Redigerer Innsjø (avsnitt)

== Temperatur og strømninger ==
[[Fil:Cerro chato crater lake.JPG|thumb|Cerro chato nordvest for San José, provinsen Alajuela, Costa Rica, er et eksempel på en tropisk kraterinnsjø.]]

[[Fil:Semeltind sett fra Hinnåtefjellet med Semelbreatjønne i forgrunnen.JPG|thumb|Semelbreatjønne i [[Vågå]] i [[Innlandet]] fylke, et eksempel på en subpolar innsjø. Legg merke til isflak i vannet selv om det er august. Dette er også eksempel på en næringsfattig botnsjø.]]

Klassifisering etter temperaturforholdene i innsjøen skjer generelt i henhold til de følgende fem kategoriene<ref name=HP/>:

:#Tropisk innsjø: Temperaturer mellom 20 og 30&nbsp;°C i store deler av innsjøen. Små årstidsvariasjoner.
:#Subtropisk innsjø der temperaturen aldri er under 4&nbsp;°C.
:#Temperert innsjø der overflatetemperaturen er over 4&nbsp;°C om sommeren og under om vinteren. Store temperaturforskjeller. 
:#Subpolare innsjøer der temperaturen i overfaten bare er over 4&nbsp;°C en kort tid om sommeren. Små temperaturforskjeller. 
:#Polar innsjø der temperaturen aldri er over 4&nbsp;°C og der overflaten er isfri bare kortvarig. 

De fleste norske innsjøer kommer i kategorien temperert innsjø. Bare innsjøer i høyfjellet kommer i den subpolare kategorien og innsjøer inntil isbreer kommer i kategorien polar innsjø. De tempererte innsjøene har vannstrømninger som er sykliske og bestemt av årstidene. Vannets største [[tetthet]] ved 4&nbsp;°C er årsak til dette<ref name=HP/>.

Innsjøer der alt vann i perioder blandes kalles ''holomiktiske''. De deles i undergruppene ''[[monomiktisk]]e'' (én årlig omblanding), ''dimiktiske'' (to omblandinger i året) og ''polymiktiske'' (konstant omblanding). Innsjøer med vannlag som aldri blander seg med hverandre kalles ''[[Meromiktisk|meromiktiske]]''.<ref>{{Kilde artikkel |forfatter=W.M. Lewis  |tittel=A revised classification of lakes based on mixing  |publikasjon=Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences  |utgivelsesår=1983  |bind=40  |nummer=10  |side=1779–1787  |doi=10.1139/f83-207  |url=http://cires.colorado.edu/limnology/pubs/pdfs/Pub058.pdf  |issn=1205-7533  |url-status=død  |arkivurl=https://web.archive.org/web/20090306140542/http://cires.colorado.edu/limnology/pubs/pdfs/Pub058.pdf  |arkivdato=2009-03-06 }}</ref>

=== Tilførsel og avgivelse av varmeenergi ===
De viktigste kildene for varmetilførsel i en moderat dyp temperert innsjø er<ref name=HP/>:

:*Kortbølget [[solstråling|innstråling]] fra sola og [[Infrarød stråling|langbølget varmestråling]] ut fra innsjøen.
:*Ledning (eller [[konduksjon]]) og [[konveksjon]] med atmosfæren.
:*[[Fordampning|Fordunstning]] og [[kondensasjon]].
:*[[Kinetisk energi]] omformet til varmeenergi fra elver går i fosser og stryk før de renner ut i innsjøen.
:*Varmeutveksling fra tilsig, avløp og regn.
:*Varmeutveksling med bunnen.

Dette gir varmesykluser som varier både på døgn- og årsbasis og som meteorologiske forhold bestemmer. Den største kilden til oppvarming er kortbølget solstråling og størst kilde til avgivelse av varme er kortbølget utstråling. Sol med kortbølget stråling representerer det største bidraget til oppvarming i den varme årstiden. Kortbølget utstråling representerer den største varmeavgivelsen i den kalde årstiden. Fordunstning har et stort bidrag i varmebalansen i den varme årstiden og fører til varmeavgivelse, mens kondensasjon spiller mindre rolle. De andre faktorene spiller ofte en mindre rolle i norske innsjøer, selv om lokale forhold kan variere. En elv som går i stryk ned mot vannet har kinetisk energi som omgjøres til varmeenergi, dette er grunnen til at det kan være råk i isen der en elv har sitt utløp i innsjøen. Grunnvann kan ha samme effekt<ref name=HP/><ref name=HLP/>.

