estimmt wurde. Das einfallende Licht <strong>an</strong> derOberfläche zu 100 % gesetzt, ergäbe sich in derTiefe des optischen Verschwindens der Scheibebeim Lug<strong>an</strong>ersee eine Oberlichtintensität von 13 %und beim Brienzersee eine solche von 2 3 o/c, alsofast das Doppelte. Dazu kommt im Brienzerseenoch ein bedeutender Prozentsatz Unterlicht.Die Sichttiefe wird uns also kaum über die in einerbestimmten Tiefe vorh<strong>an</strong>dene Lichtintensität Aufschlußgeben können. Da sie aber in ziemlich weitenGrenzen von der Außenhelligkeit unabhängigist, bleiben bei Verwendung von ein und derselbenScheibe nur zwei variable Größen, die von Einflußsein können, nämlich LichtdurchlässigkeiL undUnterlichthelligkeit. Wählt m<strong>an</strong> deshalb nur Vergleichspaaremit gleichen Unterlichtwerten, so mußsich eine eindeutige Beziehung zwischen Sichttiefeund Tr<strong>an</strong>sparenz ergeben. Da die Tageslichthelligkeitnach der Tiefe logarithmisch abnimmt, liegtdie Vermutung nahe, daß dies auch für die Sicht-tiefe bei Abnahme der Lichtdurchlässigkeit derFall sein muß . In Abb. 21 haben wir deshalb alleaus Abb. 14 - 20 sich ergebenden Wertepaare ausSichttiefe und Tr<strong>an</strong>sparenz für ähnliche Unterlichtwertezusammengestellt. Auf der Ordinatewurden die Sichttiefen in logarithmischem undauf der Abszisse die Lichtdurchlässigkeiten (inProzenten de Meterschicht) in linearem Maßstabaufgetragen. Wie die Abbildung erkennen läßt,liegen die Schnittpunkte der Wertepaare recht gutauf Geraden. Die Eindeutigkeit der Beziehungverblüfft um so mehr, wenn m<strong>an</strong> bedenkt, mitwelch primitiven Mitteln wir sehr oft die Sichttiefebestimmen (Scheiben sehr ungleicher Größen,keine Abschirmung gegen Reflexion auf der Wasseroberfläche).Abb. 21 zeigt deutlich, daß dieSichttiefenbestimmung mit der Secchischeibe rechtgute Anhaltspunkte über die Lichtdurchlässigkeitliefern k<strong>an</strong>n, wenn es sich um Seen mit geringemund wenig wechselndem Unterlicht h<strong>an</strong>delt.30
III. THERMIKA. EinleitungWie wir im Abschnitt «Optik» erk<strong>an</strong>nten, vermagein Teil der durch die Oberfläche eines Sees eintretendenStrahlung in größere Tiefe vorzudringen;der größte Teil aber wird in den oberstenZentimetern absorbiert. Ru t t n c r [ 55] führt aus:«Bedingt der erstere das Lichtklima einer bestimmtenTiefe und schafft die Voraussetzungenfür die Assimilation des Kohlenstoffs durchdie grüne Pfl<strong>an</strong>ze, so liefert die Absorption imWasser die Wärme, den wichtigsten Regulatorder Lebensvorgänge. Darüber hinaus beherrschendie Temperaturverhältnisse indirekt -durch die Dichteändcrung des Wassers - auchdie Schichtung der Wassermassen und die Strömungenin einem Seebecken. Wir können daherdie Thermik als den Angelpunkt jeder<strong>limnologische</strong>n Forschung bezeichnen.»Zur Orientierung über den jahreszeitlichen G<strong>an</strong>gder Temperatur und über Schichtungstypen verweisenwir auf Ru t t n er [ 55], Finden e g g[21], Hofe r [29] und <strong>an</strong>dere.Für den Wärmehaushalt und die Temperaturschichtungeines Sees sind folgende Faktoren ausschlaggebend:1. Wärmezufuhr und -abgabea) durch Strahlung,b) durch Leitung Atmosphäre- Wasser undErdboden-Wasser,c) durch Zu- und Abflüsse,d) durch