Der Wasserkreislauf: Abfluss, Infiltration und Evapotranspiration

Der Wasserkreislauf: Abfluss und Infiltration

Wasser, das als Regen oder Schnee fällt, kann verdunsten, abfließen oder infiltrieren. Dies hängt ab von:

• Der Rate des Niederschlags (Intensität und Dauer)
• Dem Bodenwassergehalt (Bodenfeuchtegehalt)
• Der Hangneigung und Vegetation

Abfluss (Runoff)

• Ist der Abfluss von Niederschlagswasser zu Flüssen in tiefer gelegenen Gebieten.
• Dies geschieht, wenn die Infiltrationskapazität des Bodens überschritten wird.
• Bezieht sich auch auf Wasser, das ein Einzugsgebiet verlässt.

Arten des Abflusses

Infiltration

Absorption und Abwärtsbewegung des Wassers in den Bodenschichten.

Bodenfeuchte

Grundwasser

(2 bis 8 * 10⁶ km³)

• Wasser, das in Boden- und Gesteinsschichten (Aquiferen) gespeichert ist.
• Die Speicherung hängt von der Porosität und Durchlässigkeit des Grundwasserleiters ab.

Verunreinigung des Grundwassers

Mögliche Quellen der Grundwasserverunreinigung sind:

• Schlecht gewartete Benzin-Lagertanks
• Klärgruben
• Landwirtschaftliche Aktivitäten
• Abfalldeponien
• Bergbau
• Radioaktive Abfälle

Durchschnittliche Verweildauer eines H₂O-Moleküls im Wasserkreislauf

• Atmosphäre: 9 - 10 Tage
• Flüsse: 12 - 20 Tage
• Seen: 1 - 100 Jahre
• Grundwasserleiter: 300 Jahre
• Ozean: 3000 Jahre

Verdunstung (Evaporation)

• Der Prozess, bei dem flüssiges Wasser in gasförmigen Zustand übergeht.
• Erfordert, dass die Feuchtigkeit der Atmosphäre geringer ist als an der Oberfläche, damit Verdunstung stattfindet.
• Dieser Vorgang benötigt Energie (Verdunstung von 1 g H₂O bei 100 °C benötigt 540 cal).

Transpiration

• Prozess, bei dem Pflanzen Wasser durch die Spaltöffnungen verlieren.
• Es ist ein passiver Vorgang, der von der Luftfeuchtigkeit und dem Bodenwasser abhängt.
• Transpiration transportiert auch Nährstoffe aus dem Boden zu den Wurzeln und führt sie zu verschiedenen Pflanzenzellen.

Evapotranspiration (ET)

• Aktuelle oder reale ET: Die Menge Wasser, die im Laufe eines Jahres von der Bodenoberfläche (Evaporation) und durch das Pflanzengewebe (Transpiration) wieder in die Atmosphäre gelangt.
• Potenzielle ET: Die Evapotranspiration, die auf einer bewachsenen Oberfläche auftreten würde, wenn die Bodenfeuchte ausreicht, um die Transpiration der Vegetation uneingeschränkt zu ermöglichen.

Schätzung der Evapotranspiration

Die Schätzung der ET hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• Physikalische Faktoren:
  • Sonnenstrahlung
  • Temperatur
  • Luftfeuchtigkeit
  • Windgeschwindigkeit
• Biologische Faktoren:
  • Vegetationsbedeckung
  • Stomatäre Leitfähigkeit

Wussten Sie schon? 65% des Wassers, das als Niederschlag (Regen und Schnee) auf die Erde fällt, stammt aus Evapotranspiration.

Fragen zum Einfluss der Vegetation auf Niederschlagsmuster

• Wie könnte Vegetation die Niederschlagsmuster des Planeten beeinflussen?
• Wie könnten Niederschlagsmuster des Planeten beeinflusst werden, wenn es keine Vegetation gäbe?

a) Mit Vegetation
b) Ohne Vegetation

Verdunstungsrate

• Der Prozess, bei dem flüssiges Wasser in gasförmigen Zustand übergeht.
• Erfordert, dass die Feuchtigkeit der Atmosphäre geringer ist als an der Oberfläche, damit Verdunstung stattfindet.
• Dieser Vorgang benötigt Energie (Verdunstung von 1 g H₂O bei 100 °C benötigt 540 cal).

Transpiration

• Prozess, bei dem Pflanzen Wasser durch die Spaltöffnungen verlieren.
• Es ist ein passiver Vorgang, der von der Luftfeuchtigkeit und dem Bodenwasser abhängt.
• Transpiration transportiert auch Nährstoffe aus dem Boden zu den Wurzeln und führt sie zu verschiedenen Pflanzenzellen.

Evapotranspiration (ET)

• Aktuelle oder reale ET: Die Menge Wasser, die im Laufe eines Jahres von der Bodenoberfläche (Evaporation) und durch das Pflanzengewebe (Transpiration) wieder in die Atmosphäre gelangt.
• Potenzielle ET: Die Evapotranspiration, die auf einer bewachsenen Oberfläche auftreten würde, wenn die Bodenfeuchte ausreicht, um die Transpiration der Vegetation uneingeschränkt zu ermöglichen.

Schätzung der Evapotranspiration

Die Schätzung der ET hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• Physikalische Faktoren:
  • Sonnenstrahlung
  • Temperatur
  • Luftfeuchtigkeit
  • Windgeschwindigkeit
• Biologische Faktoren:
  • Vegetationsbedeckung
  • Stomatäre Leitfähigkeit

65% des Wassers, das als Niederschlag (Regen und Schnee) auf die Erde fällt, stammt aus Evapotranspiration.

Fragen zum Einfluss der Vegetation auf Niederschlagsmuster

• Wie könnte Vegetation die Niederschlagsmuster des Planeten beeinflussen?
• Wie könnten Niederschlagsmuster des Planeten beeinflusst werden, wenn es keine Vegetation gäbe?

a) Mit Vegetation
b) Ohne Vegetation

Überwachung des Niederschlags

Die Überwachung des Niederschlags zeigt, dass Pflanzen Wasser verdunsten, das den Boden nie erreicht.

Anthropogene Störung und Klimawandel

• Veränderung der Landnutzung führt zu Veränderungen des regionalen und globalen Klimas.
• Heizung und Emission anderer Gase erhöhen die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre.

Beschleunigung des Wasserkreislaufs