожского озера

Различие между цветом водоема и действительным цветом воды в нем общеизвестны. Цвет водоема за­висит от отражения неба, берегов, дна (если озеро неглубокое) и ряда других меняющихся условий, при которых мы видим поверхность озера. В солнечный день озеро выглядит иначе, чем в пасмурный, в тихую по­году — иначе, чем когда по нему бегут морщины волн. Истинный же цвет воды определяется цветом тех лучей, которые, будучи отраженными от молекул воды и от разных взвесей в ней, более всего рассеиваются и выходят обратно в атмосферу. Цвет, стало быть, в первую очередь зависит от прозрачности воды. При отсутствии взвесей в воде лучше всего рассеиваются короткие лучи, и вода приобретает нормальный для нее (в большой толще) синий цвет. С увеличением мутности возрастает роль рассеивания лучей желтой и красной частей спектра, вода получает желтые и желто-бурые оттенки.

Цвет воды принято устанавливать по шкале Фореля — Уле, полученной путем смешения жидкостей раз­ных цветов. Цвета шкалы подобраны таким образом, что образуют гамму постепенных переходов от чисто голубого (№ I) через зеленовато-голубые и зеленова­то-желтые оттенки к бурым и коричневым (№ XXI). Очевидно, шкала эта условна.

В практике гидрохимического анализа употребляет­ся еще термин «цветность», означающий степень окрашенности природных пресных вод растворенными в них органическими веществами гумусового происхождения. Цветность определяют колориметрически: сравнивают окраску профильтрованной воды с окраской специаль­но подобранных растворов минеральных солей (с так называемой платиново-кобальтовой или имитирующей ее шкалой). Степень окраски выражается в градусах: ноль означает, что вода не имеет желтоватого или коричневатого оттенка. Очевидно, что и эта шкала условна. Кроме того, выяснено, что оттенки окрашенности природных вод отличаются от оттенков услов­ной шкалы (Петров, 1964).

Недочеты принятых до сих пор методов определе­ния цвета воды побудили Комплексную ладожскую экспедицию искать более объективные способы, кото­рые позволили бы давать точную характеристику цве­та. Большой объем исследований в этом направлении выполнен Б. М. Петровым (1967). Оказалось, что цвет воды нужно устанавливать при помощи двух коорди­нат. Одна из них — длина той волны спектра, которую максимально пропускает вода (А), другая — степень «разбавления» этого чистого спектрального цвета при­месью белого (Р). Величина Р (в процентах), называе­мая чистотой тона, показывает, сколько нужно доба­вить белого цвета к первой координате, чтобы полу­чился действительный оттенок изучаемой природной воды.

Цвет воды Ладожского озера характеризуется в среднем координатами К=572 ммк, Р=70%. По аква­тории и по глубине цвет воды меняется очень мало (А от 569 до 573 ммк, Р от 67 до 72%), поэтому мож­но сказать, что вся вода в озере, окрашена в желто-бурые тона (средняя длина волны желтого цвета 590 ммк).

Что касается содержания в воде темноокрашенных органических веществ, которые в основном и придают воде желто-бурые оттенки, то цветность воды в открытой части Ладоги надо считать довольно устой­чивой, от 29 до 42°. В прибрежных районах она дохо­дит до 40—50°, а вблизи устьев рек повышается до 100° и более, вреднее значение цветности воды озе­ра, выведенное Э. Э. Шерман за четыре года наблю­дений из почти 200 определений, равняется 36,2°.

Прозрачность воды измеряется обычно той глубиной (в метрах), на которой в воде перестает быть видимым белый диск диаметром 30 см (диск Секки); речь, стало быть, идет о глубине видимости. Этим путем И. В. Молчанов в свое время установил, что в Ладожском озере в течение года бывает два мак­симума прозрачности воды: в конце лета, когда реки несут меньше всего мути, а планктон еще не начал отмирать, и зимой подо льдом, что связано с миниму­мом речного стока и отсутствием взмученности воды под действием ветра. Прозрачность у западного побе­режья 2—2,5 м, у восточного побережья 1—2 м, в при­устьевых участках 0,3—0,9 м, а к центру озера увели­чивается   до  4,5  м.  Наименьшая   прозрачность наблюдалась в Волховской губе (0,5—1 м), а наиболь­шая — к западу от Валаамских островов (летом 8—9, зимой свыше 10 м)[1].