===Temperaturpåvirkede strømninger===
[[Fil:LSE Stratification.png|thumb|500px|Mønster for årlige vannsirkulasjoner i en innsjø. Temperaturene som er påført er ikke nødvendigvis typiske for enhver innsjø. I en meromiktisk innsjø inntreffer ikke disse sirkulasjonene.]]

Vann har størst tetthet ved 4&nbsp;°C, og ifølge [[Oppdrift|Arkimedes’ lov]] vil tyngre vannmasser synke og lettere få oppdrift og stige. Dette gir karakteristiske strømninger i tempererte innsjøer dypere enn 10 m. I løpet av en årssyklus vil det bli fire karakteristiske tilstander<ref name=HP/><ref name=VR/>.

:*Vårfullsirkulasjonsperioden – Ved solinnstråling og varmere luft om våren vil vannet i overflaten av innsjøen få høyere temperatur enn 4&nbsp;°C. Dette vannet blir lettere og stiger opp. Oppvarmingen øverst vil føre til temperaturøkning lenger ned i vannmassene, først og fremst fordi vind rører om på vannet. Kalt vann fra dypet vil komme til overflaten og det varmere overflatevannet røres ned. Strålingsabsorpsjon i de øverste lagene er også med på å lage strømninger. Omrøring av vannmassene går nødvendigvis ikke dypt ned i innsjøen. Størrelse og dybde, samt eksponering for vind spiller inn.
:*Sommerstagnasjonsperioden – sirkulasjonen stopper opp og i løpet av sommeren dannes et skarpt temperaturgrensesjikt. Dette sjiktet kalles [[termoklin]]en eller [[sprangsjikt]]et, og over og under dette sjiktet er det en betydelig temperaturforskjell. Det kan bli opp mot 10&nbsp;°C differanse i en avstand på 4–6&nbsp;m vertikal retning. Termoklinen virker som en sperre mellom overflatevannet, som kalles epilimnion, og de dypere vannmassene som kalles hypolimnion. Epilimnion vil få jevn høy temperatur i løpet av sommeren, mens vann lenger ned enn 100&nbsp;m vil bli lite oppvarmet. En sier at det skjer en lagdeling av vennet i innsjøen. 
:*Høstfullsirkulasjonsperioden – Når været blir kaldere og solinnstrålingen avtar på sommeren avkjøles epilimnion. Termoklinen er ikke lenger noe hindring for blanding av vannmassene, og omrøring på grunn av vinden kan igjen skje. I oktober-november vil etter hvert alle vannmassene få en temperatur på 4&nbsp;°C.
:*Vinterstagnasjonsperioden – Etter hvert som temperaturen blir lav når vinteren setter inn, vil overflatevannet få en temperatur nærmere 0&nbsp;°C. Vinteren gir igjen stabile sjikt der store deler unntatt de øverste sjiktene har en temperatur rundt 4&nbsp;°C. Når det dannes is på overflaten av innsjøen hindres både videre avkjøing og omrøring på grunn av vind. 

Når våren kommer smelter isen når temperaturen stiger, overflatevannet oppvarmes og utpå sommeren blir det igjen jevn temperatur i vannmassene ved sirkulasjon. Våren og høsten setter altså i gang sirkulasjon helt ned til dypet av innsjøen. Dette er en viktig prosess for å bringe oksygenrikt vann ned i dypet, noe som er viktig for levende organismer<ref name=VR/>. 

=== Andre mekanismer for vannsirkulasjon ===
Når totalt vannvolum i innsjøen er kalkulert og vannmengden som renner ut per år er kjent, kan vannets oppholdstid beregnes. Dette vil også være et mål for gjennomstrømninghastigheten. Mjøsa har et volum på 55,3 km<sup>3</sup> og det er beregnet at oppholdstiden for vannmassene er 5,5 år<ref name=VR/>. På et enda mer overordnet nivå er gjennomsnittlig tid til utskifting av alt vann i alle norske innsjøer estimert på samme måte. Det er antatt at innsjøene i Norge har et samlet volum på 1200 km<sup>3</sup> og med en årlig avrenning fra landarealet på 383 km<sup>3</sup>, det er da funnet at fornyelse av alt vann i innsjøene skjer hvert tredje år<ref name=HP/>.

