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Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Methoden der

Methoden der Verdunstungsbestimmung 24 ___________________________________________________________________________ Tab. 4-1: Einfache Messgeräte zur Bestimmung der Verdunstung / Klimatischen Wasser- bilanz - Grundaufbau und Funktionsweise (n. WMO 1966, FERGUSON & ZNAMENSKY 1981 UND SCHRÖDTER 1985) I. PICHE - Evaporimeter: Das Gerät besteht aus einem einseitig geschlossenen Glasrohr (Länge 33 cm, Innendurchmesser 12 mm), das mit destilliertem Wasser befüllt wird. Die Öffnung wird mit einer kreisrunden Filterpapierscheibe (∅ 3 cm) verschlossen und die Röhre an einem Stativ befestigt. Die mit Filterpapier verschlossene Öffnung zeigt nach unten. Der Wasserverlust durch Heraustropfen ist zu verhindern, in dem die Filterpapierscheibe mit einer Stahlfeder angedrückt wird. Luft kann durch ein vorher mit einer feinen Nadel hereinzustechendes Loch hinzutreten. Die Entleerung des Röhrchens kann nur durch die Saugkraft des Filterpapiers erfolgen. Es erfolgt eine volumetrische Ermittlung der verdunsteten Wassermenge. II. PICHE - Evaporigraph nach KLAUSING (1957): Die Messung erfolgt nach dem unter I. geschilderten Grundprinzip. Der Messkörper (Filterpapier) ist hier aber mit einem Schwimmergefäß verbunden, das destilliertes Wasser enthält. An den Schwimmer ist ein Schreibarm gekoppelt, die Verdunstungswerte werden an einer mit Diagrammpapier bespannten Uhrtrommel aufgezeichnet. III. Wasserbilanzschreiber nach KLAUSING (1970): Konstruktive Verbindung eines PICHE - Evaporigraphen mit einem Regenschreiber. Ein Vorratsbehälter ist sowohl mit einem Regenmesser (Auffangfläche mit ∅ 50 mm), als auch mit einem PICHE - Messkörper verbunden. Registrierung aus Vorrats- und Schwimmerbehälter wie bei II., aufgezeichnet wird die Klimatische Wasserbilanz des Gerätes. IV. CZERATZKI - Evaporimeter (nach CZERATZKI 1968): Der Verdunstungskörper besteht hier aus einer feinporigen keramischen Scheibe (A = 200 cm 2 ). Die Wasserzufuhr erfolgt über harzgebundenen Sand an der Basis der Scheibe, die Außenseite ist mit Epoxidharz abgedichtet. Über Schlauchleitungen besteht Verbindung zu einem Vorratstank, der mit destilliertem Wasser beschickt wird. V. CZERATZKI - Evaporigraph: Bauliche Verbindung eines CZERATZKI- Evaporimeters mit einem Vorrats- und Registriergefäß (Schwimmer, Schreibeinrichtung). Automatische Nachfüllung des Registriergefäßes aus einem zweiten Vorratsgefäß. Die Verdunstungsscheibe ist durch ein kleines Dach vor Regen und direkter Sonneneinstrahlung geschützt. VI. WILDSCHE Waage: Die Bestimmung der Verdunstung aus einer kleinen Schale erfolgt hier über den Gewichtsverlust. Es handelt sich bei den Geräten neuerer Bauart um mechanisch registrierende Neigungswaagen mit wassergefüllter runder Messingschale (∅ 250 mm). Die Registrierung erfolgt auf einer Schreibtrommel. Aufgrund der Windanfälligkeit der Messung erfolgt meist eine Aufstellung in meteorologischen Hütten. VI. Weitere Geräte: GALLENKAMP - Verdunstungsmesser, BELLANI - PLATE - Atmometer Leistner - Kugel, MITSCHERLICH - ATMOMETER u. a. Letztlich setzten sich Verdunstungskessel bzw. -pfannen mit freier Wasserfläche durch, die als Evaporimeter bezeichnet werden. Die Bestimmung der Verdunstungshöhe erfolgt bei allen Geräten über die Messung des Wasserverlustes durch Evaporation und Berechnung der Wasserbilanz. Der Verdunstungsverlust wird dabei entweder volumetrisch über die kontrollierte Zugabe bzw. Entnahme von Wasser oder aber durch Messung der Wasserstandsänderung ermittelt. Dessen Registrierung erfolgt mit Hilfe von Pegelleisten oder -schreibern. Parallel dazu

Methoden der Verdunstungsbestimmung 25 ___________________________________________________________________________ werden Niederschlagsmessungen in unmittelbarer Nähe zum Gerät vorgenommen und einbezogen. Evaporimeter werden als Landverdunstungskessel oder schwimmend betrieben. Verdunstungswannen, die auf einer festen Oberfläche, also an Land, auf Plattformen über dem Gewässer etc. aufgestellt werden, sind nur mit Einschränkungen für die Abschätzung der Evaporation von Seeoberflächen anwendbar. Die Möglichkeiten ihrer Nutzung im Sinne der vorliegenden Fragestellung werden im Anschluss an die Floßverdunstungskesselmessungen behandelt. 4.2.1 Floßverdunstungskesselmessungen Eingetauchte und schwimmende Verdunstungskessel stellen technisch gesehen eine spezielle Bau- und Betriebsart der Evaporimeter dar. Sie ermöglichen die direkte Messung der Evaporation unter den natürlichen Bedingungen freier Gewässerflächen. Schwimmende Kesselanlagen bestehen aus einem Floß, das zugleich Geräteträger und Arbeitsplattform ist, einer oder mehreren Verdunstungswannen, die nur wenig über die Wasseroberfläche ragen sowie Instrumenten und Einrichtungen zur Messung relevanter meteorologischer Größen, insbesondere Niederschlagsmesser. Abb. 4-1: Floß mit Verdunstungskessel - Schematische Darstellung (aus: WMO 1966) (1. Schwimmkörper, 2. Trittflächen, 3. Verdunstungskessel, 4. Regenmesser, 5. Halterung für Anemometer, 6. Halterung für Psychrometer [Verankerung des Floßes an der Spitze - Floß richtet sich nach dem Wind aus])

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