Was ist Evaporation und wie entsteht sie?
Evaporation tritt stetig auf nahezu allen Oberflächen auf, sofern bestimmte physikalische Parameter gegeben sind. Es handelt sich um eine „freie“ Verdunstung, die kein Überschreiten des tatsächlichen Siedepunktes erfordert. Für die Evaporation sind lediglich drei Einflussfaktoren verantwortlich, nämlich die Energiezufuhr durch Solarenergie oder Geothermie, die Luftfeuchtigkeit und die daraus resultierende Sättigungsdiskrepanz zwischen Atmosphäre und Boden bzw. Gewässer sowie die Windgeschwindigkeit.
Ausgangspunkt der Evaporation können dabei verschiedene Oberflächen sein, etwa der Boden. Bei der so genannten Bodenverdunstung steigt das im Untergrund gespeicherte Wasser kapillar auf, gelangt schließlich an die Oberfläche und geht nach dem Wechsel in den gasförmigen Zustand in die Atmosphäre über. Ähnlich funktioniert dies auch in Oberflächengewässern oder bei der anderweitigen Rückhaltung von Wasser, etwa auf versiegelten Flächen, wassergesättigter Vegetation oder Ähnlichem. Ebenso kann Evaporation durch Sublimation – also den Wechsel von fest zu gasförmig – beim natürlichen Abbau von Schnee- und Eisflächen erfolgen.
Neben der Evaporation kann Verdunstung auch durch Transpiration entstehen. Diese vollzieht sich in Pflanzen, vorrangig in den Blättern, und ist neben physikalischen auch von biologischen Faktoren abhängig. Die Gesamtverdunstung wird unter dem Begriff Evapotranspiration zusammengefasst.
Evaporation entsteht aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Wassermoleküle, die die Flüssigkeit ausmachen. Für gewöhnlich bewegen sich diese eher langsam, allerdings sind einige schnell genug, dass sie die Anziehungskräfte des Wassers überwinden und in die Luft eintreten können. Folglich verstärkt sich Evaporation – oder Verdunstung generell – wenn sich das Temperaturniveau des Wassers erhöht, etwa durch erhöhte Sonneneinstrahlung. Verlassen schnelle und höherenergetische Wassermoleküle das Wasser, nimmt seine mittlere Temperatur ab und es wird kälter – dies wird als Verdunstungskälte bezeichnet. Wir Menschen erleben diese Abkühlung aus erster Hand beim Schwitzen und der anschließenden Evaporation unseres Schweißes. Aus diesem Grund herrschen auch in Gebieten mit dichterer Vegetation kühlere Temperaturen – Transpiration bewirkt ebenfalls Verdunstungskälte.
Welche Rolle spielt Evaporation für Klima und Umwelt?
Die Evaporation stellt wie auch die Transpiration einen wichtigen Bestandteil des natürlichen Wasserkreislaufs dar. Nur durch diese gelangt Wasser ohne übermäßige Energiezufuhr, die ohne technische Eingriffe nicht erfolgen kann, wieder in die Atmosphäre und Wolken können sich bilden. Dadurch wird über den anschließenden Niederschlag das Wasser auf unserem Planeten (vergleichsweise) gleichmäßig verteilt, Flüsse werden gespeist und Vegetation kann sich auch fernab von oberflächlichen Wasserquellen bilden, da der beregnete Boden das eintreffende Wasser bis zu einem gewissen Grad speichert.
Außerdem ist die Evaporation wichtig für den Energietransport in unserer Atmosphäre. „Verdunstete“ Wassermoleküle speichern Energie und setzen sie im Anschluss wieder bei der Kondensation in höheren Luftschichten frei. Dadurch kann der Erdoberfläche thermische Energie entzogen und wieder der Atmosphäre zugeführt werden, was ein angenehmeres Klima bedingt.
Durch die Ausweitung von Städten und die damit einhergehende Flächenversiegelung greifen wir Menschen jedoch stark in den natürlichen Wasserhaushalt unseres Planeten ein. Der Abbau von Grünflächen in Ballungsräumen begrenzt die klimatischen Vorteile der Transpiration, Gebäude und Straßen und deren Wärmespeicherung wirken dem Wärmetransport durch die Evaporation entgegen. Um Überschwemmungen zu vermeiden, müssen zudem eintreffende Niederschläge auf versiegelten Flächen über die Kanalisation ausgeleitet werden, was den Wasserkreislauf in Siedlungsgebieten ebenfalls stört. Im Bestreben, diese Auswirkungen zu begrenzen und das Stadtklima zu verbessern, wird bei der Stadtplanung immer stärker das Konzept „Schwammstadt“ hinzugezogen. Ziel dabei ist es, natürliche Prozesse wieder stärker in Ballungsräumen ablaufen zu lassen, indem zum Beispiel eine Begrünung von Dächern und Fassaden erfolgt (Transpiration) und neben der Wasserausleitung durch Abflüsse und Abwasserkanäle naturnähere Versickerungs- und Entwässerungsmethoden wie Mulden und Gräben etabliert werden, um den Wasser- und Gasaustausch (Evaporation) des Bodens mit der Atmosphäre weiterhin anteilig zu ermöglichen.
Evaporation und natürlicher Wasserhaushalt mit UHRIG
Der Erhalt des natürlichen Wasserhaushalts ist wichtig für unsere Böden und unser Klima, gerade in besiedelten und versiegelten Gebieten. Müssen Sie daher Systeme zur Abwasserbeseitigung und Entwässerung planen, vertrauen Sie auf die Expertise von UHRIG. Als Spezialist für Tiefbau, Erdbau, Kanalbau und Straßenbau können wir Ihnen dabei helfen, eine angemessene Verarbeitung und Ausleitung von Abwässern und Niederschlägen zu gewährleisten und dabei gleichzeitig der Flächenversiegelung und Hitzeinseln in Städten entgegenzuwirken. Hierfür bieten sich etwa naturnahe Versickerungsmethoden wie die Muldenversickerung an, ebenso können Verkehrswege und Plätze mit der Wahl des richtigen Belags (wasserdurchlässiges Pflaster, Rasengittersteine, etc.) teilentsiegelt werden, wodurch ein natürlicher Bodenwasserhaushalt mit anschließender Evaporation gefördert wird. Benötigen Sie Unterstützung bei der Planung und Umsetzung solcher und ähnlicher Bauvorhaben, nehmen Sie einfach telefonisch oder per Mail Kontakt zu uns auf.
