Das Klima der bodennahen Luftschicht: ein Lehrbuch der Mikroklimatologie (Die Wissenschaft, 78) (German Edition)

Vorwort zur l. Auflage In das Gebiet der Mikroklimatologie hat mich Herr Prof. Dr. A. Sc h mau ß eingeführt. Als ich von ihm mit der Einrichtung und Leitung des bayerischen Sondernetzes zur Untersuchung der bodennahen Luftschicht beauftragt wurde und dann auch zwei größere experimentelle Freilanduntersuchungen auf forstmeteorologischem Gebiete durchzuführen hatte, bot sich mir gute Gelegenheit, mit Kreisen der Forstwirtschaft, Moorwirtschaft und Landwirtschaft in nähere Verbindung zu treten. Hier lernte ich eingehend die Schwierigkeiten kennen, welche sich überall einer praktischen Anwendung der klimatologischen Forschungsergebnisse entgegenstellten. Ist diese Frage der Anwendung auch nicht neu und mancher wertvolle Beitrag zur Klärung derselben bereits geliefert, wovon gerade dieses Buchwie ich hoffe -Zeugnis geben wird, so ist sie doch noch nicht einer systematischen Bearbeitung unterzogen worden, und gerade der Praktiker hat weder Zeit noch Gelegenheit, in der weitläufigen meteorologischen Literatur das Vorhandene zu suchen. Als daher an mich die Aufforderung kam, ein "Klima der bodennahen Luftschicht" zu schreiben, ergriff ich gern die Gelegenheit, selbst erstmals eine Zusammenfassung der mikroklimatischen Fragen zu versuchen. Auf diese Weise hoffe ich am besten den genannten Kreisen meinen Dank erstatten zu können für die mannigfachen Anregungen, die ich durch sie, vor allem seitens der so warm interessierten Forstwissenschaft, empfangen habe. Es ist mir auch eine Freude, an dieser Stelle Herrn Prof. Schmauß für die unentwegte selbstlose Förderung meiner Arbeiten aufrichtigen Dank auszusprechen.München, im Juli 1927.Dr. Rudolf Geiger Meteorologe an der bayerischen Landeswetterwarte und Privatdozent an der Universität München VI Vorwort zur 2. Auflage Im letzten Jahrzehnt hat die Mikroklimatologie eine Ausweitung und Vertiefung von unerwartetem Ausmaße erfahren. Seit dem Erscheinen der 1. Auflage sind allein von Meteorologen rund 1000 neue Arbeiten veröffentlicht worden. Fast noch fruchtbarer aber erwies sich das Vordringen der mikroklimatischen Forschungsmethode in die Nachbarwissenschaften, in die Standortslehre der Botanik, in Waldbau und Gartenbau, in Zoologie, Biologie und Medizin, in die Landwirtschaft, in Raumplanung und Raumordnung, ja selbst in Verkehrswesen und Bautechnik.Das Buch war mehrere Jahre vergriffen, da es ganz neu geschrieben werden mußte. Von der 1. Auflage blieben kaum einige Sätze stehen. Trotzdem ist es das alte Buch; denn das Ziel der 2. Auflage blieb unverändert: es sollten Begriff und Arbeitsweise der Mikroklimatologie dargelegt und die bisher erreichten Ergebnisse dieses neuen erfolgversprechenden Forschungsgebietes anschaulich gemacht werden. Während aber der Versuch von 1927 durch die Neuheit des angestrebten Zieles gerechtfertigt war, konnte jetzt schon das sich abrundende Bild des neuen Fachgebietes zur Darstellung kommen. Der Untertitel "ein Lehrbuch der Mikroklimatologie" erschien daher gerechtfertigt.Gegenüber der 1. Auflage sind notwendige Ergänzungen vorgenommen worden. Der IV. Abschnitt berücksichtigt den Einfluß des Bodens, wobei die wassernahe und die schneenahe Luftschicht in die Betrachtung mit einbezogen sind. Den Beziehungen zwischen Tierwelt und Mikroklima ist das 36. Kapitel gewidmet. Die Beziehungen des Menschen zum Mikroklima sind nicht bloß gelegentlich gestreift, sondern in den Kapiteln 37 bis 41 systematisch behandelt.Dafür wurde alles gestrichen, was nicht unbedingt zum Thema gehört. Die Schadenfrostfrage hatte in der 1. Auflage den ganzen letzten Abschnitt eingenommen. Nun erschien 1940 das Werk von 0. W. Keßler und W. Kaempfert über die "Frostschadenver- hütung", welches alle alten und neuen Versuche und Erfahrungen auf diesem Gebiete zusammenfassend bearbeitet. Wenn in dieser Veröffentlichung (S. 7) vom "Klima der bodennahen Luftschicht" gesagt wird, es habe "das gesamte Frostproblem erst ins Rollen gebracht", so hat es auf diesem Teilgebiet schon sein Bestes geleistet und kann daher jetzt zurücktreten. Wer sich näher mit der Frostbekämpfung befaßt, muß doch zu der genannten Veröffentlichung des "Reichsamts für Wetterdienst greifen. In der neuen Auflage wurde daher nur im X Seite 4. Kapitel: Der Massenaustausch