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Lexikon der Geowissenschaften: Verdunstungsmessung

Verdunstungsmessung, Messung der Verdunstung durch direkte und indirekte Verfahren. Zu den direkten Verfahren gehören alle diejenigen, bei denen ein befeuchteter Probekörper, wie z.B. Papierfilter (Piche-Atmometer), poröse Keramikscheiben (Ceratzki-Scheibe) oder Wasserkörper (Verdunstungsgefäße, Verdunstungskessel) der Verdunstung ausgesetzt werden (Evaporimeter). Die Verdunstungshöhe wird dabei durch Messung der Veränderung der Wasserhöhe im Gefäß, des erforderlichen Nachfüllwasservolumens oder des Gewichtsverlustes ermittelt. Verdunstungsgefäße können frei auf der Erdoberfläche, im Boden eingebettet, auf einem Meßfloß (Floßverdunstungskessel) montiert oder in einer Wetterhütte oder unter einem Schutzdach stehend aufgestellt werden. Die vorgenannten Verfahren sind sehr ungenau, da die dem Verdunstungsprozeß ausgesetzten Wasserflächen selten den realen Bedingungen auf der Landoberfläche entsprechen. Zu den direkten Verfahren gehören auch Lysimeter. Vor allem zeitlich hochauflösend (Meßintervall ≤10 min) messende wägbare Lysimeter erlauben die direkte Messung der tatsächlichen Verdunstung.

Bei den indirekten Verfahren wird die Verdunstung durch Messung anderer Größen, wie z.B. Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Strahlung, bestimmt. Hierzu gehört die Turbulenz-Korrelations-Methode, bei der kurzzeitige Fluktuationen der vertikalen Windgeschwindigkeit und der relativen Luftfeuchte gemessen werden. Ein weiteres indirektes Verfahren zur Ermittlung der Verdunstung E ist die Gradientenmessung in der bodennahen Luftschicht. Grundlage für dieses Verfahren ist die Wasserdampftransportgleichung:

E=AW·gradq,

Aw=turbulenter Austauschkoeffizient und gradq=Höhengradient der Luftfeuchtigkeit. Für eine neutral geschichtete Atmosphäre gilt die Formel von Thornthwaite & Holzman:



Dabei sind ρ die Dichte der Luft, k die Karman-Konstante (0,44), q1 und q2 die Luftfeuchte sowie u1 und u2 die horizontale Windgeschwindigkeit in den Meßhöhen z1 und z2. d ist die Verdrängungshöhe, die sich aus der Höhe der Vegetation ergibt. Ein weiteres indirektes Meßverfahren ist das Energiebilanzverfahren, dessen Grundlage die Gleichung von Sverdrup ist:



Dabei wird der Strahlungsterm Rn durch Strahlungsmesser und der Bodenwärmestrom G durch Messung des Temperaturgradienten im Erdboden ermittelt. Das das Bowen-Verhältnis charakterisierende Glied γ·(T2-T1)/(e2-e1) wird durch Gradientenmessung von Lufttemperatur T und Wasserdampfdruck in den Meßhöhen z1 und z2 ermittelt.

Alle besonders zur Verdunstungsmessung geeigneten Verfahren wie wägbare Lysimeter, Turbulenz-Korrelations-Verfahren, Gradienten-Methode und Energiebilanz-Methode sind sehr aufwendig und kostspielig. Sie können nur für spezielle Untersuchungen, aber nicht im Routinebetrieb eingesetzt werden. Verdunstungswaage. [HJL]

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