Dentsches Reich Rei c h sam t f 1i r Wet t e r die n s t (Lnftwatre) WissenschaftUche Abhandlnngen Band II Ir.4 Tau und Reir PfianzenweUBrkun dllche Un torsu ch un DBn von Panl Lehmann Hngo Schanderl und Mit 1 Ta.fel Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH ISBN 978-3-662-01733-3 ISBN 978-3-662-02028-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-02028-9 Inhalt sverzeichnis. Einleitung Salta 1. Vorbemerkungen 3 l\'I:eteorologischer Toil 2. Bodenlysimeter und Taumesser . . . . . . . . . . 3 3. Boden, Atmosphare und Tau. . . . . . . . . . . 5 4. Grenzschichtmeteorologie der Tau- und Reifbildung 9 5. Einfliissc beim Abtauen . . . . . . . . . . . . . 12 Botanischer Teil 6. Vergleiche zwischen Tauschreiberwerten und tatsachlichem TaugenuB einzelner Blattoberflachen 13 7. Blattmodellversuche hinsichtlich Form und Stellung im Raum 15 8. Taubeschlagsstudien im Auflichtmikroskop. . . . . . . . . . . . 15 9. Tauaufsaugvermogen der Blatter verschiedener Pflanzen . . . . . 16 10. Betrachtungen tiber die ptlanzenphysiologische Wirkung des Taues 17 SchluB II. Zusammenstellung der neuen Gesichtspunkte 19 Aus der Agrarmeteorologischen Forschungsstelle Trier des Reichsamts fiir Wetterdienst (Luftwaffe). 1. Vorbemerkungen. Seit jeher miBt die landwirtschaftliche Praxis dem Tau eine groIle Bedeutung fur den Wasserhaushalt der Pflanzen, besonders in Trockenzeiten, bei. Die wissenschaftliche Forschung konnte sich lange nicht entschlieIlen, sich mit dieser Frage eingehender zu befassen, zumal verschiedene Messungen immer wieder nur ganz unscheinbare Taumengen (1-4% des Jahresniederschlages) ergaben. Erst seit E. Hiltner (1) auf Grund genauerer Untersuchungen energisch auf die mehrfache Bedeutung des Taues fUr das Pflanzenleben hingewiesen hatte, schenkte man auch in der Wissenschaft der Taufrage mehr Aufmerksamkeit. l\1anche Messungen mit weniger tauglichenApparaturen haben dann allerdings das Vorstellungsbild, das schon ein Th. Homen (2) in sachlich richtiger, wenn auch noch roh umrissener Form vermittelte, kaum weiter kHiren konnen. Dies hat erst wieder F. Zunker (3) in seiner Arbeit iiber das Verhalten des Bodens zum Wasser besorgt. Unsere Absicht, eine kritische Sammlung des Gedankengutes iiber das Tau- und Reifproblem zu bringen, konnte infolge kriegsmaIliger Abkommandierung des einen von uns derzeit nicht ausgefiihrt werden. Da aber die Gewahr fiir die spatere Aufnahme der Untersuchungen, mit denen wir selbst zum Tauproblem beitragen wollten, nicht gegeben erscheint, wollen wir sie jetzt schon, wenn auch gekiirzt und zum Teil nicht vollig abgeschlossen, verofl'entlichen. Das Tauproblem interessiert namlich nicht nur vom rein wissenschaft lichen Standpunkt aus (Meteorologie, Botanik, Zoologie, Bodenkunde uew.), sondern es hangt damit auch eine Reihe von Fragen zusammen, die heute von der Praxis immer dringender gestellt werden und deren Be antwortung man sich von der Agrarmeteorologie erhofft (z. B. kiinstliche Beregnung und Betauung, Frost schutz, Wind- und Diirreschutz, Schadlingsbekampfung, kiinstliche Diingung und Bodenbearbeitung). 2. Bodenlysimeter und Taumesser. Mitten im Weingartengelande, am auIlersten Rande des rheinischen Stadtchens Geisenheim, wo die Agrarmeteorologische Forschungsstelle Trier cine Zeitlang arbeitete, befindet sich das MeIlfeld einer Klima station I. Ordnung. Dieser Platz erschien geeignet zum Einsatz einer ortsbeweglichen Lysimeter- (Boden waage-)anlage (Abb. 1: Tafel) zur Verfolgung del' Wasscrbewegung (Niederschlag, Tau, Bodenkondensation, Verdunstung, Versickerung) im dortigen sandigen I~ehm. Da sich die Neueinrichtung, die nicht sehr teuer ist, bewahrt hat, sei sie hier kurz beschrieben. An zwei moglichst ebenen