6 ВВЕДЕНИЕ гидробионтов. Они определяют так называемые процессы само- очищения водоемов, влияют на функционирование озерной эко- системы. _ В книге, наряду с изложением оригинальных исследований авторов в области гидрофизики, гидродинамики озер, анализом и обобщением последних работ российских и зарубежных иссле- дователей вошли работы, по которым за последние годы получены достаточно новые оригинальные результаты. В первой главе кратко изложена история развития гидрофизического направления в лимнологии. Р, : В работу включены такие классические разделы, которые обычно приводятся в учебных пособиях (описание котловины, водный и тепловой баланс). Именно особенности озерной котловины, географическое положение озер их морфометрия во многом определяют характер протекания гидрофизических процессов и явлений (см. например, Рянжин, 1999). Этя вопросы рассмотрены во второй и третьей главах. Включение в книгу этих достаточно хорошо известных вопросов является также полез- ным из следующих соображений: Во-первых, изложение ряда общих положений географического и гидрофизического плана облегчает рассмотрение таких сложных объектов, какими являются озера, показывает необходимость комплексного под- хода к изучению озер и водохранилищ, в особенности для понимания формирования крупномасштабной циркуляции вод, топографических волн,: когерентных структур, термобара и апвеллингов. Во-вторых, изложение этих положений делает более цельным исследования по гидрофизике водоемов с применением ГИС-технологий, моделирования и дистанцион-ных аэрокосмических методов, которые ранее не рассматривались в учебных пособиях, что, таким образом, рабширяет круг потенциальных читателей. В четвертой главе книги, собраны сведения об изменчивости течений, показаны общие, типичные для озер особенности. Выявлены основные закономерности при разнообразном — комплексе ° гидрометеорологических — условий. Наличие нескольких источников энергоснабжения приводит к формированию широкого спектра турбулентных движений в озерах. В работе систематизированы сведения о формировании эпилимниона (акалог океанского ВКС), металимниона (термо- клина), термобара, термической микроструктуры и апвеллинга. ВВЕДЕНИЕ 7 Многолетнюю историю имеёт изучение волновых движений озер — наиболее доступных для непосредственных наблюдений. Особенно большой прогресс достигнут в понимании стоячих волн — сейш. Однако, несмотря на кажущуюся простоту иссле- дования, до сих пор имеется много неясных — вопросов формирования, развития ветровых волн, особенно в литоральной зоне. Достаточно хорошо теоретически разработаны вопросы теории внутренних волн. С внедрением в лимнологические исследования методов эхолоцирования, термозондов, термокос, распределенных датчиков в этом направлении был достигнут существенный прогресс. Этим.важным разделам посвящена глава 4 книги. Проблемы описания.функционирования водных систем, гидротехнического строительства, расчёта распространения сточных вод и многие другие требуют надежных сведений о циркуляции воды, горизонтальном и, вертикальном турбу- лентном перемешивании, изменчивости динамических процессов во времени и в пространстве. Применение прецизионной зонди- рующей и буксируемой аппаратуры позволило выявить ряд новых, ранее неизвестных особенностей в динамическом режиме вод озер, в том числе тонкой термической структуры, верти- кальной перемежаемости турбулентности, крупных одиночных внутренних — волн. Эти — сведения — существенно — меняют сложившиеся ранее представления о процессах перемещивания, распределении химических элементов и гидробионтов в озерах. Необходимо было обобщить качественно новые сведения 0 структуре термодинамических процессов в озерах, полученные в последние годы в результате использования — высокочув- ствительной — аппаратуры для измерения — гидрофизических параметров (турбулиметров, термозондов, термокос, высокочас- тотных эхолотов и другой аппаратуры), постановки сети автономных станций, а также благодаря широкому внедрению вычислительных методов и математических моделей. Именно эти разделы представлены в главах 5 и 6 работы. Ряд разделов гидрофизики, такие как испарение, ледообразование, и некоторые другие, по которым с точки зрения авторов не получено принципиально новых результатов, в настоящей работе не представлены. По этим разделам мы отсылаем читателя к классическим учебным пособиям, монографиям в которых соответствующие разделы гидрофизики изложены весьма по-