Per effetto della gravità l'acqua scorre lungo le linee di massima pendenza e la velocità di corrente nei fiumi tende a diminuire dalla porzione montana a quella pedemontana:
- velocità di corrente di un torrente di montagna: attorno a 3 m s-1 (~ 10 km h-1)
- velocità di corrente di un fiume di pianura: meno di 1 m s-1
- velocità di corrente in un lago: attorno a 1 cm s-1
Nei laghi la velocità di corrente si abbassa a tal punto che i movimenti delle acque lacustri non sono più il risultato della gravità ma dipendono dalle condizioni climatiche: l'energia termica fornita dalla radiazione solare e l'energia meccanica fornita dal vento determinano gli spostamenti delle masse d'acqua e la possibilità, per esse, di giungere a contatto dell'atmosfera rifornendosi così di ossigeno.

Proprietà termiche dei laghi
La temperatura delle acque di un lago in un determinato momento stagionale dipende dal suo bilancio termico, cioè dalla differenza fra gli apporti e le perdite di calore. Se si misura la temperatura di un lago dalla superficie al fondo si ottengono, nel corso dell'anno, profili termici molto differenti. In particolare, vi sono periodi nei quali la colonna d'acqua ha la stessa temperatura dal fondo alla superficie ed altri nei quali vi è un elevato gradiente termico. Prima di esaminare come questo fenomeno si verifica bisogna fare una piccola premessa per ricordare una particolarità dell'acqua. La sua densità è massima a 4°C: l'acqua più fredda di 4°C è meno densa, cioè più leggera, fino al punto che un cubo di ghiaccio (0°C) di 1 dm di lato arriva a pesare 0,1 grammi in meno di un cubo d'acqua a 4°C delle stesse dimensioni. Sopra i 4°C l'acqua diventa tanto meno densa (più leggera) quanto più aumenta la temperatura.

Le acque di un ipotetico lago della regione temperata, con una profondità di 20 metri, alla fine della stagione invernale presentano, a tutte le profondità una uguale temperatura di circa 4°C. Questa è, come abbiamo appena ricordato, la temperatura di massima densità dell'acqua. L'azione del vento può facilmente provocare un rimescolamento delle acque più superficiali, a contatto con l'atmosfera e quindi contenenti abbondante ossigeno disciolto, con quelle sottostanti. La circolazione primaverile che così si instaura ricarica di ossigeno l'intera colonna d'acqua.
Con l'avanzare della primavera, l'apporto di calore attraverso la radiazione solare determina un innalzamento della temperatura delle acque superficiali. Il lavoro meccanico del vento potrà operare un certo rimescolamento delle acque più superficiali (più calde e quindi meno dense) con quelle immediatamente sottostanti (più fredde e quindi più dense), contribuendo così alla distribuzione del calore dagli strati più superficiali a quelli via via più profondi. Tuttavia, con il progredire della stagione calda tra acque superficiali ed acque profonde andrà formandosi un gradiente termico, e quindi di densità, sempre più elevato e comunque tale da impedire il rimescolamento ad opera del vento. Nella stagione calda, quindi, si avrà nel lago uno strato superficiale caldo (epilimnio) separato dalle acque profonde uniformemente fredde (ipolimnio) da uno strato di passaggio (metalimnio), caratterizzato da un rapido abbassamento della temperatura con il crescere della profondità.. In questa situazione di stratificazione estiva lo scambio di ossigeno tra le acque superficiali e quelle profonde è quasi nullo. Addirittura, se il lago è molto produttivo l'ossidazione microbica della sostanza organica può consumare completamente l'ossigeno disciolto nelle acque ipolimnetiche arrivando a determinare una situazione di anossia, ovviamente incompatibile con la vita degli organismi acquatici.
In autunno l'acqua superficiale si raffredda, diventa più densa e scende verso il fondo. Con essa si abbassa anche lo strato, sempre più sottile, in cui avviene il salto di temperatura, il metalimnio. Come già in primavera, per azione del vento il rimescolamento delle acque si intensifica ed esita, infine, in una circolazione completa (circolazione autunnale). Il corpo d'acqua si trova ora a circa 4 °C con l'ossigeno disciolto uniformemente distribuito.
In inverno la densità dell'acqua diminuisce per un ulteriore raffreddamento. L'anomalia della densità dell'acqua comporta una instabile stratificazione termica inversa, con uno strato superficiale più freddo sopra uno strato più profondo di acqua a 4 °C. Il ghiaccio, quando arriva a formarsi, copre la superficie del lago poiché la sua densità a 0°C è solo i 9/10 di quella dell'acqua. Il ghiaccio può rendere stabile la stratificazione termica inversa e si produce così la stratificazione invernale.

 

 

Un lago che, come quello appena descritto, circola due volte l'anno si dice dimittico

Il ciclo termico di un lago è influenzato da fattori climatici (piovosità e ventosità) e morfologici (profondità e forma del bacino lacustre) ma dipende principalmente dalla latitudine e dall'altitudine che influenzano direttamente la quantità e l'intensità della radiazione solare, cioè la sorgente di energia termica. A seconda del loro ciclo termico i laghi si possono classificare come:
l) di tipo polare, nei quali la superficie è costantemente gelata e la massa d'acqua sottostante ha sempre una temperatura inferiore ai 4°C. In essi non si verifica mai la piena circolazione; perciò questi laghi molto particolari sono detti amittici.
2) di tipo sub-polare, che presentano la superficie libera dai ghiacci solo per un breve periodo estivo, quando la loro temperatura superficiale supera i 4°C. Questi laghi hanno un solo periodo di isotermia e quindi un'unica piena circolazione (laghi monomittici). A questa categoria di ambienti appartengono la gran parte dei nostri laghi alpini d'alta quota.
3) di tipo temperato, con temperatura superficiale inferiore a 4°C in inverno, anche se possono non gelare, e superiore a 4°C in estate. Sono laghi che hanno un ciclo termico come quello illustrato sopra; poiché hanno due periodi di isotermia e quindi due piene circolazioni l'anno sono laghi dimittici.
4)di tipo sub-tropicale. Questa categoria include anche i laghi della regione mediterranea, nei quali la temperatura è sempre superiore, anche negli strati profondi, a 4°C. In essi si verifica annualmente un solo periodo di isotermia (fine inverno) e quindi una sola piena circolazione (laghi monomittici). A questo gruppo appartengono i grandi laghi subalpini, in alcuni dei quali però la piena circolazione non si verifica tutti gli anni. A questa categoria (laghi oligomittici) appartiene anche il Lago Maggiore
5) di tipo tropicale. Sono i laghi delle regioni calde con temperatura sempre superiore a 4°C in tutta la massa d'acqua. In questi laghi le differenze di temperatura tra strati superficiali e profondi sono minime durante tutto l'anno (laghi anisomittici).
Oltre ai tipi di lago sopra illustrati, che si chiamano olomittici perché quando raggiungono l'omeotermia circolano completamente, ci sono anche i laghi meromittici, nei quali l'acqua di fondo non si mescola mai con l'acqua degli strati superficiali. Questo succede in laghi ove, per accumulo di soluti, l'acqua di fondo acquista una densità superiore a quella imputabile alla sua temperatura.

L'ipolimnio si può ricaricare di ossigeno anche in assenza di piena circolazione per l'intrusione verso il fondo del lago di acque fluviali, generalmente più fredde delle acque lacustri e  ricche di ossigeno. inflow2.jpg (24132 byte)

 

 

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