Tutorium Physische Geographie I Universität Augsburg - Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden Termine: Dienstags 17:30 – 19:00 Uhr Donnerstag 17:30 – 19:00 Uhr Tutor: Julian Dare (Geographie, Diplom, 9. Semester) Email: [email protected]
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Tutorium Physische Geographie I Universität Augsburg - Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden Termine:Dienstags 17:30 – 19:00 Uhr.
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Tutorium Physische Geographie ITutorium Physische Geographie I
Universität Augsburg - Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden
Universität Augsburg - Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative MethodenUniversität Augsburg - Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden Tutorium PG I, WS 2011/2012, Julian DareTutorium PG I, WS 2011/2012, Julian Dare
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Hydrologie
1 Woche
HydrologieHydrologie
Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
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Die Bedeutung von Wasser
•Energieumsatz (Verdunstung <-> Kondensation)
•Formung der Landschaft
•Lösungsmittel
•Stofftransport
•Lebensmittel/essentiell zum Stoffwechsel
•Energieproduzent (Wasserkraft, Kraftwerke)
•ökonomische Bedeutung
HydrologieHydrologie
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Aus welchen (wie geladenen) Atomen besteht Wasser?
Welchen Winkel schließen die Wasserstoffatome ein?
Welche Eigenschaft hat Wasser deshalb?
H2O hat Dipoleigenschaften!
Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
104,45°
HydrologieHydrologie
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In Eisbohrkernen: Bei höherer Konzentration schwerer Isotope (18O) = warmes Klima im Untersuchungszeitraum um die notwendige Verdunstungsenergie zu erzeugen
HydrologieHydrologie
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Dichteanomalie von Wasser
Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
HydrologieHydrologie
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Kapillarität flüssigen Wassers
Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
Kohäsion
Zusammenhalt der H2O-Moleküle
Adhäsion
Haftfähigkeit an Materialien, abhängig von der Oberflächenstruktur
HydrologieHydrologie
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Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
Was sind…
Kapillaraszension
Adhäsion > Kohäsion
und Kapillardepression?
Adhäsion < Kohäsion
α = Benetzungswinkel
Philipp 2007
HydrologieHydrologie
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Zusammenhang zwischen Salz-gehalt, Gefrierpunkt und der Temp. max. Dichte.
Philipp 2007
Eigenschaften von WasserEigenschaften von Wasser
Bei S>25: Eisbildung vor Erreichen von Temp. Mx. Dichte
HydrologieHydrologie
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Verteilung von WasserVerteilung von Wasser
HydrologieHydrologie
WasserhaushaltWasserhaushalt
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Die Wasserhaushaltsgleichung?
N = V + A + ΔSN = V + A + ΔS
N: Niederschlag
V: Verdunstung
A: Abfluss
ΔS: Veränderung des Speicherterms
HydrologieHydrologie
AbflussAbfluss
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Was versteht man unter dem Abfluss?
Def.: Unter dem Abfluss versteht man in der Hydrologie das Wasservolumen, das pro
Zeiteinheit einen definierten oberirdischen Fließquerschnitt (Abflussquerschnitt)
durchfließt.
Abflussspende: Die Abflussspende wird zum Vergleich von Einzugsgebieten ermittelt.
Sie ist der Quotient aus dem Abfluss und dem zugehörigen Einzugsgebiet.
Abflussverhältnis: Anteil des Niederschlags, der dem Abfluss zugeführt wird.
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• Oberflächenabfluss, oberirdischer Abfluss QO, (engl. surface runoff) [m³/s]:– Teil des Abflusses, der dem Vorfluter als Reaktion auf ein
auslösendes Ereignis (Niederschlag oder Schneeschmelze) über die Bodenoberfläche unmittelbar zugeflossen ist.
• Zwischenabfluss Q Interflow (engl. interflow) [m³/s]:– Teil des Abflusses, der dem Vorfluter als Reaktion auf ein
auslösendes Ereignis (Niederschlag oder Schneeschmelze) aus den oberflächennahen Bodenschichten zugeflossen ist.
• Direktabfluss QD = QO + Q Interflow (engl. direct runoff)
HydrologieHydrologie
AbflussAbfluss
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• Basisabfluss QI (engl. base flow) [m³/s]:– auch Teil des Abflusses, der nicht Direktabfluss ist. Grundwasserbürtiger
Abfluss (engl. groundwater outflow) ist der Basisabfluss, der dem Vorfluter aus dem Grundwasser zugeflossen ist.
• Trockenwasserabfluss QT (engl. dry weather flow) [m³/s]:– Abfluss nach einer längeren Zeitspanne ohne Effektivniederschlag, der
nur aus grundwasserbürtigem Abfluss besteht. Trockenwetterganglinie (engl. dry weather flow hydrograph) ist die Ganglinie des QT.
HydrologieHydrologie
AbflussAbfluss
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Was geschieht, wenn Niederschlag auf den Boden trifft?
