Einführung in die Physische Geographie Teil Klima und Wasser 7. Niederschlag Abfluss PD Dr. Otto Klemm Universität Bayreuth BITÖK Klimatologie, 95440 Bayreuth Tel.: 0921-55-5674; FAX: 0921-55-5799 email: klemm@bitoek.uni-bayreuth.de http://www.bitoek.uni-bayreuth.de/~Otto.Klemm Stand: 08/2000 Prof. Dr. Otto Klemm

Wolken: Definition, Enstehung Wolken sind Aerosole, deren Partikel wässrige Lösungen sind. Nebel ist eine Wolke mit Bodenkontakt Eine Wolke ensteht durch: Isobare Abkühlung, v.a. „Strahlungsnebel“ adiabatische Abkühlung, bei Hebungsprozessen Mischung wasserdampfgesättigter Luftmassen unterschiedlicher Temperatur In jedem Fall wird die Taupunkt – Temperatur unterschritten bzw. die relative Luftfeuchte angehoben auf Werte nahe 100 %.

Bildung von Niederschlag Aus Aerosolpartikeln, die durch Anlagerung von Wasser quellen, werden zunächst Wolkentropfen gebildet. Wolken-Partikel können ggfs. so weit anwachsen, dass sie zum Niederschlag kommen. Beachte: 1. In Mitteleuropa muss dafür die Eisphase durchschritten werden. 2. reines Anwachsen durch Kondensation führt normalerweise nicht zu Regentropfen, Koagulation ist notwendig

Sättigungs-Dampfdruck – Kurve des Wassers flüssig fest (Abweichung vom Gleichgewicht) flüssig möglich gas

Wie entsteht Regen? Eiskern große Eiskörner Hagel Schnee Regen Koagulation Schneeflocken große Eiskörner Hagel Schnee Regen schmelzen

Quelle: Strahler & Strahler, 2002 Wolkenfamilien Quelle: Strahler & Strahler, 2002

Quelle: www.wolkenatlas.de Cumulonimbus calvus Cb cal Quelle: www.wolkenatlas.de

Wolken Cumulonimbus pileus Cb pil

Quelle: Strahler & Strahler, 2002 Wolken Quelle: Strahler & Strahler, 2002

Quelle: http://kli.uni-muenster.de Niederschlag Die Niederschlagsmenge wird angegeben in Einheit mm = l  m-2 Als Zeitreihe wird sie meist kumuliert dargestellt: Niederschlag in Münster, Anfang Oktober 2003 Quelle: http://kli.uni-muenster.de

Niederschlag - Abfluss Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Abfluss Unter dem Abfluss R (engl. runoff, im Deutschen oft Q) versteht man das Wasservolumen, das pro Zeiteinheit einen definierten oberirdischen Fließquerschnitt (Abflussquerschnitt) durchfließt. Gelegentlich wird auch der Begriff Durchfluss verwendet. Der Wasserstand eines Gewässers sagt allein hingegen nichts über die Wasserführung aus, er dient weniger zur hydrologischen Charakterisierung als vielmehr der Schiffahrt oder zum Hochwasserschutz (z.B. Deichberechnung, Alarmauslösung). Zum Vergleich von Einzugsgebieten wird die Abflussspende q ermittelt. Sie ist der Quotient aus dem Abfluss R und der Fläche des zugehörigen Einzugsgebietes AE: Die Maßeinheit für die Abflussspende ist m³/(s · km²), wenn der Abfluss in m³/s (Kubikmeter pro Sekunde) angegeben wurde.

Abfluss Abkürzung Bezeichnung Q Abfluss W Wasserstand MQ mittlerer Abfluss, z.B. über 1 Jahr MW mittlerer Wasserstand MHQ mittlerer Hochwasserabfluss MHW mittlerer Hochwasserstand HHQ höchster jemals gemessener Hochwasserabfluss HHW höchster jemals gemessener Hochwasserstand (M)NQ (mittlerer) Niedrigwasserabfluss MNW mittlerer Niedrigwasserstand NNQ niedrigster jemals gemessener Niedrigwasserabfluss NNW niedrigster jemals gemessener Niedrigwasserstand Das hydrologische Jahr (Wasserwirtschaftsjahr) geht vom 1.11. bis 31.10. Quelle: http://www.hydroskript.de/html/_index.html?page=/html/hykp0702.html

Niederschlag - Abfluss

Niederschlag - Abfluss Form des Einzugsgebietes Quelle: Goudie, 2002

Niederschlag - Abfluss Längsprofil des Einzugsgebietes Quelle: Goudie, 2002

Niederschlag - Abfluss Bifurkationsrate = Bifurkationsverhältnis = Verzweigungsverhältnis Rb = Nu+1 / Nu Quelle: Goudie, 2002

Niederschlag - Abfluss Infiltration Quelle: http://www.hydroskript.de/html/_index.html?page=/html/hykp0702.html

Niederschlag - Abfluss Beispiel für ein Wassereinzugsgebiet auf Grundlage einer topographischen Karte Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Niederschlag - Abfluss Quelle: Strahler & Strahler, 2002

Niederschlag - Abfluss Anzahl der Flussläufe verschiedener Ordnung Quelle: Goudie, 2002

Niederschlag - Abfluss Typen von Flussnetzen Quelle: Goudie, 2002

Ems http://www.umweltamt.org/aktuell/dateien/tischvorlage_gf2.pdf

Niederschlag - Abfluss Impuls – Antwort - Funktion Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Quelle: Lawrence and Dingman, 1994 Unit Hydrograph Entwicklung eines Unit Hydrograph Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Quelle: Lawrence and Dingman, 1994 Unit Hydrograph Unit Hydrograph = Einheitsganglinie Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Quelle: Lawrence and Dingman, 1994 Unit Hydrograph Superposition von Einheitsganglinien Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Quelle: Lawrence and Dingman, 1994 Unit Hydrograph Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Niederschlag - Abfluss Quelle: Strahler & Strahler, 2002

Abflussregimes Quelle: http://www.hydroskript.de/html/_index.html?page=/html/hykp0702.html

Quelle: Strahler & Strahler, 2002 Abfluss Quelle: Strahler & Strahler, 2002

Hochwasserwahrscheinlichkeit http://geo4.uibk.ac.at/users/georges/ue_hy03/sitzung05-03-page.pdf

Hochwasserwahrscheinlichkeit http://geo4.uibk.ac.at/users/georges/ue_hy03/sitzung05-03-page.pdf

Hochwasserwahrscheinlichkeit http://geo4.uibk.ac.at/users/georges/ue_hy03/sitzung05-03-page.pdf

Hochwasserwahrscheinlichkeit http://geo4.uibk.ac.at/users/georges/ue_hy03/sitzung05-03-page.pdf

Hochwasserwahrscheinlichkeit Beispiel Perlbach (Gemeinde Altrandsberg, Oberpfalz) http://www.netzwerkprojekt.de/hochwasser/downloads/altrandsberg-poster-a4.pdf