Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Prognose der Wassertemperatur im Fluss Aare. Die Dauer, der Verlauf und die Geschwindigkeit des Wachstums der Lebewesen im Fluss werden durch die Wassertemperatur bestimmt. Sie beeinflusst auch alle Stoffwechselvorgänge. Die Wassertemperatur prägt und reguliert die Lebensgemeinschaft im und am Fluss direkt. Im Jahr 2018 starben gemäß einer Meldung 90 Prozent der Eschen im Rhein aufgrund einer zu hohen Wassertemperatur.
Damit der Mensch die Wasserqualität und die Wassermenge des Flusses modellieren kann, muss die Wassertemperatur als Eingangsgröße örtlich sowie zeitlich genau vorhanden sein. Insbesondere die Wassermenge ist für die Vorhersage von Überflutungen wichtig. Doch wie entwickelt sich die Wassertemperatur? Die Wassertemperatur ist in eine Teildisziplin der Hydrologie. «Hydron» bedeutet auf alt-griechisch Wasser und «logos» steht für Wissenschaft. Die Hydrologie erforscht den Wasserkreislauf, den Wasserhaushalt und den Wasserstand sowie das Grundwasser, das Abwasser und das Eis. Die Hydrologie gliedert sich in die zwei Teilgebiete Ozeanologie (Meere) und Gewässerkunde (Festland). Die Gewässerkunde selbst unterteilt sich in die Gebiete Limnologie (Seen), Hydrogeologie (Grundwasser), Glaziologie (Entstehung und Verbreitung des Eises) und Potamologie (Flüsse).
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einführung
- 1.1 Vorwort
- 1.2 Zusammenfassung
- 1.3 Methode
- 2 Faktoren
- 2.1 Lufttemperatur
- 2.2 Verdunstung und Kondensation
- 2.3 Niederschlag
- 2.4 Schneeschmelze
- 2.5 Die Strömung im Fluss
- 2.5.1 Die verschiedenen Strömungsarten
- 2.6 Die Strahlung
- 2.7 Der Wärmestrom
- 2.8 Bedeutung der Faktoren
- 3 Modelle
- 3.1 stochastische Modelltypen (allgemeine Definition)
- 3.1.1 statistische Modellierung der Wassertemperatur im Fluss gemäss Klitzsch (1978)
- 3.1.2 Tagesgang der Wassertemperatur
- 3.2 deterministische Modelltypen (allgemeine Definition)
- 3.2.1 LARSIM
- 4 Die Wassertemperatur in der Aare
- 4.1 geografische Lage der Aare
- 4.2 Messstationen vom BAFU
- 4.3 Daten
- 4.3.1 Welche Daten werden für welches beschriebene Modell benötigt?
- 4.3.2 Datenquelle
- 4.4 Hypothesen
- 4.4.1 Hypothese 1 - Jahresverlauf der Wassertemperatur
- 4.4.2 Hypothese 2 - Einfluss der Lufttemperatur
- 4.4.3 Hypothese 3 - Tagesgang
- 5 Fazit
- 5.0.1 Danksagung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Maturaarbeit untersucht die Entwicklung der Wassertemperatur in der Aare und analysiert verschiedene Modelle zur Vorhersage dieser Temperatur. Ziel ist es, die wichtigsten Einflussfaktoren zu identifizieren und die Funktionsweise stochastischer und deterministischer Modelle zu erläutern.
- Einflussfaktoren auf die Wassertemperatur (Lufttemperatur, Strahlung, Niederschlag etc.)
- Stochastische Modellierung der Wassertemperatur
- Deterministische Modellierung der Wassertemperatur (z.B. LARSIM)
- Analyse der Wassertemperaturdaten der Aare anhand von Hypothesen
- Bedeutung der Wassertemperatur für Ökosysteme und menschliche Aktivitäten
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Dieses einführende Kapitel beschreibt die Motivation der Arbeit, ausgehend von der Bedeutung der Aare-Wassertemperatur für das Flussschwimmen und die Lebensrettung. Es wird die Relevanz der Wassertemperatur für aquatische Ökosysteme und die Notwendigkeit ihrer Modellierung für Wassermengenvorhersagen hervorgehoben. Der Bezug zur Hydrologie und deren Teilgebiete wird hergestellt, um den wissenschaftlichen Kontext der Arbeit zu etablieren. Die Zusammenfassung fasst die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Wassertemperatur und die Arten von Modellen zusammen, die in der Arbeit behandelt werden.
