Influence of Wind Currents on Spectral Light Attenuation in Water

УДК 535

  • O.B. Akulova Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia) Email: akulova8282@mail.ru
  • T.V. Andrukhova Altai State University (Barnaul, Russia) Email: atvtata123@mail.ru
  • V.I. Bukatyi Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia) Email: v.bukaty@mail.ru
  • A.A. Kolomeitsev Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia) Email: kolomeycev@iwep.ru
  • K.V. Marusin Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia) Email: kat@iwep.ru
  • O.M. Frolenkov Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia) Email: oleg1barnaul@gmail.com
Keywords: light attenuation index, coefficient of light absorption by yellow matter, wind currents, wind coefficient, surface float method

Abstract

The paper deals with wind current dependences of spectral light attenuation measured in natural waters of lakes in the south of West Siberia. To reveal the significance of abiotic, i.e., physical factors affecting water transparency, we calculate relative spectral contributions of individual optically active water components in freshwater lakes established during hydrophysical research of 2019. In addition, the published data on the daily dynamics of spectral water transparency obtained by researchers of IWEP SB RAS for Lake Krasilovskoye in 2016 are partially analyzed. The greatest spectral contribution to the total light attenuation falls on suspension consisting mainly of phytoplankton algae particles and yellow matter. Wind current velocity is a determining factor affecting light attenuation dynamics because the upward redistribution of particle concentration in upper layers of the lake caused by wind-induced turbulent mixing occurs faster than the change in the yellow matter content as a result of physical-chemical processes responsible for its formation. In such cases, the intensity of turbulence (turbulent mass exchange) is usually characterized by flow (integral) Richardson number Ri, which is directly dependent on wind current velocity. In our experiment, Ri equals to 1.5.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

O.B. Akulova, Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia)

кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

T.V. Andrukhova, Altai State University (Barnaul, Russia)

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики

V.I. Bukatyi, Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

A.A. Kolomeitsev, Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia)

ведущий инженер лаборатории гидрологии и геоинформатики

K.V. Marusin, Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia)

научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

O.M. Frolenkov, Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (Barnaul, Russia)

соискатель лаборатории гидрологии и геоинформатики

References

Щевьев В.А. Физика течений в океанах, морях и в озерах. История поисков, размышлений, заблуждений, открытий. Saarbruken, Germany, 2012.

Показеев К.В., Филатов Н.Н. Гидрофизика и экология озер. Т. 1. Гидрофизика. М., 2002.

Судольский А.С. Динамические явления в водоемах. Л., 1991.

Самолюбов Б.И. Придонные стратифицированные течения. М., 1999.

Одрова Т.В. Гидрофизика водоемов суши. Л., 1979.

Шулейкин В.В. Физика моря. М., 1968.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Харламова Н.Ф., Акулова О.Б. Климатические условия и гидрооптические характеристики пресноводных озер Алтайского края : монография / отв. ред. В.Н. Седалищев. Новосибирск, 2016.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Фроленков О.М., Фроленков И.М. Влияние водной взвеси на суточный ход спектральной прозрачности озерной воды // Ползуновский альманах. 2016. № 2.

Крейман К.Д., Голосов С.Д., Сковородова Е.П. Влияние турбулентного перемешивания на фитопланктон // Водные ресурсы. 1992. № 3.

Картушинский А.В. Влияние суточной изменчивости абиотических условий на распределение и продуцирование фитопланктона оз. Байкал // Водные ресурсы. 1997. Т. 24. № 1.

Картушинский А.В. Численное моделирование эффектов гидрофизического воздействия на распределение фитопланктона // Математическая биология и биоинформатика. 2012. Т. 1. № 1.

Акулова О.Б. Разработка методов и измерительно-вычислительного комплекса для оценки экологически значимых гидрооптических характеристик пресноводных водоемов (на примере озер Алтайского края) : дис. ... канд. тех. наук. Барнаул, 2015.

Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана / под ред. А.С. Монина. М., 1983.

Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Applied Optics. 1997. V. 36. № 33. DOI: 10.1364/A0.36.008710.

Smith R.C., Baker K.S. Optical properties of the clearest natural waters (200-800 nm) // Applied Optics. 1981. V. 20. № 2. DOI: 10.1364/AO.20.000177.

Базыленко Г.М., Лопух П.С. Гидрологическая практика: для студентов-географов / под ред. Б.Б. Богословского. Минск, 1979.

Published
2020-09-09
How to Cite
Akulova O., Andrukhova T., Bukatyi V., Kolomeitsev A., Marusin K., Frolenkov O. Influence of Wind Currents on Spectral Light Attenuation in Water // Izvestiya of Altai State University, 2020, № 4(114). P. 11-16 DOI: 10.14258/izvasu(2020)4-01. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-01.