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Erste Verdunstungsmessungen am Toten Meer

Abb.1: Eddy-Kovarianz-Station zur Bestimmung der Verdunstung des Wassers des Toten Meeres vom Ufer aus. Mit 429 m unter dem Meeresspiegel ist dies die am tiefsten gelegene meteorologische Messstation der Welt. Foto: B. Deny, KIT, IMK-TRO. Abb.2: Mittlerer Tagesgang der gemessenen Verdunstung (schwarze Linie). Diese beinhaltet auch die Verdunstung der Landoberfläche während ablandiger Winde. Mittlerer Tagesgang der korrigierten Verdunstung (rote Linie). Hier wurde die Verdunstung der Wasseroberfläche mit Hilfe des multiplen Regressionsmodells für Windrichtungen zwischen 230° und 330° (Landwinde) berechnet.

Jedes Jahr fällt der Wasserspiegel des Toten Meeres um über einen Meter und die Wasseroberfläche verkleinert sich signifikant. Die Verdunstung ist dabei ein entscheidender Faktor. Verlässliche direkte Messungen der Verdunstung gab es jedoch bislang nicht.

Forscher des Instituts für Meterorologie und Klimaforschung unter der Leitung von Dr. Ulrich Corsmeier haben deshalb ein neues Konzept entwickelt, um  Messungen der Verdunstung des Seewassers vom Ufer des Toten Meeres aus durchführen zu können. Während auflandigen Windbedingungen konnte die Verdunstung direkt gemessen werden, für ablandige Winde stehen jedoch keine direkten Verdunstungsmessungen zur Verfügung. Hierfür wurde von Frau Dr. Jutta Vüllers ein multiples Regressionsmodell entwickelt. Unter Verwendung der maßgeblichen Einflussgrößen der Verdunstung, Windgeschwindigkeit und Wasserdampfsättigungsdefizit, konnte mit Hilfe des Modells die Verdunstung  für ablandige Windbedingungen berechnet werden.

Die Messungen ergaben, dass die Verdunstung maßgeblich von drei vorherrschenden lokalen Windsystemen abhängt, nämlich dem Seewind während des Tages, starken Hangabwinden am Abend und starken Talachsen-parallelen Nordwinden in der Nacht.  Im Gegensatz zu Tagesgängen der Verdunstung in mittleren Breiten, tritt das Maximum der Verdunstung am Toten Meer am Abend und in der Nacht auf. Dies liegt an den hohen Windgeschwindigkeiten der abendlichen Hangabwinde und der nächtlichen Talwinde. Die Gesamtverdunstung für den Zeitraum März 2014 bis März 2015 betrug 994±88 mm a−1. Die mittleren täglichen Verdunstungsraten lagen bei 4.3 mm d-1 im Juli und bei nur 1.1 mm d-1 im Dezember.

Zusätzlich wurden Verdunstungsformeln evaluiert, welche auf meteorologischen Eingabeparametern beruhen, und  mit deren Hilfe die Verdunstung abgeschätzt werden kann. Hierbei ergab sich die beste Übereinstimmung mit dem sogenannten aerodynamischen Ansatz, welcher ausschließlich Windgeschwindigkeit und Sättigungsdefizit berücksichtigt.

Diese Ergebnisse sind von großer Wichtigkeit, um die mittel- und langfristigen Folgen einer negativen Wasserbilanz des Toten Meeres im Hinblick auf das Klima der Region, sowie die ökologischen und ökonomischen Folgen der Verödung der Küstenstreifen und der Mineraliengewinnung aus dem Wasser des Sees ganzheitlich untersuchen und ein Wassermanagement etablieren zu können.

Sie finden unsere Forschungsergebnisse veröffentlicht unter: https://www.hydrol-earth-syst-sci.net/22/1135/2018/

[Arbeitsgruppe: Konvektive Systeme]