Описанный способ определения прозрачности при­влекает своей крайней простотой. Но он же и насто­раживает своими несовершенствами, так как в извест­ной мере зависит от остроты зрения наблюдателя и, кроме того, в сущности, суммирует оптические свойства разных и при том только поверхностных слоев воды. Поэтому гораздо лучше отражает действитель­ность другой показатель: коэффициент пропускания, или коэффициент прозрачности, т. е. отношение вели­чины светового потока, прошедшего в воде без изменения направления путь в 1 м, к величине свето­вого потока, вошедшего в воду. Его можно определять по всей глубине как для белого света, так и для от­дельных цветов спектра (путем применения соответст­вующих фильтров).

По ряду свойств, в том числе и по гидрооптическим показателям, воды Ладожского озера слагаются из двух типов вод: речных, поступающих из бассейна озе­ра, и собственно озерных, которые образовались уже в результате трансформации речных вод. А в собст­венно озерных водах надлежит различать (Петров, 1967) поверхностные воды (верхний слой толщиной 20 м), глубинные, простирающиеся от подошвы поверх­ностного слоя до горизонта, отстоящего от дна озера на 15—20 м, и. придонные (придонный 15—20-метровый слой). В северной и средней частях озера хорошо вы­ражены все три слоя, но в южной части слой глубин­ных вод «выпадает», и поверхностные водные массы смыкаются с придонными.

Вследствие взаимодействия с атмосферой, речными водами и под влиянием биологических процессов по­верхностные воды испытывают особенно заметные изменения прозрачности[2]. Она меняется в течение года от 0,18 до 0,50, особенно у побережий и в южной части озера. Наиболее прозрачны поверхностные воды у о. Мантинсари. Максимум прозрачности наблюдается весной (март — апрель), минимум — в начале осени (август — сентябрь).

Прозрачность глубинных вод по сравнению с дру­гими наибольшая, а изменения прозрачности в течение года — наименьшие (от 0,40 до 0,60).

Прозрачность придонных вод уменьшается сверху вниз, т. е. в сторону дна. В толще этих вод из-за их большой вязкости осаждение мелких взвесей замедля­ется, и, стало быть, мутность воды по мере приближе­ния ко дну увеличивается,

Вследствие того что воды Ладожского озера и воды впадающих в него притоков весьма различны по гидро­оптическим показателям, гидрооптический метод по­зволяет с большой точностью проследить распростра­нение речных вод в озере. Воды Вуоксы распростра­няются вдоль западного берега и далее к середине озера на 35—40 км. Воды Волхова распределяются по поверхности Волховской губы, но при некоторых условиях ветрового режима их обнаруживают в откры­том озере и в 40—45 км от устья Волхова. Воды Сяси прослеживаются на 8—10 км вдоль восточного берега Волховской губы.

Гидрооптические показатели оказались гораздо бо­лее чувствительными индикаторами изменений, про­исходящих в водных массах, чем температура и гидро­химические особенности.

Вода по-разному поглощает разные лучи. Из неви­димой части спектра инфракрасные и ультрафиолето­вые практически полностью перехватываются верхним метровым слоем. Глубже проникают только видимые лучи (свет). Весьма интересно определение того слоя воды, в котором осуществляется наиболее полное поглощение лучистой энергии Солнца и ее превращение в тепловую и фотохимическую. Нижнюю границу слоя проводят там, где относительная интенсивность проникающей радиации составляет 1% приходящей. Специальные исследования по этому вопросу провел К. А. Мокиевский (1968), Опираясь на 900 серий наблю­дений, он установил, что средняя толщина слоя, на­званного им теплоактивным, в Ладожском озере 4 м. В центре озера она 4,5—5 м, на востоке и юге 2,5—3 м, что легко объяснить приносом в восточную и южную части озера мутных и сильно гумифицированных реч­ных вод. Таким образом, основное количество вошед­шей в воду солнечной радиации используется в верх­нем 3—4-метровом слое.

Из различных факторов, влияющих на проникнове­ние радиации в воду, главную роль играет высота солнца над горизонтом. Оттого осенью проникновение радиации наименьшее, летом — наибольшее.

На глубину 10—12 м доходит лишь 0,05% приходя­щей на поверхность суммарной радиации.

