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Klausurvorbereitung Flashcards

1
Q

Strahlungsbilanzgleichung

A

Q*: Strahlungsbilanz =

Qk* : kurzwellige +

Ql* : langwellige Strahlungsbilanz Strahlungsbilanz

**Strahlungsbilanz: Q* =Qk* +Ql* =GS-Rk +G-A-Rl **

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2
Q

Definieren sie Ein- und Ausstrahlungstyp!

A

Einstrahlungstyp: bei positiver Nettostrahlung wird die Strahlungsenergie duch Absorption an der Berührungsoberfläche in die molekulare Energieform überführt.

  • Gewonnen Energie dient zur Erwärmung des Körpers (Boden)
  • Überschüssige Wärme wird in Richtung des Temperaturgefälles in tiefere Bodenschichten und Atmosphäre abgeführt.

Austrahlungstyp: bei negativer Nettostrahlung erfolgt die Wärmezufuhr aus der Atmosphäre und den tieferen Bodenschichten in Richtung Erdoberfläche

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3
Q

Energiebilanzgleichung eines geschlossenen Pflanzenbestandes

  • Beschreibung der einzelnen Glieder der Gleichung
  • Lage und Bezeichnung der Hauptenergieumsatzfläche
A

Die Energiebilanzgleichung eines Pflanzenbestandes

An der Erdoberfläche: Q* =QB +QH +QE+DQS +QP

(das D** **soll eigentlich ein Delta sein)

Q*: Strahlungsbilanz
QB: Bodenwärmestrom
QH: fühlbarer Wärmestrom
QE: latenter Wärmestrom QE (Wm-2) = lv (J g-1) · E (mm)

  • *DQS:** Energieänderung im Bestand (DQS>0, wenn Q*>0)
  • *QP:** Benötigte Energie zur Fotosynthese (ca. 1% von Q*, oder 2% der PAR)
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4
Q

Welche Größen der Energiebilanz kann man steuern?

A
  • QB (Bodenwärmestrom) durch Mulchen, Verdichten und Lockern
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5
Q

Was kann man tun, um die Energiebilanz gezielt zu beeinflussen?

A

?

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6
Q

Was versteht man unter photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR)?

A

PAR ist der Bereich im Spektrum der Sonnenstrahlung, der von photosynthetisch aktiven Lebewesen genutzt werden kann.

Die PAR wird meist von 400-700 nm in W/m² angegeben. Dieser Bereich deckt sich weitgehend mit dem Bereich der für Menschen sichtbaren Strahlung (380-780 nm), welcher etwa 50 % der Globalstrahlung ausmacht.

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7
Q

Spektrale Albedo eines grünen Blattes zwischen 380 und 5000 nm

A

Albedo von 10 %

??

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8
Q

Ursachen für die Strahlungsschwächung (GS) innerhalb eines Pflanzenbestandes

A
  • Albedo gering,
  • Wenig Strahlung wird reflektiert, da das Meißte von den Blättern schnell absorbiert wird
  • Absorbtion, Transmisson, Reflexion
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9
Q

Ursachen für die Unterschiede des Lufttemperaturfeldes über einer Grasfläche und einer Betonfläche an Hand der Energiebilanzgleichung erklären

A

Gras:

  • geringere RK bzw. speichert nicht so viel Wärme wie Beton
  • Höhere Wärmeleitfähigkeit
  • Luft kühler

Beton:

  • speichert mehr Wärme
  • höhere Wärmekapazität
  • Luft wird heißer
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10
Q

Wovon hängt die Temperatur im Erdboden ab?

A
  • von der Albedo, also dem Bedeckgungsgrad
  • von der Wärmekapazitätsdichte
  • von der Wärmeleitfähigkeit
  • Luft- Wasserverhältniss
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11
Q

Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit von der Bodenfeuchtigkeit

A
  • Trockene Böden erwärmen sich rasch
  • Feuchte Böden erwärmen sich langsam, speichern die Wärme aber länger
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12
Q

Gleichungen für den Bodenwärmestrom, den Wärmefluß und die zeitliche Temperaturänderung im Boden

A

Wärmefluss und zeitl. Temperaturänderung?

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13
Q

Eindringtiefe der Tages- und Jahreswelle der Temperatur im Erdboden

A
  • Tageswelle: 0.5 - 1.0 m (Atmosphäre: hunderte Meter)
  • Jahreswelle: 10 - 20 m (Atmosphäre: ganze Troposphäre)
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14
Q

Standardmesstiefen für die Erdbodentemperaturen Begründung für die Wahl der Meßtiefen

A
  • für Tageswelle: (2), 5, 10, 20, 50, 100 cm
  • für Jahreswelle: 5, 10, 20 m

Wegen des nichtlinearen Temperaturprofils, werden die Messtiefen in Bodennähe verdichtet.

