Annual heat budgets and thermal stability in small Mountain Lakes, Colorado, USA

Summary

The annual heat budgets and thermal stability were calculated for four small lakes in the Colorado mountains. Heat budgets varied between 6,000 and 15,500 cal/cm²; 42 to 75% was used in melting winter blankets of ice and snow. Relationships among stability, work of wind and basin morphology were investigated by regression and correlation. Data of 11 lakes ranging between 10⁵ and 10⁷ m² and 10⁴ and 10⁹ m³ were used. Cubic root of volume and square root of area were strongly correlated, r=0.92 (Fig. 5). Other r values were: log stability vs mean depth 0.78 (Fig. 6); log wind work vs mean depth 0.61 (Fig. 7); log stability vs log wind work 0.81 (Fig. 8). Temperature-density relationships and the high specific heat of water may be the major causes of similarity among the lakes.

Zusammenfassung

Das jährliche Wärmebudget und die thermische Stabilität wurden von vier kleinen Seen in Colorado (USA) berechnet. Die Wärmebudgets betrugen 6000 bis 15 500 cal/cm², 42% bis 75% da-von wurden zum Schmelzen der Eisdecke gebraucht. Die Zusammenhänge zwischen Stabilität, sommerlichem Wärmegewinn und Beckenmorphologie wurden mit Hilfe der Regressions- und Korrelationsverhältnisse untersucht. Hierzu wurden Angaben von 11 Seen, mit einer Oberfläche von 10⁵ bis 10⁷ m² und einem Volumen von 10⁴ bis 10⁹ m³, benützt. Die Kubikwurzel des Volumens und die Quadratwurzel der Oberfläche weisen eine positive Korrelation von r=0,92 auf (Fig.5). Der Logarithmus der Stabilität und die mittlere Tiefe sind ebenfalls positiv korreliert (r=0,78) (Fig.6). Der Logarithmus der Windarbeit (Birge) und die mittlere Tiefe besitzen zusammen eine Korrelation von r=0,61 (Fig.7). Zwischen dem Logarithmus der Stabilität und dem Logarithmus der Windarbeit besteht eine Korrelation von r=0,81 (Fig.8). Als wichtigste Ursachen für die gleichartigen Verhältnisse innerhalb der untersuchten Seen kommen die Temperatur-Dichte-Beziehung sowie die hohe spezifische Wärme des Wassers in Frage.