11.04.2021 transkription
05.03.2021 Ökologie

Informationen und Materialien zum Fach Biologie in allen Schulformen und für alle Schulstufen


Die Wassertemperatur im Freiland

Temperaturgang eines Weihers
Temperaturgang eines Weihers

In stehenden Kleingewässern (weniger als 400m2, nicht tiefer als 2m) schwankt die Wassertemperatur im Verlauf eines Jahres stark: je nach den speziellen Eigenschaften des Gewässers von völligem Durchfrieren bis auf den Grund bis auf bis zu 26o Celsius nach längeren Wärmeperioden im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung. Bei starkem Wind wird der Wasserkörper immer wieder völlig durchmischt und es kann sich keine stabile Sommer- und Winterstagnation ausbilden. Fließgewässer weisen sehr viel geringere Temperaturschwankungen im Verlauf eines Jahres auf: die Wassertemperatur eines kleinen Baches (nicht in der Nähe der Quelle) etwa schwankt zwischen 1 oC im Winter und 16 oC nach einer längeren Wärmeperiode im Sommer. Im Verlauf eines Sommertages sind in einem stehenden Kleingewässer Minimalwerte von ca. 15 oC und Maximalwerte über 20 oC zu erwarten.

In stehenden Großgewässern gibt es im Sommer und Winter eine stabile Schichtung. Im Sommer ist die obere Schicht relativ warm und die untere Schicht +4 oC kalt. Dazwischen liegt die sog. Sprungschicht, in der die Wassertemperatur von oben nach unten sprunghaft abfällt. Sie liegt in einer Tiefe von ca. 7 - 13 m. Der Grund für diese Temperaturschichtung liegt zum einen in der sog. Abnormität des Wassers: Wasser hat ein Dichtemaximum bei +4 oC. Wasser dieser Temperatur sinkt also in einem Wasserkörper zu Boden. Zum anderen wird im Sommer das Oberflächenwasser durch den Kontakt mit warmer Luft und durch direkte Sonneneinstrahlung erwärmt. Dadurch hat es eine geringere Dichte und schwimmt auf dem kalten Wasser. Im Winter schwimmt Wasser mit weniger als +4 oC bzw. Eis ebenfalls auf dem grundnahen Wasser.

Temperaturgang eines Baches
Temperaturgang eines Baches

Wenn im Frühling das Oberflächenwasser auf +4 oC erwärmt ist, hat das Wasser überall die gleiche Dichte und starke Winde durchmischen den gesamten Wasserkörper. Das gleiche gilt für den Herbst (Frühjahrs- und Herbstvollzirkulation).

Einströmendes und ausströmendes Wasser aus Fließgewässern tendiert zur Aufhebung von stabilen Temperaturschichtungen.

Für fließende Gewässer gelten folgende Regeln:

  • Quellwasser hat das ganze Jahr eine Temperatur von ca. 7°C.
  • Die mittlere Jahrestemperatur des Flusswassers steigt flussabwärts an und erreicht irgendwann ein Plateau.
  • Die Jahresamplitude und die Tagesamplitude der Temperatur nimmt flussabwärts zu, geht aber im Unterlauf wieder etwas zurück. Im Bach wirkt sich die relative Temperaturkonstanz der Quelle noch aus und im Unterlauf werden die Schwankungen durch die Wärmespeicherung gedämpft.
  • Amplitude der Jahrestemperatur: Obere Forellenregion ca. 10°C, untere Forellenregion 10-18°C, Äschenregion 18-20°C und Barbenregion >20°C.

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