Wie bereits am Anfang dieses Kapitels diskutiert wurde, sind die
Transportmechanismen für Gase, Impuls und Wärme gleich.
Konvektion führt zu einem Transport aller im Wasser vorhandenen
Stoffe und des Wärmeinhalts. Der wesentliche Unterschied liegt
im diffusiven Transport. Eine wichtige Grö\3e zum Vergleich der
Diffusionskonstanten verschiedener Tracer ist die
dimensionslose Schmidtzahl
Sie verknüpft die kinematische Zähigkeit 
(Diffusionskonstante für Impuls) mit der
Diffusionskonstanten
D des Tracers. Für Wärme wird sie meist als Prandtlzahl
Pr bezeichnet. Sie hängt gleicherma\3en von den Transporteigenschaften
des Mediums und des Tracers ab.
Messungen von [Jähne, 80] haben gezeigt, da\3 sich die
Windabhängigkeit der Transfergeschwindigkeit eines beliebigen
Tracers in Wasser wie folgt parametrisieren lä\3t:
mit den Konstanten 
und n. Dabei ist 
die
Schubspannungsgeschwindigkeit (4.13) in Wasser. Die
beiden Konstanten und n müssen experimentell bestimmt werden.
Die Abhängigkeit des Gasaustausches von der Windgeschwindigkeit
steckt in (Abschnitt 4.2.1). Der
erhöhte Beitrag des konvektiven Transportes eines Tracers
ergibt sich durch eine Zunahme der Schubspannungsgeschwindigkeit
mit steigender Windgeschwindigkeit. Zusätzlich findet bei
Schubspannungsgeschwindigkeiten von ca. 1.5cm/s ein Übergang des
Schmidtzahlexponenten von n = 2/3 auf n = 1/2 statt
([Bösinger, 86], [Jähne, 80]). Dies entspricht einer
Windgeschwindigkeit von ca. 9-10m/s. Es ist zu vermuten,
da\3
dabei eine Änderung der Transportmechanismen stattfindet, wobei durch
Bildung steiler Wellen der turbulente Transport verstärkt wird.
Der Zusammenhang (4.67) ergibt sich für alle drei Modelle der Grenzschicht durch geeignete Wahl der Modellparameter und liefert daher keinen Aufschlu\3 über die Transportmechanismen. Die Bedeutung von (4.67) liegt darin, die Transfergeschwindigkeit für beliebige Tracer zu parametrisieren.
Da Gleichung (4.67) für beliebige Tracer gültig
ist, ergibt sich durch Division der Gleichungen für zwei
verschiedene Tracer der Zusammenhang
Kennt man die Transfergeschwindigkeit eines Tracers und seine
Diffusionskonstante, so lä\3t sich die Transfergeschwindigkeit
eines beliebigen Tracers mit bekannter Diffusionskonstante
berechnen. Auf diesem Zusammenhang beruht das Me\3prinzip der
Controlled Flux Technique (CFT), die in dieser Arbeit
weiterentwickelt wurde:
Durch ein kurzzeitiges Aufheizen der Wasseroberfläche im oberen
Bereich der Grenzschicht wird eine Temperaturerhöhung erzeugt,
die anschlie\3end durch Wärmetransport in die Tiefe abgebaut
wird. Dies wird mit einer Infrarotkamera beobachtet (Kapitel
3). Die Zeitkonstante des Abklingvorgangs liefert
einen Schätzwert für die Zeitkonstante 
des
Transportvorganges. Über den Zusammenhang (4.65)
ergibt sich daraus direkt die Transfergeschwindigkeit 
für Wärme in Wasser. Diese kann mit (4.68)
in die Transfergeschwindigkeit eines beliebigen Gases 
umgerechnet werden:
Die folgende Tabelle zeigt die Schmidtzahlen von Wärme
in Wasser (Prandtlzahl) für verschiedene Wassertemperaturen
(aus [Jähne, 85]).
