Dusty-Gas-Modell und gelöster Gastrans­port bei zunehmender Wassersättigung: Indikatorwert der simulierten Bodenatmo­sphäre

Abstract

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