Wie kühlen Pflanzen unsere Luft?

Das Klima der Erde wird durch menschliches Handeln erheblich verändert, und Entwaldung spielt dabei eine wesentliche Rolle.

Evapotranspiration ist der Prozess, bei dem Wasser vom Land in die Atmosphäre übertragen wird. Dies geschieht durch Verdunstung aus dem Boden und anderen Oberflächen sowie durch Transpiration von Pflanzen. Das Verständnis der Evapotranspiration unterstreicht die Bedeutung von Pflanzen für die Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts und die Notwendigkeit, die natürliche Vegetation zu schützen.

Dieses Video lässt sich leicht in den Sachkunde- und Geografieunterricht integrieren. Lehrkräfte können es als Grundlage für Diskussionen und Aktivitäten nutzen, die sich mit den Auswirkungen menschlichen Handels wie Urbanisierung, Industrialisierung, Holzgewinnung und nachhaltigen Lösungen befassen.

Das Projekt ist interdisziplinär angelegt und integriert Konzepte aus der

• Mathematik (Präsentation von Ergebnissen und Datenanalyse),
• Kommunikationsfähigkeiten (Kommunizieren und Schreiben über Umweltthemen),
• Sozialkunde (Verständnis der Auswirkungen der Entwaldung auf verschiedene Regionen und Gemeinschaften)
• und Physik (physikalische Zustände von Stoffen und Veränderungen des physikalischen Zustands). 

Die Schüler*innen entwickeln die Fähigkeit zum kritischen Denken, Kommunikationsfähigkeiten und Umweltbewusstsein.

Die Evapotranspiration ist ein Prozess, der Verdunstung und Transpiration kombiniert. Verdunstung tritt auf, wenn Wasser im Boden von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergeht und in die Atmosphäre gelangt. Transpiration tritt bei Pflanzen auf, wenn sie Wasserdampf durch ihre Blätter an die Luft abgeben. Das verlorene Wasser wird durch Wasser ersetzt, das die Pflanze über ihre Wurzeln aus dem Boden aufnimmt und in der gesamten Pflanze verteilt. Dieser essenzielle Prozess ist Teil des Wasserkreislaufs, da er Wasser in die Atmosphäre zurückführt, was zur Bildung von Wolken und Niederschlägen führt.

Verdunstung ist der physikalische Prozess, bei dem Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergeht. Damit die Verdunstung stattfinden kann, müssen einige Moleküle auf der Oberfläche der Flüssigkeit genügend Energie erhalten, um die Anziehungskräfte zwischen ihnen zu überwinden und als Dampf in die Luft zu entweichen. Diese Energie wird der Umgebung entnommen. Wenn also die Wassermoleküle verdampfen, nehmen sie diese Wärmeenergie mit und die Verdunstung hat einen kühlenden Effekt. Ein geläufiges Beispiel dafür ist das Gefühl der Kühle, das wir beim Schwitzen empfinden: Die Verdunstung von Schweiß auf der Haut entzieht dem Körper Wärme und trägt so dazu bei, dass wir kühl bleiben.

Zur Architektur einiger Häuser gehört ein zentral gelegener Brunnen in einem Innenhof, wie z. B. typischerweise bei Häusern in Südspanien oder Marokko, dessen Zweck es ist, die Temperatur an heißen Tagen zu senken.

Die Evapotranspiration beeinflusst das Klima, da sie vor allem an heißen Tagen eine kühlende Wirkung auf die Luft hat und die Luftfeuchtigkeit erhöht, was zu einer größeren Niederschlagswahrscheinlichkeit führt.  Das Verständnis der Evapotranspiration unterstreicht die Bedeutung von Pflanzen für die Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts und die Notwendigkeit, die natürliche Vegetation zu schützen.

Entwaldung wirkt sich auf das lokale und globale Klima aus und führt zu einem Verlust der biologischen Vielfalt. Urbanisierung, Industrialisierung, Holzgewinnung und das Abholzen von Bäumen, um Felder für Getreide und Weideland für Vieh zu schaffen, sind weltweit die Hauptursachen für Entwaldung. Diese Maßnahmen führen wiederum zu einer Abnahme der Transpiration und einer Erhöhung der Umgebungslufttemperatur.

