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und e beim Höhlenwetter im Vergleich zur Tagluft eine Bewegung
auslösen, können auch derartige Differenzen zwischen
einzelnen Höhlenräumen einen Austausch von Luft bewirken.
So ist die Luft im Satteldom in der Regel etwas trockener als dies
für die übrigen Höhlenteile der Fall ist. Ein
Abfluß der Luft nach unten wäre denkbar, doch ist mit
einer Überlagerung des Effekts durch den Höhlenwind zu
rechnen. Die theoretisch zu erwartende Strömungsgeschwindigkeit
ist sehr klein und mit einem normalen Schalenkreuzanemometer fast
nicht mehr messbar.
Die Zustandsänderung des Höhlenwetters kommt als Auslöser einer endogenen Wetterbewegung praktisch nicht in Frage, da die Differenzen der Zustandsvariablen zwischen den einzelnen Höhlenteilen zu klein sind.
Die wichtigste Triebfeder der endogenen Luftzirkulation ist die Kraftübertragung von turbulent fließendem Wasser auf die Höhlenatmosphäre. Sie kann durch alle größeren Fließgewässer bzw. bei Hochwasser stattfinden. Solche lokalen Luftströmungen finden sich vor allem am Achental (Abb. 7) und ganz signifikant in der Wasserfallkluft.
Abbildung: Das Achental bei erhöhter Schüttung
(Foto: G. Novak)
Ruhig strömendes Wasser weist eine ganz bestimmte Geschwindigkeitsverteilung auf. Die Strömung ist in der Mitte immer am größten, nimmt zu den Rändern ab und ist innerhalb des dünnen Wasserfilms, der unmittelbar auf der Begrenzungswand aufsitzt, gleich Null. Ursachen sind die Reibung des Wassers mit der Felswand und die Viskosität (innere Reibung) des Wassers. Dieses parabelförmige Strömungsprofil lässt sich mit dem HAGEN-POISEUILLE'SCHEN GESETZ (vgl. BARROW 1979: III./50 ff) analytisch beschreiben. Hierauf wird an dieser Stelle verzichtet, denn viel wichtiger ist der Umstand, dass dieses laminare (gleichmäßige) Fließen bei einer bestimmten Geschwindigkeit spontan in turbulentes Fließen umschlägt (WESTPHAL 1970: 165). Das nahe der Felswand fließende Wasser wird durch die Reibung abgebremst, das oberflächennahe jedoch weniger. Bei der kritischen Geschwindigkeit ist der Strömungsverlauf in diesen beiden gedachten Schichtpaketen so stark abweichend, dass sich die oberflächennahe, schnelle Schicht auf der langsamen Unterschicht überschlägt und Wirbel bzw. Luftvakuolen bildet.
Die Intensität der Kraftübertragung auf die Luft hängt noch davon ab, ob das Wasser durch einen Gang abwärts fließt (Achental) oder ob es in einen Schacht stürzt (Wasserfallkluft). Die initiierten Strömungssysteme der Luft in den beiden Fällen sind in Abb. 8 dargestellt.
Das Wasser des Achentals wird nach einer kurzen vadosen Fließstrecke von einem Siphon aufgenommen und dem Wasserfall zugeführt. Die Impulsübertragung der Wasserwirbel auf die Atmosphäre erfolgt in Fließrichtung, d.h. es wird nahe des Wasserspiegels ein Luftstrom erzeugt, der sich gleichsinnig zur Abflußbahn des Baches bewegt. Am Endsiphon wird ein Teil der Luft (zumindest bei Hochwasser) unter den Wasserspiegel gerissen (wobei die Luftblasen an der Höhlendecke das bekannte ,,phreatische Deckenmäander`` auskorrodieren), der größte Teil wird jedoch an der Wand nach oben gelenkt und fließt an der Höhlendecke zurück. Es wird also eine geschlossene, interne Luftzirkulation innerhalb des Ganges erzeugt.
