Relative Luftfeuchte

Die Relative Luftfeuchte ist definiert als das Verhältnis aus der spezifischen Luftfeuchte und der Sättigungsfeuchte der Luft. Die Sättigungsfeuchte S der Luft gibt an, wieviel g Wasserdampf maximal in 1 kg feuchter Luft enthalten sein können.

Diese Größe ist temperaturabhängig. Kalte Luft kann wenig, warme Luft kann viel Wasserdampf enthalten. Der tatsächliche Wassergehalt der Luft ist die spezifische Feuchte, die ebenso wie die Sättigungsfeuchte in g Wasserdampf pro kg feuchte Luft gemessen wird (HÄCKEL, 1990, S. 43ff). Setzt man den tatsächlichen Wasserdampfgehalt der Luft, die spezifische Feuchte s, ins Verhältnis zur Sättigungsfeuchte S, so erhält man die relative Luftfeuchte RF:

( 22 ) Die Klimahauptstationen und die Wetterstationen des DWD erfassen standardmäßig neben der Lufttemperatur (vgl. Kap. 4.1.2) u. a. auch die relative Luftfeuchte. Es stehen hierzu ein trockenes und ein feuchtes Thermometer zur Verfügung, die zusammen das sogenannte Psychrometer bilden. Ein Aspirator sorgt für einen gleichmäßigen Luftstrom am feuchten Thermometer (vgl. DWD, 1980). Dieser Luftstrom sorgt an dem in Wasser getauchten feuchten Thermometer für eine Abkühlung durch Verdunstung. Je trockener die vorbeiströmende Luft ist, desto stärker muß die Abkühlung während einer konstanten Zeit sein. Dies führt zu einer Temperaturdifferenz zwischen trockenem und feuchtem Thermometer, der sogenannten Psychrometerdifferenz, die zur Berechnung der relativen Luftfeuchte dient (HÄCKEL, 1990, S. 332ff).

RF s S*

100%

Kapitel 4 Verwendete Daten

83 Ebenso wie oben für Lufttemperatur und Niederschlagssummen beschrieben, wurde auch die relative Luftfeuchte getrennt für Berg- und Tiefland regionalisiert. Wie bereits für Lufttemperatur und Niederschlagssummen soll auch hier in den folgenden Unterkapiteln die Repräsentanz für die Untergebiete untersucht werden. Die Ergebnisse einer Untersuchung bezüglich möglicher Verbesserungen der Präzision der Modelle durch die getrennte Regionalisierung der relativen Luftfeuchte wird wie im Fall der Klimaelemente Lufttemperatur und Niederschlagssumme im Ergebnisteil dargestellt (Kap. 5.1.3).

4.1.4.1 Relative Luftfeuchte im Bergland

Die Mittelwerte der relativen Luftfeuchte im Berglanddatenkollektiv des DWD zeigen einen klaren jährlichen Trend (s. Tabelle 31). Während für die Wintermonate hohe relative Luftfeuchten gemessen wurden, liegen die Werte für die Sommermonate um ca. 5 % tiefer. Die Standardabweichungen der monatlichen und jährlichen Meßwerte zeigen eine andere Saisonalität als Mittelwerte und Extrema.

Die höchsten Standardabweichungen werden im Frühjahr beobachtet (3,93 % im März), die niedrigsten im Herbst (2,03 % im Oktober).

Tabelle 31: Deskriptive Statistiken zur durchschnittlichen relativen Luftfeuchte im Berglanddatenkollektiv des DWD

Monat/Jahr n Min.

Im Vergleich zum Umfang des Temperaturdatenkollektivs für das niedersächsische Bergland gibt es nur einen Unterschied: Die Klimahauptstation „Einbeck“ lieferte zwar für den Beobachtungszeitraum (1961 bis 1990) einen verwendbaren Datensatz für die Lufttemperatur, nicht aber für die relative Luftfeuchte und bestätigt somit als Ausnahme die Regel, an allen Klimahauptstationen würde auch die relative

Kapitel 4 Verwendete Daten Luftfeuchte gemessen. Die Beschreibung der Repräsentanz der verwendeten Stationen beschränkt sich daher auf die durch den Wegfall der Station Einbeck im Vergleich zum Temperaturdatenkollektiv Bergland entstandenen Änderungen.

Für die DWD-Station „Einbeck“ (Nr. 54637) wurde der Maximalwert für die Variable Kaltluftabfluß, der Wert 2000 ermittelt. Eine diesbezügliche Untersuchung des DWD-Temperaturdatenkollektivs Bergland zeigt, daß nur an der Station Einbeck der maximale Wert der Variable Kaltluftabfluß von 2000 erreicht wird. Die Stationen Seesen und Bad Sachsa können mit den Werten 464 bzw. 349 nicht die volle Repräsentanz des Datenkollektivs begründen. So muß dieser Repräsentanzmangel für das Berglanddatenkollektiv zur Luftfeuchte registriert werden. Für alle anderen Variablen zeigte die Station Einbeck keine extremen Werte, weshalb ansonsten hier die gleiche Zielgebietsrepräsentanz gegeben ist wie für die Temperaturmeßstationen des DWD (Kap. 4.1.2.1).

4.1.4.2 Relative Luftfeuchte im Tiefland

Tabelle 32 zeigt deskriptive Statistiken zur durchschnittlichen relativen Luftfeuchte im Tieflanddatenkollektiv des DWD. Der für das Bergland festgestellte jährliche Trend der Mittelwerte zeigt sich ähnlich bei den Tieflandstationen. Dies sogar mit einer Amplitude von 14 % (Dezember: 88 %, Mai: 74 %). Die Standardabweichungen zeigen keinen so klaren saisonalen Verlauf wie die Mittelwerte (zwei lokale Minima im Januar und im Oktober, Maximum im Mai), die Standardabweichungen sind stets geringer als für die Berglandstationen berechnet.

