Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Methoden der Verdunstungsbestimmung 54
___________________________________________________________________________
5. Des weiteren wurden Gleichungen entwickelt, in denen die Windfunktion in der Form
(4.6-13) f(u) = a + b u p
beschrieben wird. Die von RICHTER (1977) im Rahmen von Untersuchungen am Stechlinsee
ermittelte Verdunstungsgleichung lautet:
(4.6-14) E = (0,16 + 0,2 u 0,5 ) (E0 - eL)
Die Ableitung des Exponenten p der Windgeschwindigkeit aus der Turbulenzzahl (n) nach
SUTTON (1934), die den aktuellen oder mittleren Turbulenzzustand der Luft beschreibt, diskutiert
RICHTER (1965) unter Hinweis auf TOMCZAK (1939). Wichtige Einflussgrößen wie die Gestalt der
freien Wasserfläche und deren Windexposition können durch Einsatz dieser Größe indirekt
berücksichtigt werden. Die Ermittlung der Turbulenzzahl kann im Ergebnis von Profilmessungen
der Windgeschwindigkeiten erfolgen.
Auf diesem Weg berechnete TOMCZAK (1939) für den Horstsee auf Grundlage von Messungen
am 11.06.1938 einen Exponenten der Windgeschwindigkeit von 0,87:
(4.6-15) E = (0,30 + 0,653 u 0,87 ) (E0 - eL)
Die Variabilität des aus der Turbulenzzahl n ermittelten Exponenten der Windgeschwindigkeit
wird von TOMCZAK mit etwa 0,5 - 0,85 angegeben.
Für den Stechlinsee kam RICHTER (1965) in einer ersten Formel (4.6-16) zu einem Exponenten
von 0,84 sowie in weiteren Ansätzen zu 0,75 (4.6-17) bzw. 0,53 (4.6-18) (RICHTER 1973):
(4.6-16) E = (0,16 + 0,18 u 0,84 ) (E0 - eL)
(4.6-17) E = (0,17 + 0,135 u 0,75 ) (E0 - eL)
(4.6-18) E = (0,17 + 0,2 u 0,53 ) (E0 - eL) (E0,eL jeweils in Torr)
Bei der Aufstellung der Gleichungen wurde in der Mehrzahl der Fälle der Exponent der Windgeschwindigkeit
entweder einfach festgelegt (meist 0,5 oder 1 [siehe Gleichungen der Gruppe
3]) oder aber im Rahmen der regressionsanalytischen Anpassung (exponentielle Regression)
der Ansätze bestimmt. Die theoretisch fundiertere Lösung unter Berücksichtigung des Turbulenzzustandes
der Luft wurde seltener angewandt.