• Die Schüler*innen können eine Erweiterung dieses Experiments durchführen und die Menge an Wasser messen, die sich an Tagen mit unterschiedlichen Durchschnittstemperaturen (an einem wärmeren Tag und an einem kühleren Tag) auf den Blättern der Pflanzen sammelt.
• Fortgeschrittene Lerner*innen können die Temperatur der beiden Thermometer alle 5 Minuten messen. Dadurch entsteht ein detaillierteres Temperaturprofil.
• Fortgeschrittene Lerner*innen könnten das Experiment erweitern, indem sie Temperaturänderungen (in nassen und trockenen Wattepads) bei verschiedenen Wetterbedingungen, an wärmeren oder kälteren Tagen, an Tagen mit mehr oder weniger Wind, in der Sonne und im Schatten messen. Auf diese Weise können sie versuchen zu schlussfolgern, was die Verdunstung von Wasser beschleunigt.

Mit diesem Experiment entdecken und erforschen Kinder nicht nur die Auswirkungen des Klimawandels, sie können auch dazu angeregt werden, Berufe im Bereich des Umweltschutzes kennenzulernen und für sich in Betracht zu ziehen. Beispielsweise versuchen Umwelt- und Klimawissenschafler*innen oder Landschaftsarchitekt*innen, den Klimawandel zu verstehen und Lösungen zum Klimaschutz zu finden.

Umweltwissenschaftler*in

Umweltwissenschaftler*innen untersuchen, wie sich natürliche Elemente wie Bäume auf Ökosysteme und das lokale Klima auswirken und wie die Natur geschützt werden kann. Dazu entscheiden sie zunächst, was sie genauer untersuchen möchten, und planen dann, wie sie Informationen erhalten. Beispielsweise sammeln sie Proben aus der Luft, aus dem Boden und aus Wasser, um zu ermitteln, was sich darin befindet. Durch die Analyse dieser Proben gehen sie Umweltproblemen auf den Grund, die Pflanzen, Tieren oder Menschen schaden könnten.

Wenn sie ein Problem finden, denken Umweltwissenschaftler*innen darüber nach, wie sie es beheben oder verhindern können, dass es wieder auftritt. Sie teilen das, was sie lernen, auch mit anderen, wie z. B. Regierungvertreter*innen, Unternehmen und Gemeinden, damit jeder dazu beitragen kann, die Umwelt zu schützen. Um sicherzustellen, dass jede*r ihre Ergebnisse versteht, schreiben Umweltwissenschaftler*innen Berichte, in denen sie ihre Entdeckungen und Ideen zum Schutz der Natur erläutern.

Klimawissenschaftler*in

Klimawissenschaftler*innen untersuchen die Veränderungen des Klimas der Erde im Laufe der Zeit und wie sich diese Veränderungen in Zukunft auf den Planeten auswirken könnten. Dazu sammeln sie Informationen über die Luft, die Ozeane und das Land, um zu sehen, wie sie sich verändern. Einige Wissenschaftler*innen erstellen Computermodelle, die berechnen, wie sich das Klima in Zukunft entwickeln könnte. Andere entwickeln spezielle Geräte, mit denen zum Beispiel Temperaturen oder der Meeresspiegel gemessen werden können. Viele Klimawissenschaftler*innen arbeiten daran, Wege zur Bekämpfung des Klimawandels zu finden, und geben der Politik Ratschläge zum Umweltschutz. Einige unterrichten auch Studierende oder halten Vorträge, um zu vermitteln, was man für den Schutz des Planeten tun kann.

Landschaftsarchitekt*in

Landschaftsarchitekt*innen entwerfen Gärten, Parks und andere öffentliche Grünflächen und setzen Bäume und Begrünung strategisch ein, um Schatten zu spenden, Hitze zu reduzieren und nachhaltigere Umgebungen zu schaffen.

Video Landespflege und Umweltgestaltung