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15
Q

Welche drei graphischen Darstellungsformen für Bodentemperaturen kennen Sie?

A
  • Isoplethen: t,T- Diagramm
  • Isothermen: t,z- Diagramm
  • Tautochronen: T,z- Diagramm
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16
Q

Tagesgang der Bodentemperatur an einem Strahlungstag im Sommer in 5, 20, 50 cm und 100 cm Tiefe

A
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17
Q

Wie lässt sich der Temperaturverlauf im Erdboden beeinflussen?

A

Bodenbearbeitung

Durch die Auflockerung der Krume wird der Bodenwärmestrom unterbrochen. Die Folge sind hohe Temperaturschwankungen im Oberboden.

Vegetation

Temperatur niedriger unter Vegetation

Mulchdecken/folien

Verringert den Boedenwärmestrom. Nächtliche Frostgefahr nimmt zu

Gezielte Änderungen der Wärmeeigenschaften:

  1. Auflockerung der obersten Bodenschicht
    - Boden trocknet rascher ab
    - schnellere Erwärmung (kann Pflanzenentwicklung im Frühjahr fördern, Spätfrostgefahr

wird gleichzeitig erhöht)

  1. Verschiebung der aktiven Fläche durch Bodenbedeckungen
    - Mulchdecken (Gras, Stroh, Rinde, Folien) stellen eine Wärmeisolation dar
    - geringere Tages- und Jahresschwankungen im Boden
    - Bodenfeuchte bleibt höher
    - die aktive Fläche wird tagsüber jedoch wärmer und nachts kälter (Frostgefahr)
  2. Durch die Farbe der Bedeckung kann die Strahlungsbilanz gezielt verändert werden (farbige Folien, Aufsprühen heller Mittel)

Beeinflussung des Bodenwärmestroms: Mulchen, Verdichten, Lockern

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18
Q

Nächtlicher Temperaturverlauf über und innerhalb einer Schneedecke sowie im Erdboden an einem winterlichen Strahlungstag

A
  • geänderte Strahlungsbilanz durch eine sehr hohe Albedo
  • geringe Erwärmung trotz intensiver Sonnenstrahlung
  • noch schlechterer Wärmeleiter als Torf durch zahlreiche Lufteinschlüsse
  • sehr starke Abkühlung der Schneeoberfläche (< -20 °C)
  • im Boden (5 cm Tiefe) kaum unter 0 °C - ist der beste Wärmeschutz für Pflanzen im Winter
  • Pflanzenteile über der Schneedecke sind jedoch stark frostgefährdet

14.00:

  • Oberfläche: -4°
  • Mitte: -2°
  • Erdboden: 0°

21.00:

  • Oberfläche: -10°
  • Mitte: -4°
  • Erdboden: 0°

​7.00:

  • Oberfläche: -22°
  • Mitte: -10°
  • Erdboden: -1°
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19
Q

Wasserhaushaltsgleichung für einen vegetationsbedeckten Standort

Zusammenhang zwischen der Energie- und Wasserbilanz

A
  • P: Niederschlag vor dem Erreichen der Vegetationsdecke (freier Niederschlag)
  • I: Interzeption (Benetzung der Pflanzen)
  • E: von der Bodenoberfläche verdunstetes Wasser, gegebenenfalls nach Kapillaraufstieg
  • T: Transpiration der Pflanzen
  • RO: Oberflächenabfluss
  • VS: Sickerwasser (vertikale Versickerung durch die Profilbasis => Grundwassererneuerung)
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20
Q

Definition Bodenfeuchte, Messmethoden

A
  • Wasser in der ungesättigten Zone des Bodens
  • gespeichertes Wasser in der Wurzelschicht (bis max. 2 m Tiefe)
  • das Bodenwasser wird in den Poren des Bodens gespeichert

Messen:

direkte Methode:

  • Gravimetrische Methode (Bohrstock)

_indirekte Methoden: _

  • Neutronensonde (Streuung von Neutronen am Wasser)
  • Gammasonde (Absorption von Gammastrahlen am Wasser)
  • TDR-Technik (Time Domain Reflectometry): Laufzeit einer elektromagnetischen Welle durch eine Sonde hin und zurück
21
Q

Gravimetrische Bestimmung der Bodenfeuchte, Vor- und Nachteile?