Stellen wurden im Abstand von 1,80 m zylindrische Gruben ausgehoben und sodann deren Bodenschichtung (Krume, Mittelschicht, Untergrund) sorgfiiltig getrennt in zwei GefaIle (s. Abb. 2, A und A') aus starkem verzinkten Eisenblech wieder eingefiigt. Je ein zweites, noch groIleres BlechgefaIl B mit zylindrischer Vertiefung zur Aufnahme cineI' regenmesserartigen Auffangvorrichtung 0 fiir Sickerwasser wurde in den Boden eingelassen und ihm angepaIlt. Die ungefahren AusmaIle sind aus del' Skizze ersichtlich. Urn das Miteindringen von Regenwasser und das Absinken kalter Luft bei Nacht zu verhindern, wurde der schrage Blechkragen D halb in den AuIlenboden eingegraben und ein passender, leicht abhebbarer Ringdeckel E iiber ihm und den Rand des GefiiIles A gelegt. Mit einer weit ausladenden (1,60 m) Balkenwaage F (Firma Priimm-Koln), deren Tragfahigkeit 250 kg bei einer Wagegenauigkeit von 1 g (!) betragt, wurden von Zeit zu Zeit Wagungen in del' Weise getatigt, daIl der Bodenbehalter an die eine Waagschale gehangt und durch das aufgelegte Gegengewicht der anderen Schale emporgehoben wurde. Zur Erleichterung del' Aufstellung del' Waage stand diese auf einem Betonsockel, der in Richtung zu den beiden Lysimetern (mit bewachsenem und unbewachsenem Boden) in Feldbahnschienen auslief, auf denen die Waage horizontal verschoben werden konnte. So war schon nach einigen Minuten die Wagung des zweiten Lysi meters mogIich. Zur Aufstellung del' Waage geniigten 2, zur Wagung ein kriiftiger Mann. Gewogen wurde nul' bei Winds tille oder sehr schwachem Wind, so daIl sich ein Wellblechwindschutz eriibrigte. 1* 4 Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) An/oge im Grundriss o • , 1 Abb.2. GrundriB und SeitenriB der Lysimeteranlage (Erlauterung im Text). Die wirksame Oberflaehe eines solehen BodengefaBes (Lysimeters) betrug 1220 em2, also gut l/S m2; 1 mm Niedersehlagsmenge entsprieht also einem Gewieht von 122 g oder 1 g dem Betrage von nur 0,0082 mm. Es muBte also moglieh sein, aueh sehr sehwaehen Tau oder Reif ohne weiteres zu erfassen. Da der KeBler FueBsche Tauschreiber (4) Niedersehlagswerte etwa derselben GroBenordnung aufzeiehnet (1 mm Registrier hohe = 0,0095 mm Niedersehlag) konnten bei fehlerloser Wagung exakte Vergleiche gezogen werden, zumal der Tausehreiber in nur etwa 1 m Entfernung Aufstellung fand. Naeh starkeren Regengiissen siekerte das Wasser, das im Naturboden in etwa 50 em Tiefe das Grund wasser erreieht haben wiirde, naehdem es in der mit groben Steinen und Fasehinen belegten untersten Sehiehte filtriert wurde, in ein gegen Verdunstung gesehiitztes SammelgefaB. Die abgetropfte Sieker wassermenge, die nur naeh starken Regengiissen auftrat, konnte naeh Abheben des BodengefaBes im MeBglas bestimmt werden. Wir sind uns wohl bewuBt, daB eine Ubertragung der mit diesen Lysimetern gewonnenen Ergebnisse auf die Verhaltnisse im gewaehsenen Boden nieht ohne weiteres angangig ist. Immerhin diirfte gerade be ziiglieh der Kondensationen an der OberfHiche kein allzugroBer Untersehied sein, wie schon die Tatsache zeigt, daB sieh, je nach dem Grad der Betauung, die Farbe der Bodenoberflaehe in und auBerhalb der Lysimeter in gleicher Weise anderte. Oft blieb der nackte Boden graubraun, der bewaehsene hingegen wurde schwarz lich, so wie dies aueh auBerhalb der Lysimeter der Fall war; dies ist immerhin ein makroskopiseh ziemlieh seharfer Vergleieh. Temperaturvergleiehe, allerdings bloB in 10 em Tiefe angestellt, ergaben nur Untersehiede innerhalb der Fehlergrenzen, ein Zeiehen, daB neben anderen Bodeneigensehaften wie Qualitat, Lagerung und Durchliiftung aueh die Feuchtigkeit weitgehend dieselbe war wie im gewachsenen Boden (in 2 m Ent fernung). Was den Tausehreiber