Радиационный режим Ладожского озера

Солнечная радиация — единственный источник теп­ла для верхнего слоя гидросферы. Естественно поэто­му, что КЛЭ уделила большое внимание актинометрии. По собственным актинометрическим наблюдениям и с широким использованием всех других материалов, были произведены подсчеты суммарной радиации, опреде­лены величины альбедо, поглощенной поверхностью озера радиации, эффективного излучения, и на основе всех этих данных составлен средний радиационный ба­ланс поверхности озера для периода 1957—1962 гг. (Смирнова, 1968).

Средние величины суммарной радиации, приходя­щей на поверхность озера, даны в табл. 3.

табл. 3. Суммарная радиация, приходящая на поверхность Ладожского озера

Наибольший приток радиации отмечается с мая по июль, наименьший — в декабре и январе. Колебания суммарной радиации в пределах расчетного периода (1957—1962 гг.) составили от 74 до 82 ккал/см² в год.

В притоке суммарной радиации, как и в особенно­стях других слагаемых радиационного режима, суще­ствуют и некоторые региональные вариации, очень подробно выявленные Н. П. Смирновой. За недостат­ком места мы их здесь не касаемся.

По площади озера весьма заметны сезонные раз­личия в альбедо водной поверхности. Летом оно изме­няется от 8 до 9%, осенью—от 10 до 11%, вес­ной—от 26 до 29% и зимой — от 32 до 56%. Зимой, конечно, отражает не только водная поверхность, но также лед и снежный покров на льду, чем и объясня­ются резко возрастающие зимние показатели альбедо.

Количество тепла, поглощенного поверхностью озе­ра (поглощенная радиация), разность между тепловым излучением с поверхности озера и встречным тепло­вым излучением атмосферы (эффективное излучение, определяющее основные потери тепла из водоема) и радиационный баланс Ладожского озера представле­ны в табл. 4.

Таблица 4 Поглощенная радиация, эффективное излучение и радиационный баланс Ладожского озера (по Н. П. Смирновой, 1968) в ккал/см² в месяц

Радиационный баланс дважды в году переходит через нуль: на рубеже февраля и марта и на рубеже сентября и октября. С октября по февраль он отри­цательный, с марта по сентябрь положительный.

Очень существенной разницы в годовом радиаци­онном балансе отдельных районов озера нет: на севе­ре центральной части озера он равен 35,1 ккал/см², на юге той же части 38,7, на западе озера 38,2, на вос­токе 37,8 и в южном районе 43,3 ккал/см².

Некоторые общие особенности термического режима озер

Очевидно, что во всяком водоеме плотные слои воды всегда располагаются ниже, а более легкие — выше: плотность воды с глубиной увеличивается.

Плотность воды зависит от ее температуры и соле­ности. Когда теплое и соленое Атлантическое течение входит в Северный Ледовитый океан, то его воды, как более теплые, должны были бы остаться на поверхно­сти, а как более соленые — погрузиться под поверхность. В этом конкретном случае роль солености пере­вешивает, и атлантические воды опускаются на глуби­ну.

Пресные воды минерализованы настолько мало, что их соленостью можно пренебречь. И плотность прес­ной воды определяется только ее температурой. Прес­ная вода приобретает наибольшую плотность при тем­пературе, близкой к 4°.

Стало быть, если поверхностный слой воды, имею­щий температуру около 0°, подвергается нагреванию, он становится плотнее и опускается вниз, вытесняя кверху более легкие слои. Вследствие такой конвекции возникает состояние, при котором температура воды растет с глубиной. Это состояние носит название обратной стратификации, или обратной тепловой слоистости воды.

Если нагревается поверхностный слой, имеющий температуру 4°, он будет делаться легче и останется наверху. Нагревание воды может распространяться вглубь только турбулентным путем, т. е. при переме­шивании воды ветром. В этом случае устанавливается состояние, при котором температура с глубиной убы­вает, — это прямая термическая стратификация.

Обратная стратификация существует до тех пор, пока вся толща воды от поверхности до дна не нагре­ется до 4°. Прямая стратификация существует до тех пор, пока вся толща воды от поверхности до дна не охладится до 4°. Состояние, при котором температура по вертикали не меняется и равна температуре наи­большей плотности воды, называется гомотермией. В озерах гомотермия бывает весной и осенью. Прямая стратификация характерна для лета, обратная — для зимы.

