C YRKULACJA POWIETRZA W BADANYCH JASKINIACH LODOWYCH

Dane otrzymane z pomiarów temperatu-ry powietrza w Demänovskiej JL wskazują, że w zimie napływ cięższego, chłodnego powie-trza do jaskini odbywa się wyłącznie przez otwór wyjściowy i salę Štrkový dóm, w kie-runku komór Veľký dóm i Kmeťov dóm. Silne wymrażanie tych sal sprzyja stałemu wystę-powaniu w ich obszarze lodu dennego (Droppa 1957a, Otruba 1957, Otruba 1971, Halaš 1984, Strug i in. 2006, Piasecki i in. 2007). Wypły-wające z komory Kmeťov dóm przetransfor-mowane, chłodne powietrze w mniejszym stopniu wymraża kolejno salę Bélov dóm i korytarz Čierna galéria. Równocześnie przez korytarz Medvedia chodba i stare wejście (po-łożone nieco wyżej w stosunku do wyjścia), odbywa się wypływ na zewnątrz cieplejszego powietrza jaskiniowego (Otruba 1957, Otruba 1971, Halaš 1984, Piasecki i in. 2007). Taki obraz cyrkulacji ma miejsce zasadniczo dopó-ty, dopóki temperatura powietrza w otoczeniu jaskini jest niższa w porównaniu z temperatu-rą, która panuje w najgłębszych fragmentach systemu Demänovskiej JL (ryc. 40).

W półroczu ciepłym dochodzi najpraw-dopodobniej do wypływu chłodniejszego po-wietrza (w porównaniu z otoczeniem) z głębi Demänovskiej JL, tj. z okolicy korytarza Ja-zerná chodba, przez korytarz Medvedia chodba i stare wejście (ryc. 40). Za wypływ tej masy powietrza odpowiada mechanizm efektu ko-minowego (Wigley, Brown 1976, Luetscher 2005, Pflitsch i in. 2007). Mechanizm urucha-mia się w momencie, gdy temperatura powie-trza w systemie Demänovskiej JL jest niższa w porównaniu z temperaturą otoczenia.

Ryc. 40. Schemat cyrkulacji powietrza w zimie i lecie w Demänovskiej JL (opracowanie własne na podstawie:

Piasecki i in. 2007, Strug i in. 2008b).

Przypuszcza się, że sterowane przez efekt kominowy, płynące z głębi jaskini po-wietrze, nie dostaje się do zalodzonych sal Veľký dóm i Kmeťov dóm. Spowodowane jest to takim ukształtowaniem tych sal, że sprzyjają one zaleganiu chłodniejszego, cięższego po-wietrza w tym fragmencie jaskini. (Droppa 1957a, Otruba 1957, Otruba 1971, Halaš 1984, Piasecki i in. 2007). Względna izolacja oma-wianych komór od powietrza pochodzącego z głębi jaskini chroni najprawdopodobniej monolit lodowy przed całkowitą degradacją i warunkuje jego utrzymywanie przez cały rok (Strug i in. 2008b).

W okresie zimowym intensywny na-pływ zimnego powietrza do wnętrza Dobšin-skiej JL odbywa się przez otwór wejściowo-wyjściowy. Na wysokości komory Malá sieň chłodne powietrze dzieli się na dwa strumie-nie. Jeden z nich płynie przez dolny poziom jaskini, tj. od Lodospadu w kierunku korytarza Ruffinyho koridor, natomiast drugi – przez

górny poziom jaskini w kierunku sal Veľká sieň i Zrútený dóm (ryc. 41). Płynące w ten sposób powietrze podlega stopniowej trans-formacji, ogrzewając się od cieplejszego wnę-trza jaskini. Najwyższy stopień transformacji osiąga ono w korytarzu Ruffinyho koridor.

