RÉGIMEN TÉRMICO (actualización)

RÉGIMEN TÉRMICO DEL AGUA

Las medidas de temperatura del agua son una buen dato del nivel de irradiación solar que el ecosistema recibe, pero además el comportamiento térmico del agua tiene algunas peculiaridades que lo hacen muy diferente de lo que habitualmente estamos acostumbrados en los datos de temperatura atmosférica. Principalmente por su estabilidad, la velocidad de cambio en el agua debido al calor específico del fluido “agua”, es muy baja.

De manera que a diferencia de lo que pasa en el aire, en el agua las oscilaciones diarias son muy bajas; y las estaciones son muy progresivas, y por lo tanto más predecibles. Esta estabilidad es aprovechada por las comunidades biológicas, especialmente en sus ciclos reproductores.

Además de esta condición estacional la temperatura influye en las comunidades a partir de una propiedad innata que tiene por su naturaleza química, y es que cuando está fría es capaz de disolver mayor cantidad de oxígeno que cuando está más caliente.

Benson & Krause (1980) midieron la solubilidad del gas oxígeno para el agua pura en un rango desde 16,6 mg/L cuando está a 0 ºC , hasta 6,4 mg/L para 40 ºC, [en condiciones de presión ambiental normal y aire saturado de vapor].

Esto es de gran relevancia en la ecología de las masas de agua para los animales y otros seres vivos que necesitan respirar del oxígeno que está disuelto en el agua.

Un rango deseable de oxígeno disuelto (10 – 8 mg/L) para soportar la vida animal en el interior de la masa de agua por lo tanto es posible en condiciones de temperaturas de 16-25 ºC, habituales hasta ahora para los lagos ibéricos en verano. Sin embargo con el incremento de las temperaturas registrado en los últimos años en toda Europa se están sobrepasando los límites importantes para las comunidades bióticas.

Además la temperatura también influye en el nivel de disolución de otras sustancias, por lo que es especialmente relevante también en la monitorización de otros dos parámetros importantes en limnología: el pH y la conductividad.

El de Sanabria es un lago monomíctico de la zona templada, es decir tiene una termoclima durante un amplio periodo del año, y el resto (noviembre – marzo, aproximadamente) el agua está en proceso de mezcla. En las últimas décadas en las que se ha estudiado con detalle este proceso en el lago nunca se ha helado en superficie, ni se ha detectado formación de termoclina invernal (De Hoyos, 1996).

En estos hechos seguramente tiene mucho que ver el régimen de renovación del agua dentro de la cubeta y la temperatura a la que entra el agua (caudal del Tera y de turbinación desde la Sierra Segundera, con agua entre 2 y 4 ºC); así como la turbulencia del agua en superficie a causa del régimen de vientos, frecuentemente my intenso, y que produce un fuerte oleaje. De Hoyos (1986) encuentra en el año de menor renovación del agua una temperatura mínima del lago en 5,7 ºC.

La radiación infrarroja que llega a la superficie es responsable de la mayor parte del calor que acumula el agua contenida en la cubeta del lago. De Hoyos (1986) encuentra temperaturas máximas en superficie de 22,8 , 23,2 , 24 y 24,8 ºC en julio de 1986, agosto de 1987, julio de 1988 y julio de 189, respectivamente. Estas temperaturas son ampliamente superadas en los últimos años, y no sólo los valores puntuales, sino como patrón habitual.

En la actualidad es posible medir temperaturas superiores a 26 y 27 ºC en la superficie del lago durante muchas semanas de julio y agosto.

El calentamiento diferencial en superficie produce capas de agua de distinta densidad, y debajo de la más caliente se produce un fuerte gradiente de temperatura en la columna de agua, que resulta en capas de diferente densidad. Esta zona es la termoclina, y separa el lago en dos partes: epilimnion (más caliente y menos densa) e hipolimnion debajo (más densa, por estar cerca de 4ºC). Según De Hoyos (1986) en primavera-verano se produce una termoclima entre 6 y 10 m de profundidad, y conforme avanza el verano se va hundiendo hasta 12-17 m; hasta que finalmente en octubre o noviembre (según el frío de la superficie) se acaba por romper y el agua se mezcla verticalmente y se pierde la estratificación en capas.

