Turbulenter Austausch verteilt Oberflächenenergie als fühlbare und latente Wärme.

H transportiert thermische Energie ohne Phasenwechsel von Wasser.

Für einen aufwärts positiven turbulenten Wärmefluss gilt bodennah näherungsweise

Positive H-Werte bedeuten im verwendeten Oberflächenbudget einen Energiefluss von der Oberfläche in die Atmosphäre. Eine wärmere Oberfläche begünstigt daher typischerweise H>0; bei einer kälteren Oberfläche kann H<0 werden.

LE koppelt den Wasserdampftransport direkt an den Energiehaushalt.

Verdunstung oder Evapotranspiration mit aufwärts gerichtetem Wasserdampftransport liefert LE>0 und entzieht der Oberfläche Energie. Kondensation auf die Oberfläche kann LE<0 erzeugen und setzt dort latent gebundene Energie frei. Die Vorzeichenkonvention stimmt damit mit M7K4 überein.

Für die temperaturabhängige Verdampfungsenthalpie verwenden wir wie M3K9 die Näherung L_v(T)=2,501·10⁶−2,37·10³T_°C J/kg.

Relative Feuchte allein bestimmt LE nicht — entscheidend ist die Differenz der spezifischen Feuchte.

Die Luftfeuchte wird aus Dampfdruck und Gesamtdruck in die spezifische Feuchte q umgerechnet:

Für die Luft setzen wir e_a=RH·e_s(T_a). Die Oberfläche erhält im Lab eine effektive Feuchteverfügbarkeit f_w mit q_sfc=f_wq_sat(T_s). f_w=1 beschreibt eine gesättigte Wasseroberfläche; kleinere Werte stehen für begrenzte Wasserverfügbarkeit. Das ist eine kompakte Parametrisierung, keine Boden- oder Pflanzenphysik.

Ein neutrales Bulk-Modell fasst turbulente Transportwirkung in einen Transferkoeffizienten.

Im Lab verwenden H und LE bewusst denselben neutralen Transferkoeffizienten C_x. Reale Austauschkoeffizienten hängen von Rauigkeit, Messhöhe, Stabilität, Vegetation und molekularen Eigenschaften ab. Die Bulk-Gleichungen sind daher eine reduzierte Schließung, keine universelle Identität.

Das Verhältnis H/LE beschreibt die energetische Aufteilung zwischen Erwärmung und Verdunstung.

Bei positivem H und LE bedeutet B<1 einen dominierenden latenten Energiefluss, B>1 einen dominierenden sensiblen Wärmefluss. Ist LE nahe null, wird B singulär und darf nicht als robuste Diagnose interpretiert werden. Bei negativen Flüssen ändert sich die physikalische Bedeutung entsprechend.

Wann dominiert H, wann LE — und wann kehrt sich ein Fluss um?

Das Lab berechnet Luftdichte, spezifische Feuchten, H und LE aus einem neutralen Bulk-Modell. Es variiert Oberflächen- und Lufttemperatur, Luftfeuchte, effektive Oberflächenfeuchte, Wind, Transferkoeffizient und Druck.

Vorzeichen und Verhältnis der Flüsse tragen unterschiedliche Information.

H>0 zeigt sensible Erwärmung der Luft durch die Oberfläche; H<0 einen sensiblen Energiefluss zur Oberfläche. LE>0 steht für Verdunstung beziehungsweise Evapotranspiration, LE<0 im Modell für Kondensation auf die Oberfläche. Das Verdunstungsäquivalent E=LE/L_v kann als kg m⁻² s⁻¹ und damit als mm Wasser pro Tag gelesen werden, wenn der Zustand unverändert bliebe.

Bulk-Flüsse sind eine Schließung der turbulenten Austauschphysik, nicht die vollständige Grenzschicht.

Das Lab setzt C_H=C_E=C_x und ignoriert explizite Stabilitätsfunktionen, Rauigkeitslängen, stomatäre Widerstände, Bodenwassertransport, Vegetationsphysiologie und Strahlungsrückkopplungen. Die Luftdichte wird aus Druck, Lufttemperatur und spezifischer Feuchte diagnostiziert; der Transferkoeffizient bleibt dagegen vorgegeben.

Gerade unter stabiler Schichtung können Austauschkoeffizienten stark sinken. M7K9 behandelt deshalb die stabile Grenzschicht, Nebel und Kaltluftseen als eigenes Regime.

H und LE übersetzen turbulenten Temperatur- und Feuchtetransport in Energieflüsse.

Cross-References