246 
‚ 
`Глава 6
Причем водоем может быть разбит на боксы и по вертикали
для описания особенностей экосистем как при гомотермии, так и
при стратификации. При этом выделяют класс многоуровенных
моделей. В этом случае озеро может быть разбито не только на
эпи-, мета-, гиполимнионы. Например, верхний слой озера может
быть разделен на несколько слоев. При этом возникает сложная
проблема описания обмена между слоями.
И, наконец, в последние годы широко применяются п@гхмер-
ные модели, в которых наряду с описанием крупномасштабных
термогидродинамических процессов и явлений рассматриваются
химико-биологические процессы. Опишем далее подробнее по-
следние два подхода.
Боксовый подход, например, широко. предсгавлен в работах
А.В. Леонова с соавторами (1996). Остановимся на описании пове-
дения экосистем озер Ладожское, Онежское и Севан. Для числен-
ного описания процессов переноса, течений расчеты выполняются
на сетке с пространственным разрешением порядка нескольких
километров. Выбор этого шага зависит от характерных размеров
озера, возможности получения информании о полях температуры 
и
используемых численных схем, мощности ЭВМ. Так, для озера
Севан шаг был выбран равным 1 км, для Онежского озера 2 и 5 км,
для Ладожского 7,5 и 10 км. По вертикали озера разбивались на ряд
слоев, временной шаг для расчета крупномасштабной циркуляции
вод синоптического масштаба составлял несколько десятков минут
(Филатов, Белецкии‚ Зайцев, 1991). Возможно описание крупномас-
штабных течений с большими шагами по времени — до 1-10 сут".
При таком подходе возможно воспроизвести основные крупно- и
мезомасштабные процессы вплоть-до описания волн Кельвина, Пу-
анкаре, топографических, явлений апвеллинга и термобара.
Моделирование химико-биологических процессов при этом
выполняется на более грубой пространственной сетке: озеро раз-
бивается на несколько боксов (камер) с временным шагом для мо-
делей годового цикла от нескольких суток до 1 месяца. В этих
имитационных расчетах термогидродинамические процессы пере-
носа задаются в агрегированном виде. На первом этапе рассчиты-
ваются течения на относительно мелкой сетке — порядка несколь-
ких километров, а затем, на втором этапе, по полученным данным
выполняется расчет водообмена между боксами.
Имитационные расчеты экосистемы осуществляются для кон-
кретного по гидрологическим условиям и химико-биологическим
особенностям года при наличии соответствующей информации для
всех блоков модели.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ 
В ЛИМНОЛОГИИ 
247
Рис.6.4.1. Водообмен в Ладожском озере в эпи- и гиполимнионе между
боксами в км/год для разных сезонов. Стрелки 
— направление потока;
-И номера боксов зимой (а), летом в эпи- (Б) и в гиполимнионе (в),
осенью (2}
Расчеты химико-биологических параметров с тем же про-
странственным шагом, что и для гидродинамической, модели, не-
возможны в силу отсутствия соответствующего информационного
обеспечения модели и относительно невысокой точности опреде-
ления химико-биологических параметров озерной экосистемы, не
превышающей 20—30 %. Эта величина и определяет порог «разли-
чимости» камер.
Для оз. Севан, например, было выбрано всего 2 камеры (Боль-
шой и Малый Севаны), разделенные на 2 слоя — ЭПИ- И ГИПОЛИМ-