Das ENSO-Phänomen

Wasserkreislauf

Auch hydrologischer Kreislauf; vereinfacht der Weg des Wassers, den es im System Erde vom Meer über die Verdunstung, den atmosphärischen Transport von Wasserdampf und den Niederschlag zum Land sowie über die Flüsse zum Meer nimmt, maßgeblich hervorgerufen durch Sonneneinstrahlung und Schwerkraft.

Dieser modellhaft vereinfachte Wasserkreislauf erfasst jedoch nicht die Hauptmasse des Wasserumsatzes. Dieser geht vielmehr über dem Meer selbst vor sich, wobei der größte Teil des verdunstenden Wassers als Niederschlag auf das Meer zurückkehrt. Nur ein verhältnismäßig geringer Teil des Wassers wird zwischen Meer und Landflächen ausgetauscht. Der Umsatz über den Landflächen ist etwas größer, aber erreicht bei weitem nicht denjenigen über dem Meer. Für den Menschen ist der Wasserumsatz über dem Land besonders wichtig, weshalb er meist für sich betrachtet wird. Der Wasserkreislauf über den Landflächen ist komplizierter. Er teilt sich in ungezählte Einzelkreisläufe auf, die sowohl zeitlich als auch räumlich verschiedene Werte annehmen. Der Wasserkreislauf selbst besteht aus vielen Teilprozessen, wie Verdunstung, Kondensation, Sublimation, Niederschlag, Deposition, Interzeption, Abfluss, Infiltration, Evapotranspiration, Ablation u.w.

Die Atmosphäre spielt bei der Umverteilung des Wassers zwischen den Reservoiren Ozean und Land die zentrale Rolle. Sie nimmt das von den beiden anderen Reservoiren verdunstete Wasser auf, wandelt es in Wassertröpfchen oder Eiskristalle um und transportiert es über weite Strecken vom Ozean aufs Land oder umgekehrt. Dort fällt es dann in fester oder flüssiger Form aus der Atmosphäre wieder heraus. Während über dem Ozean die Verdunstung den Niederschlag übertrifft, ist es über dem Land umgekehrt. Netto transportiert die Atmosphäre also Wasser vom Ozean Richtung Land, und zwar etwa 9 % des über dem Ozean verdunsteten Wassers. Das hat zur Folge, dass etwa 35 % des über Land fallenden Niederschlags verdunstetes Ozeanwasser ist, das über die Atmosphäre herantransportiert wurde.

Die mittlere Verweilzeit des verdunsteten Wassers in der Atmosphäre liegt bei etwa 10 Tagen.

Initiale Größen im Wasserkreislauf sind Verdunstung bzw. Sublimation, über die das Wasser als Wasserdampf in die Atmosphäre gelangt und dort im Rahmen der atmosphärischen Zirkulation horizontal transportiert werden kann. Dabei ist vor allem die Troposphäre in den Wasserkreislauf eingebunden, da aufsteigender Wasserdampf in der Regel vor Erreichen der Tropopause kondensiert und in Form von Niederschlag ausfällt. Aufgrund regional unterschiedlicher Wasserverfügbarkeit und Verdunstungsraten unterliegt der Wasserkreislauf deutlichen raum-zeitlichen Schwankungen.

Das Niederschlagswasser trifft zunächst, wenn keine Überbauung, nackter Erdboden oder Felsflächen vorliegen, auf die Vegetationsdecke, wo ein Teil des Niederschlages zurückgehalten wird und von dort entweder direkt wieder verdunstet oder zum Teil verzögert auf den Erdboden gelangt.

Nach der Infiltration in den Erdboden füllt das Niederschlagswasser zunächst die Bodenwasservorräte wieder auf. Überschüssiges Wasser wird in tiefere Bereiche abgeleitet. An der Bodenoberfläche erleidet das Wasser wieder Verluste durch den Verdunstungsprozess. Beim weiteren Eindringen des Wassers in den Boden gelangt das Wasser entweder in das Grundwasser oder an weniger durchlässige Schichten. An letzteren wird es zunächst gestaut und bewegt sich unter dem Einflus der Schwerkraft und dem Potentialgradient parallel zu der weniger durchlässigen Schicht dem Weg des größten Gefälles folgend. Dabei fließt es oft hangparallel und tritt entweder zeitlich verzögert an der Oberfläche oder in einem Vorfluter wieder aus oder es erreicht das Grundwasser. Nach Ein- bzw. Austritt des Wassers in den Vorfluter folgt es dem größten Gefälle und es kommt zur Bildung des Abflusses im offenen Gerinne. Hier bewegt es sich, dem Gefälle folgend, dem Meer oder einem See zu.

Größere Wassermassen können über längere Zeitabschnitte auf der Erdoberfläche in Form von Schnee und Eis gespeichert werden, wenn die Lufttemperatur unter dem Gefrierpunkt liegt.

Insgesamt kommt dem großen Wasserkreislauf eine zentrale Bedeutung für den Wärme- und Energiehaushalt der Erde zu.

Auch kann der Wasserkreislauf als eine riesige Destillationsanlage betrachtet werden, da ständig aus Salzwasser, das für die Festlandsbereiche lebenswichtige Süßwasser produziert wird. Zusätzlich dient er durch Auswaschungsprozesse (Rain-out- oder Wash-out-Prozess) von Luftbeimengungen dem Selbstreinigungsprozess der Atmosphäre.

Einfaches Schema des Wasserkreislaufs Unter dem Begriff Wasserkreislauf versteht man den Transport und die Speicherung von Wasser auf globaler wie regionaler Ebene. Hierbei wechselt das Wasser mehrmals seinen Aggregatzustand und durchläuft die einzelnen Sphären des Systems Erde wie Hydrosphäre, Pedosphäre, Lithosphäre, Biosphäre und Atmosphäre. Die Zirkulation des Wassers vollzieht sich in vereinfachter Vorstellung zwischen Meer und Festland. Im Wasserkreislauf geht kein Wasser verloren, es ändert nur seinen Zustand. Diese Zustände werden durch die Wasserhaushaltsgrößen vertreten und folglich im Wasserhaushalt bilanziert. Für den Wasserdampftransport sind atmosphärische Zirkulationssysteme von entscheidender Bedeutung, z.B. die tropischen Monsune und subtropischen Passate in den niederen Breiten und in den mittleren und höheren Breiten die durch den Jetstream gesteuerten Zugbahnen der Tiefdruckgebiete. Der Wasservorrat der Erde bleibt dabei letztendlich konstant. Quelle: USGS / Wikipedia