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Der Wasserkreislauf im Ökosystem beschreibt den Transport von Wasser. Dabei zirkuliert es zwischen dem Festland und dem Meer. Heutzutage nimmt der Mensch auf vielfältige Weise Einfluss auf den Wasserkreislauf. Gerade in der Industriebranche können Unfälle mit Giftstoffen entstehen. Durch den Ablauf des Wasserkreislaufes können sich Giftstoffe in kurzer Zeit in der Umwelt verteilen.
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Team Wasserkreislauf Biologie Lehrer
Auf unserem Planeten gibt es viele Orte, an denen Wasser gespeichert werden kann. Seen, Gletscher, Flüsse und Ozeane bedecken den Erdboden mit einer Fläche aus Wasser. Die Sonne erwärmt das Wasser, indem ihre Lichtstrahlen auf die Gebiete fallen. Das hat zur Folge, dass ein Teil des Wassers an der Oberfläche verdunstet. Dadurch entsteht die sogenannte Luftfeuchtigkeit.
Wusstest du, dass etwa 75 % der Erde mit Wasser bedeckt sind? Dabei nehmen die Weltmeere ungefähr 71 %, Gletscher mit gefrorenem Wasser 3 %, und Flüsse und Seen 1 % der Erdoberfläche ein.
Durch Windbewegungen an der Erdoberfläche wird die feuchte Luft in Richtung des Festlandes geweht. Der Großteil der Verdunstung von Wasser findet nämlich in den offenen Ozeanen statt. Sobald feuchte Luft auf andere Luftschichten, die kälter sind, trifft, steigt diese nach oben. Dieses Geschehen wird dann als Warmfront bezeichnet. Je höher die Luft dabei hinaufsteigt, desto mehr kühlt sie sich ab.
Kalte Luft ist nicht in der Lage, viel Wasserdampf aufzunehmen. Als Folge kondensiert der Wasserdampf und es bilden sich Wolken. Ab einer gewissen Menge können die Wolken die kondensierten Tröpfchen nicht mehr halten und es fängt an zu regnen.
Fällt der Regen über dem Meer, schließt sich der Kreislauf direkt. Wenn der Regen über dem Festland fällt, versickert das Wasser zuerst im Grundwasser, und wird auf diesem Wege zurück in Flüsse, Seen oder Meere geleitet. Auch Pflanzen profitieren von dem gefallenen Regen, indem sie das Wasser über ihr Wurzelwerk aufnehmen.
So funktioniert der Wasserkreislauf weltweit. Zwar ist die vorhandene Wassermenge an verschiedenen Orten unterschiedlich, doch der grundlegende Prozess des Kreislaufs verändert sich nicht, egal ob in Deutschland oder anderen Orten der Welt. Das Besondere an diesem Kreislauf ist, dass kein Wasser verloren geht. Es wechselt lediglich seine Aggregatzustände zwischen gasförmig, fest und flüssig. Die treibende Kraft des Wasserkreislaufs ist dabei die Energie der Sonne.
Mit der Wasserhaushaltsgleichung ist es möglich, die einzelnen Komponenten des Wasserhaushalts zu bestimmen. Es gibt verschiedene Unterteilungen, in welche man die einzelnen Variablen noch weiter untergliedern kann.
Verdunstung: Kann weiter unterteilt werden in Transpiration und Evaporation.
Die Transpiration beschreibt das Verdunsten von Wasser über Spaltöffnungen der Pflanze. Die Evaporation beschreibt die Verdunstung von unbewachsenen Oberflächen und der Wasseroberfläche.
Abfluss: Kann unterteilt werden in Oberflächenabfluss, Zwischenabfluss und Grundwasserabfluss
Der Oberflächenabfluss beschreibt den Abfluss auf der Geländeoberfläche. Zwischenabfluss beschreibt den Abfluss von Flüssigkeiten im Boden oberhalb einer stauenden Grenzschicht und Grundwasserabfluss beschreibt den Abfluss auf Höhe des Grundwassers.
