Ладога відчуває вплив трьох повітряних мас. Морське повітря, принесений циклонами з Атлантики, викликає взимку відлиги і рясні снігопади, а влітку супроводжується похмурою і вітряною погодою. У період, коли над озером панують континентальні повітряні маси, що надходять з півдня і сходу, на узбережжі Ладоги стоять сухі і жаркі дні влітку і морозні - взимку. Сталу погоду можуть різко змінити вторгнення з півночі холодного арктичного повітря, з яким завжди пов'язані несподівані похолодання і сильні вітри.
Середня річна температура повітря на островах Ладоги близько +3.5 градуса, а на узбережжі вона змінюється від +2.6 до +3.8 градуси. Хоча протяжність озера в масштабах всієї кліматичної зони порівняно невелика, все ж помітно деяке потепління на південь і похолодання на схід. Найтепліше місце на Ладозі - південне узбережжя. Правда, різниця в середніх місячних температурах повітря "холодного" і "теплого" берегів складає всього лише кілька десятих градуса. Влітку на півдні Ладоги повітря може нагрітися до + 32 °. Найсильніші морози, які доходять до -54 °, відзначаються на східному узбережжі. Середня тривалість теплого періоду на Ладозі коливається від 103 до 180 днів, причому він довший за все на островах.
При вторгнення теплих повітряних мас з півдня в першій половині осені нерідко бувають повернення теплої погоди - "бабине літо". Тоді навіть на 2-3 тижні можуть встановитися ясні і теплі дні.
Незважаючи на порівняно слабкий розвиток хмарності над Ладога, дощові дні тут бувають досить часто - до 200 на рік, при цьому випадає близько 600 міліметрів опадів.
Розподіл рідких опадів по озеру має свої особливості. Найменше їх випадає в центральній частині - 325 міліметрів. На узбережжях опадів більше: на північному і західному - 375, а на південному і південно-східному - до 400 міліметрів.
Більшу частину року над Ладога переважають вітри південних напрямків, особливо часто дме південно-західний вітер, або, як його називали в старовину, "шелоннік", за назвою річки Шелони, що впадає в озеро Ільмень і має подібне напрямок. Ця назва вітру було перенесено на Ладогу новгородськими судноводіями і зберігалося у вигляді написів на компасах до кінця минулого століття.
Влітку поряд з південними вітрами досить часті вторгнення північних і північно-східних вітрів - "опівнічників" і "меженніка". Середня швидкість переважаючих вітрів 6-9 м / сек в секунду над озером і 4-8 м / сек над узбережжям. Шхерний район Ладоги, захищений горбистим рельєфом, відрізняється найслабшими вітрами. Середня річна швидкість їх ледь перевищує 3 метри. Південне узбережжя займає проміжне положення.
Однак в окремі дні вітри можуть досягати великої сили - більше 15 м / сек. Вони бувають 60 днів в році над озером і менше 30 днів - над узбережжям. Самий "тихий" ділянку узбережжя знаходиться в районі Приозерска. Тільки 2-3 дня в році тут відзначається вітер зі швидкістю більше 15 метрів в секунду. Позитивний вплив тут мають заліснені Сельге, огороджувальні порівняно велику територію від потужних північних потоків повітря.
Вітри, що дмуть зі швидкістю 10-15 метрів в секунду, викликають сильне хвилювання на Ладозі. Висота хвиль може досягати в цей час 3-4 метрів. Однак такі вітри зазвичай нетривалі - вони спостерігаються протягом 2-3 і набагато рідше - 6-7 днів поспіль. Вітри, що дмуть зі швидкістю 20-24 метри в секунду, припиняються через 5-6 годин, а ще більшої сили - через 1 годину. Відомі випадки, коли в районі острова Валаам вітер досягав 28 і навіть 34 метрів в секунду.
У теплу пору року через неоднакового прогрівання води і суші над Ладога виникають місцеві вітри - бризи. Вдень вони дмуть з озера на берег - озерний бриз, а вночі, навпаки, з берега в озеро - берегової бриз.
Характерною особливістю ладозький вітрів є їх нестійкість протягом доби. І дійсно, вітер різко може змінити свій напрямок за якихось 20-40 хвилин. Така зміна нерідко віщує шторм. Було відмічено, що якщо над озером після західних і північно-західних вітрів настає коротке затишшя, а потім вітер починає шлях з півночі і північного сходу все сильніше і сильніше, то штормова погода може розігратися протягом 1-2 годин. "Еол на озері прекапрізний", - говорили в старовину про Ладогу.