Tabelle 32: Deskriptive Statistiken zur durchschnittlichen relativen Luftfeuchte im Tieflanddatenkollektiv des DWD

Monat/Jahr n Min.

Kapitel 4 Verwendete Daten

85 Die Stationen des DWD, deren Daten zur Regionalisierung der relativen Luftfeuchte verwendet werden konnten, entsprechen denen des Temperaturdatenkollektivs Tiefland. Auf eine gesonderte Darstellung der Repräsentanz wird daher verzichtet und auf Kapitel 4.1.2.2, Seite 69ff verwiesen.

4.2 Depositionsdaten

Für den Meßzeitraum 1986 bis 1990 konnten von einer ausreichend großen Zahl von Meßstationen mittlere jährliche Einträge verschiedener Elemente berechnet werden.

Die hierzu verwendeten Daten wurden zum größten Teil vom Niedersächsischen Landesamt für Ökologie (NLÖ) zur Verfügung gestellt. Dank für die gute Zusammenarbeit sei an dieser Stelle an Frau Gertsmeier und an Herrn Dr. Giesen gerichtet. Weitere Meßergebnisse lagen von verschiedenen Stationen des Forschungszentrums für Waldökosysteme (FZW) vor. Eine Zusammenstellung der verwendeten Stationen ist Anhang 3 zu entnehmen.

MEESENBURG et al. (1994) stützen sich in ihrer Arbeit über die „Entwicklung der atmogenen Stoffeinträge in niedersächsische Waldbestände“ auf Meßwerte von Waldstationen, die auch mit anderem zeitlichem Rahmen für die vorliegende Untersuchung verwendet wurden. Sie beschreiben vor allem für Sulfat-Schwefel und Protonen einen Rückgang der Einträge von 1983 bis 1992. Auf eine erneute Darstellung des zeitlichen Trends der zur Verfügung stehenden Daten wird hier verzichtet. Vielmehr soll die räumliche Auswertung der Daten, die Regionalisierung für das Zielgebiet Niedersachsen beschrieben werden. Sie kann beispielsweise zur Verbesserung der Datengrundlage für die Anwendung eines wissensbasierten Systems zur Kalkungsplanung beitragen, wie es von JANSEN et al. (1994) beschrieben wurde.

In diesem Kapitel soll zunächst kurz auf die Prozesse eingegangen werden, die zur Deposition der verschiedenen Elemente führen (Kap. 4.2.1). Das Wissen um diese nutzte ULRICH (1991) zur Schätzung der Gesamtdepositionen in Wäldern. Daraufhin werden die verwendeten Datenkollektive vorgestellt. Ein deskriptiver Überblick und die Überprüfung der Repräsentanz der verwendeten Datenkollektive folgen, bevor

Kapitel 4 Verwendete Daten Die Stationen des DWD, deren Daten zur Regionalisierung der relativen Luftfeuchte verwendet werden konnten, entsprechen denen des Temperaturdatenkollektivs Tiefland. Auf eine gesonderte Darstellung der Repräsentanz wird daher verzichtet und auf Kapitel 4.1.2.2, Seite 69ff verwiesen.

4.2 Depositionsdaten

Für den Meßzeitraum 1986 bis 1990 konnten von einer ausreichend großen Zahl von Meßstationen mittlere jährliche Einträge verschiedener Elemente berechnet werden.

Die hierzu verwendeten Daten wurden zum größten Teil vom Niedersächsischen Landesamt für Ökologie (NLÖ) zur Verfügung gestellt. Dank für die gute Zusammenarbeit sei an dieser Stelle an Frau Gertsmeier und an Herrn Dr. Giesen gerichtet. Weitere Meßergebnisse lagen von verschiedenen Stationen des Forschungszentrums für Waldökosysteme (FZW) vor. Eine Zusammenstellung der verwendeten Stationen ist Anhang 3 zu entnehmen.

MEESENBURG et al. (1994) stützen sich in ihrer Arbeit über die „Entwicklung der atmogenen Stoffeinträge in niedersächsische Waldbestände“ auf Meßwerte von Waldstationen, die auch mit anderem zeitlichem Rahmen für die vorliegende Untersuchung verwendet wurden. Sie beschreiben vor allem für Sulfat-Schwefel und Protonen einen Rückgang der Einträge von 1983 bis 1992. Auf eine erneute Darstellung des zeitlichen Trends der zur Verfügung stehenden Daten wird hier verzichtet. Vielmehr soll die räumliche Auswertung der Daten, die Regionalisierung für das Zielgebiet Niedersachsen beschrieben werden. Sie kann beispielsweise zur Verbesserung der Datengrundlage für die Anwendung eines wissensbasierten Systems zur Kalkungsplanung beitragen, wie es von JANSEN et al. (1994) beschrieben wurde.

In diesem Kapitel soll zunächst kurz auf die Prozesse eingegangen werden, die zur Deposition der verschiedenen Elemente führen (Kap. 4.2.1). Das Wissen um diese nutzte ULRICH (1991) zur Schätzung der Gesamtdepositionen in Wäldern. Daraufhin werden die verwendeten Datenkollektive vorgestellt. Ein deskriptiver Überblick und die Überprüfung der Repräsentanz der verwendeten Datenkollektive folgen, bevor

Kapitel 4 Verwendete Daten

86

Besonderheiten der Regionalisierung der Depositionen im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt werden (Kap 4.2.4).