Verdunstung messen und modellieren - kurzer Überblick über 200 Jahre Entwicklung von Technik und Theorie - und die Anwendung auf Verdunstungshöhen von Bergbaufolgeseen derzeit und im Klimawandel

14.06.2022

Die Verdunstung als physikalisches Phänomen – der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, ohne dabei die Siedetemperatur zu erreichen, ist bezüglich Wasser seit tausenden Jahren bekannt, wurde von Aristoteles in der „Meteorologica“, der ältesten geschlossenen Abhandlung über atmosphärische und hydrologische Fragen, die weitgehend zutreffend die Verdunstung, die Kondensation mit abnehmender Temperatur, die Wolkenbildung sowie die Niederschläge Regen, Schnee, Tau und Reif beschrieb, gedeutet und erklärt.

 Auch in der vergleichsweise jüngeren Wissenschaftsgeschichte – der instrumentellen Phase – war die Frage der quantitativen Erfassung der Verdunstung durchaus präsent, auch wenn es nicht zur Standardausrüstung von Wetterwarten gehörte, sondern eher spezialisierten Einrichtungen, insbesondere denen mit Nähe zur Agrar- und Forstmeteorologie überlassen blieb. In den letzten Jahrzehnten mit der stetigen Weiterentwicklung numerischer Vorhersagemodelle, nahm die Bedeutung der Verdunstungsmessung bzw. des latenten turbulenten Wärmeflusses insofern zu, als letzterer Bestandteil der Energiebilanz an der Erdoberfläche ist und in den modernen Wettermodellen berücksichtigt werden muss.  

 Die messtechnische Erfassung (historisch: z. B. Wildsche Waage, Verdunstungsmesser nach Piche, später z. B. Lysimeter oder Verdunstungskessel, heute auch mittels Eddy-Kovarianz-Technik bzw. -verfahren) bzw. die damit gewonnenen Daten waren stets auch Ausgangspunkt von Parametrisierungsversuchen mittels engmaschig gemessener Wetterparameter.  Auch darauf wird eingegangen.

 Nebenbei muss man aus Lindenberg kommend (wo Richard Aßmann in späteren Jahren wirkte, zuvor hat er sich um 1885 Verdienste um das Aspirationspsychrometer erworben) natürlich auch erklären, dass die Verdunstung am feuchten Thermometer das Psychrometers eine entscheidende Voraussetzung für eine genaue Luftfeuchtemessung ist. Dadurch wird auch sofort klar, zur Verdunstung kommt es, wenn die Gasphase über der Flüssigkeit noch nicht mit Dampf gesättigt ist.

 Mit diesem Wissen um den Einfluss von Dampfdruckgradienten, Temperatur- und Strahlungseinflüssen und deren Änderung im Klimawandel sollte es abschließend gelingen, Fragen der weiteren Entwicklung der Verdunstung über verschiedenen Landnutzungen (auch Wasserflächen) und der zukünftigen Grundwasserneubildung überblicksmäßig darzustellen und zu diskutieren.

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