KeBler-FueB betrifft, sei noeh hervorgehoben, daB er derzeit das beste In strument seiner Art darstellt. Urn die unerwiinsehte Kondensation am Waagehebel, die sieh leider nieht ganz vermeiden laBt, noeh mehr herabzumindern, wurde er mit Glysantin eingefettet, wodureh besonders der Reif ansatz gehemmt zu werden sehien. In die kleine Vertiefung der Auffangflaehe, die als Tausammler dient, pflegten wir schon naehmittags bei Aufstellung des Tausehreibers einige Tropfen destillierten Wassers zu geben, so daB zunaehst die Verdunstung registriert wurde. Das besorgte der KeBler-FueB in ungleieh feinerer Weise als die Wildsehe Verdunstungswaage. So ersehien es uns moglieh, genau den Zeitpunkt, in dem die Kondensationserseheinungen die Verdunstungsvorgange iiberwogen, festzustellen, urn dann mit der Wagung Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) der LysimetergefaBe zu beginnen. Als storend empfanden wir die Notwendigkeit, aIle 3 bis 4 Monate den Schwarzungsbelag des Auffangkorpers erneuern zu mtissen. Da er auBerdem auch etwas hygroskopisch ist, konnte er vielleicht in Zukunft ganz wegfallen. Bemerkt sei nur noch, daB die Frage nicht endgtiltig geklart ist, wie man den Taubeschlag det Unterseite des aufnehmenden Teils rechnerisch erfassen solI. Wir richteten uns nach dem Ke BI e r schen (4) Vorschlag. Durch Auswechseln des He belarmes mit der Taufangschale dur'Ch einen solchen, an dem sich ein Glaschen mit einer ganzen Pfianze oder einem Pflanzenteil (im Wasser steckend) befindet, HWt sich der KeBler-FueBsche Taumesser zugleich als registrierender Transpirationsmesser ver wenden. Der nachtliche TaugenuB kann dadurch direkt in Beziehung zur GroBe der Wasserdampfabgabe des folgenden Tages gesetzt werden. Um noch genauer Einblick in das Wechselspiel zwischen Verdunstung und Kondensation zu ge winnen, verwendeten wir, wie Gallenkamp und auch Mrose, eine feuchte Filtrierpapierscheibe auf gleich groBer, in del' Mitte durchlochter Glasplatte (s. Abb. 3) und zwar so, daB damit sowohl del' Beginn del' Ver- '100cm" Fi/frierpop/erscheibe dicft:e G/osp/ollB Resef'Yebehalfer Fur Vel'dUI7s"'J"lJ'sm'esl,er.~-= Abb. 3. Vbergangsanzeiger Verdunstung - Tau. dunstung als auch der Kondensation gut erfaBt werden konnte. Dies war sofort am Fallen bzw. am Steigen des Wasserstandes im schrag gestellten Glasrohr zu sehen. Zur Weiterbildung der Vorrichtung als exakter Verdunstungs-Tau-Bilanzschreiber war keine Gelegenheit mehr. Ebenso befanden sich die Vorrichtungen zum Nachweis des Einwirkens der Luftdruckschwankungen auf die Vorgange der Wasserdampfumbildung erst in den Anfangen. Sie werden im Punkt 4 der Al'beit kul'z beschrieben. 3. Boden, Atmosphire und Tau. Wiederholt wurde schon der Versuch gemacht, eine Bodenprobe oder auch ein in den Mutterboden eingelassenes GefaB mit demselben Boden VOl' und nach der Betauung zu wagen. Die Ergebnisse waren recht widerspruchsvoll; in der Mehrzahl der Falle machte man die Beobachtung, daB die Probe gewichtsmaBig abgenommen hatte. Um hier einmal Klarheit zu schaffen, wurde zunachst die Vergleichbarkeit der Lysimeterwagungen mit anderen Messungen geprtift. Es war allerdings vorauszusehen, daB Unterschiede der Ergebnisse auf treten mUssen, die auf die ganz anders beschaffene Apparatur zurtickzuftihren sind. So reagierte der Wildsche Verdunstungsschreiber kaum auf Tau oder Reif und auch viel schwacher auf Verdunstung als der Tau schreiber. Del' HeIlmannsche Regenmesser zeigte ganz feine NiederschHige naturgemaB gar nicht an, wies 6 Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) aber bei gut meBbarem Regen geringere Werte auf als ein LysimetergefaB (z. B. 6,4 gegen 7,66 mm am 19.8. 1940). Am besten war die Ubereinstimmung noch bei Nieselwetter, z. B. 21.