Wasserkreislauf

Geschlossener Stofffluß des Wassers auf der Erde.

Schematische Darstellung des globalen Wasserkreislaufs

Antrieb des Wasserkreislaufs und Rolle des Wasserdampfs

Angetrieben wird der Wasserkreislauf durch die Strahlung der Sonne, die Wasser über den großen Flachen der Ozeane verdunstet. Geschlossen wird der Kreislauf über die Wolkenbildung aus dem Wasserdampf, den Transport des Wassers in Form von Wolken z.B. über das Festland, das Abregnen der Wolken, und auf dem Festland nachfolgend durch Flüsse und Grundwasserströme, die sich letztendlich in den Ozeanen wieder sammeln.

Der Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre und die Wolkenbildung sind maßgeblich beteiligt am Strahlungshaushalt der Erde:

  • Der Wasserdampf ist ein Treibhausgas, bei erhöhter Konzentration
    desselben in der Erdatmosphäre kann ein erhöhter Anteil der Strahlung
    dort als Wärmeenergie verbleiben.
  • Mit einer Zunahme der Wasserdampfkonzentration kann auch die Wolkenbildung
    verstärkt werden, durch diese Wolken wird aber zum einen wieder mehr
    Strahlung schon in
    der Höhe der Wolken wieder in den Weltraum reflektiert, kann also nur noch
    in geringerem Maße zur Erwärmung der Erdatmosphäre beitragen,
    zum anderen kann Infrarotstrahlung and der Unterseite der Wolken wieder
    zur Erde zurückreflektiert werden, damit eine Erwärmung der Erde
    bewirken.

Veranschaulichung der Wassermengen und des theoretischen Potentials der Wasserkraft

Zur Vergegenwärtigung dieser Wassermengen stelle man sich vor, daß das Wasser, welches verdunstet wird, aus dem Meer erst einmal aufsteigt. Diesem Wasserstrom gebe man einen Quadratkilometer Querschnitt. Dann müßte
er mit einer Geschwindigkeit von 50 Stundenkilometern aus dem Meer herausströmen. Würde das Wasser nicht verdunsten, wäre die obere Kante der Wassersäule nach einer Minute um 780 Meter gestiegen, nach einer Stunde schon jenseits der Stratosphäre, in einer Höhe von knapp 50 Kilometern, nach einem Jahr hätte sie den Mond erreicht!

Könnte man nun den Regen in 4000m Höhe auffangen und Wasserturbinen in Meereshöhe zuführen, wäre die elektrische Leistung, die über Wasserkraftwerke erzeugt werden könnte, etwa 50000GW, im Vergleich dazu nimmt sich die weltweit benötigte elektrische Leistung von 1400GW eher bescheiden aus. Daß derzeit nur etwa 280GW elektrischer Leistung mithilfe der Wasserkraftnutzung erzeugt werden, liegt daran, daß dafür nur über das Festland abfließendes Wasser bei einer wesentlich geringeren
Höhendifferenz zur Verfügung steht.