Глава 9.
Воздействие солнечной радиации на развитие икры сигов ых рыб
9.1. Особенности прохождения солнечной радиации в водоемы
Приходящая к поверхности земли солнечная энергия представляет собой электромаг-
нитное излучение в диапазоне волн от 350 до 700 нм в видимой части спектра. Диапазон
солнечного спектра включает в себя инфракрасное излучение (700–100000 нм), которое
практически не проникает на глубину и поглощается в поверхностном слое воды или
в толще льда.
Из общего потока солнечной радиации в диапазоне от 100 до 100 тыс. нм, доходяще-
го до поверхности воды, минимум 10% отражается (альбедо –А) обратно в атмосферу.
Остальные 90% проникают в водную толщу, претерпевая изменения в зависимости от
глубины, степени поглощения водой различных участков спектра, а также прозрачности
самой водной массы и ее химического состава. Поглощение света в различных участках
видимого диапазона возрастает по мере увеличения длины волн (рис. 68).
На рис. 67 и 68 отражено проникновение различных участков спектра солнечного
света в зависимости от глубины. В идеальном случае в дистиллированной, свободной от
Рис. 67. Пропускание света (экстинкция) в различных участках видимого спектра в% в логарифми-
ческой шкале, в зависимости от глубины в случае идеальной прозрачности пресной воды
(по Clarke, 1939)
рассеивающих свет частичек взвесей, воде (что может наблюдаться в ультраолиготроф-
ных озерах), резкое падение интенсивности радиации (экстинкция) видимого диапазона
в воде по мере нарастания глубины, происходит, как в его длинноволновой (красной)
части, так и в коротковолновой — фиолетовой и ультрафиолетовой (невидимой) обла-
стях спектра. Согласно коэффициенту экстинкции, составляющему 3,8% ослабления
освещённости на 1 метр глубины, ультрафиолетовое излучение (400–100 нм) проникает
в воду до 100 м. В период ледостава свет с длиной волны 360 нм полностью поглоща-
ется непосредственно под поверхностью льда. Г. Кларк показал, что световые лучи от
красного спектра к фиолетовому тем легче проникают в толщу воды, чем меньше дли-
на волны (Clarke, 1954). Однако от синего к ультрафиолетовому свету всё происходит
наоборот. Ультрафиолетовые лучи длиной 310 нм на глубине 15 метров в Средиземном
море составляют только 10% от исходного значения, а синий участок светового спектра
проникает глубже всех, превышая глубины в 100 м. В прибрежных замутненных водах
морей и озёр их проникающая способность сокращается до нескольких десятков санти-
метров. Из рисунка 68 можно предположить, что световая радиация в жёлтой (560–620
нм), зелёной (500–560 нм), синей (450–500 нм) и фиолетовой (380–450 нм) областях види-
мого диапазона обладает наибольшими возможностями воздействия на физиологические
отправления гидробионтов и интенсивность фотосинтеза, соответствуя спектральным
характеристикам поглощения световой энергии зелёными, синезелёными и бурыми водо-
рослями (Кизеветтер и др. 1981).
Прохождение светового потока в условиях ультраолиготрофного озера Байкал ис-
следовали П. П. Шерстянкин (1975) и Т. Н. Довгий (1977), в работах которых определе-
на зависимость средних величин проникающей в воду солнечной энергии от глубины
(в процентах от падающей на поверхность водоема). Было показано, что максимальное
пропускание солнечного излучения в полдень имеет два максимума: первый в спектраль-
ной области 480 нм (синий цвет), а второй в интервале 500–535 нм (голубой) (Шерстян-
кин, 1975). Самое значительное поглощение излучения солнца происходит в верхнем
Рис. 68. Спектральное распределение солнечного света в зависимости от глубины пресноводного
водоема (Clarke, 1939; 1954).
слое воды (5–20 м), в котором в основном поглощаются и рассеиваются длинноволновые
участки спектра: красного (700–600 нм), оранжевого (600 нм) и жёлтого (600–500 нм).
Минимальные значения показателя поглощения и рассеивания светового потока наблю-
даются в области спектра 480–500 нм (зелёный и синий). На глубину 100 м проникает
солнечное излучение в спектральной области от 380 до 630 нм, т. е. от жёлтого до фиоле-
тового, а также ультрафиолет, проникающий значительно глубже 100-метровой отметки
(Clarke, 1954; Шерстянкин, 1975).