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2026-01-14T06:11:01Z

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'''Evapotranspiration''' bezeichnet in der [[Meteorologie]] die Summe aus [[Transpiration]] und [[Evaporation]], also der [[Verdunstung]] von [[Wasser]] aus [[Fauna|Tier]]- und [[Flora|Pflanzenwelt]] sowie von [[Boden (Bodenkunde)|Boden]]- und Wasseroberflächen. Der Evapotranspirationswert spielt eine wichtige Rolle in der [[Hydrologie]] sowie in [[Landwirtschaft]] und [[Gartenbau]] sowie bei der Berechnung des weltweiten [[Wasserverbrauch|Wasserbedarfs]]. Global trägt die Evapotranspiration durch ihren Kühlungseffekt signifikant zur Abschwächung des Klimawandels bei<ref name=":0">S. Schwarzer: ''UNEP Foresight Briefs,'' Nr. 25 (2021), [https://www.unep.org/resources/emerging-issues/working-plants-soils-and-water-cool-climate-and-rehydrate-earths online] abgerufen am 14. Februar 2024.</ref>.

Nach neuen Analysen und Datenerhebungen liegt der weltweite Süßwasserbedarf insgesamt bei geschätzt jährlich 4.370 km³ (2015), wobei die Grenze der nachhaltigen Nutzung bei 4.000 km³ angegeben wird (''siehe auch'' [[Earth Overshoot Day|Welterschöpfungstag]]); der Anteil der Evapotranspiration wird nun mit ca. 20 % angenommen.<ref name="DLF Forschung aktuell Röhrlich 3-12-015">[[Deutschlandfunk.de]], ''Forschung Aktuell'', 3. Dezember 2015, [[Dagmar Röhrlich]]: [https://www.deutschlandfunk.de/suesswasser-studie-ressourcen-knapper-als-gedacht.676.de.html?dram:article_id=338815 ''Ressourcen knapper als gedacht''] (Zuletzt aufgerufen: 8. August 2024) Nach: {{cite journal |title=Local flow regulation and irrigation raise global human water consumption and footprint |journal=Science |author=Fernando Jaramillo, Georgia Destouni |pages=1248–1251 |date=2015-12-04 |doi=10.1126/science.aad1010 |language=en}}</ref>

Die zur [[Verdampfen|Verdampfung]] (Übergang vom [[Flüssigkeit|flüssigen]] in den [[gas]]förmigen [[Aggregatzustand]]) notwendige spezifische [[Wärme]]menge beträgt 2257 [[Joule|kJ]]/kg (20 °C); sie wird beim umgekehrten Vorgang, der [[Kondensation]] wieder frei.

== Faktoren ==
* Wassergehalt des Bodens
* Intensität (Biomasse, Produktion) und Artengefüge der Vegetation (Transpiration)
* Bedeckung des Bodens und [[Sonnenstrahlung|Sonneneinstrahlung]]
* [[Luftfeuchtigkeit]]
* [[Temperatur]] der Erd- bzw. Wasseroberfläche
* Temperatur der bodennahen [[Luftschicht]]en
* [[Windgeschwindigkeit]] an der Erdoberfläche

== Möglichkeiten der instrumentellen Messung ==
=== Evaporimeter ===
Verdunstungsmessungen werden mit [[Atmometer]]n durchgeführt.
Eine Möglichkeit der Verdunstungsmessung ist die sogenannte class-A-pan ('''Evaporimeter''' oder Verdunstungskessel), einem runden, wassergefüllten Messkessel zur Messung der potentiellen Verdunstung von Landflächen (Landverdunstungskessel).<ref>Harald Schrödter: Verdunstung: Anwendungsorientierte Meßverfahren und Bestimmungsmethoden. Springer, 2013. ISBN 978-3-642-70434-5. Kap. 3.8.2 auf S. 48.</ref>

Diese vom meteorologischen Dienst der USA, dem US Weather Bureau, genutzte Verdunstungsmessmethode besteht aus einer flachen, auf einem Holzgitterrahmen befestigten, mit Wasser gefüllten, zylindrischen Form. Der Wasserspiegel befindet sich mindestens 15 cm über der Erdoberfläche, so dass sich die Wasseroberfläche in etwa 50 cm Höhe befindet. Das Evaporimeter hat eine Fläche von 1 m². Das Wasser ist an der freien Atmosphäre der Verdunstung ausgesetzt, der Wasserverlust wird im 24-Stunden-Takt z. B. durch Drucksensoren gemessen.