und seine Bedeutung 38 Laminare und turbulente Strömung. Grundgleichung des Austausches. Der Austauschkoeffizient. Seine Anderung mit der Höhe. Die blättrige Struktur der bodennahen Luftschicht. Dynamischer und thermischer Austausch. Beispiele für die Wirkung des Austausches. Samenverbreitung. Front Matter....Pages I-XVI Das Mikroklima und die Mikroklimaforschung....Pages 1-5 Der Wärmeumsatz an der Bodenoberfläche um Mittag. Der Einstrahlungstypus....Pages 6-16 Der Wärmeumsatz an der Bodenoberfläche bei Nacht. Der Ausstrahlungstypus....Pages 17-28 Die echte Wärmeleitung. Der normale Temperaturverlauf im Boden....Pages 28-38 Der Massenaustausch und seine Bedeutung....Pages 38-48 Der Strahlungsumsatz in der bodennahen Luftschicht....Pages 48-53 Der Erwärmungsvorgang....Pages 53-63 Der Abkühlungsvorgang....Pages 63-69 Der tägliche und jährliche Gang der Temperatur in der bodennahen Luftschicht....Pages 69-79 Der Temperaturgradient in der bodennahen Luftschicht....Pages 79-88 Die Feuchtigkeitsverhältnisse....Pages 88-99 Die Windverhältnisse....Pages 100-113 Optische, akustische und andere Erscheinungen....Pages 114-121 Die Temperaturen der Bodenoberfläche....Pages 122-132 Einfluß von Bodenart und Bodenzustand....Pages 132-144 Die wassernahe Luftschicht....Pages 145-155 Die schneenahe Luftschicht....Pages 155-166 Die Luftschicht über einem lebenden Bodenüberzug (Rasendecke)....Pages 166-173 Front Matter....Pages 179-181 Kaltluftfluß und Kaltluftstau....Pages 181-190 Nächtliche Temperaturverhältnisse in Tälern....Pages 190-197 Front Matter....Pages 179-181 Die Kaltluftwinde (Hangabwind, Talabwind und Gletscherwind)....Pages 197-201 Die Besonnung der verschiedenen Hanglagen....Pages 201-213 Mikroklimatische Auswirkung der verschiedenen Besonnung....Pages 213-223 Die Lufthaut an Berghängen....Pages 223-229 Weiteres zum Geländeeinfluß....Pages 229-239 Vom Geltungsbereich meteorologischer Stationen....Pages 239-249 Der Wärmehaushalt der Pflanzen und die Pflanzentemperaturen....Pages 250-262 Strahlungs- und Temperaturverhältnisse in einer niederen Pflanzendecke....Pages 263-275 Feuchtigkeits- und Windverhältnisse in einer niederen Pflanzendecke....Pages 275-286 Forstmeteorologie, Waldklima, Bestandsklima....Pages 286-293 Die Strahlungsverhältnisse im Altbestand....Pages 294-300 Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnisse im Altbestand....Pages 301-310 Wind und Niederschlag im Altbestand....Pages 310-315 Der Einfluß der Bestandsverfassung auf das Bestandsklima....Pages 316-323 Das Mikroklima der Lochschläge, Lichtungen und Schneisen....Pages 324-329 Die Bestandsrandklimate....Pages 329-338 Die Tierwelt und das Mikroklima....Pages 339-347 Die unbeabsichtigte Einwirkung des Menschen auf das Mikroklima....Pages 347-351 Das Stadtklima....Pages 351-357 Die bewußte Beeinflussung des Mikroklimas durch den Menschen....Pages 358-366 Front Matter....Pages 179-181 Der Schadenfrost als Mikroklima-Erscheinung....Pages 367-373 Die Bekämpfung des Schadenfrostes....Pages 373-382 Back Matter....Pages 383-436 Vergleichen wir diese kurze Formel mit derjenigen auf S. 31, so können wir den Austausch ansehen als eine Wärmeleitung, bei der an Stelle der Konstanten }. die Größe A tritt. Man hat daher den Massenaustausch auch "Schein I e tun i g" genannt. Während nun aber }. eine physikalische Konstante ist, die nur von dem untersuchten Stoff abhängt, wechselt A mit dem Orte und mit der Zeit. A heißt der Austauschkoeffizient; sein Wert schwankt, wenn wir alles in g, sec und cm ausdrücken, zwischen den Werten 0,001 und 100, also in weitesten Grenzen. Er ist der einfachste Ausdruck, um den Zustand der ungeordneten Bewegung in der Luft zu kennzeichnen. Die Dimension des Koeffizienten ist cm-1. g. sec-1. Bei obiger Ableitung wurden zwei Voraussetzungen gemacht. Erstens sollte die Eigenschaft s von äußeren Bedingungen tinabhängig sein. Im allgemeinen darf also nicht etwa die Temperatur als Eigen schaft benutzt werden, da sie vom Druck abhängt. Für die bodennahe Luftschicht fällt diese Beschränkung fort, da die Höhenerstreckung so gering ist, daß thermodynamische Temperaturänderungen un berücksichtigt bleiben können. Zweitens war stillschweigend vorausgesetzt, daß der Austausch allein wirksam sei. In Wirklichkeit aber lassen sich die molekular physikalischen Vorgänge nicht ausschalten (Wärmeleitung, Diffusion)