-22. 10.: Regenmesser 0,5 mm, Tauschreiber 0,524, Lysimeter mit Grasboden 0,582, Petrischale mit nacktem Boden 0,474 und im Grasschutz 0,594 mm. In der Nacht yom 4.-5. 12. fiel bei Wind 0,8 mm (Regenmesser), der Tauschreiber zeigte 0,723, das unbewachsene LysimetergefaB 1,378, die Petrischale tiber Boden 1,15, der Verdunstungs schreiber im luftigen, aber tiberdachten Gartenhaus - 1,5 mm an. Aus den sorgfaltig durchgeftihrten Versuchen geht schon hervor, welch' groBe Bedeutung fUr derartige Messungen hauptsachlich der Faktor Verdunstung haben muB, der ganz von den mikrometeoro logischen Bedingungen der jeweiligen Oberfiache abhangt. Ihm muBte also bei der Taumessung ein besonderes Augenmerk gewidmet werden. 1m Sommer findet auch in ktihler Nacht noch reichliche Verdunstung aus dem normalfeuchten Boden statt. Der Boden entbindet (exhaliert) Wasserdampf durch Wasserverdunstung der Oberfiache, solange sie durch Kapillarwasserbewegung Nachschub erhalt, dann aber auch durch den in Richtung des Gefiilles, also meist aufwarts strebenden Dampfstrom. Dieser Diffusionsstrom wird noch wesentlich verstarkt durch die Wasserdampfmengen, ftir die Temperatur- und Druckschwankungen den Bewegungsimpuls liefern. Es ist also nicht verwunderlich, wenn, wie auch aus unseren zahlreichen Wagungen zwischen Sonnen unter- und Aufgang hervorgeht, die Exhalation fast stets die Kondensation tibertrifft. Ein charakteristisches Beispiel daftir ist die Taunacht yom 18.-19. 10. 1940, bei der im Boden ohne Grasdecke 0,524, im Gras boden trotz guter Betauung 0,197 mm VerdampfungstiberschuB gemessen wurden, wahrend der Tauschreiber 0,011 mm Tau registrierte. 1m August erreichte dieses Plus beim graslosen Boden 0,8, beim Grasboden 0,4 mm Verdunstungshohe. Erst um Mitternacht herum Mrt die Verdunstung auf, besser gesagt, stehen Exhalation und Kondensation im Gleichgewicht. 1m Winter (3.-4. 12.) wurde folgender Versuch gemacht: 6 fiache, etwa 6 cm hohe Topfe (Kasse rollen) wurden gleichmaBig hoch mit feinem Sand (1---:-111) bzw. Ton (Kaolin) (IV---:-VI) gefiillt. Je eine Ge faBprobe wurde lufttrocken (I, IV) belassen, eine mit Wasser halb (II, V), eine voll gesattigt (III, VI). Nach stehende Tabelle gibt die Wagungsergebnisse sowie die daraus hervorgehenden Werte der Verdunstung und Verdichtung an: I II III IV V VI Zeit g g I g g I g g 09,30 3428,5 3783,7 4°69,° 2910,7 3224,2 3666,5 16,30 3428,5 3781,0 4066,0 2910,7 3222,5 3664,5 09,40 3431,7 3781,0 4061,5 2914,0 3222,0 3659,° tags ±o,o -2,7 -3,0 ±o,o -1,7 -2,0 nachts +3,2 ±o,o -4,5 +3,3 --0,5 -5,5 in mm +°,°71 ±o,o -0,10 +°,°74 -0,01 --0,12 Bei den mit Wasser vollgesattigten Bodenproben war also die Verdunstung nachts groBer als bei Tag (wahrscheinlich infolge des gegen 22 Uhr mit der Eintrtibung aufkommenden Windes; in der zweiten Nachthalfte war es vollig windstill, die Wolken verschwanden und schwacher Reif setzte sich an). In den halbfeuchten Boden hielten sich Verdunstung und Kondensation ungefahr die Waage und nur die lufttrockenen Proben zeigten auch gewichtsmaBig den tiber all sichtbaren Reifbeschlag an. So waren auch am unbewach senen Lysimeterboden die feinen Reifkristallchen sichtbar. Trotzdem ergab die Wagung einen Gewichts verlust, dereiner Verdunstungshohe von 0,049 mm entspricht I Der Wildsche Verdunstungsschreiber registrierte etwa 0,1 mm Verlust, der KeBlersche Tauschreiber ergab 0,074 mm Reif. Nach dem Parallelversuch mit den Petrischalenproben mtissen wir das Ergebnis der Lysimeterwagung (0,05 mm) als Differenz zwischen Verdunstungsbetrag (0,12 mm) und Kondensat (0,07 mm) auffassen. Damit ist F. Zunkers Ansicht, daB in solchen Fallen die erste Wagung stets zu frtih bei noch tiberwiegender