PenmanMonteithModell

Das Penman-Monteith-Modell ist eine verbreitete Methode zur Schätzung der Evapotranspiration (ET) von Pflanzen. Es verbindet den Energiehaushalt eines Flächenstücks mit dem transitiven Wasserdampftransport in der Luft und dient vor allem der Bestimmung der Referenz-Evapotranspiration ET0, die als Basisgröße für die Planung von Bewässerung und Wasserressourcen verwendet wird.

Für die tägliche Berechnung der Referenz-Evapotranspiration ET0 wird häufig folgende Formulierung verwendet: ET0 = [0,408 Δ (Rn - G) + γ (900/(T+273)) u2 (es - ea)] / [Δ + γ (1 + 0,34 u2)]. Dabei stehen Rn für die Nettostrahlung am Boden (MJ m^-2 Tag^-1), G für die Bodenwärmeflusskomponente (MJ m^-2 Tag^-1), Δ für die Sättigungssättigungsdampfdruck-Kurve (kPa °C^-1), T die mittlere Tagestemperatur (°C), u2 die Windgeschwindigkeit in 2 m Höhe (m s^-1), es der Sättigungsdampfdruck, ea der tatsächliche Dampfdruck, und γ der psychrometrische Konstantenwert (kPa °C^-1). Die Terme 0,408 und 900 stehen im Zusammenhang mit der Energiemenge und den Wärme-/Masseübertragungsprozessen.

Typische Eingaben sind meteorologische Messdaten wie Net Radiation, Bodentemperatur bzw. -wärmefluss, Temperatur, relative Luftfeuchte (zur Ableitung von es und ea) und Windgeschwindigkeit. Das Konzept verwendet eine standardisierte Referenzkultur, meist eine kurze Grasart, um ET0 unabhängig von spezifischen Kulturen zu definieren; daraus lassen sich ETc-Werte für andere Kulturen mittels Pflanzenspezifischer Koeffizienten ableiten.

Anwendungen finden sich in der Landwirtschaft, im Wassermanagement, der Hydrologie und der Klimaforschung. Historisch entstand das Modell aus Penman (1948) und Monteith (1965) und wurde durch FAO-Standards zu einer weithin anerkannten Methode für ET-Berechnungen weiterentwickelt. Limitierungen betreffen Annahmen über gleichmäßig feuchte Bedingungen, homogene Oberflächen und die Notwendigkeit zuverlässiger, konsistenter meteorologischer Daten.