Другая особенность термического режима озер — образование на известной глубине в условиях терми­ческой стратификации слоя скачка, или металимниона, т. е. слоя резкого перепада температуры, высо­ких ее градиентов — значительно более высоких, чем в слое воды над ним (в эпилимнионе) и под ним (в гиполимнионе). Возникновение металимниона обычно связано с нагреванием воды выше 4°. В этом случае поверхностный слой, как это мы только что отметили, становится легче ниже лежащих слоев, т. е. погру­жаться не может, и эффективное согревание более глубоких горизонтов осуществляется при помощи пе­ремешивания воды ветром. Перемешивание это с глу­биной все более затрудняется, потому что в том же направлении возрастает плотность воды. Оттого между верхней нагреваемой и нижней холодной толщей образуется резкий температурный раздел, где на очень коротком расстоянии по вертикали температура изме­няется подчас на несколько градусов (иногда до 10° на 1 м).

Наконец, третья особенность термического режима заключается в  появлении и исчезновении терми­ческого бара.

Явление термического бара было обнаружено Ф. Форелем на Женевском озере. Форель обратил внимание, что в начале зимы в прибрежной зоне озе­ра устанавливается обратная стратификация, темпера­тура воды на поверхности ниже 4° и местами около 0°, так что у самого берега образуется лед, тогда как на некотором удалении от берега в открытой части озе­ра температура поверхности воды выше 4°, и там нали­цо прямая стратификация. Тот раздел между теплой и холодной водой, где они соприкасаются и где вода от поверхности до дна имеет температуру 4°, Форель назвал термическим баром.

Удивительно странной оказалась судьба этого заме­чательного открытия: оно было практически забыто. О термическом баре до сих пор не говорится ни в но­вейших учебных руководствах по озероведению (Зайков, 1955; Богословский и Муравейский, 1955; Богословский, 1960), ни даже в капитальной сводке Хатчинсона (Hutchinson, 1957).

Честь вторичного открытия термического бара и, что самое главное, широкая разработка этой пробле­мы и освещение ее огромного значения при объясне­нии многих процессов в жизни озер принадлежит А. И. Тихомирову (1959, 1962, 1963, 1964, 1968). Заинте­ресовавшись статьей Тихомирова, переведенной на английский язык, американский ученый Роджерс вско­ре исследовал и описал термический бар на озере Онтарио (Rodgers, 1966). Таким образом, вклад, вне­сенный советским ученым в исследование общих ги­дрологических закономерностей озер, уже приносит свои плоды.

Причина возникновения термического бара состоит в том, что различно нагретые воды прибрежных уча­стков и открытого озера (с температурами выше и ни­же температуры наибольшей плотности) в зоне контак­та смешиваются и образуют толщу с температурой наибольшей плотности от поверхности до дна. Терми­ческий бар создает в озере две различные области, которые Тихомиров удачно назвал теплоактивной и теплоинертной. На Ладожском озере бар образуется ежегодно не только осенью, но и весной. При весен­нем баре в теплоактивной области формируется пря­мая термическая стратификация, при осеннем — обрат­ная. А в области теплоинертной (наименованной так потому, что в ней температура в период нагревания растет медленно, а в период охлаждения столь же медленно уменьшается) весной существует обратная стратификация, а осенью — прямая.

Поскольку в термическом баре плотность воды наибольшая, то поверхность воды должна находиться здесь чуть ниже, чем в теплоактивной и теплоинерт­ной областях. Это значит, что в поверхностном слое этих областей вода будет двигаться в сторону бара, затем опускаться вниз вдоль стенки бара и оттекать в придонном слое от подножия стенки в сторону от бара, т. е. в теплоактивной области — к берегу, в те­плоинертной — в открытое озеро. Эти два ниспадающих по обе стороны от бара потока, которые Тихомиров (1962) сравнивает с непрерывно движущей­ся шторой, образованной вертикальной циркуляцией, существуют до тех пор, пока вся толща воды в озере не достигнет температуры наибольшей плотности.

Однажды возникнув, термический бар держится очень устойчиво, пока ему не придет время исчезнуть при гомотермии. Ветер, даже сильный, его не разру­шает.