Bodenverdunstung vorgenommen wurde, vollauf bestatigt. Die Annahme, daB der am Boden aufgestellte Tauschreiber oder sonst ein Verdunstungs-Konden sations-Bilartzmesser den Zeitpunkt des beginnenden Taufalles anzeigen wtirde, hat sich als durchaus trtige risch erwiesen. Der Warmenachschub und die sonstigen mikrometeorologischen Bedingungen sind zu ver schieden, als daB gerade diese diffizilen Vorgange gleichzeitig und gleichartig an beiden MeBvorrichtungen verlaufen konnten. Hat man keine selbstregistrierende Lysimeterwaage, so muB man, so umstandlich das auch bei Nacht ist, ofter wagen. Abb. 4 zeigt, wie lange es bei einem Grasboden (strichliert), der schon vor Sonnenuntergang leicht tauig anzuftihlen war, dauert, bis beim ganzen System Boden-Pfianzenwuchs die Kondensationsvorgange obsiegen. Die Wagungen des unbewachsenenLysimeters (ausgezogen) wurden in einer Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) 7 spateren Taunacht durchgefiihrt, um / / nicht durch Hin- und Herschieben / .-----_0 derWaage beiNacht(Kriegsverdunk- 1747009 lC Boo'enm;fG!'aswucns /~--I-----I lung) MeBfehler zu verursachen. + +" onne /~\~ Den ersten Tau liefert mitunter /~~.) die Pflanze selbst aus ihrem lnnern, / ~ der Boden exhaliert lange noch wei- 111;0509 f---l---''t-------";,...---1--------I~~~-----+----I ~~~~~~~~ //v/f\} IC--- an den erkaltenden Grasern kon- 'o~_o ___ o/ v'\' densiert; schlieBlich, hauptsachlich gegen Morgen zu, beteiligt sich auch 91~o die Luftfeuchtigkeit etwas hoherer 11~0009 f---+-------'''r--I1--------t------,,;1(.)1>--+--------l Schichten in erfaBbarem AusmaBe 6~ (f'(f' an der Oberflachenkondensation. O· Der vegetationslose Boden wird zu letzt betaut. Besser noch beobachtet 17.J960I?10 12 18 06 TOVh,. man diese Aufeinanderfolge beim Abb. 4. Lysimeterwagungen in Taunachten mit bewachsenem und unbewachsenem Auftreten von Reif, der selten vor Boden. Mitternacht amBodeninErscheinung tritt. Petrischalenversuche erharten dies ebenfalls. Bemerkenswert dabei ist, daB die Verdunstung aus Boden proben in Petriflachschalen (243 cm2 Oberflache), die in den Mutterboden eingebettet werden, regelmaBig groBer ist als aus solchen, die am Boden einfach aufgestellt sind, trotzdem bei diesen ein besserer Luftaustausch und schon geringere Luftfeuchte zu erwarten ist. Aber auch ins Gras gelegte Petriproben weisen mehr Ver dunstung und weniger Tau auf als solche auf unbewachsenen Boden gestellte. Nicht selten tritt der Fall ein, daB sich das an der ausstrahlenden Oberflache bildende Kondensat infolge Auftretens einer Luftbewegung oder Aufhorens des Temperaturabfalles verfliichtigt und zwar teil weise bis ganzlich. Wahrend Pflanzen, wie wir noch sehen werden, auch ganz winzige Taubeschlage zu im bibieren imstande sind, trifft dies beim Boden nur insofern zu, als er hygroskopisch noch nicht gesattigt ist und seine Adhasionskraft der Verdunstung entgegenwirkt. Auch bei sonst trockenem Boden, dessen Ver dunstung praktisch gleich Null ist, muB deshalb eine Wagung vor und nach den Nachtstunden nicht unbedingt a uz. 13 11, 16 16 7118 11110 Mill 1 J!.1" 5 6'? 891071,,, 73 ,.15 / / / / / I I I I I I I I I I / / I I / / / / / I " / / i I I I I I I I I I I I I I I ~ ~u enf-rsp oichf 21mm A(zei,hnungsM1e 1/ I f {I { I f I / I J ~I-.. ...... - I+-, ~ I}e)en ~ ""- _r- Nieseln \ \ vei'unifun9\ \ \ Gle~Chgeik~ \ K~ensa~on \ \ \ 1 1 1 1 1 1 \ A~faue\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ j \ \ \ \ ~ ~ \ \ \ \ \ \ b 1 J" 5 fI?8 91071121.11+15 II II II II II II II II II II II II II II II 1I toI ? 