Ладозьке озеро без перебільшення можна назвати коморі енергії сонця. Тепловий потік, що падає на його поверхню протягом року, вимірюється астрономічної цифрою - 14х10 15 кілокалорій. Цього тепла вистачило б, щоб нагріти всю масу ладожской води на 15 градусів. Але в дійсності вона нагрівається всього лише до 8 градусів. Чому так відбувається ° Справа в тому, що поверхня озера є природним дзеркалом, що відображає сонячні промені. Влітку озеро відображає 9-10 відсотків променів, взимку скута кригою Ладога віддає в атмосферу вже половину приходить тепла.
Інша причина втрат криється в фізичні властивості самої води - в її слабкоютеплопровідності. Вода просто не в змозі вмістити в себе повністю тепло, яке дає їй сонце.
Через малу теплопровідності 65 відсотків надійшов в озеро тепла затримується у верхньому метровому шарі води, а на 100-метрову глибину проникає всього лише 1.5 відсотка сонячної енергії.
Володій вода більшою теплопровідністю, проникнення тепла на глибину відбувалося б значно швидше, і втрати його скоротилися б. Правда, повільно нагріваючись, озеро так само повільно остигає. Воно утримує тепло значно довше в порівнянні з повітрям, надаючи тим самим отепляющее вплив на прибережні райони.
Велика кількість теплової енергії витрачається на випаровування. За рік з Ладоги випаровується шар води завтовшки в 300 міліметрів, що становить обсяг, рівний 5.5 кубічного кілометра. Його вистачило б, щоб заповнити таке озеро, як Ільмень.
Сонячна енергія, яка проникає в товщу води, призводить в рух водні маси озера. Навіть в короткі періоди штилю, коли поверхня Ладоги дзеркально-нерухома, на глибині йде переміщення водних мас як по горизонталі, так і по вертикалі. Це явище сприяє перерозподілу тепла в Ладозі, поступового збагачення їм все більш глибоких шарів.
Накопичення сонячного тепла і його розподіл у воді протягом доби, сезону, року визначає температурний режим озера. У Ладоги є свої весна, літо, осінь і зима.
Вперше на нього звернув увагу на початку нашого століття швейцарський вчений Ф.А.Форель, який займався дослідженням Женевського озера. Але сталося так, що про Термобар незабаром забули. І тільки ретельні дослідження, проведені на Ладозі в 1957-1962 роках, дозволили всебічно оцінити значення Термобар для різних сторін життя водойми. По суті, це було нове відкриття Термобар, зроблене А.І.Тіхоміровим.
Існування Термобар обумовлено самою природою води. Як відомо, на відміну від інших речовин, вода має найбільшу щільність не в твердому стані, а в рідкому при температурі +4 градуси. Ця особливість призводить до того, що навесні і восени, коли стають можливими такі температури в водоймі, з'являється Данко. Його можна порівняти зі своєрідною прозорою перегородкою з найбільш щільною води, що тягнеться від поверхні до дна.
Виникає вона на деякій відстані від берега на кордоні двох водних мас, одна з яких має поверхневу температуру нижче 4 градусів тепла, а інша значно вище. Настає внаслідок змішування 4-градусна вода, як володіє найбільшою, щільністю, починає занурюватися на дно, втягуючи в цей процес все нові порції поверхневої води. Ось цей спадний потік найбільш щільних вод і являє собою Данко. Досягнувши дна, щільні води повільно розтікаються.
Термобар ділить озеро на дві області: теплоактівную, де процеси нагрівання та охолодження відбуваються більш інтенсивно, і теплоінертную, в якій вони сильно уповільнені. Теплоактівная область розташовується уздовж узбережжя в зоні менших глибин, а теплоінертная займає центральну - глибоководну - частина.
Цікаво, що навесні теплі води прибережної зони і холодні центральній частині озера не змішуються між собою при будь-якому напрямку вітру. Чи не прискорюють цей процес і течії, що виникають в озері. Термобар служить відмінним природним бар'єром.
Місцезнаходження Термобар в озері досить чітко позначається пінистої смугою. Вона утворюється там, де сходяться і перемішуються води різної температури, після чого, досягнувши максимальної щільності, вони почнуть своє занурення. Сюди ж підтягуються нафтопродукти, що скидаються судами, дрібні предмети і сміття, плаваючі на поверхні озера. Лінія Термобар добре помітна з судів і літаків.
