Darum geht es

5. Evapotranspiration

Eine Illustration, die zeigt, wie Wasser über die Blätter in die Umwelt zurückkehrt und den Wasserkreislauf aufrechterhält

Illustration von: Shiplu Chanda Avi

Eine weitere sehr wichtige Funktion der BGI ist die Evapotranspiration. Sie setzt sich aus den beiden Begriffen Evaporation und Transpiration zusammen und bezeichnet den Prozess des Wassertransfers von der Vegetation und den umliegenden Gebieten in die Atmosphäre (Allen et al., 1998).

Evaporation: Übertragung von Wasser aus einem Gewässer oder einer feuchten Oberfläche.
Transpiration: Übertragung von Wasser aus den Blättern und Stängeln von Pflanzen.
Evapotranspiration: Evaporation + Transpiration

Die Evapotranspiration ist ein wichtiger natürlicher Prozess, der zur Erhaltung des Lebens auf der Erde beiträgt. Wenn zum Beispiel Wasser in die Atmosphäre abgegeben wird, bilden sich Wolken und es regnet, wodurch der Planet kontinuierlich mit frischem Wasser versorgt wird. Die Freisetzung von Wasser in die Atmosphäre kühlt auch die Luft ab und reguliert das Klima, wodurch das Leben wachsen und überleben kann.

Illustration über die Zirkulation des Wassers in der Atmosphäre von einem Gebäude und der Straße

Abbildung: Die Vegetation an Gebäuden und in Straßen spielt eine wichtige Rolle für die Zirkulation des Wassers in der Atmosphäre. Quelle: BlueGreenStreets (Hrsg.). (2022). BlueGreenStreets Toolbox – Teil A. Multifunktionale Straßenraumgestaltung urbaner Quartiere, („Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft“). S.50

Wenn sie in die BGI integriert wird, bietet die Evapotranspiration Lösungen für viele städtische Herausforderungen wie Überschwemmungen, Hitzestress und Luftverschmutzung (Coutts et al., 2012; McPherson et al., 2005). Wenn wir uns an die Lektion über Rückhaltung erinnern, gelangt das gespeicherte Regenwasser durch Evapotranspiration zurück in die Atmosphäre und spielt somit eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der Regenwassermenge. Durch ihren Kühlmechanismus reduziert die Evapotranspiration auch den städtischen Hitzeinsel-Effekt und fördert die öffentliche Gesundheit und den Komfort. Da die Vegetation Teil des Evapotranspirationsprozesses ist, trägt sie außerdem zur Kohlenstoffbindung bei und bekämpft den Klimawandel. Alles in allem unterstützt die Evapotranspiration einerseits die natürlichen Prozesse in einer Stadt und mildert andererseits die negativen Auswirkungen der Verstädterung.

Die Evapotranspiration ist ein komplexer Prozess, der von mehreren Faktoren abhängt, darunter Temperatur, Feuchtigkeit und Windgeschwindigkeit (Allen et al., 1998). Schauen wir uns nun einige von ihnen an.

Klima und Jahreszeiten: Höhere Temperaturen und Windgeschwindigkeiten erhöhen die Evapotranspirationsrate, da mehr Wasser in Wasserdampf umgewandelt und leicht von der Oberfläche weggetragen wird. Andererseits verringert eine höhere Luftfeuchtigkeit die Evapotranspirationsrate, da die Luft bereits einen hohen Wassergehalt aufweist und weniger Kapazität für zusätzlichen Wasserdampf vorhanden ist. Da sich Temperatur, Wind, Luftfeuchtigkeit und andere Faktoren von einer Jahreszeit zur anderen ändern, variiert auch der Prozess der Evapotranspiration im Laufe des Jahres,
Feuchtigkeitsgehalt des Erdbodens: Der Feuchtigkeitsgehalt des Erdbodens kann einen erheblichen Einfluss auf die Evapotranspirationsrate haben. Wenn der Erdboden trocken ist, steht weniger Wasser für die Pflanzenaufnahme und die Transpiration zur Verfügung, was die Evapotranspiration insgesamt verringern kann. Darüber hinaus können die Textur und die Zusammensetzung des Erdbodens seine Wasserspeicherkapazität und die Rate, mit der sich das Wasser durch den Erdboden bewegt, beeinflussen, was sich wiederum auf die Evapotranspiration auswirkt.
Art und Dichte der Vegetation: Verschiedene Vegetationstypen haben unterschiedliche Transpirationsraten, was sich auf die Evapotranspirationsraten insgesamt auswirken kann. Zum Beispiel haben Wälder aufgrund ihrer höheren Dichte und größeren Oberfläche für die Transpiration tendenziell höhere Evapotranspirationsraten als Grasland. Ebenso neigen Pflanzen mit großen Blättern dazu, mehr Wasser zu transpirieren als Pflanzen mit kleinen Blättern. Darüber hinaus kann auch der Gesundheitszustand der Vegetation die Evapotranspirationsraten beeinflussen. Gestresste oder geschädigte Pflanzen haben möglicherweise eine geringere Transpirationsrate, was die Evapotranspiration insgesamt verringern kann.
Oberflächenbedeckung: Das Vorhandensein von undurchlässigen Oberflächen wie Beton oder Asphalt kann die Evapotranspirationsrate erheblich verringern, da das Wasser diese Oberflächen nicht durchdringen und vom Erdboden aufgenommen werden kann. Dies kann zu erhöhtem Abfluss und verringerter Infiltration führen, was sich auch auf die Grundwasserneubildung und die Feuchtigkeit des Erdbodens auswirken kann. Umgekehrt können durchlässige und begrünte Flächen wie Gründächer oder durchlässige Bürgersteige die Evapotranspiration fördern und den Abfluss verringern.

Quellen

Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO, Rome, 300(9), D05109.

Zhang, J., Bai, Y., Yan, H., Guo, H., Yang, S., & Wang, J. (2020). Linking observation, modelling and satellite-based estimation of global land evapotranspiration. Big Earth Data, 4(2), 94–127. https://doi.org/10.1080/20964471.2020.1743612

Coutts, A. M., White, E. M. H., Tapper, N. J., Beringer, J., & Livesley, S. J. (2016d). Temperature and human thermal comfort effects of street trees across three contrasting street canyon environments. Theoretical and Applied Climatology, 124(1–2), 55–68. https://doi.org/10.1007/s00704-015-1409-y

McPherson, G., Simpson, J., Peper, P. J., Maco, S., & Xiao, Q. (2005). Municipal forest benefits and costs in five US cities. Journal of Forestry, 103(8), 411–416. https://doi.org/10.1093/jof/103.8.411