Der Wasserkreislauf. Die Grundgleichung des Wasserhaushaltes


Hausarbeit (Hauptseminar), 2013

18 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Hydrologie
2.1 Entstehung des Wassers
2.2 Wasservorkommen der Erde

3 Der Wasserkreislauf
3.1 Globaler Wasserkreislauf
3.2 Lokaler Wasserkreislauf

4 Der Wasserhaushalt
4.1 Allgemeine Wasserhaushaltsgleichung - Die Wasserbilanz

5 Anwendungsbeispiel Deutschland- Lokale Wasserbilanz.

6 Zusammenfassung

7 Literaturverzeichnis

1 Einleitung

Wasser ist ein wesentliches Element der Erde, welches Leben erst ermöglicht . Wir alle nutzen es täglich als Trinkwasser, zum Kochen oder zum Waschen. Meere und Seen sind Erholungsgebiete und werden in Transportsysteme eingebunden. Jedoch ist Wasser auch grundlegendes Element unseres Ökosystems.

F. Pfaff: „ Den Lauf des Wassers von den Bergen zu den Tälern, von dem Lande zum Meere sehen wir unaufhörlich vor unseren Augen sich vollziehen, und dennoch wird das Meer nicht voller und die Quellen und Ströme versiegen nicht. “ (zit. in Wilhelm 1997 ³ :13)

Doch wieso „wird das Meer nicht voller“ und wieso „versiegen die Quellen und Ströme nicht“?

Mit genau dieser Frage beschäftigt sich die folgende Hausarbeit.

Zunächst wird auf die allgemeine Hydrologie und die Wasservorkommen auf der Erde eingegangen. Darauf aufbauend wird das System des Wasserkreislaufes erklärt und die Unterschiede zwischen dem globalen und lokalen Wasserkreislauf werden verdeutlicht. Anschließend folgt der Bezug zum Wasserhaushalt, welcher anhand der Wasserbilanz noch einmal die Kompaktheit des Wassersystems demonstriert. Zum besseren Verständnis folgt nach der Erklärung des Wasserkreislaufsystems der Bezug auf Deutschland als Fallbeispiel.

2 Hydrologie

Im Normalfall tritt Wasser in flüssigem, gasförmigem und festem Zustand nahe der Erdoberfläche auf. In der Erdkruste kommt es als Kristallwasser vor, während es in der Atmosphäre frei beweglich ist und grundlegend für den Aufbau organischer Substanzen verantwortlich ist. Wasser ist eine farb- und geruchlose Flüssigkeit, die bei 0°C zu Eis erstarrt und bei 100°C siedet. Es ist die chemische Verbindung der Elemente Wasserstoff und Sauerstoff und ist die einzige, die als Gas, Flüssigkeit und Festkörper auf der Erde vorkommt. Von Wasser spricht man, wenn sich die Verbindung in flüssigem Aggregatzustand befindet.

Wasser ist das wichtigste Lösungsmittel der Erde. Ohne diese chemische Verbindung wären Stofftransporte nicht möglich. Außerdem wäre ohne Wasser der Temperaturausgleich zwischen den Äquatorial- und Polargebieten unmöglich (Wilhelm 1997³:7).

2.1 Entstehung des Wassers

Vor ca. 4 Milliarden Jahren konnte sich aufrgrund der starken Abkühlung der Erde eine feste Erdkruste bilden. Die Temperatur war so stark gesunken, dass die Gase der Atmosphäre sich niederschlugen und der Wasserdampf kondensierte und zum ersten Mal flüssiges Wasser, als Regen, auf die Erde traf. Über mehrere 100 Jahre soll es einen Dauerregen gegeben haben, durch den die ersten Flüsse und Meere entstanden. Hier begann auch der Wasserkreislauf, den wir heute noch auf der Erde haben.

Durch den Dauerregen wurden Mineralien aus den Gesteinen gewaschen, die zusammen mit den Mineralsalzen der Exhalationen der Vulkane über viele Milliarden Jahre angereichert wurden, sodass heute der Salzgehalt der Meere bei 3,3 - 3,7% liegt (Wechmann 1964:21-22, Wilhelm 1997³:10-11).

