Schack-Kirchner, Helmer
(2009)
Dusty-Gas-Modell und gelöster Gastransport bei zunehmender Wassersättigung:
Indikatorwert der simulierten Bodenatmosphäre.
In: Jahrestagung der DBG 2009: Böden - eine endliche Ressource, September 2009, Bonn.
Kurzfassung
Im Falle nicht-äquimolarer Gasflüsse oder geringer Luftporenvolumina, wie sie typischerweise in Böden nahe der Wassersättigung auftreten, erlaubt das Fick'sche Gesetz oftmals keine adäquate Modellierung des Gastransportes. Das Dusty-Gas-Modell bildet die im Gasraum ablaufenden Prozesse der molekularen Diffusion, der Advektion und des Knudsen-Übergangsregimes umfassend ab. Unberücksichtigt bleibt jedoch der parallele Diffusionspfad durch das Bodenwasser. Dessen Bedeutung haben wir für eine Multikomponentenatmosphäre durch eine Kombination des Dusty-Gas-Modell mit einem additiven Diffusionsterm in der wässrigen Phase für ein geometrisches Porenmodell quantifiziert. Exemplarische Modellierungen zeigen, dass in Bodenkompartimenten nahe der Wassersättigung sogar die einfache äquimolare Respiration zur erheblichen relativen Anreicherung von Inertgaskomponenten führen kann. Wegen des umfangreichen Parameterbedarfs erscheint jedoch auch für die Zukunft eine Modellierung konkreter Bodensituationen problematisch. Realistischer erscheint ein Monte-Carlo Ansatz um typische Konstellationen und ihr Signal in der Bodenatmosphäre zu identifizieren.
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