1UI enttIl "'i~Ih f '"tmI m 1uI1 7e'If hnU~I9 $MfIe · II II I liucltwe;s Konuensof'ion .lf6fauen leic'1'l' 1'n~ / \ - N -I-'" \ \\ 1" ~ \ \ .k\ \ \ \ 1 \\ \ \ \ 1 j 1 1 1 \ \ 1"'1-\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ -~ ~ ~ -.l -.l \ \ \ \ \ \ \ Abb.5. Kopien der Tauschreiberstreifen. a) vom 8./9.10.1940; b) vom 14./15.2.1941. 8 Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) Endgiiltiges dariiber aussagen, ob und in welchem MaBe Betauung stattgefunden hat. Bei Taumessern, die nur Summenwerte angeben, ist dies ganz besonders zu beriicksichtigen, besonders wenn sie hygroskopisch sind, ganz abgesehen davon, daB Regen- oder Nieselwetter alle Angaben verwischen. In diesem Zusammenhang sei auch gleich erwahnt, daB die Taubildung nicht immer so schon gleich maBig ansteigend vor sich geht, wie es die meisten Tauschreiberregistrierungen zu beweisen scheinen (Abb. 5a). Wie Abb. 5b zeigt, tritt manchmal ganz sprunghaft Kondensation ein, um dann ffir eine Weile auszusetzen, bis wieder eine neue Welle kommt. Wir nehmen an, daB bei einer vielfach verfeinerten Registrierung (z. B. rascher Trommelumlauf) auch die scheinbar glatten Kurven ahnliche Schwankungen aufweisen wfirden, da sich UnregelmaBigkeiten der Ausstrahlung und Erkaltung, Verdunstungssteigerungen durch freiwerdende Warmemengen und auftretende Austauschstromungen auch in der Taubildungskurve bemerkbar machen miiBten. Mit unserer Vorrichtung (s. Abb. 3), die auf den Zeitpunkt des Uberganges von dem Verdunstungs zum Verdichtungsvorgang noch empfindlicher reagiert als der Tauschreiber, konnte diese intermittierende Taubildung auch dann beobachtet werden, wenn die Taukurve keine Besonderheiten aufwies. Die Vermutung, daB die Taukurve mit der Ausstrahlungskurve weitgehende Parallelismen zeigt, konnte durch einige Tulipanmessungen wahrscheinlich gemacht werden. Die Lysimeterwagungen zeigen jedoch ein ganz anderes Bild. Danach wird die Kondensation erst pravalent, nachdem die Ausstrahlungssummenkurve sich bereits ihrem HOhepunkt genahert hat. Auch zeigen die starken Ausstrahlungsnachte im Friihjahr weniger Tau und Reif als nach ihren Minimumtemperaturen zu erwarten ware. Es ist also Ieider nicht mog lich, auf Grund von Strahlungsmessungen auf die Menge kondensierter Feuchtigkeit in der Natur zu schlie Ben. Vielfach besteht noch die Ansicht, daB die Kondensationen nicht nur an und in der Bodenoberflache, sondern auch noch in tieferen Bodenschichten stattfinden. Der aus der Tiefe aufsteigende Wasserdampf kondensiere sich an den nach oben zu kiihleren Bodenteilen und durchfeuchte sie mitunter so sehr, daB die Pflanzenwurzeln davon ausgiebigen Nutzen hatten. W. Schmidt u. P. Lehmann (5) haben seinerzeit gezeigt, daB eine solche UnD.agerung von Wasser im Boden rein rechnerisch nur ganz unzureichende Mengen ergeben konnte, selbst unter den giinstigsten Bedingungen. Ein solcher Umsatz miiBte schon durch die dabei freiwerdenden Kalorien eine deutliche Erwarmung dieser Schichten verursachen, die tatsachlich auch in Taunachten nie beobachtet wurde. Man kann im Gegenteil immer wieder sehen, besonders bei Reif, wie sehr gerade die hervorstehendsten und kaItesten Teile der Bodenoberflache, also nicht einmaJ die ganze Ober flache gleichmaBig, Ansatz und Fortbildungsmoglichkeiten ffir die Wasserdampfverdichtung bieten, wahrend strahlungsgeschiitztere und infolge besserer Warmeleitung (dichtgefiigtere Bodenteile) etwas hoher tempe rierte Stellen unbenetzt bleiben. Immerhin muB zugegeben werden, daB dort, wo der innige Zusammenhang der oberflachlichen Schichte mit dem Bodeninnern wesentlich gestart ist (aufliegende Steine, Bretter usw.), gerade an der Unter seite Kondensationen auftreten konnen und zwar in betrachtlichem AusmaB. Tatsache ist, daB ein mit Schotter iiberdeckter, undurchlassiger Untergrund ein guter Wasserspeicher sein kann, der den einmal ein gedrungenen