dc.contributor.author
Böhm, Gunnar
dc.date.accessioned
2018-06-07T22:47:38Z
dc.date.available
2001-08-16T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/9652
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-13850
dc.description
Titel und Inhalt
Liste der verwendeten Symbole iii
1. Einleitung 1
2. Grundlagen 4
2.1 Meteorologischer Teil 4
2.1.1 Aktuelle (reale) und potentielle Evapotranspiration 4
2.1.2 Penman-Monteith-Konzept 5
2.2 Hydrologischer Teil 9
2.2.1 Bodenwasser und vertikaler Wassertransport 9
2.2.2 Horizontaler Wassertransport 12
2.3 Bedeutung der Pflanzen für die Evapotranspiration 13
2.3.1 Allgemeines 13
2.3.2 Standortfaktoren und Anpassungsfähigkeit 13
2.3.3 Strahlung und Lichtausbeute 15
2.3.4 Temperatur, CO2-Konzentration und Photosynthese 16
2.3.5 Wasserverbrauch und Wachstum 17
2.4 Landschaftstyp Niedermoor 18
2.4.1 Moorarten, Entstehung und Verbreitung 18
2.4.2 Untersuchungsgebiet "Oberes Rhinluch" 19
2.5 Niedermoor und Evapotranspiration 22
2.5.1 Hypothese 22
2.5.2 Schätzwert der maximal möglichen Verdunstung im Oberen Rhinluch 23
3. Methodik und Daten 25
3.1 Grundkonzept 25
3.2 Auswahl und Instrumentierung der Teilflächen 26
3.3 Übersicht über das Datenmaterial 32
3.4 Entwicklung der Penman-Monteith-Gleichung für die gegebenen
Standortbedingungen 33
3.4.1 Allgemeines 33
3.4.2 Direkt bestimmte Variablen der Penman-Monteith-Gleichung 33
3.4.3 Parameterisierte Variablen der Penman-Monteith-Gleichung 34
3.4.3.1 Strahlungsbilanz am Erdboden RN 34
3.4.3.2 Bodenwärmestrom G 39
3.4.3.3 Aerodynamischer Widerstand ra 41
3.4.3.4 Abschätzung des Oberflächenwiderstandes rs 45
3.4.3.5 Fehlerabschätzung der Parameterisierung 48
3.5 Hydrologische Untersuchungsmethoden 52
3.5.1 Allgemeine Wasserbilanz 52
3.5.2 Flächenwasserbilanz 55
3.5.3 Grundwasserganglinien als Bilanzierungsgrundlage 56
3.6 Kontrollverfahren 58
3.6.1 Lysimetermessungen 58
3.6.2 Modellrechnungen 58
4. Ergebnisse 61
4.1 Klimatologische Charakterisierung der Jahre 1995/96 61
4.2 Vergleich der Datenreihen Wall/Paulinenaue 1995/96 - Der Oaseneffekt 62
4.3 Abschätzung der Evapotranspiration im Oberen Rhinluch 1995/96 65
4.4 Bestimmung des Oberflächenwiderstandes aus hydrologischen Messungen 67
4.4.1 Hydrologische Gesamtsituation auf der Fläche GWR17 67
4.4.2 Bestimmung des lateralen Wasserflusses auf der Fläche GWR17 aus der
Flächenwasserbilanz 71
4.4.3 Hydrologische Gesamtsituation auf der Fläche Wall 72
4.4.4 Bestimmung des lateralen Wasserflusses auf der Fläche GWR17 aus
Grundwasserganglinien 74
4.5 Ermittlung des Oberflächenwiderstandes rs 79
4.5.1 Bestimmung des Oberflächenwiderstandes rs für den August 1995 79
4.5.2 Bestimmung des Oberflächenwiderstandes rs für den August 1996 86
4.5.3 Oberflächenwiderstandes rs in anderen Monaten 88
4.6 Regionalisierung der Ergebnisse 92
4.7 Jahressummen der Evapotranspiration in den Jahren 1995/96 94
5. Diskussion der Ergebnisse 96
5.1 Vergleich mit Lysimetermessungen 96
5.2 Modellierung der Grundwasseroberfläche 97
6. Zusammenfassung und Ausblick 106
Literaturverzeichnis 109
Danksagung 117
Erklärung zu den verwendeten Quellen 118
dc.description.abstract
Die Beschreibung der realen Evapotranspiration über bewachsenen
Landoberflächen ist teilweise mit erheblichen Fehlern behaftet. Dies gilt
insbesondere für Landschaftsformen, die bislang nicht näher auf ihre
Eigenschaften bezüglich der Energiebilanz untersucht wurden.
