beschrieben, der von der Transfergeschwindigkeit k \m-d~ 1 ], der dimensionslosen 
Löslichkeit ß und dem Konzentrationsunterschied zwischen Luft und Wasser, Cl - Cw 
\mmol C>2-m 5 ] abhängt. Die Dimension des Flusses F ist mmol 02-( m 2 'd~ 1 )■ 
2.2.2 Grenzflächenprozesse 
Modelle, die den Austausch des Gases über die Oberfläche einer Flüssigkeit 
beschreiben, existieren schon seit den 20er Jahren. Bei einem Modell handelt es sich um 
ein Filmmodell, das im Folgenden vorgestellt wird. Entscheidend für die Transfer 
geschwindigkeit von Gasen über die Grenzfläche sind die Vorgänge in der 
Grenzschicht. Turbulenter Transport, der eine effektive Durchmischung bewirkt, kann 
über die Phasengrenze zwischen Luft und Wasser nicht stattfinden, da die freie 
Weglänge der Turbulenz bei Annäherung an die Wasseroberfläche immer kleiner wird. 
Bei Annäherung an diese Phasengrenze wird deshalb der Transport durch molekulare 
Diffusion überwiegen. Daher wird der Gasaustausch durch molekulare Diffusion in der 
Grenzschicht bestimmt. 
Das Filmmodell 
Für die Beschreibung des Gasaustausches wurde von Whitman (1923) ein Zwei- 
Schichten-Modell (engl, „two layer model“) entwickelt. 
Im Zwei-Schichten-Modell setzt man die Existenz von zwei dünnen Schichten auf der 
Wasser- und Luftseite voraus, in denen keine Turbulenzen auftreten. In diesen 
Schichten gilt dann das Diffusionsgesetz. Der Modellansatz berücksichtigt das Henry- 
Dalton Gesetz und den Sauerstoff-Konzentrationsunterschied zwischen Luft und 
Wasser. Er ist unter anderem von Liss und Slater (1974) sowie von Liss und Merlivat 
(1986) zur Bestimmung des Gasaustausches verwendet worden. Abb. 2.3 skizziert die 
zu Grunde liegende ModellvorStellung. Das Modell besteht aus zwei Hauptschichten in 
der Luft und im Wasser (1 und 4), die gut durchgemischt sind und die jeweiligen 
Gaskonzentrationen Cl und Cw besitzen. Der Gastransfer zwischen Wasser und 
Atmosphäre wird durch das Konzentrationsgefälle zwischen beiden Phasen verursacht. 
Dabei treten zwei Mechanismen auf: molekulare Diffusion und turbulente Konvektion. 
Bei der Annäherung an die Phasengrenze überwiegt der Transport durch molekulare 
Diffusion. Dieser Bereich besteht aus zwei dünnen Filmschichten (in Abb. 2.3 als 2 und 
3 gekennzeichnet). Die oberste beliebig dünne Wasserschicht (3) befindet sich stets im 
Gleichgewicht mit der untersten aufliegenden Luftschicht (2).