Modellversuch zur Schichtung im See
Versuchsprotokoll
Geräte und Chemikalien:
Aquarium, Wasser, Tinte (blau und grün), Strom, Wärmelampe, Eis, Föhn.
Aufbau:
Martyna misst hier die Wassertemperaturen in Abständen von ca. 1 cm.
| Das Wasser war zunächst überall 19 Grad Celsius warm. |
1. Erwärmung im Sommer
Durchführung:
Wir haben bei einem Aquarium ca. 20 min unter einer Wärmelampe (Sonne) gestellt. Erneut wurde die Temperatur gemessen. Danach wurde grüne Tinte in gleichmäßigen Abständen in das Wasser pipettiert.
| Die Tinte verteilte sich nur im Oberflächenwasser, sie sank nicht unterhalb von 5 cm. Das Wasser war an der Oberfläche 25 Grad Celsius warm, in etwa 5 cm Tiefe gab es einen plötzlichen Temperatursprung auf 19 Grad Celsius. Dies entspricht der Sprungschicht im See. Das Wasser ist in zwei recht deutlich voneinander getrennt Schichten aufgetrennt. |
2. Durchmischung im Herbst
Der Wasserkörper wurde nun mit einem Kaltluftfön, wodurch das Wasser in Zirkulation versetzt wurde. Erneut wurde die Temperatur gemessen.
| Die Tinte verteilte sich langsam in "Windrichtung" im gesamten Wasserkörper. Danach war auch die Temperatur wieder gleichmäßig verteilt. Dies entspricht der Situation im Herbst, wo kräftiger Wind den im Sommer geschichteten Wasserkörper wieder durchmischt. |
3. Schichtung im Winter
Zum Schluss wurden blaugefärbte Eiswürfel in das Aquarium gesetzt. Wieder wurde die Temperatur gemessen.
| Das Tauwasser der Eiswürfel sinkt direkt zum Grund des Aquariums durch. Die Temperaturmessung zeigt niedrige Temperaturen an der Oberfläche und am Boden. Dies entspricht der Situation im Winter. Die Oberfläche ist zugefroren (Eis hat eine niedrige Dichte und schwimmt oben). Das kalte Tauwasser sinkt aufgrund der hohen Dichte nach unten und bildet dort eine kalte Tiefenschicht. |
Zusammenfassung:
Im Sommer ist das Gewässer in warmes Oberflächenwasser und kühles Tiefenwasser geschichtet (Sommerstagnation). Im Herbst wird der Wasserkörper durch Wind durchmischt (Miksis, Zirkulation). Im Winter gefriert der See und eine erneute Schichtung tritt ein (Winterstagnation).