Wasserkühlung im Ort

Dieser Versuch baut auf „Aktivität 2 – Die Erde wird bestrahlt“ des Klimakoffers auf. Er beschreibt die temperaturbedingte Veränderung des Lebensraums durch die Wirkung von Wasser in der Stadt und zeigt Wege, wie Dörfer, Gemeinden und Städte ihren Lebensräumen Wasser erhalten können.
Die Wassertemperatur beeinflusst alle chemischen und biologischen Prozesse im Gewässer. Wird es durch den Klimawandel wärmer, hat das Auswirkungen auf die Gewässerökologie und viele Gewässernutzungen. Die wichtigste Steuerungsgröße für die Wassertemperatur ist die Temperatur der Luft. Aber auch andere Faktoren beeinflussen, wie schnell und stark sich ein Gewässer erwärmt oder abkühlt.

1. Kurzerklärung:

Gemessen wird die Wassertemperatur bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen (heller oder dunkler, steiniger oder glatter, bewachsener oder freier Boden des Wasserbeckens, mit und ohne Beschattung, mehr und weniger Wasser, größere und kleinere Wasserfläche, kürzere und längere Bestrahlungsdauer). Die Strahlung der Sonne wird durch die Wärmelampe simuliert.

Stellt sicher, dass jede Versuchsreihe unter den gleichen Ausgangsbedingungen startet (gleiche Wassertemperatur, gleiche Materialtemperatur).

2. Materialbedarf:

aus dem Klimakoffer: Keramik-Strahler am Rahmen, Digitalthermometer/ Thermometer zum Messen der Temperatur in der Flüssigkeit, großes Becherglas.

nicht im Klimakoffer enthalten: Stoppuhr/ Handy, Wasser, verschiedene Naturmaterialien (z.B. helle und dunkle Steine, Moos), verschiedene Materialien zur Beschattung (z.B. belaubter Zweig, Stoff, Papier).

Abb.: Versuchsaufbau.

3. Durchführung:

Im Klassenzimmer:

Baut den Strahler an dem Holzgerüst auf wie in Versuch 2. Schaltet den Strahler ein. Füllt ein großes Becherglas mit 60 ml Wasser und messt die Temperatur. Stellt das Becherglas mit 60 ml Wasser direkt unter den Strahler, sodass es mit der höchsten Intensität bestrahlt wird. Messt die Wassertemperatur jede Minute über einen Zeitraum von 10 Minuten.

Notiert die Ergebnisse in der Tabelle. Stellt die Ergebnisse auch grafisch in einem Diagramm dar.

Tab. 1: Erwärmung von 60ml Wasser in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdauer.

Zeit/ min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Temp./°C

Variationen:

Versucht selbst natürliche Verhältnisse und deren Auswirkungen nachzustellen, indem ihr weniger oder mehr Wasserstand variiert und den Untergrund in Bächen und Flüssen nachstellt mit Naturmaterialien. Ihr könnt auch weißes oder schwarzes Papier unter das Becherglas legen. Durch die Beschattung mit verschiedenen Materialien könnt ihr auch Unterschiede messen. Was passiert, wenn Ihr das Wasser dunkel einfärbt (z.B. mit Humus)?

Erkennt ihr Zusammenhänge? Wann erwärmt sich das Wasser langsamer? Wie lange dauert es, bis es wieder abkühlt?

Tragt eure verwendeten Materialien und Messergebnisse in der Tabelle ein (vervielfältigt diese, so oft ihr sie braucht) und stellt sie auch grafisch in einem Temperatur-Zeit-Diagramm dar.

Tab. 1: Erwärmung von 60ml Wasser in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdauer.

Zeit/ min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Temp./°C

Tab. 2: Variationen mit verschiedenen Untergründen, Beschattungen, Wassermengen (fügt in die Tabelle so viele Zeilen ein, wie Ihr Variationen untersucht).

4. Auswertung:

Erklärt und interpretiert die Messergebnisse im Hinblick auf das Schwammstadtkonzept. Diskutiert, auf was geachtet werden muss, wenn mehr Wasserflächen in den Städten, Dörfern und Siedlungen angelegt werden?

5. Erweiterung für Projektwochen:

Übertragt den Versuch wo möglich ins Freiland und vergleicht verschiedene Gewässersituationen (natürliches Bach-/Flussbett, Graben/Kanal, Teich/See, jeweils mit und ohne Beschattung). Wählt sinnvolle Messintervalle (z.B. täglich um 8 Uhr und um 13 Uhr über einen Zeitraum von 14 Tagen). Vergleicht Eure Temperaturmessungen mit den Daten von Aufzeichnungen und Durchschnittswerten (evtl. zu erfragen bei Wasserwirtschaftsamt, Gemeinde, …).

6. Vertiefung:

Diskutiert mit Hilfe weiterführender Literatur die Auswirkungen der Gewässertemperatur auf die Ökologie des Gewässers. Verknüpft Eure Erkenntnisse mit der Idee des Schwammstadtkonzept und formuliert ein Konzept, um der Gewässerüberhitzung entgegen zu wirken. Entwickelt daraus ein umsetzbares Projekt.