Pojednostavljeni model za prognozu vertikalnog temperaturnog profila u malim, monomiktičnim jezerima

doctoral thesis

• Title (english): Simplified model for prediction of the vertical temperature profile in small monomictic lakes
• Author: Kristina Šarović https://orcid.org/0000-0001-8708-3483
• Mentor: Zvjezdana Bencetić Klaić (mentor)
• Committee member: Mirko Orlić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zvjezdana Bencetić Klaić (član povjerenstva)
• Committee member: Ivica Vilibić (član povjerenstva)
• Committee member: Zoran Pasarić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Geophysics); Zagreb
• Defense date and country: 2024-09-10, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Geophysics; Meteorology and Climatology
• Universal decimal classification (UDC): 55 - Geology. Meteorology. Hydrology

Abstract

Temperatura vode, zajedno s njezinim vertikalnim profilom, bitan je čimbenik koji izravno ili indirektno utječe na fizikalne, kemijske i biološke procese te na transport plinova i nutrijenata u jezerima. Ovaj utjecaj dalje se odražava na biološku aktivnost i raznolikost unutar jezera i njihovoj okolini. Sveprisutne klimatske promjene značajno utječu na vodene sustave diljem svijeta. Jezera, kao zatvoreni ekosustavi, izuzetno su osjetljiva na te promjene, što rezultira nizom posljedica s... More kompleksnim povratnim vezama.
Termodinamičko ponašanje jezera pod utjecajem je različitih procesa, a ključni pokretač su meteorološki uvjeti koji determiniraju toplinski tok na površini jezera. S ciljem omogućavanja pouzdane prognoze vertikalnog temperaturnog profila uz minimalan broj ulaznih meteoroloških varijabli, razvijen je model za mala monomiktična jezera, nazvan SIMO, temeljen na rješavanju jednodimenzionalne jednadžbe energetske bilance. Model je primijenjen na dva jezera unutar sustava Plitvičkih jezera, Prošće i Kozjak. Rezultati kratkoročnih simulacija (duljine do 30 dana) pokazuju da model ima zadovoljavajuće performanse u prognozi vertikalnog temperaturnog profila na satnoj skali. Dugoročnom (jednogodišnjom) simulacijom demonstrirana je sposobnost modela da predvidi proljetni početak stratifikacije jezera i njezino jačanje tijekom ljeta te nastupanje jesenskog konvektivnog miješanja.
Nakon kalibracije i verifikacije, model je primijenjen na prognozu buduće temperature vode u jezeru Kozjak za tri različita scenarija buduće klime, RCP2.6, RCP4.5 i RCP8.5. Rezultati ukazuju na značajan porast temperature vode u pesimističnijim scenarijima, s umjerenim jačanjem stratifikacije procijenjenim na temelju Schmidtovog indeksa stabilnosti. Unatoč većem porastu temperature u epilimniju, difuzija i konvektivno miješanje doprinose zagrijavanju i dubljih slojeva, čime je ograničeno jačanje stratifikacije. No čak i u najoptimističnijem scenariju, primjećuje se signifikantno produljenja trajanja stratifikacije.
Time je po prvi puta analiziran utjecaj klimatskih promjena na temperaturu i stratifikaciju jezera Kozjak, što je prva takva analiza za neko jezero u Hrvatskoj općenito. Razumijevanje njegovog odgovora na klimatske promjene ključno je za učinkovito upravljanje i očuvanje jezera i s njime povezanih ekosustava. Predviđeno povećanje temperature vode i produljeno razdoblje stratifikacije nose ozbiljne ekološke implikacije. Dobiveni rezultati predstavljaju temelj za buduća istraživanja u različitim područjima, kao što su biologija jezera, geokemija, sedimentologija itd. Less

Abstract (english)

Extended abstract: pp. iii-ix

• Keywords: 1-D model; evaluacija numeričkog modela; klimatske promjene; Plitvička jezera; površinski toplinski tok; prognoza temperature vode; RCP scenariji; stratifikacija jezera
• Keywords (english): 1-D model; numerical model evaluation; climate change; Plitvice lakes; Surface heat flux; water temperature prediction; RCP scenarios; stratification of lakes
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:340416
• Promotion: 2024
• Project: Title: Hydrodynamic Modeling of Plitvice Lakes System
• Study programme: Title: Doctoral study; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti (doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti)
• Type of resource: Text
• Extent: 98 str. ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2024-10-28 12:49:48