München 2004 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 8: Hydrosph
äre und Boden II

UP 8.1: Fachvortrag

Montag, 22. März 2004, 16:30–16:45, HS 020

Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von feuchten Böden — •Bernhard Ruth — Institut für Bodenökologie, GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, 85764 Neuherberg

Der Wassergehalt an der Bodenoberfläche bestimmt das Verhältnis der konkurrierenden Prozesse Evaporation und Infiltration. Die meisten Messmethoden des Wassergehalts beruhen auf der Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten DK des Bodens. Bei der Kapazitätsmethode dient der Sensor mit dem umgebenden Boden als Kondensator, der zusammen mit dem Arbeitswiderstand ein RC-Glied bildet und die Frequenz einer elektronischen Schaltung im MHz-Bereich bestimmt. Da bei Freilandmessungen am Oberboden sehr große Temperaturvariationen auftreten, und die DK stark temperaturabhängig ist, werden Wassergehaltsbestimmungen mit der elektrischen Methode unmittelbar durch Temperaturänderungen beeinflusst. Wasser selbst hat einen negativen Temperaturkoeffizienten. Messungen zeigen aber, dass bei hohem Wassergehalt ein positiver Koeffizient auftritt, der auch noch vom Wassergehalt selbst abhängt. Diese Temperaturabhängigkeit wird hauptsächlich durch die elektrische Leitfähigkeit hervorgerufen, also durch den imaginären Teil der DK.