Verdunstungsbegrenzung

Verdunstungsbegrenzung bezeichnet die Obergrenze der Verdunstungsrate einer Flüssigkeit in einer bestimmten Umgebung. Sie ergibt sich aus thermodynamischen Grenzen und aus Transportprozessen des Wasserdampfs durch die umgebende Luft. Grundsätzlich wird die Verdunstung durch den Dampfdruckgradienten zwischen der Oberflächenatmosphäre (Sättigungsdampfdruck an der Oberflächentemperatur) und dem realen Dampfdruck der Umgebung angetrieben. Je kleiner diese Differenz, desto geringer die Verdunstung. Zugunsten einer Verdunstung treten zudem energetische Grenzen in Kraft: Verdunstung erfordert latente Wärme, daher beschränkt die verfügbare Energiezufuhr an die Oberfläche die maximale Verdunstungsrate.

In der Praxis bestimmt eine Kombination aus Dampfdruckgradient, Wind und Energiefluss die Verdunstungsbegrenzung. Der Massenübertragungswiderstand in der Luftschicht (Boundary Layer) begrenzt den Transport des Dampfes; bei stärkerem Wind wird diese Barriere geringer und die Verdunstung kann zunehmen. Gleichzeitig beeinflussen Temperatur der Wasseroberfläche, relative Luftfeuchte und Oberflächenbeschaffenheit die Größe von p_sat(Ts) und p_a. Hohe Luftfeuchtigkeit und geringe Temperaturdifferenz führen oft zu einer starken Verdunstungsbegrenzung; trockene, warme Bedingungen erlauben größere Verdunstungsraten.

Anwendungsrelevant ist die Verdunstungsbegrenzung in Hydrologie, Klimaforschung, Landwirtschaft, Gebäudeklima und industrieller Verdunstungskühlung. Modelle zur Abschätzung der Verdunstung berücksichtigen diese Begrenzungen in unterschiedlicher Gewichtung, etwa im Penman-Monteith-Ansatz, der Energiebilanz und aerodynamische Faktoren kombiniert.