Термический бар можно не только обнаружить пу­тем измерения температуры воды — его можно видеть! Благодаря хорошо развитой конвергенции в поверхно­стных слоях, сопровождаю­щейся вертикальной цир­куляцией, мелкие плаваю­щие предметы, масло, пе­на образуют полосу на во­де, указывая на положение фронта термического бара. Особенно четко эта полоса видна с самоле­та.

Фронт термического ба­ра,   окаймляющий  чашу озера сперва вдоль бере­гов и неподалеку от них, со временем смещается в сто­рону открытой части озера. Так, весной вдоль южного побережья Ладоги бар возникает над глубинами 30—35 м, к концу июня он находится над глубинами 70 м, а в середине июля исчезает. Осенью вдоль южного берега бар появляется в начале ноября над глубинами 7—10 м; он отгораживает прибрежную часть от осталь­ного озера, у берегов появляется лед, тогда как почти во всей открытой части озера сохраняется температура 6—7°.

Теплоактивная область всегда находится над мелко­водьем, теплоинертная — всегда над большими глуби­нами. Пока существует термический бар, эти области изолированы друг от друга, и весной и осенью Ладожское озеро превращается в сущности в два разных озера, из которых одно внутреннее, теплоинертное, как бы вставлено в рамку другого — внешнего, теплоактивного. В каждом из этих «озер» свое верти­кальное распределение температуры (противоположная стратификация), своя циркуляция воды, между ними в горизонтальном направлении очень большие темпе­ратурные контрасты. Изоляция сказывается также и в различиях цвета, прозрачности, химизма воды и, стало быть,  отражается на условиях жизни и распределения организмов, в особенности планк­тона.

Легко видеть, что термический бар — это, как и металимнион, тоже «слой скачка», только расположенный не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости.

Температурный режим Ладожского озера

Температурный режим озера — один из важнейших энергетических факторов, контролирующих все проте­кающие в озере процессы. За время полевых работ Комплексная ладожская экспедиция измерила темпера­туру воды на 2800 термических станциях. На основе этих многочисленных измерений собраны сведения о температурном режиме Ладожского озера и рассчи­таны средние месячные температуры поверхности во­ды и всей водной массы озера за период 1957—1962 гг. Для случаев, когда непосредственных измере­ний оказывалось недостаточно, А. И. Тихомиров (1966) разработал новые методы расчета, учитывающие осо­бенности температурного режима: метод ежесуточно­го приращения эквивалентной температуры, метод тенденций и метод графиков связи температуры по­верхности воды. В результате им были получены дан­ные, суммированные в табл. 5.

Из-за большого объема водной массы Ладожского озера велика и его тепловая инерция; как видно из табл. 5, оно медленно нагревается и медленно осты­вает. Мы должны сделать также вывод, что Ладожское озеро холодное. Средняя температура водной массы в озере вдвое ниже температуры поверхности.

Разумеется, осредненная картина, изображенная в таблице, не дает еще полного представления о дина­мике явления. Температурный режим озера весьма сложный, и целесообразно вкратце обрисовать его главные фазы.

Годовой термический цикл озера слагается из че­тырех периодов: весеннего и летнего нагревания и осеннего и зимнего охлаждения (Тихомиров, 1964, 1966, 1968).

Таблица 5. Средние месячные и годовые температуры поверхности воды и водной массы Ладожского озера (Тихомиров, 1966, 1968)

Период весеннего нагревания начинается с момента, когда приток тепла за сутки устойчиво пре­обладает над потерями тепла. Это приходится в сред­нем на середину марта; запас тепла в Ладоге в это время минимальный.

В раннюю фазу весеннего периода температура во­ды у поверхности близка к 0°, а с глубиной возраста­ет, достигая у дна 2—2,7°, т. е. существует обратная термическая стратификация.

Чем больше озеро очищается ото льда, тем сильнее ветровое перемешивание водных масс: идет выравни­вание температуры воды по глубине и по акватории. Когда лед исчезает, в центральной части озера насту­пает гомотермия.

Вода в прибрежных районах нагревается быстрее, чем в открытом озере. Поэтому на мелководьях в кон­це апреля — начале мая она имеет уже температуру 4° и выше, что вызывает здесь перемену обратной стратификации на прямую, а в пелагической области в то же время отмечается слабая обратная стратифи­кация. На границе водных масс, обладающих противо­положной стратификацией, образуется весенний терми­ческий бар, знаменующий своим появлением вторую фазу весеннего нагревания и разделяющий озеро на теплоактивную и теплоинертную области.

