Wasserkreislauf

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Unter dem Begriff Wasserkreislauf versteht man den Transport und die Speicherung von Wasser. Das Wasser wechselt hierbei seinen Aggregatzustand und durchläuft einzelne Erdsphären wie die Biosphäre, die Atmosphäre, die Hydrosphäre und die Lithosphäre. Dabei geht das Wasser nie verloren, sondern ändert nur seinen Zustand.


Wasser kommt auf der Erde in allen drei Aggregatzuständen vor. In der Atmosphäre findet man Wasser in Form von Wasserdampf in einem gasförmigen Zustand. Auf der Erdoberfläche gibt es flüssiges Wasser in den Gewässern sowie festes Wasser in Form von Eis und Schnee in Gletschern und Polarkappen. Das natürliche Wasser ist nie chemisch rein, sondern enthält neben gelösten Gasen wie Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid auch noch gelöste Mineralsalze und organische Verbindungen.


Verschiedene, miteinander verbundene Prozesse sorgen für den Erhalt unseres Süßwassers auf der Erde. Das Wasser wird zwischen der Erdoberfläche, dem Grundwasser und der Atmosphäre immer wieder ausgetauscht. Diese Prozesse bilden den Wasserkreislauf.


  • Wasser wird durch den Wasserkreislauf transportiert und gespeichert. Es wechselt hierbei seinen Aggregatzustand und durchläuft verschiedene Erdsphären.
  • Der Wasserkreislauf sorgt für den Erhalt des Süßwassers auf der Erde.



Warum ist Wasser für uns Menschen so wichtig?


Wasser ist ein lebensnotwendiger Stoff, der die Existenz von Pflanzen, Tieren und Menschen ermöglicht. Unsere Erdoberfläche ist zu etwa 71 Prozent mit Wasser bedeckt. Es scheint also mehr als genug Wasserreserven zu geben. Dem ist jedoch nicht so.


Über 97 Prozent des Wassers befindet sich nämlich als Salzwasser in den Weltmeeren und kann nicht als Trinkwasser genutzt werden. Nur etwa 3 Prozent des Wassers ist Süßwasser und davon befinden sind wiederum etwa 78 Prozent eingefroren in Gletschern. Die Süßwassermenge, die zur Gewinnung von Trink – und Brauchwasser genutzt werden kann, ist also ziemlich gering und wäre schon ausgeschöpft, wenn sie nicht ständig durch den Wasserkreislauf der Erde erneuert würde.


Ein Teil des Wassers befindet sich also in einem endlosen Kreislauf zwischen Atmosphäre und Land und Meer. Prozesse wie Verdunstung, atmosphärischer Wasserdampftransport, Niederschlag und Abfluss spielen für den Wasserkreislauf eine entscheidende Rolle.


Der Wasserkreislauf stellt ein gewaltiges Transportsystem dar, bei dem die Sonne den Motor oder Antrieb darstellt und die Atmosphäre die Wärmekraftmaschine.  


  • Wasser ist ein lebensnotwendiger Stoff für jede Art von Leben, daher ist es wichtig, dass die Reserven nicht aufgebraucht werden.
  • Nur weniger als 3 Prozent des Wasservorkommens ist für den Menschen nutzbares Süßwasser.
  • Das Transportsystem des Wasserkreislaufes wird von der Sonne angetrieben.



Wie funktioniert der natürliche Wasserkreislauf?


Der natürliche Wasserkreislauf, der von der Sonne angetrieben wird, ist essentiell für die Erhaltung des Süßwassers auf der Erde. Es finden folgende miteinander verbundene Prozesse statt:



Verdunstung und Kondensation im Wasserkreislauf


Durch die Einstrahlung der Sonne verdunsten Oberflächenwässer aus Flüssen oder Seen  und kondensiert in der Atmosphäre zu Wolken. Dieser Prozess wird auch Evaporation genannt. Er beschreibt die Verdunstung von Wasser auf unbewachsenem Land oder von Wasseroberflächen.


Das Wasser steigt in gasförmiger Form von der Erdoberfläche auf und es bilden sich Eiskristalle oder Wassertröpfchen, die in Form von Wolken oder Nebel in der Atmosphäre gehalten werden.



Transport in der Atmosphäre als Wasserdampf


Diese Eiskristalle oder Wassertröpfchen in den Wolken werden dann meist durch den Wind über große Entfernungen transportiert beziehungsweise verfrachtet.



Niederschläge


Wenn die Tröpfchen oder Kristalle eine bestimmte Größe erreicht haben, kommt es zu Niederschlag. Dieser existiert in flüssiger Form, also Regen oder in fester Form, also Schnee oder Hagel. Durch den Niederschlag gelangt das Wasser über Land oder Meer wieder zurück auf die Erde. Die Hauptmasse des Wasserumsatzes erfolgt auf dem Meer. Ein großer Teil des verdunsteten Wassers kehrt als Niederschlag wieder in das Meer zurück. Der Kreislauf schließt sich und kann von Vorne beginnen. Nur ein verhältnismäßig geringer Teil trifft auf Land. Dort passieren dann verschiedene Prozesse, je nachdem wo das Wasser landet.


  • Ein Teil des Wassers, das über dem Land runterkommt, kann oberirdisch abfließen und so über Flüsse oder Seen wieder ins Meer gelangen. Man nennt das auch Oberflächen – bzw. Zwischenabfluss.
  • Außerdem kann ein Teil des Wassers auch durch die Vegetationsdecke zurückgehalten werden, wird dort aufgefangen, gespeichert und verdunstet dann, ohne den Erdboden zu erreichen. Man nennt das Interzeption.
  • Infiltration bedeutet, dass das Wasser in Schnee oder Eis gespeichert wird und irgendwann in Form von Schmelzwasser zurück in das Meer gelangt. Dies stellt jedoch einen sehr langen Prozess dar, da in Gletschern oder Polargebieten gespeicherte Wässer lange dem Wasserkreislauf entzogen werden.



