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      【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度

       小刀聽雨 2016-12-11
       在了解了季節(jié)模式的定義之后,我們可以開始探討具體的季節(jié)模式了。應景地,從春季開始。

      不過在正式開始春季模式之前,不得不從科學的角度來重新審視一下我們釣魚人和魚們都視為生命的——水的理化性質。因為正是這些理化性質,造成了之后一系列的現象。

      下面來看看有多少擬餌獵人學好化學和物理了(實在不愿回首中學往事的可以跳過下一段)。

      水分子是由一個氧原子和兩個氫原子組成的,常溫常壓下為液態(tài),凝固點0攝氏度,沸點100攝氏度。組成水的氧元素由于電負性遠遠大于氫元素,造成氫氧共價單鍵之間的電子云密度大大偏向氧原子,氫原子帶上部分正電荷,從而成為極化的水分子。


      【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他


      一個水分子的部分正電荷可以由另一個水分子氧原子上的孤電子產生靜電作用(類似正負相吸)而形成比一般共價鍵弱的氫鍵。氫鍵可以締合,也就是一大群水分子互相產生氫鍵作用,這使得固態(tài)水,也就是冰,的分子堆積空間占有率減小,從而使得冰的密度小于液態(tài)水,而漂浮在水面上。



      【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      液態(tài)水的氫鍵締合率小于冰,所以密度比冰大,但是同時溫度升高帶來的分子熱運動使得分子間距增大,會造成密度減小,這兩個相反的作用在4攝氏度時達到平衡,因此水在4攝氏度時密度最大,而0-4度之間溫度越低密度越小,4度以上溫度越高密度越小。密度大的物質會沉在密度小的物質底下。


      這堆理論解釋的重要表象就是,當北方的湖水在冬天降溫的時候,表面水溫達到4攝氏度之后會下沉到湖底,然后整個湖都會攪勻并降溫到4攝氏度,再之后就是表面溫度繼續(xù)下降,從而結冰,由于冰的密度小于液態(tài)水,所以冰在湖的表面,而底下依舊是液態(tài)水,只要深度足夠,底下一直會有4攝氏度的液態(tài)水,從而保證了蝦兵蟹將和魚兒們不被凍硬。

       

      談到水的常識,不能不提靜水水體的溫度分層現象。如圖1所示,以最常見的升溫為例子,表層水在日照,空氣直接接觸等作用下溫度升高較快,在風和浪作用下,同溫度相近的稍微深處的水發(fā)生對流和熱交換從而混合,造成上層水溫比較均一形成上等溫層;底層水靜止且溫差同表層水有差,密度也因此有差,所以自成一層為下等溫層。接壤上下兩層的就是中間的所謂溫度躍層,顧名思義,這層水溫度變化很大,密度變化也很大。需要提請注意的是,分層水溫,溫度躍層的出現與否,以及溫度躍層出現的深度、厚度,受到湖的形狀、水深、水色、水體植被和實際氣象狀況等因素的影響,難以定量給出數據。但是一般不是太淺的湖,清水湖的溫度躍層會比較深,渾水湖的溫度躍層比較淺。

       【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      圖1:上、下均溫層和溫度躍層的基本成因

      另外關于水,其比熱非常大,也就是說,同樣升高一度,水需要吸收的能量遠遠大于空氣,這就是為什么氣溫變化可以很快,而水溫變化卻一般比較慢,有滯后,幅度也遠遠小于氣溫的原因。

      魚生活在水里,因此其一生活動的變化同水溫變化密切相關。同時,不同水層溶解氧的含量是另一個非常重要但卻經常被忽視的因素。事實上,在整個季節(jié)模式中,水溫和溶解氧這兩個因素會長久地互相博弈,共同或者單一主導魚所處水層的宏觀方向。所以理解不同季節(jié)湖水的變溫情況以及相應的氧氣含量關系的基本規(guī)律,對于深入解讀和應變思路的形成至關重要。

