Einführung in die Physische Geographie

Präsentation zum Thema: "Einführung in die Physische Geographie"—  Präsentation transkript:

1 Einführung in die Physische Geographie
Teil Klima und Wasser 7. Niederschlag Abfluss PD Dr. Otto Klemm Universität Bayreuth BITÖK Klimatologie, Bayreuth Tel.: ; FAX: Stand: 08/2000 Prof. Dr. Otto Klemm

2 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 %.

3 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

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

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

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

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

8 Wolken Cumulonimbus pileus Cb pil

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

10 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:

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12 Niederschlag - Abfluss
Quelle: Strahler & Strahler, 1997

13 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.

14 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 bis Quelle:

15 Niederschlag - Abfluss

16 Niederschlag - Abfluss
Form des Einzugsgebietes Quelle: Goudie, 2002

17 Niederschlag - Abfluss
Längsprofil des Einzugsgebietes Quelle: Goudie, 2002

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

19 Niederschlag - Abfluss
Infiltration Quelle:

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

21 Niederschlag - Abfluss
Quelle: Strahler & Strahler, 2002

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

23 Niederschlag - Abfluss
Typen von Flussnetzen Quelle: Goudie, 2002

24 Ems

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

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

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

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

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

30 Niederschlag - Abfluss
Quelle: Strahler & Strahler, 2002

31 Abflussregimes Quelle:

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

33 Hochwasserwahrscheinlichkeit

34 Hochwasserwahrscheinlichkeit

35 Hochwasserwahrscheinlichkeit

36 Hochwasserwahrscheinlichkeit

37 Hochwasserwahrscheinlichkeit
Beispiel Perlbach (Gemeinde Altrandsberg, Oberpfalz)