Hőcsere folyamatok vizsgálata sekély tavak meder-víz határfelületén
Hőcsere folyamatok vizsgálata sekély tavak meder-víz határfelületén
A tavi ökoszisztémákra gyakorolt hatások közül az egyik legjelentősebb a hőmérséklet, mivel az nem csak befolyásolja, hanem irányítja is azok különböző biológiai és kémiai folyamatait. A tavaknál különbséget kell tennünk a sekély tavak és mélyebb víztestek között, mivel azok számos hidrodinamikai jellemzőben eltérnek, mint például a hullámzás keltette vízmozgás hatásában vagy éppen a vízoszlop napi ciklusú rétegződésében. Sekély tavak esetében a víztér hőmérséklete szoros kapcsolatban áll az üledék hőmérsékletével (Török 2019), így a kettejük közt zajló hőcserének a megértése kiemelt jelentőségűnek mondható. Jelen dolgozatban a Balaton meder-víz határfelületén zajló hőcsere folyamatát, különös tekintettel a hőcsere és mederközeli határréteg áramlási viszonyai közti összefüggést vizsgálom.
A tanulmány célja egyrészről egy mederhővezetési modell felállítása az üledék felső rétegére, amellyel a víz és üledék közti hőcsere folyamatos számítása válna lehetővé, amelynek birtokában már hosszú idejű vizsgálatok is elvégezhetők lennének, mind múltbeli időszakokra (amikor mederhőáram-mérő műszerek nem álltak rendelkezésre), illetve mind jövőbeli időszakokra. A hőcsere alapvetően diffúzió révén megy végbe, így a modell felállításához egy diffúziós együttható meghatározására van szükség, melyet a mérőállomásnál mért hőmérsékleti és hőáram adatok együttes ismeretében lehet meghatározni. Ezen felül a hővezetési modell segítségével meg lehet vizsgálni, hogy a part közelében (litorális zónában) a mederhőcsere dinamikája mennyire tér el a tóközepi (pelagikus zóna) folyamatoktól.
Miután a Balaton sekély tavak körébe tartozik, így az áramlások hatása mellett a hullámzás is elérheti a mederfeneket, így a diffúzió mellett a turbulens keveredés indukálta hőcserével is számolni kellhet. Ennek meghatározására fenékközeli sebességprofilok, hőfluxusok és hőmérsékletgradiensek segítségével teszek kísérletet.
A vizsgálat 2019 nyarát foglalja magába, mikor is a megszokott meteorológiai állapotváltozók mellett részletes víz és üledék hőmérséklet, illetve áramlási sebességmérések történtek. A meder-víz határfelületén zajló hőcsere, a mederüledékbe telepített hőmérőknek és hőárammérőknek hála egyértelműen meghatározható.
Összefoglalva, a dolgozat fő célkitűzése egy mederhővezetési modell felállítása a Balaton üledékének felső rétegére, mely segítségével lehetővé válna a meder-víz határfelületén zajló hőcsere folyamatos számítása.
szerző
-
Török Sebestyén Dániel
Infrastruktúra-építőmérnök mesterszak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
helyezés
Egyetemi Hallgatói Képviselet II. helyezett