Niederschläge,e) durch Kondensation und Verdunstung.2. Durchmischunga) durch windbedingte Strömungs- und Turbulenzerscheinungen,b) durch Abkühlung und dadurch verursachteKonvektionsströmungen.3. Beckenform; denn diese bedingt:a) Größe der Seeoberfläche und damit Angriffsmöglichkeitfür die Scherkraft desWindes,b) Verhältnis von Oberfläche und Wasservolumen;denn dieses Verhältnis ist für denBetrag der Temperaturerhöhung durch diepro Flächeneinheit eingestrahlte Wärmemengeausschlaggebend.c ) Evtl. Entwicklung der Uferb<strong>an</strong>k. (Turhulenzhemmungbei geringer Tiefe; scharfeAusbildung der Sprungschicht.)4. Lagea) Im Gradnetz und nach Meereshöhe,b) zu den vorherrschenden Winden (Windexposition).Die Bedeutung der einzelnen Faktoren soll im folgendendurch eine vergleichende Betrachtung desWärmehaushaltes und der thermischen Schichtungin den einzelnen Seen abgeschätzt werden. DieSeen wurden so gewählt, daß verschiedene Bedingungenweitgehend übereinstimmen, wodurch dieWirkung der übrigen klarer hervortritt.Wir verzichten auf die Veröffentlichung des Zahlenmaterials,einerseits wegen seines großen Umf<strong>an</strong>ges,<strong>an</strong>dererseits weil die Messungen, jr nachKurvenverlauf, in Abständen von Dezimetern biszu mehreren Metern erfolgten.Von jeder Temperaturlotung, die etwas Wesentlichesenthält, wird im folgenden eine Temperaturkurvezu finden sein. Gemessen wurde meist miteinem Elektrothermometer eigener Konstruktion(siehe Abschnitt «Meßmethodik»). Ueber den Umf<strong>an</strong>gder Temperaturmessungen siehe S. 7.B. MeßmethodikDie ersten Temperaturmessungen im Frühjahr1951 wurden mit einem Kippthermometer derFirma Friedinger in Luzern ausgeführt. Im Bestreben,den vertikalen Temperaturverlauf eines Seeskontinuierlich abzutasten, suchten wir aber nachgeeigneten elektrischen Meßmethoden. Versuchemit verschiedenen Halbleitermaterialien, sogen<strong>an</strong>ntenNGT-Widerständen, wie sie z. B. von Mo r -t i m e r [ 45], D u s s a r d [ 10 J und S c h m o -1 i n s k i [ 66] verwendet werden, befriedigten unsnicht, da sich deren Ausg<strong>an</strong>gswiderst<strong>an</strong>d veränderlichzeigte, so daß diese «Thermistoren» und«Heißleiter» immer wieder geeicht werden mußten.Zudem sind diese Widerstände, die allerdings einensehr hohen Temperaturkoeffizienten besitzen, sehrstromempfindlich. Es sollte also mit sehr kleinenund konst<strong>an</strong>ten Stromstärken gearbeitet werden,um eine Erwärmung der Widerst<strong>an</strong>dskörper zuvermeiden. Dies erfordert ein außerordentlich empfindlichesGah·<strong>an</strong>ometer. Je empfindlicher aberein Meßinstrument ist, desto leichter reagiert esauf kleinste Schw<strong>an</strong>kungen des Arbeitsbootes. Andieser Schwierigkeit scheitert ja im allgemeinenauch die exkursionsmäßige Verwendung von Thermoelementen,obwohl es sich bei diesen zweifellosum die genaueste und einfachste Vorrichtung zurelektrischen Temperaturmessung h<strong>an</strong>deln würde.Die im folgenden beschriebene Konstruktion einesElektrothermometers zeigt die gen<strong>an</strong>nten Nachteilenicht und hat sich bei unseren U ntersuchungenbewährt.1. Temperaturempfindlicher Teil (siehe Abb. 22):Durch die Kapillare eines Quecksilberthermo-31
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