Lago Dimíctico

Un lago dimíctico es un cuerpo de agua dulce cuya diferencia de temperatura entre las capas superficiales y del fondo se vuelve insignificante dos veces al año, lo que permite que todos los estratos del agua del lago circulen verticalmente. Todos los lagos dimícticos también se consideran holomícticos , una categoría que incluye todos los lagos que se mezclan una o más veces al año. Durante el invierno, los lagos dimícticos están cubiertos por una capa de hielo, creando una capa fría en la superficie, una capa ligeramente más cálida debajo del hielo y una capa inferior aún más cálida no congelada, mientras que durante el verano, las mismas diferencias de densidad derivadas de la temperatura separan las aguas superficiales cálidas (el epilimnion ), de las aguas inferiores más frías (el hipolimnion ). En primavera y otoño, estas diferencias de temperatura desaparecen brevemente y el cuerpo de agua se vuelca y circula de arriba a abajo. Este tipo de lagos son comunes en regiones de latitudes medias con climas templados. ^[1]

• Lago Mendota
• Lago Superior
• Lago Simcoe
• Lago Opeongo
• Lago Lomond
• Lago Altaussee

La mezcla (retorno) ocurre típicamente durante la primavera y el otoño, cuando el lago es "isotérmico" (es decir, a la misma temperatura desde la superficie hasta el fondo). En este momento, el agua en todo el lago está cerca de los 4 °C (la temperatura de máxima densidad) y, en ausencia de diferencias de temperatura o densidad, el lago se mezcla fácilmente de arriba hacia abajo. Durante el invierno, cualquier enfriamiento adicional por debajo de los 4 °C da como resultado la estratificación de la columna de agua, por lo que los lagos dimícticos suelen tener una estratificación térmica inversa, con agua a 0 °C por debajo del hielo y luego con temperaturas que aumentan hasta cerca de los 4 °C en la base del lago. ^[3]

Una vez que el hielo se derrite, la columna de agua puede ser mezclada por el viento. En los grandes lagos, la columna de agua superior suele estar por debajo de los 4 °C cuando el hielo se derrite, de modo que la primavera se caracteriza por una mezcla continua por convección impulsada por el sol, ^{[4] [5]} hasta que la columna de agua alcanza los 4 °C. En los lagos pequeños, el período de reflujo primaveral puede ser muy breve, ^[6] de modo que el reflujo primaveral suele ser mucho más corto que el reflujo otoñal. A medida que la columna de agua superior se calienta por encima de los 4 °C, comienza a desarrollarse una estratificación térmica .

Durante el verano, los flujos de calor de la atmósfera a un lago calientan las capas superficiales. Esto da como resultado que los lagos dimícticos tengan una fuerte estratificación térmica, con un epilimnion cálido separado del hipolimnion frío por el metalimnion. Dentro del metalimnion hay una termoclina , generalmente definida como la región donde los gradientes de temperatura superan 1 °C/m. ^[7] Debido al gradiente de densidad estable, la mezcla se inhibe dentro de la termoclina, ^[8] lo que reduce el transporte vertical de oxígeno disuelto . Si un lago es eutrófico y tiene una alta demanda de oxígeno en los sedimentos, el hipolimnion en lagos dimícticos puede volverse hipóxico durante la estratificación de verano, como se ve a menudo en el lago Erie .

Durante la estratificación de verano, se observa que la mayoría de los lagos experimentan ondas internas debido a la entrada de energía de los vientos. Si el lago es pequeño (menos de 5 km de longitud), entonces el período de la seiche interna se predice bien mediante las fórmulas de Merian. ^[9] Las ondas internas de período largo en lagos más grandes pueden verse influenciadas por las fuerzas de Coriolis (debido a la rotación de la Tierra). Se espera que esto ocurra cuando el período de seiche interna se vuelva comparable al período inercial local , que es de 16,971 horas a una latitud de 45 °N (enlace a la utilidad de Coriolis). En lagos grandes (como el lago Simcoe , el lago Ginebra , el lago Michigan o el lago Ontario ) las frecuencias observadas de seiches internos están dominadas por ondas de Poincaré ^{[10] [11]} y ondas de Kelvin . ^{[12] [13]}

A finales del verano, las temperaturas del aire bajan y la superficie de los lagos se enfría, lo que da lugar a una capa de mezcla más profunda, hasta que en algún momento la columna de agua se vuelve isotérmica y, por lo general, tiene un alto contenido de oxígeno disuelto. Durante el otoño, una combinación de viento y temperaturas del aire más frías sigue manteniendo la columna de agua mezclada. El agua sigue enfriándose hasta que la temperatura alcanza los 4 °C. A menudo, el reflujo otoñal puede durar entre 3 y 4 meses.

Después de que la columna de agua alcanza la temperatura de máxima densidad a 4 °C, cualquier enfriamiento posterior produce agua menos densa debido a la no linealidad de la ecuación de estado del agua . El comienzo del invierno es, por lo tanto, un período de reestratificación. ^[14] Si hay relativamente poco viento, o el lago es profundo, solo se forma una fina capa de agua fría flotante sobre aguas más densas de 4 °C y el lago se "crioestratificará" una vez que se forme hielo. ^[15] Si el lago experimenta fuertes vientos o es poco profundo, entonces toda la columna de agua puede enfriarse a cerca de 0 °C antes de que se forme hielo, estos lagos más fríos se denominan "criomícticos". ^[15] Una vez que se forma hielo en un lago, los flujos de calor de la atmósfera se detienen en gran medida y las condiciones crioestratificadas o criomícticas iniciales quedan en gran medida bloqueadas. El desarrollo de la estratificación térmica durante el invierno se define entonces por dos períodos: Invierno I e Invierno II. ^[16] Durante el período de principios del invierno de Invierno I, el principal flujo de calor se debe al calor almacenado en el sedimento; Durante este período, el lago se calienta desde abajo y forma una capa profunda de agua a 4 °C. ^[16] A fines del invierno, el hielo superficial comienza a derretirse y, con el aumento de la duración del día, aumenta la luz solar que penetra a través del hielo hacia la columna de agua superior. Por lo tanto, durante el invierno II, el principal flujo de calor proviene ahora de arriba y el calentamiento hace que se forme una capa inestable, lo que da como resultado una convección impulsada por el sol. ^{[5] [17] [3]} Esta mezcla de la columna de agua superior es importante para mantener el plancton en suspensión, ^{[18] [3] [19]} lo que a su vez influye en el momento de las floraciones de algas bajo el hielo y los niveles de oxígeno disuelto. ^{[20] [3]} Las fuerzas de Coriolis también pueden volverse importantes para impulsar los patrones de circulación debido al calentamiento diferencial por la radiación solar. ^[21] El período invernal de los lagos es probablemente el menos estudiado, ^[22] pero la química y la biología aún son muy activas bajo el hielo. ^[23]

• Amíctico
• Holomíctico
• Meromíctico
• Monomíctico
• Polimíctico
• Termoclina

• "Circulación: patrones anuales de lagos dimícticos" en Encyclopædia Britannica Online