Was haben wir über die Wasserbewegung im westlichen Durham Nearshore gelernt?

Im küstennahen Bereich kann es bei bestimmten Windverhältnissen zu Aufwärts-und Abwärtsbewegungen des Wassers kommen. Relativ starke Winde führen dazu, dass sich das Oberflächenwasser entweder vom Ufer entfernt, was zu einem Aufschwung führt, oder die Winde führen dazu, dass sich Oberflächenwasser in Richtung Ufer bewegt, was zu einem Abschwung führt. Laut Csanady (1972) kann Wasser bis zu 5 km von der Küste entfernt an diesen Ereignissen beteiligt sein!,

Entlang des Nordufers des Ontariosees:

• Starke Winde von Westen nach Osten sind ideal für Hochhäuser.
• Starke Winde von Osten nach Westen sind ideal für Downwellings.

Upwelling

• Tritt auf, wenn dichtes kühles nährstoffreiches Wasser vom Boden der Wassersäule offshore das nährstoffarme Oberflächenwasser im Nearshore ersetzt.
• Wird vom Wind angetrieben, der Coriolis-Effekt und Ekman Transport
  • Wind weht über den See.,
  • Wasser wird 90 Grad aus Windrichtung transportiert (Coriolis forces/Ekman transport).
  • Durch die Reibung zwischen dem Oberflächenwasser und dem Wasser unter der Oberflächenschicht bewegen sich beide Wasserparzellen in die gleiche Richtung.
  • Wenn sich das Wasser vom Ufer entfernt, wird das verlorene Wasser durch das Hochwasser von tiefem Wasser ersetzt.
• Aufgewelltes nährstoffreiches Wasser kann Nährstoffe (Nitrat, Gesamtphosphor, löslicher reaktiver Phosphor usw.) für das biologische Wachstum in der Nähe liefern Küste.,

Downwelling

• Tritt auf, wenn Oberflächenwasser dichter wird und auf den Grund des Sees sinkt.
• Wird vom Wind, dem Coriolis-Effekt und dem Ekman-Transport angetrieben.
  • Wind weht über den See.,
  • Wasser wird 90 Grad aus Windrichtung transportiert (Coriolis forces/Ekman transport).
  • Wenn sich Wasser in Richtung Ufer bewegt, sammelt sich das bereits vorhandene Wasser an oder „stapelt sich“ und der Druck dieses Wassers führt dazu, dass es in tiefere Gewässer absinkt.
• Transportiert gelösten Sauerstoff in tiefere Gewässer und beeinflusst die Zersetzung in Oberflächengewässern.

Auf-und Abstieg identifizieren: Instrumente der Verwendung

Wir können die Temperatur an der Oberfläche und am Grund des Sees verwenden, um Auf-und Abstieg zu identifizieren., Die Temperatur kann abgerufen werden aus:

a) Thermistern (Temperaturketten, die in der Wassersäule aufgehängt sind),

b) Die Land-Ozean Biophysikalische Observatory (LOBO)., Das Ministerium für Umwelt und Klimawandel von Ontario hat dieses Instrument seit 2008 in der Region Ajax eingesetzt-derzeit in den eisfreien Monaten. Es sammelt Oberflächen – und Bodeninformationen zu einer Vielzahl von Parametern, einschließlich Temperatur, Leitfähigkeit, Chlorophyll a und Trübung.

Identifizieren von Wohnungen und Wohnungen

Anhand von Temperaturgraphen

Wenn wir die durchschnittlichen Oberflächen-und Bodentemperaturen im See vergleichen, sehen wir, dass es Zeiten gibt, in denen:

a) Oberflächengewässer plötzlich fallen und mit den Bodentemperaturen übereinstimmen: Hochwasser.

b) Grundwasser steigt plötzlich an und entspricht den Oberflächentemperaturen: Abschwellung.

Die folgende Grafik zeigt die Oberflächen-und Bodentemperaturen 2009 an der LOBO-Station vor der Küste von Duffins Creek (siehe Abbildung 8 unten für den Standort des LOBO)., Ein Beispiel für ein Upwelling-und ein Downwelling-Ereignis wird durch die blauen Pfeile in der folgenden Grafik angezeigt.

