Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Klimawandel/Wasser
Allgemein
Bearbeiten- Gewässer wirken sich überwiegend positiv auf die thermische Situation aus.
- Wasserflächen weisen einen kühlenden Effekt von bis zu ca. 1 °C in einer Entfernung von ein paar Metern bzw.ca. 0,5 °C in einer Entfernung von rund 15m auf.
Temperaturreduktion durch Wasser
Gründe für den kühlenden Effekt von Wasser
Bearbeiten1. Spezifische Wärmekapazität des Wassers:
- Im Sommer/ am Tag ist das Wasser kälter als die Atmosphäre, da diese sich schneller durch die höhere solare Einstrahlung erwärmt.
- Es wird also Wärme von der Atmosphäre in das Wasser transportiert, der diese speichert
- Wasserflächen, fließende Gewässer und Brunnen haben einen kühlenden Effekt auf das städtische Klima.
2. Verdunstung
- Am Tag findet Verdunstung statt, die Energie aus der umgebenden Luft bezieht und diese abkühlt (Verdunstungskühlung).
- Je grösser die Wasseroberfläche und je höher ihre Temperaturdifferenz zur umgebenen Luft, desto stärker ist die kühlende Wirkung.[3]
Daten
Bearbeiten- Die darüber liegende Luft wird durch Evaporation gekühlt, wobei Sonnenenergie in latente Wärme umgewandelt und Wasserdampf an die Luft abgegeben wird.
- Wasser hat zum eine spezifische Wärmekapazität von 4,187 Kilojoule pro Gramm und Grad Celsius.[4]
- --> 4,2 kJ um 1 Kilogramm Wasser um 1°C aufzuheizen.[5]
- Pro 1 cm3 Wasser lässt sich ca. 60 kW/H Wärme speichern. [6]
- Die Sonneneinstrahlung liegt bei jährlich etwa 1.000 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter in Deutschland.
- 6 °C höhere Temperatur über bebauten Flächen im Vergleich zu Wasserflächen.[7]
Kostenrechnung
Bearbeiten- Für 1 m3 Wasseransammlung ergeben sich folgende Kosten:
- Min: Materialkosten: 100 €/qm
Arbeiter: 3,50 €/qm Transport/ Entsorgung: 0 €/qm
- Max: Materialkosten: 500 €/qm
Arbeiter: 100 €/qm Transport/ Entsorgung: 45 €/qm
- Abhängig von: Art der Wassersammlung; Bodenbeschaffenheit; Wasserversorgung;[8]
Temperaturreduktion
Bearbeiten- Wasserflächen können eine Temperaturreduktion von 3 [°C] hervorbringen:
- Das Anlagen einer Wasserfläche ergeben sich folgende Kosten [Euro/qm]:
-Minimum:1,03
-Maximum: 6,5
Zum Anlegen einer Wasseransammlung ergeben sich pro qm, pro 1°C Umgebungstemperatur Reduktion, folgende Minimum und Maximum Kosten [Euro]:
Er werden hier einmalige Kosten zum Anlegen angenommen, denn es wird davon ausgegangen, dass sich die Wasseransammlungen selbst erhalten können:
Minimum: 0,412
Maximum: 2,6
Wiki2reveal Foliensatz
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Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ https://www.are.admin.ch/dam/are/de/dokumente/agglomerationspolitik/publikationen/hitze-in-staedten-de.pdf.download.pdf/Hitze_in_Staedten_de.pdf
- ↑ https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Ozean_im_Klimasystem
- ↑ https://www.are.admin.ch/dam/are/de/dokumente/agglomerationspolitik/publikationen/hitze-in-staedten-de.pdf.download.pdf/Hitze_in_Staedten_de.pdf
- ↑ https://www.frustfrei-lernen.de/thermodynamik/spezifische-waermekapazitaet.html
- ↑ https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wasser-waerme-klima#
- ↑ https://www.weltderphysik.de/gebiet/erde/atmosphaere/klimaforschung/eisalbedo/#:~:text=Wasser%20zum%20Beispiel%20weist%20eine,sich%20auf%20das%*20Klima%20auswirkt
- ↑ https://www.birco.de/fileadmin/storages/global/Downloads/Broschueren/Broschuere_Wasserorientierte-Stadtplanung-BIRCO_DE_screen.pdf
- ↑ https://www.my-hammer.de/preisradar/was-kostet-gartenteich-anlegen/#:~:text=Die%20Kosten%20h%C3%A4ngen%20von%20der,Investition%20von%20%C3%BCber%2010.000%20Euro.