Mit dieser Messmethode kann die sog. potenzielle Evapotranspiration (ETp) gemessen werden. Sie gibt an, wie viel Wasser bei gegebenen Umständen verdunsten würde, wenn genügend Wasser vorhanden ist. Für reale Anwendungen, etwa in der [[Bewässerungsfeldwirtschaft|Bewässerungslandwirtschaft]], wurden Korrekturfaktoren entwickelt. Diese Messmethode ist jedoch für eine Aussage der realen Verdunstung wenig geeignet. Die Wasseroberfläche ist eine Art „Insel“ auf dem Land: durch immer neu herangeführte, ungesättigte Luft sowie eine höhere Bereitschaft des Wassers im Bassin, zu verdunsten (verglichen mit Bodenwasser), kann kein Rückschluss auf die reale Verdunstung (ETR) aus dem Boden getroffen werden. Die Wasseroberfläche ist nicht repräsentativ genug für die Landverdunstung. Die class-A-pan dient jedoch durch die genormte Größe gut für einen Vergleich der ETP verschiedener Gebiete. Parallel zur Verdunstungsmessung mit der class-A-pan muss auch der Niederschlag gemessen werden, um die in die Wanne eingetragene Wassermenge zu registrieren.

Für Verdunstungsmessungen, die Wind-Einfluss berücksichtigen, verwendet man Piche-Atmometer oder Czeratzki-Atmometer.

=== Saftflusssensoren zur Messung des Flüssigkeitstransports in Bäumen ===
Die Erfassung der Parameter basiert auf der Heat Pulse-Methode, welche seit den 1930er Jahren erfolgreich angewandt wird. Dafür ist der Sensorkopf bestückt mit drei Nadeln, bestehend aus einer zentralen Heiznadel und zwei Temperaturmessnadeln mit jeweils einem nachgeschalteten und einem vorgeschalteten [[Thermistor]] (10 und 20 mm von der Nadelspitze entfernt). Diese Drei-Sonden-Konfiguration erlaubt die Bestimmung des Saftflusses von der Wurzel zum Kronendach und umgekehrt, wobei sowohl hohe als auch niedrige Saftflussraten sehr gut erfasst werden.<ref>{{Internetquelle |autor=Andrew J. McElrone and Timothy M. Bleby |url=https://prometheusprotocols.net/function/water-relations/sap-flow/ |titel=Sap Flow |werk=Prometeus |sprache=en |abruf=2026-01-13}}</ref>

=== Lysimeter ===
Des Weiteren kann auch ein [[Lysimeter]] zur Messung verwendet werden.

=== FAO-56 ===
Eine weit verbreitete Methode zur Messung der Evapotranspiration stellt die Berechnung aus den oben angeführten klimatischen Faktoren nach einer von der FAO empfohlenen Methode dar („modified [[Howard L. Penman|Penman]]-Monteith“ Formel, FAO-56). Dabei werden die notwendigen Parameter – Lufttemperatur und relative Feuchte, Windgeschwindigkeit und Solarstrahlung – durch eine Wetterstation aufgezeichnet und in einem Computermodell verarbeitet. Diese so genannte Referenzverdunstung (ETo) entspricht der Verdunstung, wie sie auf einer ebenen, gleichmäßig mit Gras bewachsenen Fläche vorkommen würde. Da auch dieser Wert für die jeweilige Kultur wenig Aussagekraft besitzt, werden [[Pflanzenkoeffizient|kulturspezifische Korrekturwerte]] verwendet. Mit deren Hilfe gelangt man zur kulturspezifischen Evapotranspiration (ETc), die unter Berücksichtigung der jeweiligen phenologischen Phase der Pflanzen einen bereits recht zuverlässigen Wert liefert. Von praktischer Bedeutung ist die Berechnung der Verdunstung vor allem für die adäquate Steuerung von Bewässerungsanlagen, die dem Boden und der Pflanze in Abhängigkeit von Verdunstung und Wachstumsbedarf wieder die richtige Menge an Wasser zuführen soll.

=== Folie ===
Besonders aufwändig, dafür aber etwas genauer, ist es, eine Pflanze oder einen Standort komplett mit einer Folie abzudichten. Das in die Folie hinein verdampfende Wasser wird aufgefangen und gemessen. Es ist hierbei zu beachten, dass die Folie selbstverständlich einen nicht unerheblichen Einflussfaktor bildet.

