5 Fragen zu Evapotranspiration

Die Höhe der Verdunstung und die Evapotranspiration werden von mehreren Faktoren beeinflusst: 1. **Temperatur**: Höhere Temperaturen erhöhen die Verdunstungsrate, da mehr Energie zur Verfügung steht, um Wasser in Dampf umzuwandeln. 2. **Luftfeuchtigkeit**: Niedrige Luftfeuchtigkeit fördert die Verdunstung, da die Luft mehr Wasser aufnehmen kann. Hohe Luftfeuchtigkeit verringert die Verdunstungsrate. 3. **Windgeschwindigkeit**: Wind erhöht die Verdunstung, indem er die gesättigte Luftschicht über der Wasseroberfläche entfernt und durch trockenere Luft ersetzt. 4. **Sonneneinstrahlung**: Mehr Sonnenlicht liefert mehr Energie für die Verdunstung. Klare, sonnige Tage fördern daher eine höhere Verdunstung. 5. **Bodenbeschaffenheit**: Sandige Böden, die Wasser schnell durchlassen, können zu höherer Verdunstung führen, während tonige Böden Wasser länger halten und die Verdunstung verlangsamen. 6. **Pflanzenbedeckung**: Pflanzen erhöhen die Evapotranspiration durch Transpiration, den Prozess, bei dem Wasser durch die Pflanzen aufgenommen und über die Blätter in die Atmosphäre abgegeben wird. 7. **Wasserverfügbarkeit**: Mehr Wasser an der Oberfläche (z.B. Seen, Flüsse) führt zu höherer Verdunstung. Die Evapotranspiration ist höher, wenn die oben genannten Faktoren in Kombination auftreten, z.B. bei hohen Temperaturen, niedriger Luftfeuchtigkeit, starkem Wind und intensiver Sonneneinstrahlung. Auch eine dichte Vegetationsdecke kann die Evapotranspiration erhöhen, da Pflanzen zusätzlich Wasser durch Transpiration abgeben.

Evapotranspiration ist der Prozess, bei dem Wasser von der Erdoberfläche und von Pflanzen die Atmosphäre verdunst. Es gibt verschiedene zur Messung undätzung der Evapotranspiration: 1. **Direkte Messmethoden:** - **Lysimeter:** Ein Gerät, das den Wasserverlust durch Evapotranspiration misst, indem es die Menge des abfließenden Wassers und die Änderung des Wassergehalts im Boden erfasst. - **Eddy-Kovarianz-Methode:** Misst die Turbulenzflüsse von Wasserdampf und Kohlendioxid in der Atmosphäre, um die Evapotranspiration zu berechnen. 2. **Indirekte Messmethoden:** - **Wasserbilanzmethode:** Berechnet die Evapotranspiration durch die Differenz zwischen Niederschlag, Abfluss und Änderungen im Bodenwassergehalt. - **Energiehaushaltsmethode:** Nutzt die Energiebilanz an der Erdoberfläche, um die Evapotranspiration zu schätzen. 3. **Empirische und semi-empirische Modelle:** - **Penman-Monteith-Gleichung:** Ein weit verbreitetes Modell, das meteorologische Daten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Strahlung verwendet. - **Hargreaves-Samani-Gleichung:** Ein einfacheres Modell, das hauptsächlich Temperaturdaten nutzt. 4. **Fernerkundung:** - **Satellitendaten:** Verwendet multispektrale Bilder und andere Fernerkundungstechniken, um die Evapotranspiration großflächig zu schätzen. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile und wird je nach Verfügbarkeit von Daten und spezifischen Anforderungen des Projekts ausgewählt.

Evapotranspiration ist der Prozess, bei dem Wasser aus dem Boden und der Oberfläche von Pflanzen in die Atmosphäre abgegeben wird. Dieser Prozess umfasst zwei Hauptkomponenten: 1. **Evaporation**: Dies ist die Verdampfung von Wasser aus offenen Wasserflächen, Böden und anderen Oberflächen. 2. **Transpiration**: Dies bezieht sich auf die Abgabe von Wasserdampf durch Pflanzen über ihre Blätter. Evapotranspiration ist ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs und spielt eine entscheidende Rolle in der Landwirtschaft, der Hydrologie und dem Klimawandel, da sie den Wasserhaushalt eines Gebiets beeinflusst. Sie wird häufig zur Berechnung des Wasserbedarfs von Pflanzen und zur Bewässerungsplanung verwendet.

