Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Methoden der Verdunstungsbestimmung 33
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sollte ce auch für einzelne Zeiträume des Jahres differenziert werden (NORDENSON 1963).
In Kenntnis der Dampfdruckgradienten über dem See und dem Evaporimeter läßt sich die
Gleichung 4.2-2 verbessern (WEBB 1966). Die Grundlage bildet dabei die Beziehung von
DALTON (1802), der den Zusammenhang zwischen der Verdunstung einer wassergesättigten
Oberfläche und der Abnahme des Dampfdruckes in der darüber befindlichen Luft in folgender
Form darstellte:
(4.2-3) E = c * (E0 - eL)
mit: c ... Konstante / Proportionalitätsfaktor.
Dabei wird davon ausgegangen, dass die direkt der Wasserfläche auflagernde Luft die gleiche
Temperatur wie die Wasseroberfläche aufweist und mit Wasserdampf gesättigt ist. Der Sättigungsdampfdruck
(E0) lässt sich dann in Kenntnis der Wassertemperatur leicht berechnen
(Abschnitt 5.2). Mit eL wird der in der Höhe z ermittelte Dampfdruck berücksichtigt. Die Beziehung
von DALTON ist sowohl für Gewässeroberflächen, als auch für Evaporimeter
anwendbar. Durch Einsatz in die Gleichung 4.2-2 ergibt sich daher:
(4.2-4) E = ce' * ([E0 - eL] / [E0P - eL]) * Ep,
Dabei gehen mit ce' ein Evaporimeterkoeffizient (hier primär eine Gerätekonstante, die nur sekundär
von den Gewässereigenschaften abhängig ist), mit E0 der Sättigungsdampfdruck bei
Seeoberflächentemperatur und mit E0P der Sättigungsdampfdruck entsprechend der Oberflächentemperatur
des Evaporimeters ein. Bei E0, E0P und eL handelt es sich dabei um mittlere
Werte des Bilanzzeitraumes. Die Gleichsetzung des Dampfdruckes über dem See und dem
Verdunstungskessel kann nach WEBB (1966) allerdings nur vorgenommen werden, wenn die
Bezugshöhe z für die Berechnung der Dampfdruckgradienten mindestens 4 m beträgt und die
Seefläche nicht übermäßig groß ist. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, werden
gesonderte Messungen über dem See und der Verdunstungspfanne erforderlich.
Für den Hefner-Stausee im amerikanischen Bundesstaat Oklahoma berechnete WEBB (1966)
auf diese Weise ce' mit 1,50. Dabei wurden ausschließlich nachmittägliche (14°°Uhr - Werte)
Temperatur- und Luftfeuchtemessungen in die Berechnung der Dampfdruckgradienten einbezogen.
Die Eichung erfolgte an Tageswerten der Verdunstung, die aus der Wärmebilanz des
Gewässers berechnet wurden.
Berücksichtigt man den Windeinfluss, lässt sich der Evaporimeterkoeffizient ce' in der Gleichung
4.2-4 durch die Windfunktion f(u), mit u als mittlerer Windstärke ersetzen. In der
regressionsanalytischen Anpassung ergibt sich für f(u) eine Gleichung der Form