A

_Bohrstockmethode: _

  • Probennahme mit Bohrstock
  • Wägung des feuchten Bodens (mf)
  • Trocknung des Bodens bei 105°C
  • Wägung der getrockneten Probe (mt)

Nachteil:

durch die Messung wird das Bodenprofil zerstört

Vorteil: einfach, schnell, präzise

22
Q

Begriffe: Feldkapazität, Welkepunkt, nutzbare Feldkapazität, Wurzelraumkapazität

A

Feldkapazität (FK)

  • Summe der Volumenanteile der feinen und mittleren Poren des Bodens
  • aus einem bis zur FK mit Wasser gefüllten Boden erfolgt praktisch keine Versickerung (Wasser wird gegen die Schwerkraft vom Boden gehalten)
  • Versickerung findet erst statt, wenn der Wassergehalt des Bodens
  • die FK überschreitet und die Grobporen teilweise oder ganz mit Wasser erfüllt sind
  • FK ist meist am Ende des Winters gegeben oder nach ergiebigen Niederschlägen, dann nähern sich die Sickerraten, mit zeitlicher Verzögerung, den Niederschlagsraten weitgehend an

Nutzbare Feldkapazität (nFK) nFK = FK - WP

tatsächlich für die Pflanze zur Verfügung stehende Wassermenge - entspricht im wesentlichen dem Anteil der Mittelporen (Vol.-%)

Welkepunkt (WP) / Permanente Welkepunkt (PWP)

  • ist erreicht, wenn die Saugspannung so groß wird, dass die Pflanzen kein Wasser mehr mit ihren Wurzeln entnehmen können
  • Pflanzen welken permanent, obgleich zum Teil noch ein bemerkenswerter Vorrat an Bodenwasser vorhanden sein kann
  • trocknet der Boden weiter aus, d.h. nehmen die Saugspannungskräfte zu, so beginnt der Boden hygroskopisch zu wirken, d. h. er entzieht der Umgebung und auch der Pflanze Wasser

Wurzelraumkapazität (WK): nFK bezogen auf die durchwurzelte Schicht im Boden

23
Q

Optimale Werte der nFK für Kulturpflanzenbestände

A
  • 70 - 80% der nFK:

optimale Wachstumsbedingungen (kein Bodenluftmangel)

  • < 50 % der nFK:

Beregnung ist erforderlich

  • < 30 % der nFK:

starke Ertragsdepressionen durch Wassermangel

  • lange > 80 % der nFK:

Ertragsdepressionen durch Bodenluftmangel

24
Q

Kräfte, die auf das Bodenwasser wirken, Formen des Bodenwassers

A
  • Adsorbtionskraft
  • Kapillarkraft
  • Gravitationskraft

Formen des Bodenwassers:

  • Adsorbtionswasser, Kapillarwasser (Haftwasser)
  • Sickerwasser
  • vllt. Oberflächenwasser
25
Q

Begriffe: Evaporation, Transpiration und Evapotranspiration?

A

Evaporation(E): Verdunstung von freien Wasseroberflächen und unbewachsenen Boden

Transpiration(T): physiologisch regulierte Verdunstung

Evapotraspiration(ET): E+T aslo Verdunstung eines Pflanzenbestandes. Bei geschlossenen Pflanzendecke gilt E < T

26
Q

Definition des effektiven Niederschlages, Begriffe Interzeption und Blattflächenindex

A
  1. Benetzung und Aufsättigung der Pflanzenoberfläche mit Niederschlag bis zum Erreichen der Speicherkapazität (Benetzung u. Aufs. Phase)
  2. mit Überschreitung der Speicherkapazität- Leerung durch abtropfen (gesättigte Phase)
  3. Evaporation von Niederschlagswasser in Abhängigkeit von Metreologie
  4. Absackung der Pfl. oberfläche nach Niederschlagsende (Trocknungsphase)
27
Q

Potentielle Evapotranspiration (PET), wovon ist die PET abhängig

A
  • ist ein Maß für den maximalen Wasserverlust eines vegetationsbedeckten Standortes durch Verdunstung
  • abhängig von Oberflächenbeschaffenheit
28
Q

Nennen Sie Schätzgleichungen zur Berechnung der PET, Eingangsgrößen

A
29
Q

Messung der PET

A

Zur Berechnung der potentiellen Evapotranspiration existiert eine Vielzahl empirischer Gleichungen, die durch meteorologische Größen parametrisiert werden.