По мере нагревания воды весной фронт термиче­ского бара перемещается на большие глубины. К 1 июня он лежит на изобате 30—35 м; температура поверхности воды в теплоактивной области 6—10°, в теплоинертной 2—2,5°. В теплоактивной области к этому времени формируется слой скачка, который затем делается все резче выраженным. К 1 июля термобар оказывается в пределах изобат 70—85 м; на теплоинертную область остается лишь 18—20% площа­ди озера, и вода здесь приобретает температуру 3,4— 3,8°.

В конце периода весеннего нагревания вся толща воды в озере прогревается до температуры наиболь­шей плотности, вследствие чего термический бар исче­зает. Наступает период летнего нагревания.

Начало летнего нагревания, или гидро­логического лета, совпадает обычно с серединой июля. Летом температура поверхности воды доходит иногда до 24°, но в придонных слоях она близка к 4°. Таким образом, на глубинах в озере создается свое­образный купол воды с температурой наибольшей плотности. Но именно потому, что в нем вода плотнее, чем в обрамляющей его массе, он со временем «рас­пластывается»: в придонных слоях вода оттекает к по­бережьям, а «крыша» купола опускается. Последнее способствует выравниванию температуры верхнего слоя воды на всем озере. Под воздействием ветра растет мощность эпилимниона и металимниона. Летом господствует прямая термическая стратификация.

В последних числах августа или в начале сентября начинается осеннее охлаждение озера. В цен­тральной части озера процесс остывания постепенно приближает водную массу к гомотермии (следователь­но, к исчезновению купола плотной воды). Так как охлаждение в прибрежных районах протекает быстрее, чем в удалении от берега, в конце октября — начале ноября вдоль южного побережья зарождается на Ла­доге осенний термический бар, «Стенка» наибольшей плотности, по одну сторону которой (в литорали) существует обратная стратификация, а по другую — прямая, затем постепенно смещается в сто­рону больших глубин. В прибрежных районах, изолиро­ванных баром, появляются забереги. Осенний бар в конце декабря исчезает, во всем озере устанавлива­ется гомотермия.

Период зимнего охлаждения начинается со второй-третьей декады декабря и продолжается до 15 марта. Зимой для озера характерна повсемест­ная обратная стратификация и, разумеется, наличие ледяного покрова.

Комплексная ладожская экспедиция участвовала в отдельных ледовых авиаразведках озера совместно с Северо-Западным управлением Гидрометслужбы СССР. Но наиболее полные данные по этому вопросу собраны Северо-Западным управлением и обобщены за 14 лет (1943—1956) в интересной и содержательной работе П. Л. Медреса (1957).

Ладожское озеро полностью одевается в ледяную броню не каждую зиму. В среднем один раз в 4—5 лет глубоководные его области, а иногда и централь­ная часть остаются открытыми. Озеро вообще замер­зает с трудом: на замерзание ему нужно около 2,5 месяцев.

Ледостав, начинающийся около 1 декабря, сперва захватывает прибрежные части, наиболее спокойные мелководные заливы, а затем концентрически продви­гается все дальше и дальше от берегов к середине озера и завершается здесь 15—20 февраля. Позже всех замерзает акватория к юго-западу от Валаамских островов. К 1 декабря льдом закрыт всего 1 % площа­ди озера, к 15 января — 54%, к 31 января — 91%, к 15—20 февраля — 100%. Толщина ледяного покрова увеличивается до 15 марта, после чего медленно уменьшается.

Средняя толщина ладожского льда в марте 50— 60 см, наибольшая 70—90 см, но в особенно суровые зимы, например 1941/42 г., когда действовала на озе­ре «Дорога жизни», толщина льда доходила до 110 см.

В центральной части озера, где лед образуется позже всего, он зеркально-гладкий, мало заснеженный, тогда как в остальных местах озера более старый лед застлан пеленой снега. На границе этих разновозраст­ных льдов бугрятся подчас торосы высотой до 6 м, а вдоль цепочки их темнеют разводья. Наблюдались и торосы высотой до 15—25 м (у маяка Сухо и близ Кареджинской косы).