Положення фронту термічного бару з часом змінюється. У міру прогрівання озера все більшої стає теплоактівная область, відтісняють Данко до центру озера.
Тепло все рівномірніше розподіляється по озеру. Нарешті настає період, коли температура води вирівнюється всюди. Такий стан носить назву гомотермія. Воно триває всього кілька днів, а потім знову починається розшарування водної товщі, встановлюється зворотний термічна стратифікація: тепліші водні маси прикриваються шаром холодних вод. Перш за все охолоджуються бухти, губи і дрібні затоки, так як запас накопиченого в них тепла менше, ніж в глибоководних районах.
До середини зими вже велика частина озера буває покрита льодом, за винятком району, розташованого над великими глибинами. Становлення повного льодоставу на Ладозі спостерігається не щороку. Зазвичай під крижаним покривом ховається тільки 80 відсотків площі. Залишається величезна ополонка в центрі, яка тягнеться у вигляді підкови від західного берега до східного трохи південніше Валаамського архіпелагу. Іноді в тиху морозну погоду ця ополонка затягується тонким шаром льоду, але потім вітер знову його руйнує.
Розкривається Ладога в зворотному порядку в порівнянні з замерзанням. Перш за все лід зникає в губах, затоках і на прибережних мілководдях. Велика частина льоду тане на місці і лише 3-5 відсотків його надходить в Неву. В деякі роки льодоходу на Неві взагалі не буває - адже ладожский лід може потрапити в Неву тільки при східних і північно-східних вітрах. До кінця травня озеро повністю очищається від льоду.
Два основні чинники брали участь у створенні Ладоги - геологія і клімат. В результаті геологічних процесів виникла чаша озера, а клімат сприяв її наповнення і збереженню вологи в порівняно незмінному обсязі протягом тисячоліть.
Запас води в Ладозі - 908 кубічних кілометрів. Ця величина не залишається постійною - в одні періоди вона росте, в інші - падає. Правда, такі коливання по відношенню до загальної маси води в озері не перевищували 6 відсотків, по крайней мере, за останні 100 років. Виявляються вони у змінах рівня води і іноді бувають настільки суттєвими, що викликають навіть маловодні і багатоводні періоди в режимі Ладоги.
За старих часів тривалий низьке стояння рівня нерідко пояснювалося впливом надприродних сил. Серед жителів сіл, розкиданих по берегах, побутували різні легенди. Може тому, що число 7 вважалося на Русі щасливим, існувало повір'я, що рівень води на Ладозі 7 років зростає і 7 років падає.
Наступ маловодних років в житті озера завжди вважалося недобрим явищем. У XVIII і XIX століттях воно особливо позначалося на житті Петербурга, економічний розвиток якого було тісно пов'язане з судноплавством. У маловодні роки через сильний обміління Ладозький каналів і витоку Неви судноплавство було утруднено і несло великі збитки. Підвіз товарів в місто скорочувався, починали рости ціни на продукти, чому в першу чергу страждала біднота.
Аналіз даних про зміни рівня за 100 років показав, що існувала народне повір'я про семи маловодних роках не відповідало дійсності. Зате воно в якійсь мірі відображало основну особливість багаторічного уровенного режиму Ладоги - його періодичність.
За останні 100 років Ладога пережила три періоди, або циклу; коливання рівня води з тривалістю кожного в межах 25-33 років. У кожному періоді виділяються дві фази - маловодна і багатоводна.
Самий найближчий до нас за часом повний цикл Ладога пережила в 1932-1958 роках. Маловодна фаза цього періоду почалася в 1932 році, досягнувши мінімуму в 1940 році. Середній річний рівень води був нижче нормального на 1 метр.
На початку 1940-х років настала багатоводна фаза. Середній річний рівень почав поступово зростати, досягнувши максимального значення в 1958 році. Весняна повінь в тому році було в 2 рази більше звичайного. Рівень води в травні на 140 сантиметрів перевищив середній. Багато Араву поблизу озера були затоплені, постраждали деякі прибережні споруди. Невеликі острови в шхерах цілком пішли під воду, і дерева, що росли на них, піднімалися прямо з води.