Zwei Arten von Wasser werden unterschieden: Das juvenile Wasser, ist das ganze frei bewegliche Wasser der Erde, welches aufgrund vulkanischer Tätigkeit aus dem Erdinneren an die Erdoberfläche gelangte. Dieses Wasser hat noch nicht am irdischen Wasserkreislauf teilgenommen. Juveniles gibt es in Meeren, Seen und Flüssen. Vadoses Wasser hingegen, sind Niederschläge aus der Atmosphäre, die bereits am Wasserkreislauf teilgenommen haben (Wilhelm 1997³:10-11, Hölting 19965:14).

2.2 Wasservorkommen der Erde

Die gesamte Wassermenge der Erde beträgt ca. 1.64 Milliarden km³. 0.25 Milliarden km³ der Gesamtwassermenge sind in der Gesteinsrinde chemisch gebunden. Mit ca. 1,386 Milliarden km³ nimmt der Anteil des frei beweglichen Wassers einen großen Anteil der Gesamtwassermenge ein.

361,2 Millionen km² der Erdoberfläche sind vom Meer bedeckt. Bei einer Größe der Erdoberfläche von 510,1 Millionen km² sind dies 70,8% Meeresfläche (Abbildung 1). Das bedeutet, nur 29,2% sind Landfläche. Die Meere fassen den größten Anteil der Wassermenge, 81,6% der gesamten Wassermenge (Abbildung 2) und sogar 97,5% des beweglichen Wassers. Das Festland und die Atmosphäre hingegen fassen nur 2,5% d

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 (eigene Darstellung)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 ( eigene Darstellung)

97,5% des gesamten beweglichen Wassers ist Salzwasser, nur 2,5% sind Süßwassermengen (Abbildung 3). Die größten Süßwasserspeicher sind das Eis der Gletscher (69,5%) und das unterirdische Süßwasser (30,1%).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 (eigene Darstellung)

Obwohl die Atmosphäre nur 12 900 km³ Wasser enthält, wird über diesen Speicher das jährliche Gesamtvolumen von 496 100 km³ des Wasserkreislaufs umgesetzt. Das bedeutet, dass der Wasserspeicher alle 9-10 Tage, durch Verdunstung und Kondensation, ausgewechselt werden muss, dieser Vorgang fordert großen Energieaufwand.

Die ungesättigte Zone über dem Grund- und Kluftwasser ist sehr bedeutsam für die Pflanzenernährung und für die Filtrierung des Niederschlagwassers.

Die gesamte Grundwassererneuerung fließt durch dieses Stockwerk (Wilhelm 1997³:11- 12, Coldewey/ Hölting 20097:5-8).

3 Der Wasserkreislauf

Der Kreislauf des Wassers beschreibt den Weg des Wassers in Abhängigkeit von Niederschlag, Verdunstung und Abfluss im Zusammenhang mit den Wasserspeichern der Erde. Feuchtigkeit, die von Luftmassen transportiert wird fällt als Niederschlag auf die Erdoberfläche. Ein Teil der Niederschläge verdunstet (Transpiration und Evaporation) und ein Teil fließt ab. Nach Auffüllung der Wasserspeicher, kann das Grundwasser an Quellen wieder heraustreten (Abbildung 4).Global betrachtet ist der Wasserkreislauf eine geschlossene Zirkulation des Wassers. Werden hingegen nur Teilräume (lokal) beobachtet, spricht man von offenen Systemen (Hölting 19965:15, Gebhardt et al. 2011²:570).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4

(GeoDZ:o.A., bearbeitet)

3.1 Globaler Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf zwischen den Wasserspeichern der Ozeane, der Atmosphäre und der Landoberfläche wird als globaler Wasserkreislauf („großer Wasserkreislauf“) bezeichnet.

Um die globale Wasserzirkulation nachvollziehen zu können, müssen die oben genannten Komponenten Niederschlag, Verdunstung und Abfluss differenziert werden:

Niederschlag beschreibt Wasser in seinen unterschiedlichen Aggregatzuständen.

[...]

Ende der Leseprobe aus 18 Seiten

Details

Titel
Der Wasserkreislauf. Die Grundgleichung des Wasserhaushaltes
Hochschule
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Note
2,0
Autor
Jahr
2013
Seiten
18
Katalognummer
V341416
ISBN (eBook)
9783668310773
ISBN (Buch)
9783668310780
Dateigröße
1109 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
wasserkreislauf, grundgleichung, wasserhaushaltes
Arbeit zitieren
B.Sc. Loisa Welfers (Autor:in), 2013, Der Wasserkreislauf. Die Grundgleichung des Wasserhaushaltes, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/341416

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