Разрушаться ледяной покров на озере начинает после 15 марта. Вскрытие происходит в порядке, об­ратном порядку замерзания: раньше всего (между 1 и 10 апреля) на юго-западе от Валаамского архипела­га, к 20 апреля на всей центральной акватории (на 53% площади озера). Вскрытие озера заканчивается между 5 и 10 мая, очищение от льда—во второй декаде мая.

Основная масса ладожского льда тает в самой Ла­доге. Лишь очень незначительная его часть — от 1 до 5%—попадает в Неву. Ладожский лед обычно прохо­дит мимо Ленинграда в течение 7—8 дней; это бывает в среднем в последнюю неделю апреля. Из Ладоги в Неву лед поступает при восточных и северо-восточ­ных ветрах.

Запасы тепла в Ладожском озере и тепловой баланс

На основании данных о температуре воды А. И. Ти­хомирову (1968) удалось подсчитать средние запасы теп­ла в Ладожском озере на первое число каждого месяца за период 1957—1962 гг. Запасы вычислены отдельно для каждого года. В табл. 6 несколько измененной мною по форме по сравнению с более детальными таблицами Тихомирова, приведены наибольшие и наи­меньшие средние величины, наблюдавшиеся за соот­ветствующие месяцы в отдельные годы расчетного периода.

Таблица 6 Теплозапасы Ладожского озера на 1-е число каждого месяца

В нарисованной картине нет ничего неожиданного; тепловой фонд озера с декабря по апрель включитель­но уменьшается стремительно, почти в геометрической прогрессии, с мая по июнь растет довольно быстро, с августа по октябрь держится примерно на одном уровне. Наличие наибольших запасов не летом, а в конце лета и осенью — следствие тепловой инерции огромной водной массы. Принципиально новы и важ­ны в таблице количественные показатели.

А. И. Тихомиров подсчитал также и изменение запа­сов тепла в озере (табл. 7).

К сожалению, для составления теплового баланса за весь год материалов еще недостаточно, поэтому

Таблица 7 Изменение запасов тепла в Ладожском озере в кал/см² в минуту

Ладожской экспедиции пришлось ограничиться вычис­лением баланса только для периода открытой воды, т. е. для промежутка времени от полного исчезновения льда до его появления. Это тоже очень ценно, так как тепловой баланс Ладожского озера до сих пор еще никем не освещался.

Оказалось, что для подсчета теплового баланса можно удовлетвориться формулой

В + LE ± Р + Qm = W,

где В — радиационный баланс, LE — тепло, затрачен­ное на испарение или выделившееся при конденсации водяного пара, Р — турбулентный теплообмен между поверхностью озера и атмосферой, Q — приток и сток тепла с водой рек и W — тепло, уравновеши­вающее поступление и расход тепла, т. е. изменение запасов тепла в водной массе.

Величина W приведена в табл. 7, сведения о радиа­ционном балансе — в табл. 4, Тепло, приносимое и уносимое реками, определено М. Ф. Веселовой (1968), затраты тепла на испарение и турбулентный теплообмен вычислены в работе А. Ф. Изотовой (1968). За год Ладожское озеро теряет на испарение от 15,6 ккал/см² (западный район) до 23,8 ккал/см² (южный район). Величина турбулентного теплообмена озе­ра в целом за год всегда положительна, т. е. с по­верхности озера преобладает отдача тепла; таким путем озеро за год теряет в среднем более 9 ккал/см², особенно много осенью и зимой. В этом состоит его согревающее действие на прилежащую сушу. Весной, наоборот, озеро получает тепло из атмосферы. То же происходит и летом, за исключением южного и восточного районов, где преобладает отток тепла в атмо­сферу.

Тепловой баланс озера составлен Н. П. Смирновой (1968а). Результаты суммированы в табл. 8.

Таблица 8 Средние значения теплового баланса Ладожского озера за навигационный период в 1957—1962 гг. в ккал/см² в месяц

В приходной части теплового баланса на больший удельный вес имеет поглощенная радиация (67,7%), в расходной — эффективное излучение (22,9%) и затра­ты тепла на испарение (22,8%). Приток тепла с водой рек очень мал (0,2%), равно как и сток его через Неву (1,4%). Значение турбулентного теплообмена в приходе (4,8%) меньше, чем в расходе (10,6%).