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SVAT-Modell PLATIN

SVAT-Modell PLATIN

Der Austausch von Energie und gasförmigen Luftbeimengungen zwischen Phytosphäre und bodennaher Atmosphäre ist ein komplexer Prozess, der durch eine Vielzahl von Faktoren bestimmt wird. Diese umfassen nicht nur den Zustand der Luft oberhalb und innerhalb des Pflanzenbestandes (Temperatur, Feuchte, Gaskonzentration, Strömungsgeschwindigkeit) und ihr Transportvermögen, sondern auch eine Reihe von physikalischen, physiologischen und chemischen Eigenschaften der Vegetation (Bestandesarchitektur, vertikal differenzierte Fähigkeit zur Aufnahme und Abgabe von Energie und Gasen, Wasserversorgung, chemische Reaktionen).

Eine praxisorientierte Bestimmung von Energie- und Gasaustausch zwischen Phytosphäre und bodennaher Atmosphäre setzt eine erhebliche Reduktion der Komplexizität der angedeuteten Zusammenhänge voraus. Zur Konzeption mikrometeorologischer SVAT (Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer) Modelle siehe:

     Grünhage, L., Haenel, H.-D. & Jäger, H.-J. (2000): The exchange of
     ozone between vegetation and atmosphere: micrometeorological
     measurement techniques and models. Environmental Pollution 109,
     373-392.

 

 

Im sog. big-leaf-Konzept wird die vertikale Differenzierung des Bestandes bezüglich der Quellen- und Senkenverteilung sowie der Transportmechanismen ersetzt durch die Modellvorstellung eines einzigen "großen Blattes", das anstelle des Bestandes gesetzt wird, und dessen Eigenschaften effektiv denjenigen des gesamten Bestandes entsprechen.

SVAT-Modell PLATIN-2

Widerstände für Wasserdampf im big-leaf-Konzept (nach Grünhage & Haenel 2007)Das big-leaf-Modell PLATIN (PLant-ATmosphere INteraction) quantifiziert den Austausch von Spurengasen, von fühlbarer und latenter Wärme sowie von Aerosolbestandteilen zwischen Phytosphäre und bodennaher Atmosphäre unter Berücksichtigung der Energiebilanz.

Der vertikale Austausch der angeführten Größen zwischen einer Referenzhöhe oberhalb des Pflanzenbestandes und den Senken bzw. Quellen eines Systems Pflanze/Boden wird bestimmt durch den turbulenten atmosphärischen Transportwiderstand, den Bulk-Transportwiderstand der sog. quasi-laminaren Schicht und den Bestandeswiderstand.

Der atmosphärische Transportwiderstand RAtmosphäre, der den Austausch zwischen einer Referenzhöhe zref und der für den Gesamtbestand als repräsentativ angenommenen Impulssenke im konzeptionellen Niveau z = d+z0m beschreibt, setzt sich zusammen aus den parallelen Widerständen für molekularen und turbulenten Transport. Letzterer umfasst dabei in nicht separierbarer Weise dynamische und thermische Turbulenzanregung.

Der speziesbezogene Bulk-Transportwiderstand der quasi-laminaren Schicht Rquasi-laminare Schicht quantifiziert den Unterschied zwischen atmosphärischem Impulstransport und dem vertikalen Transport skalarer Luftbeimengungen wie fühlbare Wärme oder Spurengase zur big-leaf-Oberfläche im konzeptionellen Niveau z = z0h hin bzw. von der big-leaf-Oberfläche weg.

Der speziesbezogene Bestandeswiderstand RBestand wird im allgemeinen mit Hilfe verschiedener in Serie oder parallel geschalteter Einzelwiderstände approximiert.