In der Wasserfallkluft sind die Verhältnisse abweichend. Die Turbulenz ist natürlich viel größer und die eingeschlossenen Luftblasen können gegen ihren starken Auftrieb vom Wasser mit in die Tiefe gerissen werden. Die Luft wird von dem Gangfenster aus abgesaugt, wodurch ein deutlicher Wind erzeugt wird (Flackern der Karbidlampen!). Bei relativ kleiner Schüttung kann ein Teil der Luft nahe der Schachtwände wieder hochsteigen, doch bei Maximalschüttung werden die Luftblasen ganz mit dem Wasser mitgerissen und erst in der Nabelkluft wieder freigesetzt, was dort wiederum an dem starken Blubbern des Höhlenbachs erkenntlich ist. Es liegt diesmal ein Austausch zwischen verschiedenen Höhlenteilen vor.
Abbildung: Die Strömungssysteme im Achental und der
Wasserfallkluft
Die vom Wasser verursachten Windsysteme sind von lokaler Reichweite und in ihrer Intensität jenen temperaturgenerierten exogenen Luftströmungen unterlegen. Ihre Besonderheit liegt in der abweichenden Entstehung, der gleichbleibenden Richtung und dem anderen jahreszeitlichen Rhythmus.
dass die Richtung der Luftströmung immer gleich bleibt, ist nur zu logisch, da sich ja auch die Fließrichtung des Wassers nie umkehrt. Das ist ein wesentliches Kriterium im Vergleich mit den exogenen Faktoren.
Allerdings ist die Windstärke Schwankungen unterworfen, die mit der Änderung der Schüttung konform geht. In Abb. 9 sind die Niederschlagshöhen für die einzelnen Monate angegeben. Die Zunahme des Niederschlags mit der Höhe (BLüTHGEN & WEISCHET 1980: 306; ENDERS 1979: 49) kann unberücksichtigt bleiben, da es nicht auf die absoluten Zahlenwerte ankommt, wichtiger ist vielmehr die zeitliche Verteilung.
Abbildung: Jährliche Verteilung der
Niederschläge
Prinzipiell ist Juli der feuchteste Monat und Februar der trockenste. Durch die Temperaturverhältnisse auf der Höhe des Einzugsgebietes (ca. 1800 m ü. NN) allerdings, fallen die Niederschläge zwischen der zweiten Oktoberhälfte und der ersten Aprilhälfte hauptsächlich als Schnee an. Es tritt kaum Wasser in den Aquifer ein und erfahrungsgemäß fallen die Höhlenbäche im Winter fast trocken. Die Niederschläge werden also an der Oberfläche akkumuliert und erst ab Mitte April freigesetzt. Dies sind immerhin ungefähr 500 mm, wobei die flüssigen Niederschläge des Sommers noch dazu kommen. Zur Hauptzeit der Schneeschmelze (April bis Juni) stehen demnach große Wassermassen zur Verfügung und infolge dessen sind dann auch die Windstärken am größten!
Auf die Oszillation der Schüttung durch Schmelztemperatur bei
Tage und Nachtfrost wurde auf Seite 
hingewiesen, weshalb auch eine interdiurne
Periodizität der Wetterführung plausibel ist.
Es gilt nun zu überprüfen, warum die Ursachen der Luftzirkulation überhaupt in exogene und endogene Faktoren geschieden wurden, denn es zeigt sich doch auch bei den sog. endogenen Gesichtspunkten eine Korrelation mit dem Wettergeschehen in der Außenwelt.
Diese Trennung muss jedoch vom Standpunkt des Thermodynamikers aus vollzogen werden. Die Höhlenwetter (der gesamte gasförmige Höhleninhalt, also auch Wasserdampf) sind dabei das System und die freie Atmosphäre, das Deckgebirge, der feste und der flüssige (also auch in der Atmosphäre fein verteilte Wassertröpfchen) Höhleninhalt stellen die Umgebung dar.
Bei den exogenen Faktoren erfolgt immer ein (Wärme-) Energie- und ein Massentransfer gleichzeitig. Die Höhlenwetter korrespondieren direkt mit der Außenwelt.
Definition: Exogen verursachte Wetterführung setzt grundsätzlich ein offenes thermodynamisches System voraus.Die endogenen Faktoren erfordern nur eine mechanische Energieübertragung (Wasserkraft), während eine Massenänderung nicht stattfindet.
Definition: Endogen verursachte Wetterführung setzt grundsätzlich ein geschlossenes thermodynamisches System voraus.