== Potentielle Evapotranspiration ==
Als '''potentielle Evapotranspiration''' (ETP) oder auch '''potentielle Landschaftsverdunstung''' (pLV) wird bei Angaben zum [[Klima]] die Menge an Wasser angegeben, die bei bestimmten klimatischen Bedingungen verdunsten, bzw. evapotranspirieren können.
Die Differenz aus [[Niederschlag|Niederschlägen]] und potentieller Evapotranspiration ergibt die [[Klimatische Wasserbilanz]].[[Datei:Life-Zones (de).png|mini|350px|Diagramm der aus Niederschlag und potentieller Evapotranspiration resultierenden [[Vegetationszone]]n.]]

== Klimaeffekte ==
Für die meisten Landpflanzen ist die Transpiration eine unvermeidliche Wasserabgabe an die Atmosphäre, da sie die [[Stoma (Botanik)|Spaltöffnungen]] öffnen müssen, um die Diffusion von CO2 aus der Luft in die Blätter für die [[Photosynthese]] zu ermöglichen. Die zur Transpiration benötigte Energie macht etwa die Hälfte der absorbierten globalen Oberflächen-Nettostrahlung von etwa 165 W/m2 aus. Über die Spaltöffnungen der Blätter wird Wasser verdunstet, welches beim Übergang in den gasförmigen Zustand 0,7 kWh/Liter Energie benötigt. Pro m2 werden im geografischen Mittel ca. 3 L Wasser verdunstet, im tropischen Regenwald können es doppelt so viel sein. Ein großer [[Emergent|Urwaldriese]] kann sogar täglich mehrere Hundert Liter Wasser in die Atmosphäre befördern, welches wiederum Wärmeenergie (latente Wärme) nach oben mitnimmt. Die Umgebung am Boden kühlt sich ab; in Wäldern ist die Umgebung an Sonnentagen oft mehrere Grad C kühler. Bleibt der Wasserdampf gasförmig und kondensiert nicht zu Wolken, so übt er einen [[Treibhauseffekt]] aus, was zur [[Atmosphärische Gegenstrahlung|Gegenstrahlung]] Richtung Erdboden führt.<ref>{{Literatur |Autor=A.Kleidon |Titel=Thermodynamik und Photosynthese im Erdsystem: Was begrenzt das Leben |Sammelwerk=Thermodynamik und Photosynthese im Erdsystem: Was begrenzt das Leben |Band=5 |Nummer=52 |Datum=2021 |DOI=10.1002/piuz.202101614}}</ref>

[[Datei:EvapoTrans Zyklus de.jpg|mini|Globaler Wasserzyklus über den Landmassen. Quantitative und prozentuale Werte: Beitrag der Evapotranspiration der Vegetation (insbesondere Wälder).]]

Welchen Einfluss vom Menschen verursachte Veränderungen der Bodenvegetation, insbesondere Abholzungen, haben, sieht man an folgendem Größenvergleich (Abbildung): Von den 120 000 km3 des Regens, der jährlich auf die Kontinente fällt, kommen 60 % aus der Verdunstung vom Meer und 40 % aus der Evapotranspiration vom Land. Von diesem terrestrischen, in die Atmosphäre gelangten Wasserdampf kommen 60–80 % wiederum aus der Verdunstung von Pflanzen. Dies zeigt, wie die Vegetation einen enormen Beitrag zum globalen Wasserkreislauf beiträgt und darüber hinaus auch die Wärmemenge in die Atmosphäre einträgt<ref>{{Literatur |Autor=Wang, K., Dickinson, R. E. |Titel=A review of global terrestrial evapotranspiration: Observation, modeling, climatology, and climatic variability |Sammelwerk=Reviews of Geophysics |Band=50 |Datum=2012-03}}</ref><ref name=":0" />. Betrachtet man den Anteil eingestrahlter Sonnenenergie, die als latente Wärme durch die Verdunstung aus der Pflanzenwelt zurück in die Atmosphäre transportiert wird, also mehr als 50 %, so wird deutlich, wie sehr großflächige Vegetation den Niederschlagszyklus beeinflusst und andererseits eine bedeutende Menge zurück in den Weltraum transportiert. Immergrüne tropische Regenwälder bedecken nur etwa 10 % der Landfläche, tragen aber mit 22 % zur globalen Evapotranspiration bei.<ref>{{Literatur |Autor=Rudi J. van der Ent et al. |Titel=Origin and fate of atmospheric moisture over continents |Sammelwerk=WATER RESOURCES RESEARCH |Band=46 |Datum=2010 |DOI=10.1029/2010WR009127}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Meteorologische Größe]]
[[Kategorie:Hydrologie]]
[[Kategorie:Agrarwissenschaft]]

Evapotranspiration - Versionsgeschichte

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