The extent and variability of storm‐induced temperature changes in lakes measured with long‐term and high‐frequency data - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Limnology and Oceanography Année : 2021

The extent and variability of storm‐induced temperature changes in lakes measured with long‐term and high‐frequency data

Jonathan P Doubek
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Gaël Dur
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Aleksandra M Lewandowska
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Vijay P Patil
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James A Rusak
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Nico Salmaso
Christian Torsten Seltmann
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Dietmar Straile
Pablo Urrutia‐cordero
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Patrick Venail
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Rita Adrian
María B Alfonso
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Curtis L Degasperi
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Elvira Eyto
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Heidrun Feuchtmayr
Evelyn E Gaiser
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Scott F Girdner
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Jennifer L Graham
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Hans‐peter Grossart
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Josef Hejzlar
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Georgiy Kirillin
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María E Llames
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Shin‐ichiro S Matsuzaki
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Emily R Nodine
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Maria Cintia Piccolo
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Don C Pierson
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Alon Rimmer
Lars G Rudstam
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Steven Sadro
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Hilary M Swain
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Stephen J Thackeray
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Wim Thiery
Piet Verburg
Tamar Zohary
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Jason D Stockwell
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Résumé

The intensity and frequency of storms are projected to increase in many regions of the world because of climate change. Storms can alter environmental conditions in many ecosystems. In lakes and reservoirs, storms can reduce epilimnetic temperatures from wind-induced mixing with colder hypolimnetic waters, direct precipitation to the lake's surface, and watershed runoff. We analyzed 18 long-term and high-frequency lake datasets from 11 countries to assess the magnitude of wind-vs. rainstorm-induced changes in epilimnetic temperature. We found small day-today epilimnetic temperature decreases in response to strong wind and heavy rain during stratified conditions. Day-today epilimnetic temperature decreased, on average, by 0.28 C during the strongest windstorms (storm mean daily wind speed among lakes: 6.7 AE 2.7 m s −1 , 1 SD) and by 0.15 C after the heaviest rainstorms (storm mean daily rainfall: 21.3 AE 9.0 mm). The largest decreases in epilimnetic temperature were observed ≥2 d after sustained strong wind or heavy rain (top 5 th percentile of wind and rain events for each lake) in shallow and medium-depth lakes. The smallest decreases occurred in deep lakes. Epilimnetic temperature change from windstorms, but not rainstorms, was negatively correlated with maximum lake depth. However, even the largest storm-induced mean epilimnetic temperature decreases were typically <2 C. Day-today temperature change, in the absence of storms, often exceeded storm-induced temperature changes. Because storminduced temperature changes to lake surface waters were minimal, changes in other limnological variables (e.g., nutrient concentrations or light) from storms may have larger impacts on biological communities than temperature changes.
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Origine : Publication financée par une institution

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hal-03230686 , version 1 (20-05-2021)

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Paternité

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Citer

Jonathan P Doubek, Orlane Anneville, Gaël Dur, Aleksandra M Lewandowska, Vijay P Patil, et al.. The extent and variability of storm‐induced temperature changes in lakes measured with long‐term and high‐frequency data. Limnology and Oceanography, 2021, 66 (5), pp.1979-1992. ⟨10.1002/lno.11739⟩. ⟨hal-03230686⟩
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