Transpiration als Teil des Wasserkreislaufs


Transpiration ist - anders als die Evaporation - die Verdunstung von Wasser über die Oberfläche von Pflanzen. Durch die Infiltration werden zunächst die Bodenwasserreserven aufgefüllt. Pflanzen benötigen dieses Bodenwasser und nehmen es mit ihren Wurzeln auf. Der Prozess wird Wurzelabsorption genannt. 


Durch das Pflanzensystem wird das Wasser an die Blattoberfläche transportiert und kann dort erneut verdunsten, also transpirieren. So wird also ein Teil des Wassers durch Transpiration wieder an die Luft abgegeben.



Versickerung und Rückfluss als Teil des Wasserkreislaufs


Dringt das Wasser weiter in den Boden ein, gelangt es in das Grundwasser fließt unterirdisch sehr langsam zurück in das Meer. Das wird auch Grundwasserabfluss genannt.


  • Im Wasserkreislauf finden viele miteinander verbundene Prozesse statt.
  • Zuerst verdunstet Oberflächenwasser durch die Sonneneinstrahlung. Dann bildet sich das gasförmige Wasser in der Atmosphäre zu Wolken oder Nebel und wird durch den Wind transportiert.
  • In Form von Niederschlag gelangt es wieder auf die Erde. Dort finden dann verschiedene Prozesse statt, je nachdem wo das Wasser landet.
  • Das Wasser gelangt entweder auf direktem Weg, über Oberflächenabfluss, Grundwasserabfluss oder Transpiration zurück ins Meer, wo der Kreislauf dann von Vorne beginnen kann.




via hhu.de

 


Der Einfluss des Menschen auf den Wasserkreislauf


Die durch den Menschen verursachten Eingriffe in den natürlichen Wasserkreislauf sind zahlreich. Durch den Bau von Asphalt und Beton zum Beispiel kann das Wasser kaum noch in den Boden versickern und trägt somit nicht zur Grundwasserneubildung bei. Durch die Abholzung von Waldflächen kommt es zu einer Zunahme des Oberflächenabflusses und der Boden wird erosionsanfälliger.


Durch die Wasserentnahme aus Flüssen, Seen und dem Grundwasser greift der Mensch außerdem in den natürlichen Wasserkreislauf ein. Das entnommene Wasser wird entweder als Trinkwasser gebraucht, oder für andere Zwecke genutzt. Man nennt es dann Brauchwasser.



Trinkwasser


Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel, von dem ein Mensch etwa 2-3 Liter täglich braucht.  Es sollte klar, geruchlos und geschmacksfrei sein und außerdem keine Krankheitskeime enthalten. In deutschen Haushalten liegt der durchschnittliche Trinkwasserverbrauch pro Tag pro Person bei circa 125 Litern.



Brauchwasser


Zum Beispiel für die Toilettenspülung, die Autowäsche oder die Gartenpflege kann weniger gut gereinigtes Wasser – man spricht hier von Brauchwasser - verwendet werden. Auch in der Wirtschaft wird dieses Wasser für verschiedene Prozesse, wie das Kühlen in Kraftwerken oder die Bewässerung der Landwirtschaft benötigt. Auch zur Herstellung von Produkten wie Fleisch oder Klamotten werden erhebliche Wassermengen verbraucht, was auf den ersten Blick nicht ersichtlich ist.


Beispiel: Wasserverbrauch in der Fleischproduktion

Zur Herstellung von einem Kilogramm Rindfleisch werden 15 000 Liter Wasser verbraucht.


Die Rückführung des Brauchwassers in die Gewässer führt zu Verschmutzungen und Umweltbelastungen. Die industriellen Abflüsse zum Beispiel können verschiedene Salze enthalten, die zu einer Versalzung der Flüsse führen können. Zum einen kann es dann zu einer Verunreinigung von Trinkwasserquellen kommen, zum anderen können die Lebensbedingungen der im Wasser lebenden Organismen beeinträchtigt werden.


  • Der Mensch greift zum Beispiel durch den Bau von Beton und Asphalt oder die Rodung von Wäldern erheblich in den natürlichen Wasserkreislauf ein.  
  • Zur Gewinnung von Trink – und Brauchwasser entnimmt der Mensch Wasser aus dem Wasserkreislauf. Bei Rückführung des Wassers kann dieses verschmutzt sein und zu einer Umweltverschmutzung führen.
  • Die Herstellung zahlreicher Produkte benötigt eine große Menge an Wasser.



Alles Wichtige zum Wasserkreislauf auf einen Blick!


  • Der Wasserkreislauf beschreibt den Transport und die Speicherung für Wasser und sorgt für den Erhalt des Süßwassers auf der Erde.


  • Das Wasser im Wasserkreislauf geht nie verloren, sondern wechselt seinen Aggregatzustand und durchläuft verschiedene Erdsphären.


  • Nur weniger als 3 Prozent des Wasservorkommens ist für den Menschen nutzbares Süßwasser.


  • Im Wasserkreislauf finden viele miteinander verbundene Prozesse wie Verdunstung und Kondensation, Transpiration oder Versickerung statt.


  • Zur Gewinnung von Trink – und Brauchwasser entnimmt der Mensch Wasser aus dem Wasserkreislauf. Bei Rückführung des Wassers kann dieses verschmutzt sein und zu einer Umweltverschmutzung führen.
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