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Infiltrationsrate
Wassermenge, die pro Fläche und Zeiteinheit in einen Boden infiltrieren kann
Interflow (Zwischenabfluss)
Wasser infiltriert in den Boden, erreicht jedoch aufgrund von undurchlässigen Schichten nicht das Grundwasser und fließt zwischen GW-Spiegel und Oberflächen hangabwärts.
HydrologieHydrologie
Einzugsgebiete von FlüssenEinzugsgebiete von Flüssen
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Einflussfaktoren:
- stärkere Konzentration bei kreisförmigen Einzugsgebieten- bei gestreckten Einzugsgebieten zeitliche Zehrung des Abflusses
- stärkere Konzentration bei hoher Flussdichte- Beeinflussung durch Relief: Hanglagen beschleunigen den Abfluss- Abflussmaximum bei Sättigung flachgründiger Bodenbereiche
- Bodenart: hohe Korngrößen – starke Infiltration, rascher Interflowgeringe Korngrößen – geringe Infiltration und hohes Speichervermögen
- Flächennutzung/Vegetation: Durch Retention erhöhte Gleichverteilung des Abflusses- Niederschlagsverteilung
HydrologieHydrologie
Einzugsgebiete von FlüssenEinzugsgebiete von Flüssen
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Bestimmung des Gebietsniederschlags:
- Isohyetenmethode
- Thiessenpolygone
- Rasterpunktverfahren
- Radarreflektivität
HydrologieHydrologie
AbflussregimeAbflussregime
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Abflussregime (nach Pardé)
charakteristischer Abflussgang eines Flusses über das Jahr im langjährigen Mittel.
Arten von Abflussregimen
- Einfache Regime
- Komplexe Regime (1. + 2. Grades)
glazial nival pluvial
HydrologieHydrologie
AbflussregimeAbflussregime
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Ordne den Pegelstationen die Abflussregimes zu.
HydrologieHydrologie
AbflussregimeAbflussregime
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Der Rhein – Abflussregime 2. Grades
HydrologieHydrologie
AbflussAbfluss
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Beschreibe folgende BegriffeWasserscheide:
Grenze zwischen den Einzugsgebieten zweier benachbarter Flusssysteme
aquiclude:
Wasserstauend
aquitarde:
Wasserhemmend
aquifer:
Wasserführend
HydrologieHydrologie
SeenSeen
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Durchmischung von
Seen
HydrologieHydrologie
SeenSeen
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Durchmischungstypen• holomiktischVollständige Durchmischung mind. ein Mal jährlich• amiktischKeine Durchmischung möglich, da permanent gefroren (arktische Bereiche, extreme Höhenlagen)• kalt monomiktischSee taut im Sommer nur kurz auf, darum keine Sommerstagnation (polare, subpolare Seen)• dimiktischVollzirkulation zwei Mal jährlichStagnation zwei Mal jährlich (Mittelbreiten)
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Die Trophiegrade der Seen: • oligotroph– nährstoffarm– gering produktiv
• hypertroph (polytroph)– Übermäßig nährstoffreich– Stark produktiv– Häufiges Massenwachstum von
Algen
HydrologieHydrologie
Meeresströmungen – Die Ekman-DriftMeeresströmungen – Die Ekman-Drift
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HydrologieHydrologie
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Wasser mit hoher Salinität kühlt in höheren Breiten ab und sinkt aufgrund
höherer Dichte ab
HydrologieHydrologie
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Benenne die gesuchten Meeresströmungen.Benenne die gesuchten Meeresströmungen.
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Temporäre Schneegrenze: Reale Schneegrenze:
Einzelnes Schneefallereignis Schnee der den Sommer überdauert hat
Regionale Schneegrenze: Klimatische Schneegrenze:
Mittelwert einer Region Langjähriges Mittel der realen Schneegrenze
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Wie wird Schnee zu Gletschereis?
HydrologieHydrologie
GletscherGletscher
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Akkumulation: Massengewinn durch Schneefall, Kondensation,
Resublimation, Ablagerung von Treibschnee und Lawinen,
Anfrieren von Regenwasser
Ablation: Massenverlust durch Schmelzen, Verdunstung,
Sublimation, Erosion von Treibschnee, Abbruch von Lawinen,
Kalben
Nährgebiet: Akkumulation > Ablation
Zehrgebiet: Akk < Abl
HydrologieHydrologie
BodenwasserBodenwasser
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HydrologieHydrologie
BodenwasserBodenwasser
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Die pF-WG-Kurve
HydrologieHydrologie
Weitere BegriffeWeitere Begriffe
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• Bei der laminaren Strömung nimmt die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsschichten von der Wand bis zur Achse des Rohres hin kontinuierlich zu. Steigt die Geschwindigkeit der Strömung an, beginnen sich die Flüssigkeitsschichten zu verwirbeln und es entsteht eine turbulente Strömung.