Niederschlag nur sparsaro verdunstend abgibt, bei Nacht aber auch aus der Atmosphare Wasser dampf kondensiert (Phanomen der "Taubrunnen"). Es sei hier noch darauf hinge wiesen, daB man bisweilen in flachen Mulden und Bodennischen oft mehr Tau oder Reif antrifft als an exponierten Oberflachen. An letzteren ist eben die Verdunstung groBer und daher beginnt das Abtauen zuerst an den beliifteten, bzw. besonnten Stellen. In den Mulden aber, die an und fiir sich infolge Ausstrahlungsbeschrankung und Warmeleitung aus dem Boden weniger leicht unter den Taupunkt abkiihlen, sammelt sich gern schwere Kaltestluft, die unter Umstanden bis in die groben Hohlungen der Oberflache vordringt und dann die Feuchtigkeit der aus dem Boden exhalierten Warmluft kondensiert. Aus all dem ersieht man, wie sehr es neben der Bodenstruktur auch auf die Form und Be schaffenheit der Bodenoberflache ankommt. Der Anteil des Bodens (und der Wasserflachen) an der Taubildung wurde bisher im allgemeinen unterschatzt. 1m gewachsenen Naturboden muB, insbesondere bei hoherem Grundwasserstand, die nacht liche Verdunstung aus dem Boden, zumal im Sommer, noch groBere Werte erreichen als die angegebenen Lysimeterzahlen. Das heiBt also, daB der Wasserdampfnachschub aus dem normalfeuchten Boden auch in kiihlen Taunachten vollkommen ausreichen wfude, um das gesamte ffir die Betauung von Boden und Pflanzen notwendige Kondenswasser zu liefern. Die schon erwahnte Gewichtsabnahme der Boden mit und ohne Pfianzenwuchs, die sich zwischen Abend und Morgenwagung zeigt, weist schon darauf hin. Damit ist nun aber nicht gesagt, daB der Tau tatsachlich kondensierte Feuchtigkeit aus der Boden luft darstellt und daB die atmospharische Feuchtigkeit nicht in Betracht kommt. Aber die Wasserdampf zufuhr aus dem feuchten Boden ermoglicht oft erst die Taubildung und zwar um so roehr, je groBer der Warme vorrat im Boden ist. Daher haben wir im Friihjahr, wo der Boden noch zu kalt ist, trotz hoher Feuchtigkeit Paul Lehmann und Hugo Schanderl, Tau und Reif (Pflanzenwetterkundliche Untersuchungen) 9 und kiihler Nachtluft weit weniger Tau als im Spatsommer oder Herbst, wo der Boden geniigend Warme gespeichert hat, urn die Verdunstung auf groBer Hohe zu halten. Diese ist aber auch abhangig vom Satti gungsdefizit der bodennahen Luftschicht. Bei sonst giinstigen Bedingungen ist wenig oder kein Tau zu erwarten, wenn die Luft, wie in den Steppen, zu trocken ist und der dem Boden entbundene Wasserdampf nirgends ausreicht, urn die Luft in der Umgebung der Pflanzen und Gegenstande zu sattigen. Dies ware nur moglich bei alleiniger Wirksamkeit der Diffusion, doch herrscht auch in den wind stillsten Nachten immer noch so viel Luftunruhe durch Massenaustausch, daB es praktisch eher zu einer all mahlichen Erhohung der Feuchtigkeit in der bodennahen Luftschicht kommt als zur Kondensation der Boden luftfeuchtigkeit bei relativ trockener Luft unmittelbar iiber der mehr oder weniger bewachsenen Oberflache. Trotzdem kann, und zwar bei Eintritt volliger Luftruhe (selten) eine solche Oberflachenkondensation auch bei sehr trockener AuBenluft erfolgen. Doch tritt dann bei geringster Luftunruhe rasch wieder Verdunstung ein. Ein gewisses MaB von Luftfeuchtigkeit muB also jedenfalls schon vorhanden sein, urn die Tau bildung zu ermoglichen; die Bodenverdunstung kann diese nur verstarken und zwar in doppelter Hinsicht, vor allem durch zusatzliche Wasserdampfanreicherung der bodennahen Luftschicht und durch Oberflachen abkiihlung infolge Verdunstungskalte. Dasselbe gilt ceteris paribus auch fUr die transpirierende Pflanze. Infolge der verwickelten Austauschverhaltnisse kann man also nie apodiktisch behaupten, so und so groB ist der Anteil der