สิ่งแวดล้อม

การแบ่งชั้นน้ำในทะเลสาบ (Stratification) และการพลิกกลับ (Turnover)

ตามธรรมชาติน้ำจะมีความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป โดยจะมีความหนาแน่นสูงที่สุดเท่ากับ 1.00 กรัม/ลบ.ซม. ที่อุณหภูมิ 4°C และลดลงเมื่อมีอุณหภูมิสูงขึ้นหรือลดต่ำลง ปรากฏการณ์เป็นสาเหตุทำให้น้ำทะเลสาบจะถูกแบ่งออกเป็นชั้นๆ เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำที่แตกต่างกัน เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การแบ่งชั้นน้ำเนื่องจากอุณหภูมิ (Thermal Stratification)

การแบ่งชั้นน้ำในพื้นที่เขตร้อน

ในพื้นที่เขตร้อนพบว่า อุณหภูมิที่บริเวณผิวน้ำจะสูงกว่าที่ก้นทะเลสาบทำให้ความหนาแน่นของน้ำที่ด้านบนมีค่าต่ำกว่าด้านล่าง จึงเกิดการแบ่งชั้นน้ำในทะเลสาบออกเป็น 3 ชั้น ได้แก่

1.  ทะเลสาบชั้นบน (Epilimnion) เป็นชั้นที่สัมผัสกับอากาศบริเวณผิวน้ำ จึงเกิดการถ่ายเทออกซิเจน จะมีการกวนผสมจากสายลมและคลื่นน้ำ ทำให้ชั้นนี้อยู่ในสภาวะมีออกซิเจน (Aerobic Condition) และมีอุณหภูมิค่อนข้างสม่ำเสมอ

2.  ทะเลสาบชั้นล่าง (Hypolimnion) เป็นชั้นที่อยู่ล่างสุดของทะเลสาบ มีอุณหภูมิต่ำกว่า ไม่ได้รับการกวนผสมจึงมีตะกอนสะสมอยู่มาก และอยู่ในสภาวะหมักไร้อากาศ (Anaerobic Condition)

3.  ทะเลสาบชั้นกลาง (Metalimnion/Thermocline) อยู่ระหว่างชั้น Epilimnion และ Hypolimnion เป็นชั้นที่มีความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิค่อนข้างมาก

ส่วนในฤดูหนาวอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศต่ำ ส่งผลให้ทะเลสาบชั้นบนอุณหภูมิลดต่ำลงเรื่อยๆจนกระทั่งต่ำกว่าทะเลสาบชั้นล่าง จนทำให้ความหนาแน่นของน้ำชั้นบนสูงกว่าชั้นล่าง จึงเกิดการพลิกกลับของชั้นน้ำ (Turnover) หลังจากนั้นทะเลสาบชั้นบนที่จะได้รับความหนาวเย็นจากชั้นบรรยากาศจนมีอุณหภูมิต่ำและความหนาแน่นสูงกว่าทะเลสาบชั้นล่างอีกครั้ง ก็จะเกิดการพลิกกลับครั้งใหม่ เป็นเช่นนี้ไปเรื่อยๆจนทำให้น้ำในทะเลสาบขุ่นช่วงฤดูหนาว

การแบ่งชั้นน้ำในพื้นที่เขตหนาว

ในฤดูหนาวผิวน้ำที่สัมผัสกับชั้นบรรยากาศจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าชั้นล่างทำให้ความหนาแน่นสูงกว่าจึงเกิดการพลิกกลับไปมา จนกระทั่วทะเลสาบชั้นล่างมีอุณหภูมิเท่ากับ 4°C ซึ่งมีความหนาแน่นสูงที่สุดจะหยุดการพลิกกลับ และเมื่อทะเลสาบชั้นบนมีอุณหภูมิลดลงถึง 0°C จะเกิดชั้นน้ำแข็งที่ผิวหน้าทะเลสาบ และเมื่อถึงฤดูร้อนเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความหนาแน่นของน้ำชั้นบนยังคงต่ำกว่าชั้นล่าง จึงคงสภาพการแบ่งชั้นเอาไว้ และจะเกิดการพลิกกลับอีกครั้งในช่วงฤดูใบไม้ร่วง

Leave a Reply