Um den mittleren jährlichen Abfluss zu berechnen, kann man die Wasserbilanzgleichung verwenden: \[ \text{Abfluss} = \text{Niederschlag} - \text{Evapotranspiration} \] 1. **Berechnung des jährlichen Abflusses in mm:** \[ \text{Abfluss} = 890 \, \text{mm/Jahr} - 500 \, \text{mm/Jahr} = 390 \, \text{mm/Jahr} \] 2. **Umrechnung des Abflusses in m:** \[ 390 \, \text{mm} = 0,39 \, \text{m} \] 3. **Berechnung des jährlichen Abflussvolumens in m³:** \[ \text{Abflussvolumen} = \text{Abfluss} \times \text{Einzugsgebiet} \] \[ \text{Abflussvolumen} = 0,39 \, \text{m} \times 70 \, \text{km}^2 \] \[ \text{Abflussvolumen} = 0,39 \, \text{m} \times 70 \times 10^6 \, \text{m}^2 \] \[ \text{Abflussvolumen} = 27,3 \times 10^6 \, \text{m}^3 \] 4. **Umrechnung des jährlichen Abflussvolumens in m³/s:** \[ \text{Jahr} = 365 \, \text{Tage} \times 24 \, \text{Stunden} \times 60 \, \text{Minuten} \times 60 \, \text{Sekunden} = 31.536.000 \, \text{s} \] \[ \text{Abfluss} = \frac{27,3 \times 10^6 \, \text{m}^3}{31.536.000 \, \text{s}} \] \[ \text{Abfluss} \approx 0,866 \, \text{m}^3/\text{s} \] Der mittlere jährliche Abfluss beträgt also etwa 0,866 m³/s.

Um die monatliche Grundwasserneubildung in Kubikmetern (m³) zu berechnen, müssen zunächst die jährlichen Werte in monatliche Werte umgerechnet werden. Die Grundwasserneubildung ergibt sich aus der Differenz zwischen der gesamten Niederschlagshöhe und den Abflüssen sowie der Evapotranspiration. Gegeben: - Fläche: 20 km² - Oberflächenabfluss: 79 mm/Jahr - Zwischenabfluss: 70 mm/Jahr - Niederschlagshöhe: 680 mm/Jahr - Evapotranspirationshöhe: 450 mm/Jahr 1. Berechnung der jährlichen Grundwasserneubildung: \[ \text{Grundwasserneubildung} = \text{Niederschlag} - (\text{Oberflächenabfluss} + \text{Zwischenabfluss} + \text{Evapotranspiration}) \] \[ \text{Grundwasserneubildung} = 680 \, \text{mm/Jahr} - (79 \, \text{mm/Jahr} + 70 \, \text{mm/Jahr} + 450 \, \text{mm/Jahr}) \] \[ \text{Grundwasserneubildung} = 680 \, \text{mm/Jahr} - 599 \, \text{mm/Jahr} \] \[ \text{Grundwasserneubildung} = 81 \, \text{mm/Jahr} \] 2. Umrechnung der jährlichen Grundwasserneubildung in m³: \[ \text{Fläche} = 20 \, \text{km}^2 = 20 \times 10^6 \, \text{m}^2 \] \[ \text{Grundwasserneubildung in m} = 81 \, \text{mm} = 0,081 \, \text{m} \] \[ \text{Jährliche Grundwasserneubildung in m}^3 = 0,081 \, \text{m} \times 20 \times 10^6 \, \text{m}^2 \] \[ \text{Jährliche Grundwasserneubildung in m}^3 = 1,62 \times 10^6 \, \text{m}^3 \] 3. Umrechnung in monatliche Grundwasserneubildung: \[ \text{Monatliche Grundwasserneubildung} = \frac{1,62 \times 10^6 \, \text{m}^3}{12} \] \[ \text{Monatliche Grundwasserneubildung} = 135.000 \, \text{m}^3 \] Die monatliche Grundwasserneubildung beträgt also 135.000 m³.