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Was ist der Wasserkreislauf?
Der Wasserkreislauf beschreibt die Existenz und Bewegung von Wasser auf, in und über der Erde. Das Wasser der Erde ist immer in Bewegung und verändert ständig seinen Zustand. Aufrechterhalten wird der Wasserkreislauf letztlich durch die Sonne und die Schwerkraft der Erde.
Vereinfacht gesehen sieht der Gesamtvorgang so aus: Aus dem Ozean und über dem Land verdunstet Wasser und gelangt so als Wasserdampf in die Atmosphäre. Hier kondensiert der Wasserdampf und fällt als Regen, Hagel oder Schnee wieder auf die Landoberflächen oder das Meer zurück.
Durch Verdunstung und Kondensation, Tauen und Gefrieren wandelt sich das Wasser in diesem Kreislauf ständig in verschiedene Aggregatzustände um, von flüssig zu gasförmig, von fest zu flüssig oder umgekehrt.
Der Wasserkreislauf existiert seit Milliarden von Jahren und alles Leben auf der Erde hängt davon ab, dass es weiter funktioniert. Die Erde wäre ohne sie ein trockener und lebloser Ort.
Verdunstung
Die Sonnenstrahlung erwärmt das Wasser von Seen, Flüssen oder dem Meer und bringt dadurch einen Teil davon zum Verdunsten. Das Wasser wechselt vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Dieser Vorgang heißt Verdunstung. Das Wasser wird weniger und weniger, vor allem dann, wenn die Wasserteilchen mit der Luft vom Wind davongetragen werden.
Als Verdunsten bezeichnet man den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand unterhalb der Siedetemperatur, als Verdampfen den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand bei Siedetemperatur. Wenn eine Temperatur von 100°C erreicht ist, siedet das Wasser und wird vollständig zu Wasserdampf.
Als Transpiration wird die Verdunstung von Wasser über die Blätter der Pflanzen, vor allem über deren regulierbare Spaltöffnungen, aber auch über deren übrige Außenhaut beschrieben.
Ein Spezialfall der Transpiration ist die Verdunstung von Pflanzenoberflächen, ohne dass das betreffende Wasser in den Boden gelangt, also z.B. durch Tau, oder Reifansatz an Pflanzen, oder dann direkt wieder in die Atmosphäre verdunstet.
Kondensation
Kondensation ist ein wichtiger Prozess im Zusammenhang mit dem Wetter. Kondensation ist der Übergang eines Stoffes vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand.
Es muss Wärmeenergie vorhanden sein, damit Wasser zu unsichtbarem Wasserdampf verdunstet. Dieser gasförmige Wasserdampf wird mit den übrigen Luftbestandteilen fort bewegt. Erst wenn diese feuchte Luft sich abkühlt und 100% relative Luftfeuchte bzw. Sättigung erreicht wird, also der Taupunkt erreicht ist, kommt es zur Kondensation.
Allerdings entstehen nur dann stabile Wassertröpfchen, wenn ausreichend Aerosole, winzig kleine Staubteilchen in der Luft vorhanden sind. Diese kleinen Partikel bieten den Wassermolekülen einen Landeplatz und weitere Wassermoleküle gesellen sich dazu. Es bildet sich um das Staubteilchen eine Wasserhülle. Diese Teilchen schweben in der Luft und viele von ihnen bilden zusammen die Wolken.
Dieses Phänomen lässt sich auch mit einem kühlen Getränk bei Raumtemperatur feststellen. Die Luft kondensiert an dessen Oberfläche – für uns zu sehen als Wassertröpfchen.
Wolken, Nebel, Tau und Raureif entstehen durch die Kondensation von Wasser aus der Luft. Das Gegenteil der Kondensation ist das Verdampfen, Sieden oder Verdunsten.
Niederschlag
Niederschläge sind ein wichtiges Glied im Wasserkreislauf. Unter diesem Begriff wird in der Meteorologie die Ausscheidung von Wasser aus der Atmosphäre bezeichnet, das den Erdboden in flüssiger (Regen) und/oder fester Form (Hagel oder Schnee) erreicht.
Niederschläge setzen voraus, dass die Luft sehr feucht ist und der Wasserdampf durch Abkühlung zu Tropfen kondensiert. Erreichen die Tröpfchen eine gewisse Größe, fallen sie als Niederschlag zu Boden.
Die Niederschläge speisen zum Teil das Grundwasser, andere Teile verdunsten oder laufen über die Oberflächengewässer ab. In den Polargebieten und in Hochgebirgen wird ein Teil der Niederschläge in fester Form als Eis gespeichert.
Jahreszeitliche und geographische Unterschiede sowie regionale Faktoren wie Wälder, Seen, Bodenart und Städte, haben Einfluss auf die Niederschläge.
Klimamodelle deuten seit einigen Jahren darauf hin, dass menschliche Aktivitäten Niederschläge wie Regen und Schneefall beeinflussen.