Rozwarstwienie termiczne wody w jeziorze
Dzięki omówionym wyżej własnościom fizycznym dochodzi w wodach jezior do specyficznego rozwarstwienia termicznego na poszczególnych głębokościach w cyklu rocznym – określamy to jako stratyfikację cieplną.
W ciepłych okresach roku tworzy się przy powierzchni różnej grubości warstwa wody o temperaturze stosunkowo wyrównanej. Promieniowanie słoneczne ogrzewa wprawdzie wodę efektywnie tylko bezpośrednio przy powierzchni (do 1 m), jednak warstwa wody o wyrównanej temperaturze może być głęboka nawet na 6—8 m. Stosunkowo równomierna ciepłota w całym przekroju opisanej warstwy (epilimnion) jest wynikiem spowodowanych przez wiatr ruchów wody (częściowo jest także wynikiem przedstawionych powyżej specyficznych właściwości wody). Tworzenie się epilimnionu rozpoczyna się wiosną, już przy temperaturze 10 °C, a jego głębokość zwiększa się wraz z postępującym ociepleniem. Na pewnej głębokości (jest ona różna dla poszczególnych jezior) strefa epilimnionu gwałtownie się kończy, tworzy się wtedy tzw. warstwa skokowa — metalimnion (termoklina) charakteryzująca się wyraźniejszym obniżeniem temperatury. Można uważać, że utworzyła się termoklina, gdy spadek temperatury na 1 m głębokości jest większy niż o 1 °C (w typowych przypadkach może on osiągnąć wielokrotność tej wartości – na 30 cm nawet 8 °C różnicy). Warstwa skokowa funkcjonuje jako pewnego rodzaju izolator, który bezpiecznie oddziela epilimnion od głębokich partii — hypolimnionu, dla którego charakterystyczne jest powolne spadanie temperatury aż do granicy 4 °C.
Jesienią rozpoczyna się ochładzanie powierzchni wody przez chłodniejsze powietrze (oczywiście obniża się równocześnie intensywność nagrzewania wody przez słońce). Ochłodzona woda epilimnionu opada coraz niżej, co powoduje obniżenie się i stopniowe zmniejszanie się termokliny. Przy spadku temperatury epilimnionu do około 10 °C termoklina praktycznie zanika. Zanik tej bariery izolacyjnej umożliwia w rezultacie przemieszanie i wyrównanie temperatur epilimnionu i hypolimnionu. Pod wpływem jesiennych wiatrów dochodzi do dokładnego wymieszania całej toni wodnej, od powierzchni po dno. Tym samym zaczyna się okres tzw. cyrkulacji jesiennej, która trwa dopóki temperatura wody nie ustabilizuje się na poziomie 4°C. W wyniku postępującego procesu oziębiania woda chłodniejsza z powodu mniejszej gęstości pozostaje w warstwach górnych. Cyrkulacja w zbiorniku ustaje i stopniowo ustala się nowe rozwarstwienie termiczne z odwróconymi temperaturami. Najgłębsze warstwy wody mają temperaturę stałą (4 °), natomiast w kierunku do powierzchni ciepłota się stopniowo obniża aż do 0 °C, ewentualnie do wartości minusowych. Opisane zjawisko charakterystyczne jest dla okresu tzw. stagnacji zimowej, okresu, którego długość jest zależna od konkretnych warunków klimatycznych (czasu utrzymywania się pokrywy lodowej).