30
Q

Messung der AET

A

Direkte Methode:

  • Messung mittels Lysimeter

Modelierung:

  • Penman-Monteith-Gleichung
  • Schätzung aus ETP

Indirekte Methoden:

  • Bodenwasserbilanzierung
  • Energiebilanzmethode
  • Austauschmethode
31
Q

Methoden zur Bestimmung der AET

A
32
Q

Ursachen für die Ausbildung bestandestypischer Mikroklimate

A
  • durch geänderte Energiebilanz an der äußeren tätigen Fläche des Bestandes
  • durch die Speicherung von Energie im Bestand (
33
Q

Profile von Nettostrahlung, Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, Dampfdruck und CO2-Konzentration innerhalb eines Kulturpflanzenbestandes

A
34
Q

Welche Möglichkeiten des Hagel-, Wind- und Frostschutzes kenne Sie?

A

Windschutzpflanzungen:

Reduzierung der Geschwindigkeit durch Reibung, keine Lücken lassen -> Kanalisierung, 2-3 reihige Baum-Strauchstreifen, bei Wind aus mehreren Richtungen Netzwerk anlegen

Frost:

  • Maßnahmen zu Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Bodens
  • Frostnebeln oder Räuchern -> Nebel = Ausstrahlungsmindernd
  • Foliendächer, Abdeckung -> Verhinderung der nächtlichen Ausstrahlung, PVC hält Wärmestrahlung zurück, Vlies verhindert sie erst bei Reifschicht auf der Oberfläche
  • Frostschutzöfen
  • Luftheizen mit Propangas
  • künstl. Luftdurchmischung mit Ventilatoren bei Inversionswetterlagen
  • Frostschutzberegnung -> Wärmefreisetzung wirkt Wärmeverlust durch Ausstrahlung entgegen (bis -7°)

Hagelschutz:

  • DWD Vorhersage
  • Hagelschutznetze
35
Q

Welche Wirkungen ergeben Windschutzstreifen?

A
36
Q

Definition Phänologie, Was sind Phänophasen?

A

Phänologie: hier werden periodisch wiederkehrende biologische Phänomene, v.a. jahreszeitliche Änderungen, im Bezug auf Witterung und Klima untersucht

Phänophasen: Knospung, Blattfall, …, klar definierte Erscheinungen, die im Jahresverlauf zu einem best. Zeitpunkt auftreten

37
Q

Nach welcher Skala werden phänologische Phasen beobachtet (Aufbau der Skala)?

A

BBCH Skala

Dezimalskala, eingeteilt in Mikro- und Makrostadien

38
Q

Wie können phänologische Eintrittstermine dargestellt werden?

A
  • phänologische Uhr
  • regionale phänologische Kalender
  • phänologische Karten
39
Q

Einflussfaktoren auf Pflanzenphänologie?

A

Klimaänderungen, Boden, Standort (Höhenunterschiede)

40
Q

Wie können phänologische Eintrittstermine modelliert werden?

A
  • statistisch: empirische Modelle, die den Zusammenhang zwischen Temperatur und Pflanzenentwicklung berücksichtigen
  • semi-mechanistisch: grundlegende Prozesse wie Chilling und Forcing werden modelliert, Berücksichtigung von Photoperiodik
  • mechanistisch: Modellparameter werden aus Experimenten abgeleitet und sind damit fest vorgegeben
41
Q

Welche Modellansätze gibt es?

A
  • semi-mechanistische Modellansätze
  • mathematische Ansätze
  • Chilling Modelle
  • Dynamic Model
  • Forcing Modelle
42
Q

Welche Auswirkungen kann der Klimawandel auf die Entwicklung der Pflanzen haben?

A

Kalte Regionen:

heute: besonders späte Termine, viele Temperaturen < 0°C

Erwärmung: Temperatur im Optimalbereich, Dormanz früher gebrochen

Warme Regionen:

heute: frühe Termine, Temp. im optimalen Bereich

Erwärmung: Temperaturen rutschen aus diesem Bereich heraus, Winterruhe wird später beendet

sehr warme Regionen:

heute: sehr später Termin, fast keine Trends, da Temp. schon außerhalb des Optimums liegt.

43
Q

Geräte in der Wetterhütte, Aufstellung

A
44
Q

Standardmessgrößen an einer Wetterstation

A
45
Q

Funktionsweise von Extremthermometern

A
46
Q

Messung der relativen Luftfeuchte, Referenzverfahren

A
47
Q

Verdunstungsmesser (Evaporimeter)

A
48
Q

Bodenfeuchtemessung, Referenzverfahren

A

x WM Agrarmeteorologie (1 decks)

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