Коливання рівня води на Ладозі часто залежать від вітру. Сильний вітер постійного напряму наганяє воду в затоки і бухти, чому рівень в них починає швидко підвищуватися. В цей же час на протилежному березі відбувається зганяння води, що супроводжується зниженням рівня. У скелястого північного берега через великих глибин зганяння явища розвинені слабше, ніж в мілководних південних затоках.
Проведені розрахунки показали, що для різних районів озера існує певна залежність між величиною нагона і силою вітру. Вітер, що дме зі швидкістю 5 метрів в секунду, може викликати підйом рівня на 8-10 сантиметрів у південних берегів і на 5-6 сантиметрів - у північних. Зате вітер силою в 15 метрів здатний підняти рівень води в південних губах на 90 сантиметрів. Правда, такі нагону бувають виключно рідко, але все ж бувають.
Згони води спостерігаються рідше, і падіння рівня при них незначне. Правда, в старовинній рукопису "Явище в граді Орешке", що відноситься до 1594 року, описується цікавий випадок: під час бурі вітер зігнав воду з мілини біля витоку Неви, так що можна було річку перейти вбрід.
На Ладозі існує ще й інший вид коливань рівня, теж не пов'язаних зі зміною запасу води. Ці коливання виникають під впливом зовнішніх сил, що діють короткий час, - сильного поривчастого вітру, різкої зміни тиску над яким-небудь районом озера, нерівномірного випадання опадів і ін. Після того як дію цих сил припиняється, вся водна маса озера приходить в рух, подібний до коливанню води в відрі під час перенесення. Ці коливання рівня незначні - всього кілька сантиметрів. Вони носять назву стоячій хвилі, або сейши.
При сейшени зміна рівня має чітко виражену періодичність. Довжина періоду вимірюється від 10 хвилин до 5 годин 40 хвилин, протягом яких рівень води на озері поступово зростає і так само поступово падає. Згодом через тертя об береги і дно коливання водної маси загасає, і поверхня озера приймає строго горизонтальне положення. Штиль на Ладозі триває недовго.
З давніх-давен плавання по озеру було пов'язано з великим ризиком. Тисячі судів загинули в його хвилях. Дійшло до того, що жодне страхове товариство Росії не страхували судна, що йдуть з вантажем по Ладозі. Позначалися не тільки слабка оснащеність судів і відсутність хороших навігаційних карт, але і природні особливості Ладоги. "Озеро бурхливо і наповнене камінням", - так писав відомий дослідник А. П. Андрєєв.
Причина суворої вдачі Ладоги криється в особливостях будови її улоговини, розподілу глибин і обрисах озера. Різкий перелом в профілі дна при переході від великих глибин північному частини до малих глибин південній перешкоджає утворенню "правильної" хвилі - по всій довжині озера. Така хвиля може виникнути лише в північній частині. Коли вітри женуть її на південь, вона зберігає свою форму тільки над великими глибинами.
Варто їй потрапити в район з глибинами 15-20 метрів, як хвиля ламається. Вона стає високою, але короткою. Її гребінь перекидається. Виникає складна система хвиль, що йдуть в різних напрямках, так звана "штовханина". Вона особливо небезпечна для невеликих суден, які відчувають несподівані досить сильні поштовхи. Відомий випадок, коли дослідницьке судно, яке працювало при хвилюванні 3-4 бали і висоті хвилі 0.8 метра, випробувала на собі удар, в результаті якого зірвало з петель дверцята стінної шафи, а вилетіла на підлогу кают-компанії посуд розбилася вщент.
За старих часів, мабуть, під час таких несподіваних ударів виходило з ладу рульове управління чи заподіювалися руйнування корпусу судна, що вело до неминучої загибелі його.
Була помічена й інша особливість хвилювання на озері. Під час шторму відбувається чергування хвиль: група з 4-5 високих і довгих хвиль змінюється групою нижчих і коротких. Таке хвилювання сприймається судном як вибоїста дорога. Воно викликає бортову качку, негативно позначаються на стані корпусу судна.
Вивчення хвилювання на озері пов'язано з великими труднощами. Найвища хвиля, яку вдалося виміряти на Ладозі, була 5.8 метра. За теоретичними розрахунками, висота хвилі під час шторму тут може бути і більше.
Яким би сильним або тривалим не було хвилювання на озері, основна роль в перемішуванні величезною товщі води все ж належить течіям. Від них залежать накопичення тепла в озері і розподіл його по районам, очищення води від продуктів гниття, збагачення її киснем, мінеральними речовинами і ряд інших процесів, що визначають життя водойми.