Fuente: valores disponibles en la web de Fundación Patrimonio Natural de CyL

Proceso de formación y ruptura de la termoclina a lo largo de las variaciones estacional climáticas según De Hoyos (1996)
Variación mensual de temperatura del agua a lo largo del gradiente de profundidad en el periodo 2013 a 2020

Gráfica creada con los valores disponibles en la web de la Fundación Patrimonio Natural de CyL

El lago alcanza todos los años los valores máximos de temperatura en superficie a finales de julio, como respuesta a la intensidad de la radiación solar que recibe. Sin embargo la energía que almacena con esta radiación alcanza sus valores máximos en agosto dentro de la capa superficial, en el epilimnion. Lo que contribuye a reforzar la termoclina y a producir un mayor aislamiento de esta capa superficial de 10-15 m de espesor, frente al resto de la columna de agua hasta el fondo que permanece aislada durante muchos meses.

Todo lo contrario ocurre con la temperatura en el fondo del lago, ya que al estar aislado de los cambios estacionales en los niveles de radiación es muy constante (en torno a 5ºC) a lo largo de todo el año. Simplemente recibe un cierto enfriamiento durante la época de mezcla, cuando recibe agua muy fría que desciende desde la superficie.

Un análisis de la evolución histórica del seguimiento del régimen térmico se ha publicado recientemente en el trabajo titulado: 

THERMAL RESPONSE OF SANABRIA LAKE TO GLOBAL CHANGE (NW SPAIN)
Se transcribe literalmente el abstract de este trabajo, que contiene importantes conclusiones sobre la influencia del cambio global sobre los lagos, en lo referido al régimen térmico:
 
Resumen

¿Pueden las grandes masas de agua actuar como sensores del cambio global? Como acumuladores de agua y calor, algunas de sus características térmicas podrían verse alteradas por cambios hidrometeorológicos a largo plazo (decenales) y, por tanto, podrían utilizarse como indicadores de los efectos del cambio global sobre los ecosistemas fluviales. Este trabajo se centra en el efecto del cambio global (cambio climático más cambios en la cantidad de agua y en los usos del suelo) en la organización interna del Lago de Sanabria, concretamente en su ciclo térmico anual. Se investiga la existencia de tendencias temporales en el comportamiento térmico del lago a partir de los perfiles de temperatura del agua disponibles desde 1986. Los análisis de los datos incluyen la prueba no paramétrica de tendencia de Mann-Kendall y la estimación de la pendiente de Sen para evaluar los patrones a largo plazo y estacionales de las variables hidrometeorológicas y térmicas del lago. Los principales resultados apuntan sorprendentemente a un enfriamiento neto del lago que podría explicarse por una termoclina más fuerte y una transferencia vertical de calor más débil al hipolimnion durante el periodo de estratificación. Estos resultados contribuyen a comprender y cuantificar los efectos del cambio global en las masas de agua dulce ibéricas.

Más datos y consulta de todo el trabajo: Ramos-Fuertes et al. (2020). Limnetica 39(1): 455-468.  DOI: 10.23818/limn.39.29

Puedes leer más sobre esto en:

  • Hutchinson, G.E. 1957. A Treatise of Limnology. New York John Wiley & Sons. 
  • Wetzel, R.G. 1981. Limnología (Cap. 5). Ed. Omega.
  • Wetzel, R.G & Likens G. 1991. Limonological Analyses. Second Edition. Ed. Springer-Verlag.
  • Wetzel, R.G. 2001. Limnology (Chap. 5). Lake and River ecosystems. 3ª Ed. Elsevier.
  • Margalef R. 1983. Limnología. Ed. Omega.
  • De Hoyos C. 1996. Limnología del lago de Sanabria. Variabilidad interanual del fitoplancton. Tesis Doctoral. Universidad de Salamanca.
  • Dodds W.K. 2002. Freshwater Ecology. Concepts and Environmental Applications. Ed. Academic Press & Elsevier Science Imprint. San Diego EEUU. 351 pp. 
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