2 Faktoren: Dieses Kapitel detailliert die verschiedenen Faktoren, die die Wassertemperatur in einem Fluss beeinflussen. Es werden die Lufttemperatur als primärer Faktor, aber auch Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Schneeschmelze und der Temperaturaustausch mit der Umgebung ausführlich beschrieben. Der jeweilige Einflussmechanismus wird erläutert und die Bedeutung der Schneeschmelze in alpinen Regionen besonders hervorgehoben. Die Beschreibungen umfassen sowohl physikalische Prozesse (wie die Definition der Lufttemperatur anhand der kinetischen Energie der Luftmoleküle) als auch die Unterscheidung zwischen flüssigem und festem Niederschlag.
Schlüsselwörter
Wassertemperatur, Aare, Fluss, Hydrologie, Modellierung, stochastische Modelle, deterministische Modelle, LARSIM, Lufttemperatur, Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Schneeschmelze, Korrelationskoeffizient, BAFU.
Häufig gestellte Fragen zur Maturaarbeit: Wassertemperatur der Aare
Was ist das Thema dieser Maturaarbeit?
Die Maturaarbeit untersucht die Entwicklung der Wassertemperatur in der Aare und analysiert verschiedene Modelle zur Vorhersage dieser Temperatur. Ziel ist die Identifizierung der wichtigsten Einflussfaktoren und die Erläuterung der Funktionsweise stochastischer und deterministischer Modelle.
Welche Faktoren beeinflussen die Wassertemperatur der Aare?
Die Arbeit beschreibt detailliert verschiedene Einflussfaktoren, darunter die Lufttemperatur (als primärer Faktor), Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Schneeschmelze und den Temperaturaustausch mit der Umgebung. Der Einflussmechanismus jedes Faktors wird erläutert, wobei die Bedeutung der Schneeschmelze in alpinen Regionen besonders hervorgehoben wird.
Welche Arten von Modellen werden zur Vorhersage der Wassertemperatur verwendet?
Die Arbeit behandelt sowohl stochastische als auch deterministische Modelltypen. Als Beispiel für ein deterministisches Modell wird LARSIM genannt. Die Arbeit erläutert die allgemeinen Definitionen beider Modelltypen und geht auf die spezifischen Anforderungen an die Daten ein.
Welche Daten werden verwendet und woher stammen sie?
Die Arbeit nutzt Wassertemperaturdaten der Aare vom Bundesamt für Umwelt (BAFU). Es wird detailliert beschrieben, welche Daten für die verschiedenen Modelle benötigt werden und welche Datenquelle genutzt wurde. Die geografische Lage der Aare und die verwendeten Messstationen werden ebenfalls beschrieben.
Welche Hypothesen werden in der Arbeit untersucht?
Die Arbeit formuliert und untersucht verschiedene Hypothesen, darunter der Jahresverlauf der Wassertemperatur, der Einfluss der Lufttemperatur und der Tagesgang der Wassertemperatur. Die Ergebnisse dieser Hypothesentests werden in der Arbeit präsentiert.
Welche Modelle zur statistischen Modellierung der Wassertemperatur werden beschrieben?
Die Arbeit beschreibt die statistische Modellierung der Wassertemperatur im Fluss gemäss Klitzsch (1978) und untersucht den Tagesgang der Wassertemperatur im Kontext statistischer Modellierung.
Was ist das Fazit der Arbeit?
Das Fazit fasst die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit zusammen und bewertet die untersuchten Modelle im Hinblick auf ihre Genauigkeit und Anwendbarkeit. Es wird auch auf die Bedeutung der Wassertemperatur für Ökosysteme und menschliche Aktivitäten eingegangen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Schlüsselwörter umfassen Wassertemperatur, Aare, Fluss, Hydrologie, Modellierung, stochastische Modelle, deterministische Modelle, LARSIM, Lufttemperatur, Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Schneeschmelze, Korrelationskoeffizient und BAFU.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit enthält eine Einführung, ein Kapitel zu den Einflussfaktoren, ein Kapitel zu den Modellen, ein Kapitel zur Wassertemperatur in der Aare, ein Fazit und eine Danksagung. Ein detailliertes Inhaltsverzeichnis ist verfügbar.
Für wen ist diese Arbeit bestimmt?
Diese Arbeit ist für ein akademisches Publikum bestimmt und dient der Analyse von Themen im Bereich der Hydrologie und Wassertemperaturmodellierung. Sie ist für die akademische Verwendung und die Analyse von Themen in einer strukturierten und professionellen Weise gedacht.
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- Anonym (Author), 2019, Die Wassertemperatur des Flusses Aare. Prognose, Faktoren und Modellierung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/588142