Meistens reicht jedoch diese vereinfachte Gleichung aus:
Die erweiterte Wasserhaushaltsgleichung ist komplexer und berücksichtigt weitere wichtige Faktoren:
Den Wasserspeicher zu berücksichtigen hat den Vorteil, dass auch berücksichtigt wird, dass das Wasser nicht dauerhaft in Bewegung sein muss. Boden, Grundwasserspeicher und auch Blattoberflächen können das Wasser zeitweise speichern und erst versetzt weiter fließen lassen.
Je nachdem, welchen Faktor du ausrechnen willst, musst du die Gleichung entsprechend umstellen. Ebenso haben Klima, Landnutzung und Vegetation Einfluss auf die Formel. In heißen Gebieten ist die Verdunstung stärker als in kühleren Landschaften. Das hat zur Folge, dass weniger Wasser, ohne vorher wieder zu verdunsten, für Grundwasser und Abflusswasser zur Verfügung bleiben.
Der Mensch greift seit Jahrzehnten in das Ökosystem ein. Damit nimmt er auch Einfluss auf den natürlichen Wasserkreislauf. Im Gewässerbett verändern Schutzeinrichtungen gegen Überflutungen, Kraftwerke (Wasserkraftwerk) oder Stauanlagen den Durchfluss von Gewässern. Das verhindert auch die Sedimentation von Mineralien, welche gerade für Lebewesen lebensnotwendig sind.
Unter Sedimentation versteht man das Absetzen von unlöslichen Feststoffen am Boden eines Behälters oder Gewässern.
Stauseen haben Einfluss auf die Grundwasseransammlung. Außerdem besteht an den künstlich angelegten Seen eine natürlich hohe Verdunstung, die an diesen Ortschaften normalerweise in diesem Ausmaß nicht zu finden wäre. Begradigungen von Flüssen und anderen Fließgewässern begünstigen eine schnellere Durchflussgeschwindigkeit.
Ebenso hat der Mensch auch direkten Einfluss auf den Wasserkreislauf, da er zur Versorgung, Wasser aus den Gewässern entnehmen muss. Das kann zur Folge haben, dass das Wasser seinem eigentlich angestammten Gebiet entzogen wird, und an anderer Stelle wieder eingelassen wird. Auch Urbanisierungsprozesse und die Oberflächenversiegelung verändern das Abflussverhalten von Wasser. An betonierten Flächen ist es Regenwasser nicht möglich, ins Grundwasser zu gelangen.
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Wie erklärt man den Wasserkreislauf?
Der Wasserkreislauf beschreibt den Transport von Wasser. Dabei zirkuliert es zwischen dem Festland und dem Meer. Es wechselt dabei seine Aggregatzustände zwischen gasförmig, fest und flüssig.
Wie funktioniert der globale Wasserkreislauf?
Durch Sonneneinstrahlung wird Wasser an der Meeresoberfläche verdunsten. Die feuchte Luft steigt daraufhin auf, und wird durch den Wind in Richtung Festland geweht. Es entstehen Wolken, die nach einer gewissen Zeit Regen ablassen. Das Regenwasser gelangt über Flüsse oder Grundwasser zurück ins Meer.
Wie funktioniert der Wasserkreislauf der Natur?
Durch Sonneneinstrahlung wird Wasser an der Meeresoberfläche verdunsten. Die feuchte Luft steigt daraufhin auf, und wird durch den Wind in Richtung Festland geweht. Es entstehen Wolken, die nach einer gewissen Zeit Regen ablassen. Das Regenwasser gelangt über Flüsse oder Grundwasser zurück ins Meer.
Wie wird der Wasserkreislauf angetrieben?
Die Sonne und die Schwerkraft trieben den Niederschlag, die Verdunstung und den Abfluss an, aus welchem der Wasserkreislauf besteht.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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