       

      下面終于可以涉及春季模式了。春天靜水的垂直分層溫度和氧氣的變化,基于以上水的性質,可以大體分為兩種變化:冬季封凍水域和冬季不封凍水域。

      由于冬季封凍水域春天回暖過程經歷的變化階段最全面,因此先分解這種情況。

      只要湖面在冬季出現過完全覆蓋冰層,那么以下這種情況就適用。這種情況多見于北方湖泊和水庫,或者南方特別冷的冬季之后。

      冬季湖面結冰(含表層水溫低于4攝氏度的不結冰情況),在冬末春初開始融化,湖水水層變化分為以下階段。

      在冰層完全化開之后,表層水溫在各種因素作用下(后文詳解)上升,但是還沒有達到4攝氏度的時候,低于4攝氏度的冷水因為密度小于底層4攝氏度相對暖水的緣故而浮在上層,這層冷水和底下4攝氏度的暖水之間隔著的是溫度躍層,但是因為兩層溫差?。ㄐ∮?/span>4攝氏度的溫差),溫度躍層垂直范圍內跨度比較大而且溫度跳躍變化不明顯。由于冬季結冰的緣故,現在水里的氧氣主要來自于同空氣接觸的水表面擴散,另一方面整個冬季水底死亡動植物分解消耗氧氣,造成了溶解氧在上層濃度大大高于底層的情況。如圖2。此時的魚,會懸浮在溫度躍層上方或者在淺水,由于氧氣主導怕窒息的原因。

       【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      圖2冬末春初表層水溫低于4度,底層水溫為4度,氧氣集中在溫度躍層之上

      在上層水的溫度逐漸上升過程中,密度漸漸變大,從而同溫度躍層的低密度水發(fā)生對流。富氧的水逐漸進入深水。如圖3。

       【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      圖3:春季翻轉開始

      當溫度到達4攝氏度之后,其密度等同于底下原來的暖水層,溫度躍層在圖2對流中暫時消失,整個湖垂直方向沒有溫差,上下層的水在風的作用下很容易隨意對流,從而進一步將溶解氧擴散到包括深水的整個水體。如圖4


      【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      圖4:春季翻轉完成,此時全湖溫度一致含氧量一致

      3和圖4的過程聯合起來,稱為“春季翻轉”,很明顯的,翻轉的,是水溫層和氧氣含量兩方面。翻轉之時魚會分散,因為沒有明顯的差別。然后表層水溫在各種因素作用下繼續(xù)上升超過4攝氏度,超過4攝氏度的水密度小于處在4攝氏度的水,但是如果此時表層水溫上升沒有那么快(比如今年春天很冷),那么熱傳導的速度可以跟上密度變化的速度,則這個全湖上下相對均勻的水溫和氧氣含量的“翻轉期”就將持續(xù)。

      不過溫度最終總會快速上升的,這樣造成表層水回暖速度和密度降低速度遠遠快于同深水的熱交換速度,而且由于超過4攝氏度之后,水的密度隨著溫度升高變小,則暖水層就一直處在冷水層以上,中間的躍溫層重新出現。如圖5。此時從氧氣角度說魚可以在任何水層,但是鱸魚這樣的溫水魚還是偏好溫度躍層和之上的暖水。


      【釣鱸模式四季談(2)】等溫層、春季模式的溫度-氧氣博弈原理及其他

      圖5:表層水溫過4度迅速上升之后的情況

       

      對于冬天不結冰的水溫在4攝氏度以上的靜水水體,則以上示意圖中去掉圖2,3, 依據水溫上升速度不同,升溫緩慢的情況,有類似翻轉出現,則是如圖4,圖5情況;如果升溫迅速,則只有圖5情況發(fā)生。

       

      這就是春季靜水水體分層變溫和溶解氧含量的基本釋義??赡苡悬c枯燥,但對接下來話題的觸類旁通和今后的實釣應變會有用的。信春哥,得永生。

       

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