Características físicas y químicas
La luz y la temperatura son dos características físicas clave de los lagos y estanques. La luz del sol se absorbe, se dispersa y se refleja al pasar por la atmósfera terrestre, la superficie del agua y el agua. La cantidad y calidad de la luz que llega a la superficie de un lago o estanque depende de diversos factores, como la hora del día, la estación del año, la latitud y el clima. La calidad y la cantidad de luz que pasa por el agua de un lago o estanque se ve afectada por las propiedades del agua, incluida la cantidad de partículas (como las algas) y la concentración de compuestos disueltos. (Por ejemplo, el carbono orgánico disuelto controla la distancia a la que las longitudes de onda ultravioleta de la luz penetran en el agua).
La luz y el viento se combinan para afectar a la temperatura del agua en lagos y estanques. La mayoría de los lagos sufren un proceso llamado estratificación térmica, que crea tres zonas distintas de temperatura del agua. En verano, el agua de la capa menos profunda (llamada epilimnion) está caliente, mientras que el agua de la capa más profunda (llamada hipolimnion) está fría. La capa intermedia, el metalimnion, es una región de rápidos cambios de temperatura. En invierno, el patrón de estratificación térmica se invierte de forma que el epilimnion es más frío que el hipolimnion. En muchos lagos, la estratificación térmica se rompe cada otoño y primavera cuando las temperaturas del aire, que cambian rápidamente, y el viento provocan la mezcla. Sin embargo, no todos los lagos siguen este patrón general. Algunos lagos se mezclan sólo una vez al año y otros se mezclan continuamente.
La química de los lagos y estanques está controlada por una combinación de procesos físicos, geológicos y biológicos. Las características químicas clave de los lagos y estanques son la concentración de oxígeno disuelto, la concentración de nutrientes y el pH . En los lagos y estanques, las fuentes de oxígeno incluyen la difusión en la superficie del agua, la mezcla de aguas superficiales ricas en oxígeno hacia profundidades mayores y la fotosíntesis. El oxígeno se pierde de los lagos y estanques durante la respiración de los organismos vivos y debido a los procesos químicos que unen el oxígeno. Los dos nutrientes más importantes en los lagos y estanques son el nitrógeno y el fósforo. La abundancia de algas en la mayoría de los lagos y estanques está limitada por la disponibilidad de fósforo, mientras que el nitrógeno y el hierro son los nutrientes limitantes en el océano. La acidez del agua, medida como pH, refleja la concentración de iones de hidrógeno . El valor del pH de la mayoría de los lagos y estanques se sitúa entre 4 y 9 (el valor del pH del agua destilada es de 7). Algunos organismos acuáticos se ven afectados negativamente por las condiciones de pH bajo causadas por la acción volcánica, la vegetación que libera ácido en torno a los lagos de pantano y la lluvia ácida.