Durch Temperaturunterschiede

Um das Sehen zu erleichtern, können wir berechnen, wann innerhalb von 24 Stunden eine große Temperaturänderung auftritt. Die folgende Grafik berechnet die Differenz zwischen der oberen und der unteren Wassertemperatur. Wenn der Balken bei 4 Grad Celsius über die gepunktete Linie fällt, wissen wir, dass ein Downwelling aufgetreten ist. Wenn der Balken bei -4 Grad Celsius unter die gepunktete Linie fällt, wissen wir, dass ein Aufschwung stattgefunden hat.,

Durch räumliche Karten

Eine andere Möglichkeit, Wohnungen zu sehen, ist die Verwendung räumlich interpolierter Nährstoffkonzentrationen aus den Erhebungen des Ontario Ministry of the Environment and Climate Change in 2008., Die folgenden Karten stammen aus einem veröffentlichten Artikel und zeigen, dass die Temperatur an der Küste niedriger ist als 5 km von der Küste entfernt. Dies liegt daran, dass das Wasser an der Küste vom Ufer weggedrückt wurde und bei einem Hochwasserereignis durch Grundwasser ersetzt wurde. Während dieses Ereignisses verschwand Chlorophyll a am Ufer, aber nitratreiches Wasser erschien am Ufer, das aus dem nährstoffreichen Wasser am Grund des Sees transportiert wurde.,

Da Wind, Wassertemperatur und Zirkulation eine wichtige Rolle bei Auf-und Abfahrten spielen, kann sich die Anzahl der Auf-und Abfahrten im Ajax Nearshore möglicherweise von Jahr zu Jahr ändern. Wenn wir uns die Anzahl der Auf-und Abstiege von 2008-2012 ansehen, sehen wir, dass die Anzahl der Auf-und Abstiege, obwohl unterschiedliche klimatische Bedingungen herrschten, zufällig ähnlich war.,llings

12A 6 B 12 10 Downwellings 14A 14 10 13 15

NOTE: the time frame that the LOBO was out changed from year to year, however, it was generally logging temperature from April until November.,

A) Der LOBO-Fehlfunktion im Jahr 2008; upwelling Wert von Howell et al., 2012, Downwelling berechnet aus dem tiefsten verfügbaren Meter

B) Der Oberflächen-LOBO-Temperaturrekorder funktioniert nicht; keine Thermister protokollieren die Temperatur

Verstehen der Wasserbewegung in der Nähe

Richardson-Zahlen: Mischen zwischen Oberflächen-und Grundwasser

Richardson-Zahlen sind eine weitere Möglichkeit, die Vermischung zwischen Oberflächen-und Grundwasser zu betrachten., In technischer Hinsicht verwenden Richardson-Zahlen Stromgeschwindigkeiten und Temperaturunterschiede, um die Stabilität eines Wasserpakets in einer Wassersäule zu beschreiben. Wenn das Verhältnis zwischen den stabilisierenden Kräften aufgrund der Schichtung und den destabilisierenden Kräften aufgrund der vertikalen Scherung über einem kritischen Wert liegt, ist das Wasser stabil und das Oberflächen-und Bodenwasser vermischen sich nicht. Wenn die Zahl unter dem kritischen Wert liegt, mischt sich das Wasser. Dies bedeutet, dass, wenn wir diese Zahl berechnen und sie größer als ein bestimmter Wert ist, keine Vermischung zwischen den Wasserschichten auftreten kann., Wenn die berechnete Zahl unter einem bestimmten Wert liegt, können sich die Wasserschichten mischen. In diesem Fall können sich das obere und das untere Wasser vermischen, da sie die Kräfte zwischen ihnen überwinden können.

In der nähe von Duffins Creek, Richardson zahlen für das ganze jahr gezeigt sagen uns, dass die meisten der zeit die oberen und unteren wasser sind verschiedene. Im Herbst vermischt sich jedoch viel zwischen dem oberen und dem unteren Wasser. Es gibt zwei Diagramme auf der Karte unten platziert. Der Graph auf der linken Seite stammt aus einer Wassertiefe von ~15 Metern, während der Graph auf der rechten Seite aus einer Wassertiefe von ~18m stammt., Es gibt Unterschiede in den beiden Diagrammen; Das linke Diagramm hat mehr Punkte unterhalb der roten Linie, die zeigen, dass mehr Mischen auftritt. Dies sagt uns, dass es zwischen den beiden Standorten Veränderungen gibt und je tiefer Sie sind, und dass sich das Oberflächenwasser in tieferen Gewässern nicht so stark mit Grundwasser vermischt. Beachten Sie, dass in den Grafiken auf dem Bild unten Richardson-Zahlen zwischen etwa 4-5 m unter der Wasseroberfläche und 13-15 m unter der Wasseroberfläche berechnet werden.,

Es ist wichtig zu verstehen, wie sich die Nearshore-Mischungen mischen, da sie uns den Weg mitteilen, dem Nährstoffe folgen, wenn sie in den See gelangen.

Take-Home-Nachrichten

1. Upwellings und Downwellings bewegen Nährstoffe auf natürliche Weise im Nearshore.