Первые сведения о течениях в отдельных заливах Онежского озера приведены в работах В.К. Давыдова (1927), В.А. Толмачева (1928) и И.В. Молчанова с соавторами (1946) и Охлопковой (1972). А.Н. Охлопковой динамическим методом рассчитано, что в весенний период, при термобаре существует циркуляция циклонического характера, которая охватывает почти все озеро. Наибольшие скорости течений характерны для верхнего слоя воды и составляют в среднем 5 см/с, достигают по расчетам 12-15 см/с (Рис.1). С глубиной характер циркуляции сохраняется, с уменьшением скорости течений. На горизонтах 40-50 м не более 2-3 см/с. Летом и осенью система течений становится сложней, так как в формировании течений более существенное влияние оказывает ветер. По экспериментальным данным получена зависимость скорости поверхностных течений от скорости ветра (Рис. 2). По данным длительных измерений течений приборами БПВ-2р, АЦИТТ и Аандераа на автономных буйковых станциях (АБС) на разных горизонтах в разные месяцы за 1970-1991 гг. ИВПС КарНЦ РАН (ранее Отделом) выявлены особенности течений на горизонтах от 5 до 60 м (Бояринов, Руднев, 1990, Филатов и др. 1990).


Средние скорости течений на верхнем горизонте в открытом озере составляют 10-20, а в закрытых губах 5-10 см/с, на нижнем же горизонте они равны 4-6 и 3-5 см/с. Максимальные скорости течений в самой глубоководной части озера достигают 130 см/с, а в закрытых губах и мелководных районах они уменьшаются до 20-30 см/с. По измерениям построены схемы течений для ветров северных и южных румбов (рис. 3,4). По данным измерений в открытой части озера показано, что в озере существуют инерционные колебания течений, имеющие вращение по часовой стрелке с периодом 13.5 час. В.С. Титовым (1990) были рассчитаны ветровые течения с использованием метода полных потоков А.И. Фельзенбаума для всех сезонов года, в том числе и для подледного режима. В зимний период течения очень слабые и в месте впадения рек не превышают 2-3 см/с.

 

Анализ длительных наблюдений на автономных буйковых станциях свидетельствует (Филатов, Белецкий, Зайцев, 1990). о сложном характере спектра течений с наличием крупномасштабных циркуляций, обусловленных волнами Кельвина и топографическими движениями (временные масштабы 2-4 суток), инерционными колебаниям (волнами Пуанкаре) с временными масштабами около 13.5 час. и сейшевыми течения (основная баротропная сейша с периодом ок. 4 час.). Циркуляция вод в озере в летнее-осенний периоды в значительной степени определяются ветрами определенных направлений, которые генерируют прибрежные апвеллинги у западного и восточного берегов озера (см. раздел «Апвеллин»).

Показано, что :

• устойчивой во времени (несколько суток) циркуляции вод в озере не существует в силу непостоянства ветрового режима; Исключение составляет период весеннего термобара до середины июня.
• циркуляция вод в летнее-осенний период формируются в основном под действием ветра и неоднородностей плотности воды.

 

Рис. 5. Результаты измерений поля температуры воды
(а) и расчета течений (циркуляции вод, б) по данным
прогностической модели (Белецкий и др. 1991)

Выполненные ранее оценки циркуляции вод динамическим методом (Охлопкова, 1972) и ветровых течений (Титов, 1990) не в полной мере отражают особенности мезомасштабной циркуляции вод (горизонтальные неоднородности размером несколько километров). Выполненные ИВПС КарНЦ РАН и ИНОЗ РАН съемки полей температуры, измерения течений и расчеты циркуляции вод по прогностической модели (Белецкий и др. 1994) позволили построить более подробные циркуляции вод в озере (Белецкий и др. 1991). На рис.5. показаны
примеры поля температуры воды, полученные по данным измерений за одни сутки с трех судов и результаты расчета циркуляции вод в озере в период полной стратификации.


Циркуляции течений циклонического типа сосредоточены в центральной части озера, в заливах Малое и Большое Онего, кроме того отмечается еще ряд вторичных циркуляций вод, положение которых зависит от направления ветра. В целом, картина напоминает двухячейковую схему циркуляции ветрового происхождения, усложненную сильным влиянием бароклинных эффектов. Подобная циркуляция характерна также для Ладожского и Великих Американских озер. В верхнем трехметровом слое доминируют ветровые течения, со скоростями до 20 см/с. Наибольшие скорости отмечаются в районе свала глубин (несколько километров от берега). Впервые расчеты на сложной прогностической модели климатического масштаба были проведены в работе (Ladoga and Onego.., 2010), которые позволили получить информацию о полях течений и их распределении по вертикали для разных сезонов года. Пример распределения течений для разных месяцев по среднемноголетним данным приведен на рис.6. На нем видно, что максимальные скорости течений для всех сезонов года наблюдаются в верхнем слое 0-10 м., а ниже термоклина (10-20 м) скорости течений резко падают. Наибольшие скорости течений наблюдаются в осенний период (среднемноголетние скорости порядка 35 см/с), скорость и направление которых определяется напряжением трения ветра.


Авторы Пальшин Н.И., Филатов Н.Н.