Physikalische Merkmale von Seen
Das wichtigste physikalische Merkmal der meisten Seen ist ihr Temperaturverlauf, insbesondere die Temperaturveränderungen mit der Tiefe. Das vertikale Temperaturprofil kann mit einer Reihe von Temperatursonden gemessen werden, die entweder von einem Boot aus oder von einer stationären Plattform aus eingesetzt werden. Zunehmend werden Fernerkundungstechniken eingesetzt, um Temperaturmuster im Raum zu beobachten und insbesondere die mit der thermischen Verschmutzung verbundenen Wärmefahnen zu identifizieren.
Im Sommer wird das Wasser vieler Seen in eine wärmere obere Schicht, das Epilimnion, und eine kühlere untere Schicht, das Hypolimnion, geschichtet. Die Schichtung spielt eine wichtige Rolle bei der Bewegung von Nährstoffen und gelöstem Sauerstoff und hat eine wichtige Steuerungswirkung auf die Ökologie der Seen. Zwischen den Schichten gibt es in der Regel eine Zone mit sehr schnellen Temperaturschwankungen, die so genannte Sprungschicht. Wenn sich der See am Ende des Sommers abzukühlen beginnt, neigt das kühlere Oberflächenwasser dazu, abzusinken, da es eine höhere Dichte hat. Dies führt schließlich zu einer Umkehrung der Schichtung und zu einer Durchmischung der Schichten. Im Winter ist die Temperaturänderung mit der Tiefe im Allgemeinen viel geringer. Einige Seen, so genannte dimiktische Seen, können nach dem Schmelzen der Eisdecke auch eine Frühjahrsumkippung aufweisen, da das Wasser bei 4 °C eine maximale Dichte hat.
Ein zweites wichtiges Merkmal von Seen ist die Art und Weise, wie sich die Verfügbarkeit von Licht mit der Tiefe ändert. Das Licht nimmt exponentiell ab (beschrieben durch das Beersche Gesetz), je nach Trübung des Wassers. In der Kompensationstiefe wird das für die photosynthetische Produktion verfügbare Licht gerade durch die bei der Atmung verloren gegangene Energie ausgeglichen. Oberhalb dieser Tiefe befindet sich die euphotische Zone, aber unterhalb davon, in der aphotischen Zone, kann das Phytoplankton – die unterste Stufe im ökologischen System eines Sees – nicht überleben, es sei denn, die Organismen sind zur vertikalen Wanderung fähig.
Die Muster der Sedimentablagerung in Seen hängen von den Zuflussraten der zufließenden Gewässer sowie von den unterirdischen Strömungen und der Topographie ab. Wiederholte Sondierungen des Seebodens können zur Untersuchung von Sedimentationsmustern verwendet werden. Auch die Fernerkundung der Trübung des Oberflächenwassers wurde eingesetzt, um Rückschlüsse auf die Sedimentationsrate zu ziehen, wie z. B. beim künstlichen Nasser-See in Ägypten. In einigen Teilen der Welt, in denen die Erosionsraten hoch sind, kann die Betriebsdauer von Stauseen durch das Auffüllen mit Sedimenten drastisch verkürzt werden.