EPFL的研究人员发现，冬季日内瓦湖的深水更新不仅仅是由于垂直混合。相反，来自小Lac盆地和大Lac近岸地区的强劲水流发挥了至关重要的作用。
在温带湖泊中，深层垂直混合，也就是所谓的翻转，发生在冬季。随着地表水冷却，它变得更稠密并下沉，与更深的水混合。这个过程很重要，因为当溶解氧和营养物质分布不均匀时，湖泊的健康就会受到影响。通常情况下，在日内瓦湖，富氧的地表水不会到达湖底，湖底的氧气含量会变得很低。但是，在非常寒冷的冬天，完全混合发生，使氧气和温度水平从上到下相同。到目前为止，这种垂直混合被认为是使日内瓦湖深水恢复活力的唯一途径。
由于气候变化，完全垂直混合正变得越来越不常见。EPFL生态工程实验室(ECOL)的研究员彭乃富说:“自2012年以来，气温一直在上升，日内瓦湖底部的氧气含量在10年内下降了90%。”彭专攻模拟模型，专注于气候变化的影响。最近，他和ECOL的同事研究了日内瓦湖冬季深水更新的动态。他们的研究结果最近发表在《水资源研究》杂志上。
冬天水动力学
根据国际保护日内瓦湖水域委员会(CIPEL)的数据，上一次日内瓦湖完全倾覆是在2012年异常寒冷的冬天。对于这个重要的案例，EPFL团队调查了完全推翻的基本机制。研究小组确定，2012年日内瓦湖的深水更新不仅仅是垂直混合，而是由更复杂的三维混合过程驱动的。日内瓦湖由两个盆地组成，东部是又大又深的大湖(深309米，体积85公里)，西部是又小又浅的小湖(深75米，体积4公里)，每年都会翻腾。值得注意的是，日内瓦湖的两个盆地结构是大湖区最深处更新的基础。
2012年冬季，ECOL的科学家们利用广泛的实地观测和数值模拟来研究整个日内瓦湖的水动力学。他们的联合方法揭示了大湖区垂直混合的极限。彭解释说:“通过分析水温和氧气浓度，我们发现，由于垂直混合导致的完全倾覆在2012年根本没有发生。”“使用高分辨率的数值模拟，我们能够详细了解整个湖的这个过程是如何发生的。特别是，从小Lac和大Lac的浅近岸区域横向流动的水更新了湖泊的最深层。”湖泊较浅地区的水比较深地区冷却得更快，由于水密度的横向差异，导致了流动，最终在大湖最深处的水更新。“因此，冬季的地表冷却导致垂直和水平密度梯度驱动的流动，这在2012年导致了湖泊的完全周转。”
随着气候持续变暖，日内瓦湖在冬季的全深度垂直混合只会在偶尔非常寒冷的冬季发生。然而，横向混合过程将继续促进湖泊最深层的更新。“日内瓦湖具有两个盆地结构并不罕见，因此预计其他温带湖泊也会出现同样类型的冬季混合。”
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希望本篇文章《日内瓦湖揭示全新深水更新机制》能对你有所帮助！
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