Atmosphare, so groB del' aus der Bodenluft, der zur Taubildung verwendet wurde. Auch die Erfassung des Tauanteils der Ober- und Unterseite von Glasplatten, Gummitiichern usw. kann niemals die wahren Verhaltnisse in del' Natur darlegen, weil durch diese Vorrichtungen die natiirlichen Bedingungen verandert werden. Fiir praktische Zwecke geniigt es auch zu wissen, daB die Bodenfeuchtigkeit, deren Regelung weit gehend in unserer Hand liegt, ein maBgebender Faktor der Taubildung ist, insbesondere, wenn die Luftfeuchtig keit, wie so oft, dazu nicht ausreicht. Wir erhohen also auBer durch Windschutz durch richtige Bodenbearbei tung oder durch Bewasserung nicht nur die Boden- und Luftfeuchte der Vegetationsschicht, sondern wir fordern damit ebenso die in Trockenzeiten so lebenswichtige Taubildung an den Kulturpflanzen. Und um gekehrt konnen wir den Tau, etwa zur Schadlingsbekampfung (Peronospora), weitgehend von den Pflanzen abhalten, wenn wir imstande sind, durch Bodenbedeckung groBerer Flachen die Verdunstung zu hemmen! 4. Grenzschichtmeteorologie der Tau- und Reifbildung. R. Geiger (6) zeigt schon auf, daB volle Sattigung der Luft zur Taubildung nicht notig ist. Es kommt vielmehr auf die Erreichung bzw. Unterschreitung des Taupunktes unmittelbar an der Oberflache an. Die Feuchtigkeit der bodennahen Luft betragt oft nur 80 bis 90% und doch kommt es zur Kondensation an den Punkten der Oberflache, die sich gegeniiber der Lufttemperatur so weit abkiihlen, daB dieselbe Luft in bezug auf die Oberflachentemperatur nunmehr iibersattigt ist. Der hierbei entstehende Dampfdruckgradient von der grenzflachennachsten Luftschicht zur AuBenluft verhindert eine gleichzeitige Nebelbildung. DaB es Pflanzen gibt, die in besonderem MaBe geeignet sind, treibenden Nebel aufzufangen, sei hier nur erwahnt. Tau entsteht oft schon lange vor Sonnenuntergang an feuchtschattigen, windgeschiitzten Stellen, sobald die Warmeausstrahlung weit genug vorgeschritten ist, besonders an Pflanzen, Holz usw. wah-rend del' nackte Boden auBerlich noch trocken bleibt, obwohl er nachweislich je Flacheneinheit starker ausstrahlt als die vegetationsbedeckte Oberflache. Sein Warmegehalt und Warmenachschub laBt eben die Oberflachen temperatur nicht so rasch absinken als die schlechter warmeleitenden Pflanzenteile mit oft nur recht geringer Warmefassungskraft. Da die Spannung gesattigten Wasserdampfes bei gleicher Temperatur iiber Wasser groBer ist als iiber Eis, erfolgt die Reifbildung bei etwas hoherer Temperatur als dem Taupunkt entspricht. J. Schubert (7) nennt sie den Reifpunkt und bestimmt diesen durch Multiplikation des Taupunktwertes mit dem Faktor 0,89. Auch ist die durch Kondensation bzw. Sublimation entbundene "Tau"- bzw. "Reif warme" etwas verschieden. Wo sich einmal Reif angesetzt hat, dort wird die weitere Reifbildung erleichtert, da nach A. SchmauB Reif hygroskopisch ist. Der Beginn der Kondensation erfolgt also durchaus ungleichzeitig und ist recht schwierig zu ver folgen. Der noch lebhaft transpirierende Grashalm zeigt plotzlich an einer Stelle (wir sehen hier von der Erscheinung der Guttation ab, obwohl sie bisweilen betrachtliche Mengen "hydathodischen" Taues liefert) einen matteren Glanz als die Umgebung, er fiihlt sich dort auch feuchter an: Der erste Beschlag ist erfolgt. Darunter verstehen wir also den lokalentstehenden, nicht advektiven Tau. Er verschwindet oft wieder beim nachsten Luftzug, in der Regel aber vergroBert sich die beschlagene Oberflache, an der sich, wie nur im Mikroskop bei kiinstlicher Betauung (s. Punkt 8) zu sehen ist, einzelne groBere Tropfchen auf Kosten der kleinereu bilden. Bekanntlich ist ja die Dampfspannung iiber konvexen Oberflachen geringer als iiber mehr 2