电流

引起湖泊水运动的主要力量是水力梯度、风应力以及引起水平或垂直运动的因素密度梯度。湖水运动通常被归类为湍流。

水力效应通常是水的流入和流出的结果。这些可能是实质性的、持续的,也可能是微弱的、零星的;从流入或流出的水量与湖泊水量的比值来看,后者是最常观察到的情况。

在湖面上移动的风的压力导致了湖中的水的运输,以及通过表面波机制的能量顺风运动。因此,风是湖上最重要的外力之一。它可以在速度和方向上相对一致,也可以在其中一个或两个方面高度可变。

压力梯度

水的运动可能是内部压力的结果梯度从密度梯度引起的变化温度沉积物浓度,或溶解物质的浓度。由于纯净湖水的最大密度温度约为4°C(39°F),湖泊中的地表水可以通过冷却或加热而变得比底层水的密度更大。从河流流入湖泊的水含有高浓度的溶解物质水槽一个密度相似的湖泊。这些运动既是水平的,也是垂直的,但净效果是向下的,如果不是垂直的,运动。

水平压力梯度可以由产生密度梯度的许多不同过程产生。的情况就是一个例子太阳能加热在浅浅的近岸地区在那里,热量被用来加热体积相对较小的水。这就产生了一种比地球近地表水密度低的水相邻深层区域,在这里热量分散在更大的体积中。因此,压力梯度力将把较暖的水移到近海,并从下面用较冷的水取代它。

湖流是各种力相互作用的复杂结果,但在许多情况下,少数特殊的力起主导作用。在无水平压力梯度的水平流动情况下,假定无摩擦在北半球,水在运动时会向右弯曲地球自西向东旋转。这种效应被称为科里奥利力,它将继续影响水的运动,直到与离心力.此运动导致自由浮动的标记在椭圆以取决于纬度的周期的方式。在安大略湖以美国为例,大约17个小时。在一个主要的压力梯度存在的地方,压力梯度力与科里奥利力的平衡导致所谓的地转流,与压力梯度成直角,与低压在左边(北半球)。这些条件只有在非常大的湖泊和海洋中才最接近实现。

在水力作用占主导地位的小湖泊中,可以通过摩擦平衡来达到稳定的流动条件。这种情况在河流中很常见,平均流速与坡面和平均深度之间存在一定的关系或者狭湖。这些被称为梯度电流和发生在以下情况下的风或大气压力梯度导致湖面倾斜(脱剥)。在科里奥利力是一个重要因素的情况下,流向湖泊的水流将倾向于向右移动(在北半球)。一股较深的逆流将向左侧发展,以补偿右侧积水的堆积。

水平压力梯度在有大量流入的水且密度与周围湖泊密度显著不同或发生显著不同表面加热的湖泊中很重要。

风应力

由风应力引起的水流在湖泊中最为常见。相当多的研究仍在进行中,关于风动量转移到水动量的机制。湖面上的应力与风速的某次方成正比,通常取2,尽管它随风速明显变化,条件,和大气稳定性。在远离边界的大深湖中,风应力效应可能被科里奥利力效应所平衡,理论表明,表层气流将向风的右侧45°方向移动,更深的气流逐渐减弱,并向右移动得更远。气流与风向相反的深度实际上是不受风影响的深度。这个深度是指定的D从理论上讲,这种现象可以发生在深达100米(300英尺)的大型中纬度湖泊中。观察结果显示不同程度的忠诚由于海岸效应和热分层的并发症,对理论的影响。

在沿海地区,如果水深是或大于D在美国,与海岸平行的风会将水输送到岸上或近海。在后一种情况下,海岸在风流的左侧(北半球),被推向近海的水被较冷、较深的水(上升流)所取代。

内波和朗缪尔循环

在分层的条件下比较强斜温层会把一个湖分成两层。在这些层之间产生的剪切力会引起一种运动,称为内波,这种运动可以直接消散湖泊的很大一部分动能并作为运动的耦合在运动的尾声和尾声之间。在温跃层的振荡中观察到很大范围的周期性,特别是在大型湖泊中。内波,这是负责相对较长的周期内波,将在后面讨论。

湖泊上引起广泛关注的一个小尺度环流现象是朗缪尔循环。在有风的日子里,可以观察到平行的“条纹”在水面上发展和展示连续性有一段距离。这些条纹可能是由表面泡沫和碎片聚集的汇聚区引起的。因此,朗缪尔环流似乎是一种相对有组织的混合机制,其中条纹处发生下沉,条纹之间发生上升流。在有利的环境下,这似乎是湖泊中热量向下混合的关键过程。