Temperatur (søernes miljø)

Figur 13-7. Gennemsnitlig kuldioxidmætning, vindpåvirkning og lysindstråling i forhold til søstørrelse og skovdækning. Kuldioxidmængden er angivet i procent af, hvor meget den maksimalt kan være, når vandets indhold er i ligevægt med luftens. Vindpåvirkningen er angivet i procent af, hvor stor den er ved samme vindstyrke i en sø på 30 ha. Og lysindstrålingen er angivet i procent af, hvor stor den er ved samme solpåvirkning på et helt åbent areal.

.

Figur 13-8. Temperaturprofiler ned gennem en sø på forskellige tidspunkter af året. F.eks. Esrum Sø.

.

Artikelstart

Søvands temperatur afhænger især af luftens temperatur, af lysmængden og af undergrundens beskaffenhed. Fra luften overføres der varmeenergi til vandets øverste lag ved såkaldt varmeledning, hvor luftmolekylernes varmebevægelser overføres til vandmolekylerne. Lys indeholder strålingsvarme fra Solen, og når det trænger ned i vandet, opvarmes dette samtidig med, at lysets energiindhold falder. Undergrundens betydning kommer især til udtryk i de søer, som især får deres vand fra grundvandet med dets meget ensartede temperatur – eller som ligger i egne, hvor undergrunden er varm på grund af vulkansk aktivitet.

Omrøringens betydning

Hvis vandet stod bomstille i en given sø, ville temperaturen falde brat med dybden, men i virkeligheden er der altid en vis opblanding i vandsøjlen pga. vinden, som skaber hvirvler, der blander vandet rundt. Jo kraftigere vinden er, og jo længere strækning langs søoverfladen den har at virke på, jo større bølger og hvirvler opstår der, og desto længere ned i vandsøjlen rækker omrøringen (figur 13-7). Ved nattens afkøling af overfladevandet skabes der også omrøring, fordi koldt vand er tungt og synker. Den mekanisme er især vigtig i damme og små vindbeskyttede søer, hvor vindes omrøring af vandsøjlen er lav.

I store søer som Esrum Sø kan der efter kraftig og langvarig vind fra samme retning ske det, at overfladevandet presses fra søens læende ned til den modsatte. Vandstandsforskellen kan komme op på 1 m. Når vinden lægger sig igen, skaber vandstandsforskellen langsomme vipninger af hele søens vandmasse og strømning af vand fra det vindstuvede til det ikke vindstuvede område. Har søen et springlag (se næste afsnit) vipper det med, så skiftevis varmt overfladevand og koldere vand i springlaget vipper frem og tilbage over de dele af bunden, som er i kontakt med springlaget. Der foregår også vandstrømning hen over springlaget, og det skaber en vis opblanding af overfladevand og bundvand igennem springlaget.

Temperaturens betydning for springlaget

I det sene forår og om sommeren er solindstrålingen stor, og der afsættes så meget varmeenergi nær overfladen, at der kan opstå så store forskelle i vandets temperatur og massefylde, at vinden kun kan omrøre vandmassen et vist stykke ned i vandsøjlen, men ikke helt til bunden. Det varme overfladevand er lettere og flyder oven på det koldere og tungere bundvand. Imellem de to vandmasser ligger et relativt tyndt vandlag, hvor temperaturen ændrer sig meget hurtigere inden for ganske korte, vertikale afstande, end i vandmasserne over og under det. Temperaturen springer så at sige i laget, og derfor kaldes det springlaget (se også boks 13-1).

Temperaturforskellen kan gradvist forstærkes i løbet af sommeren, fordi overfladevandet og dermed det øverste af springlaget gradvist bliver varmere af Solen, mens det kolde bundvand og det nederste af springlaget er fysisk afskåret og ikke, eller kun i meget beskedent omfang, varmes op. I forsommeren kan et springlag f.eks. opstå ved en overfladetemperatur på 10 °C og en bundtemperatur på 8 °C. Senere på sommeren er overfadetemperaturen måske nået op på 18 °C, mens den stadig er 8 °C ved bunden, og temperaturforskellen gennem springlaget er blevet forstærket til hele 10 °C (figur 13-8). Springlaget forsvinder atter om efteråret, fordi den solindstråling, der skaber opvarmningen, bliver mindre, mens vinden ofte bliver stærkere.

Springlaget er vigtigt, fordi det ikke alene skaber temperaturforskelle, men også forskelle i f.eks. iltindholdet og indholdet af andre stoffer i vandlagene over og under det. Forskellene opstår, fordi springlaget udgør en fysisk barriere, der lukker bundvand af fra kontakt med luften og med overfladelagene. For iltens vedkommende sker der f.eks. det, at vandet under springlaget sædvanligvis modtager meget lidt lys, så det hverken kan få ilt fra fotosyntesen eller fra atmosfæreluften over søen. De i kapitlet Vandløbenes forurening omtalte nedbrydningsprocesser forløber imidlertid fortsat i bundlaget, så derfor oplever bundvandet i næsten alle danske søer et markant iltsvind, og sædvanligvis bliver det helt iltfrit i løbet af sommeren (figur 13-2). Også næringsstofindholdet og f.eks. surhedsgraden varierer mere fra overflade til bund i søer med springlag end i andre søer (se nærmere i de følgende afsnit).