Zimowa faza efektu kominowego od-powiada za wpływanie powietrza (od strony sali Veľká sieň) w gruzowisko skalne komory Zrútený dóm i „wysysanie” go na zewnątrz poprzez szczeliny w zapadlisku Duča. Równo-cześnie powietrze opuszczające korytarz Ruf-finyho koridor przemieszcza się pod stropem sali Veľká sieň w kierunku sali Malá sieň i otworu wejściowo-wyjściowego.

W lecie cyrkulacja powietrza w jaskini odbywa się od strony gruzowiska skalnego w sali Zrútený dóm, w kierunku sal Veľká sieň i Malá sieň. Wypływ na zewnątrz relatywnie chłodnego powietrza jaskiniowego (w stosun-ku do temperatury otoczenia) odbywa się przez otwór wejściowo-wyjściowy i jest

ste-rowany przez letnią fazę efektu kominowego.

Wymiana powietrza między górnym a dolnym poziomem jaskini jest w lecie znacznie mniej intensywna niż zimą. Głównym impulsem tej wymiany jest wypływ powietrza z niezalodzo-nych fragmentów jaskini, tj. sal Suchý dóm i Kvapľová pivnica (za: Pflitsch i in. 2007;

ryc. 41).

W okresie zimowym cyrkulacja powie-trza w JL Scărişoara wywołana jest przez

in-tensywny napływ zimnego powietrza od strony zapadliska (efekt termiczny). Chłodne masy powietrza dostają się przez otwór wejściowo-wyjściowy do sali Sala Mare, po czym dzielą się na dwa strumienie. Pierwszy z nich płynie w stronę najniższego poziomu jaskini, tj. do sali Rezervaţia Mare, natomiast drugi – w kie-runku sali Rezervaţia Mică (ryc. 42).

Ryc. 41. Schemat cyrkulacji powietrza w zimie i lecie w Dobšinskiej JL (opracowanie podkładu: Strug i in.

2008a, na podstawie: Tulis, Novotný 1989, Tulis, Novotný 1995; opracowanie schematu cyrkulacji: Pflitsch i in. 2007).

Równocześnie, podlegające stopniowej transformacji, chłodne powietrze wypycha cieplejsze powietrze jaskiniowe, które płynie w podstropowej warstwie jaskini i wydostaje się na zewnątrz przez otwór wejściowo-wyjściowy. Zimowa cyrkulacja powietrza trwa zasadniczo od listopada do kwietnia. W tym okresie do wnętrza jaskini dostaje się suche i zmrożone powietrze, którego wilgotność względna jest mniejsza niż 80%.

W lecie, w okresie od maja do paździer-nika, kiedy gęstość powietrza w jaskini jest większa aniżeli w otoczeniu, nie obserwuje się wymiany powietrza. Między jaskinią a otocze-niem panuje stała równowaga, którą stabilizuje inwersja temperatury powietrza w zapadlisku.

We wnętrzu jaskini obserwuje się powolną

cyrkulację powietrza między komorą Sala Mare a salami Rezervaţia Mare oraz Reze-rvaţia Mică. Powietrze w sali Sala Mare ochładza się od wymrożonej w okresie zimo-wym masy skalnej oraz monolitu lodowego po czym grawitacyjnie spływa w niższe, cieplej-sze fragmenty jaskini, stopniowo się transfor-mując. Stamtąd powietrze napływa w podstro-powej warstwie jaskini jako względnie cieplej-sze. Podczas wznoszenia się ulega ono stop-niowemu ochładzaniu od powierzchni monoli-tu lodowego, po czym ponownie spływa w dół (ryc. 42).

W miesiącach przejściowych obserwuje się dynamiczne zmiany przechodzenia jednego typu cyrkulacji w drugi (za: Racoviţă, Onac 2000, Perşoiu 2004).

Ryc. 42. Schemat cyrkulacji powietrza w zimie i lecie w JL Scărişoara (opracowanie: Strug i in. 2008a, na podstawie: Racoviţă, Onac 2000).