Zu diesen Gebieten gehören die Niedermoore. Sie zeichnen sich vor allem durch
eine überdurchschnittliche Wasserverfügbarkeit und eine üppige Vegetation aus.
In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen dieser Merkmale auf den
latenten Wärmefluß ermittelt, quantifiziert und mit Hilfe der PENMAN-MONTEITH-
Gleichung mathematisch beschrieben. Dieses Verfahren ermöglicht eine relativ
einfache, physikalisch jedoch vollständige Implementierung der Ergebnisse in
die mesoskalige Klimasimulation.
Die Grundlage zur Ermittlung der realen Evapotranspiration lieferten
differenzierte Untersuchungen der hydrologischen und meteorologischen
Standortbedingungen. Die Vegetation fungiert dabei als wichtiges Bindeglied
zwischen den jeweiligen Prozessen. Ihr kommt bei der Verdunstung von
Landoberflächen eine Schlüsselrolle zu.
Mit Hilfe zeitlich hoch aufgelöster Messungen der Grundwasserverhältnisse und
der meteorologischen Parameter wurden auf dem untersuchten Niedermoorstandort
ganzjährig überdurchschnittliche Verdunstungsraten ermittelt. Die Ergebnisse
ließen sich sowohl durch vergleichende Untersuchungen mit Lysimetern, als auch
durch Modellrechnungen verifizieren. Die Durchführung der erforderlichen
Messungen unter den natürlichen Standortbedingungen ist in diesem Zusammenhang
als besonderer Vorteil zu werten.
Die Einbeziehung aller relevanten meteorologischen, hydrologischen und
botanischen Einflußfaktoren hat, zusammen mit der Ergebniskontrolle durch
verschiedene Methoden, zu einer hohen Belastbarkeit der Ergebnisse geführt.
Sie zeigen auf, daß der latente Wärmefluß über Niedermoorgebieten bislang
oftmals unterschätzt wurde. Je nach Flächenanteil, den diese Gebiete
einnehmen, kann dies zu signifikanten Unsicherheiten innerhalb der
mesoskaligen Klimasimulation führen. Dies gilt auch für ähnlich geprägte
Landschaftsformen, wie Flußufer und Auen.
de
dc.description.abstract
The description of the real evapotranspiration of vegetation covered land
surfaces is partly affected with considerable errors, especially for those
landscapes, where the influence on the energy balance was not investigated in
detail as yet.
An example for such a landscape is the fenland area. It is characterized by a
water availability above the regional mean and a well developed vegetation. In
this study, the effects of these properties are examined, quantified and
described with the PENMAN-MONTEITH equation. This method is a relatively
simple, but physically correct way, to implement the results into the
mesoscale climate modelling.
Basically, the determination of the real evapotranspiration is performed by
detailed investigations of the hydrological and meteorological landscape
properties. The vegetation layer is an important link between these processes
and has a remarkable influence on the latent heat flux.
High resolution time series of the measured groundwater height and the
meteorological parameters resulted in evapotranspiration rates with magnitudes
significantly above the regional mean. The results were verified by
comparisons with lysimeters as well as by model calculations. In this context,
the sampling of the requested data sets inside the questionable region has to
be mentioned as a particular advantage.
The inclusion of all relevant meteorogical, hydrological and botanical
influences and the verification of the results with different methods led to a
high reliability of the results. They show that the latent heat flux of a fen
is often underestimated. Dependant from the area size, covered by fens, this
can cause significant errors in the mesoscale climate modelling. This is also
valid for similar landscapes like riverbanks and well watered meadows.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
evapotranspiration
dc.subject
penman-monteith
dc.subject
mesocale climate modelling
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie::550 Geowissenschaften
dc.title
Die reale Evapotranspiration von Niedermoorgebieten
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Martin Claußen
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr.-Ing. Joachim Quast
dc.date.accepted
2001-07-17
dc.date.embargoEnd
2001-08-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2001001571
dc.title.subtitle
Ermittlung und Parameterisierung nach dem Penman-Monteith-Konzept
dc.title.translated
The real evapotranspiration of fenland areas
en
dc.title.translatedsubtitle
Determination and parameterization with the Penman-Monteith concept
en
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000429
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2001/157/
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dcterms.accessRights.openaire
open access