Ikke alle søer danner springlag, og det befinder sig også på forskellige dybder og varer ikke lige længe. Det ene yderpunkt er små, brunvandede skovsøer, som er vindbeskyttede og oplever kraftig lyssvækkelse i de allerøverste meter. Her ligger springlaget i 1-4 m’s dybde og varer fra tidligt forår til sent efterår (figur 13-1). Det andet yderpunkt udgøres af Mossø ved Skanderborg, der aldrig danner et stabilt springlag om sommeren, fordi den med sin længdeakse i øst-vest-retningen ligger meget udsat for den herskende vestenvind. Vinden er stærk nok til at bryde de mindre lagdelinger, der opbygges i vindstille perioder.

Boks

Temperatur og iltindhold ved overfladen og bunden i Store Gribsø og Frederiksberg Slotssø i løbet af året.

.
Temperaturens betydning for springlaget

Boks 13-1.

Eksempler på søer med forskellige springlag

Temperatur og iltindhold ved overfladen og bunden i Store Gribsø og Frederiksberg Slotssø i løbet af året. Efter Sand-Jensen og Staehr, 2008.

Den 18 m dybe og blot 5 ha store Ørred Sø i Jydelejet på Møns Klint danner allerede springlag ved en temperatur på kun lidt over 4 °C, som er den temperatur, hvor ferskvand er tungest. Ørred Sø er derfor allerede nu kun en hårsbredde fra at udvikle permanent lagdeling af vandmassen, og det vil med sikkerhed ske i en varmere fremtid. År efter år vil det samme vand derfor stå over bunden, ilten vil hurtigt være permanent forsvundet, og langsomt vil indholdet af de svovl-, jern-og manganforbindelser, der frigøres ved bakteriernes ikke-iltbaserede stofskifte i søbunden stige.

I den lille, 11 m dybe og brunvandede Store Gribsø, der ligger i læ inde midt i Grib Skov, er lysmængden allerede nede på 1 % af den indstrålede mængde efter 2 m. Her opstår der et springlag ved en vandtemperatur på 5-6 °C tidligt om foråret, og det holder sig frem til sent på efteråret (figuren). Jo varmere foråret er, desto tidligere etableres springlaget, og jo varmere efteråret er, desto senere forsvinder det. Da søen ligger godt beskyttet mod vinden, har denne begrænset betydning for, hvornår springlaget etableres eller forsvinder.

I et fremtidigt varmere klima kan perioden med springlag forlænges yderligere, og søen kommer tættere på at udvikle et permanent springlag. Det kan i givet fald blive forstærket af stoffer, f.eks. svovl- og jernforbindelser, som frigøres fra søbunden pga. mikroorganismernes aktivitet (se Indvandring og spredning af arter) og øger vandets massefylde, således at det bliver endnu sværere for vinden at opblande det fra top til bund.

Esrum Sø er både en stor og en dyb sø. Søen etablerer springlag senere på foråret end Store Gribsø, når vandtemperaturen er nået op omkring 8-9 °C, og den mister også springlaget tidligere om efteråret. Forskellen mellem de to søer er især, at Esrum Sø er stor og meget mere vindpåvirket end Store Gribsø. Et varmere forår og lave vindhastigheder fremskynder tidspunktet for etablering af springlaget i begge søer.

I gennemsnit varer springlaget 150 dage i Esrum Sø, men 200 dage i Store Gribsø. Med en forventet stigning af lufttemperaturen på 3-4 °C i perioden 2070-2100 kan Esrum Sø forventes at få springlag i 200 dage og Gribsø i 230 dage. Derfor bliver den periode, hvor der ingen ilt er til bunddyrene, også længere, og det vil besværliggøre deres overlevelse yderligere.

Der findes også forholdsvis store, dybe søer som Mossø ved Skanderborg, der aldrig danner et stabilt springlag om sommeren. For Mossøs vedkommende skyldes det, at søens længdeakse ligger i øst-vestlig retning, således at den ligger meget udsat for den herskende vestenvind. Vinden er stærk nok til at bryde de mindre lagdelinger, der opbygges i vindstille perioder. I Mossø afhænger fremtidens opblanding altså af, hvor meget større opvarmningen bliver i forhold til vindpåvirkningen.

Vejviser

Værket Naturen i Danmark i fem bind udkom i årene 2006-2013. Teksten ovenfor er kapitlet Temperatur.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig