Сезонная и межгодовая изменчивость температуры воды в Петрозаводской губе Онежского озера

По круглогодичным измерениям температуры воды на автономной станции (заякоренной косе с температурными датчиками) изучены особенности температурного и ледового режимов Петрозаводской губы Онежского озера в современных климатических условиях, уточнены даты и продолжительность основных гидрологических явлений на акватории губы. В аномально теплую зиму 2019–2020 гг. акватория Петрозаводской губы не покрылась льдом полностью впервые за длительный период наблюдений, в районе станции измерений ледовые поля периодически наблюдались с конца января до середины марта. Продолжительность ледостава в две следующие зимы составила 3.5 и 5 мес. Получены данные о сроках начала и продолжительности весенней подледной конвекции, феномена, играющего важную роль в термическом режиме озера в конце зимы. Показано, что 2016, 2021 и 2022 гг. весеннее подледное конвективное перемешивание продолжалось 4–6.5 нед., охватывая к концу ледостава весь столб воды. Перемешивание водной толщи после взлома льда (весенняя гомотермия) продолжалось еще 3–4 нед. Весной 2020 г. подледная конвекция не наблюдалась, перемешивание в условиях отрытой воды продолжалось два месяца с середины марта до середины мая. Даты перехода температуры воды через 4°C в сторону повышения в годы измерений (5–19 мая) опережали среднемноголетние на 2–3 нед. (конец мая). Термическая стратификация устанавливалась в годы измерений в период с 12 по 27 мая, раньше среднемноголетних сроков (начало июня), и существовала 3–3.5 мес. Полное перемешивание водной массы губы происходило в конце августа–начале сентября, и далее до установления льда водная толща охлаждалась в состоянии гомотермии с редкими эпизодами установления слабой стратификации. Непосредственно перед установлением льда температура воды понижалась до очень низких значений и не превышала 0.1°C по столбу воды. Период со среднесуточной температурой воды поверхностного слоя Петрозаводской губы выше 10°C продолжался в годы измерений от 121 до 144 сут.

1. Ефремова Т.В., Пальшин Н.И., Белашев Б.З. Температура воды разнотипных озер Карелии в условиях изменения климата (по данным инструментальных измерений 1953–2011 гг.) // Водные ресурсы. 2016. Т. 43. № 2. С. 228–238.

2. Здоровеннова Г.Э., Гавриленко Г.Г., Здоровеннов Р.Э. и др. Эволюция температуры водной толщи бореальных озер на фоне изменений регионального климата // Известия РГО. 2017. Т. 149. Вып. 6. С. 59–74.

3. Здоровеннова Г.Э., Голосов С.Д., Пальшин Н.И. и др. Зимний термический и ледовый режимы малых озер Карелии на фоне региональной климатической изменчивости // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2022. Т. 67. № 1. С. 138–155. https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.108

4. Калинкина Н.М., Теканова Е.В., Ефремова Т.В. и др. Реакция экосистемы Онежского озера в весеннее-летний период на аномально высокую температуру воздуха зимы 2019–2020 годов // Известия РАН. Серия географическая. 2021. Т. 85. № 6. С. 888–899. https://doi.org/10.31857/S2587556621060078

5. Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада Европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск КарНЦ РАН, 2015. 375 с.

6. Назарова Л.Е. Климатические условия на территории Карелии // Современные исследования водоемов Севера. Учебное пособие. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. С. 7–16.

7. Пальшин Н.И., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э. и др. Влияние весенней подледной освещенности и конвективного перемешивания на распределение хлорофилла “а” в малом мезотрофном озере // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 3. С. 259–269. https://doi.org/10.31857/S0321-0596463259-269

8. Расписание погоды. Сайт. Rp5.ru URL: https://rp5.ru/. Дата обращения 15 февраля 2023 г.

9. Резников А.И., Исаченко Г.А. Изменение климатических характеристик западной части тайги Европейской России в конце ХХ–начале ХХI вв. // Известия РГО. 2021. Т. 153. Вып. 1. С. 3–18. https://doi.org/10.31857/S0869607121010055

10. Тихомиров А.И. Термика крупных озер. Л.: Наука, 1982. 232 с.

11. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Росгидромет. СПб: Наукоемкие технологии. 2022. 676 с.

12. Bouffard D., Zdorovennova G., Bogdanov S. et al. Under-ice convection dynamics in a boreal lake // Inland Waters. 2019. V. 9. № 2. P. 142–161. https://doi.org/10.1080/20442041.2018.1533356

13. Desgué-Itier O., Melo Vieira Soares L., Anneville O. et al. Past and future climate change effects on the thermal regime and oxygen solubility of four peri-alpine lakes // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2023. V. 27. P. 837–859. https://doi.org/10.5194/hess-27-837-2023

14. Engelhardt C., Kirillin G. Criteria for the onset and breakup of summer lake stratification based on routine temperature measurements // Fundam. Appl. Limnol. 2014. V. 184 (3). P. 183–194. https://doi.org/10.1127/1863-9135/2014/0582

15. Jane S.F., Hansen G.J.A., Kraemer B.M. et al. Widespread deoxygenation of temperate lakes // Nature. 2021. V. 594. P. 66–70. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03550-y

16. Multimaps. Caйт. URL: https://multimaps.ru. Date of access 15 February 2023

17. O’Reilly C.M. et al. Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe // Geophys. Res. Lett. 2015. 42. 24. 10773–10781. https://doi.org/10.1002/2015GL066235

18. Sharma S., Blagrave K., Magnuson J.J. et al. Widespread loss of lake ice around the Northern Hemisphere in a warming world // Nat. Clim. Chang. 2019. V. 9. № 3. P. 227–231. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0393-5

19. Suarez E., Tiffay M.-C., Kalinkina N. et al. Diurnal variation in the convection-driven vertical distribution of phytoplankton under ice and after ice-off in large Lake Onego (Russia) // Inland Waters. 2019. V. 9. № 2. P. 193–204. https://doi.org/10.1080/20442041.2018.1559582

20. Winder M., Schindler D.E. Climate Change Uncouples Trophic Interactions in an Aquatic Ecosystem // Ecology. 2004. V. 85. № 8. P. 2100–2106. https://doi.org/10.1890/04-0151

21. Wüest A., Pasche N., Ibelings B. et al. Life under ice in Lake Onego (Russia) – an interdisciplinary winter limnology study // Inland Waters. 2019. V. 9. № 2. P. 125–129. https://doi.org/10.1080/20442041.2019.1634450