Imidlertid er dette en teoretisk størrelse fordi ikke alle deler av vannmassene deltar i sirkulasjonen. Som beskrevet over vil lagdeling sommer og høst begrense strømningene, spesielt i dype innsjøer. Om sommeren når det er utviklet et sprangsjikt ned i vannmassene, vil denne virke som et glatt gulv der tilført vann fra elver strømmer over. Vannet lenger ned blir dermed lite påvirket av vanntransporten i overflatelagene. Noen innsjøer har heller ikke sirkulasjon av vannmassene. Uansett er denne teoretiske størrelsen nyttig å vurdere når det for eksempel er spørsmål om tilførsel av forurensning. Dermed kan vurderinger av innsjøen som [[resipient]] være avhengig av denne typen beregninger for å si noe om konsekvensene av forskjellige utslipp<ref name=HP/>. 

Elver som strømmer ut i en innsjø vil kunne ha en annen temperatur enn overflatetemperaturen og dermed komme til å gå mer eller mindre dypt ned i vannmassene. Denne strømmen av tilført vann vil gå ned til de møter vannmasser med samme temperatur og tetthet. Her vil vannmassene gå sammen og danne strømninger med samme tetthet. Slike strømninger er derfor kalt tetthetsstrømmer<ref name=HP/>. 

Jordrotasjonen skaper også strømninger om innsjøen er stor nok. På den nordlige halvkule vil dette gi seg utslag i vannstrømninger mot høyre ved breddene. Dette gir opphav til en spesiell strømning i Storsjøen i Innlandet fylke kjent som Råken. Tømmerfløterne forsøkte å unngå denne ved å få tømmeret over på vestsiden av innsjøen. De forskjellige mekanismene for strømninger kan gi kompliserte og sammensatte forhold<ref name=HP/>

=== Seiche ===
[[Fil:Illustration of the phenomenon of seiches.png|thumb|I det øverste bildet dannes det oppstuving av vann ved sterk vind. Strømninger ned mot innsjøen oppstår, I det midterste bildet har påvirkningene fra strømmen fått sprangsjiktet (termoklinen) til å trykkes ned. Nederst har vinden løyet, og på veg mot likevekt blir det en periode med bølgebevegelser både i overflaten og i vanndypet, der fenomenet seiche oppstår på grunn av interferens.]]

Det er nevnt at det i en temperert innsjø utvikles et sprangsjikt nede i vannmassene om sommeren. Sprangsjiktet danner et stabilt sjikt, men under spesielle forhold kan spesielle dynamiske fenomener oppstå. Ved vind kan vann stuves opp i den ene enden av innsjøen. Den delen av innsjøen som får pålandsvind vil få en noe høyere vannstand. Dette oppstuvede vannet blir satt i sirkulasjon og i neste omgang presses sprangsjiktet ned. I tilfeller med langvarig vind presses sprangsjiktet opp mot overflaten i den delen av innsjøen hvor vinden kommer fra. Når vinden så stopper vil i tredje omgang både vannoverflaten og sprangsjiktet gå tilbake til sin likevektsstilling, imidlertid er dette en prosess som tar lang tid. 

På veg mot likevekt kan vannet i innsjøen settes i [[Stående bølger|stående svinger]], som kalles [[seiche]]. Svingningene som sprangsjiktet danner kalles indre seiche og svingningene på overflaten kalles øvre seiche. Amplituden på svingningene i overflaten er i norske innsjøer ikke mer enn 5 cm, mens den indre seiche kan få en amplitude på flere meter. Dette fører til stor omrøring av vannmassene i en innsjø<ref name=HP/><ref name=VR/>. 

Dette fenomenet ble første gang oppdaget i [[Genfersjøen]] ved begynnelsen av 1700-tallet. Som ved alle svingninger kan det oppstå fastliggende (også kalt stående) knuter og buker. Dette bølgefenomenet oppstår ved interferens mellom like bølgetog som går mot hverandre fra hver ende av innsjøen<ref>[http://snl.no/b%C3%B8lge] Store norske leksinkon – Bølge</ref>. Svingningene i innsjøen kan ha forskjellige antall knuter. Og ved en knute kalles dette uninodal seiche, med to bionodal seiche og ved flere, multinodale seiche. En formel for svingetiden er:

:<math> T={2L\over k\sqrt{gD}}</math>

der:
:T er svingetiden
:k er antall knuter i svingningen
:L er lengden av innsjøen
:g er tyngdens akselerasjon 9,81 m/s<sup>2</sup>
:D er middeldybden av innsjøen.

Denne formelen er testet på [[Storsjøen (Rendalen)|Storsjøen]] i Rendalen i Innlandet fylke der svingetiden er funnet til å være 33 minutter og 20 sekunder for den uniodale seiche<ref name=HP/>.