Das Wasserkreislauf oder Wasserkreislauf ist die Zirkulation von Wasser auf der Erde, die zwischen flüssigen, gasförmigen und festen Zuständen wechselt. Bei dieser Kreislaufbewegung wandert das Wasser zwischen der Hydrosphäre, der Atmosphäre, der Lithosphäre und der Kryosphäre..
Dieser Prozess ist für das Leben auf der Erde von grundlegender Bedeutung, da ein großer Prozentsatz der Zelle aus Wasser besteht. Beim Menschen besteht 60% des Körpers aus Wasser und erreicht 70% im Gehirn und 90% in der Lunge..
Der Wasserkreislauf umfasst den gesamten Körper des Planetenwassers, sowohl an der Oberfläche als auch unter der Erde, in Flüssen, Ozeanen, in der Luft und in Lebewesen. Die wichtigsten Eigenschaften von Wasser für den Wasserkreislauf sind Siedepunkt und Gefrierpunkt..
Der Siedepunkt oder die Temperatur, bei der es von Flüssigkeit zu Gas geht, beträgt 100 ºC auf Meereshöhe (nimmt mit der Höhe ab). Während der Gefrierpunkt oder die Temperatur, bei der Wasser von einem flüssigen in einen festen Zustand übergeht, 0 ºC beträgt.
Eine weitere herausragende Eigenschaft ist sein Charakter als universelles Lösungsmittel, da es die Flüssigkeit ist, die die meisten Substanzen (polare Ionen und Moleküle) löst. Wasser, das aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoff besteht, hat einen positiven Pol (Wasserstoff) und einen negativen Pol (Sauerstoff)..
Im Wasserkreislauf durchläuft dieses Element sechs Stufen: Verdunstung und Transpiration, Kondensation, Niederschlag, Abfluss, Infiltration und Zirkulation. Die Energie, die den Wasserkreislauf antreibt, ist Sonnenenergie, und eine weitere grundlegende Kraft ist die Schwerkraft, die Niederschlag, Abfluss und Infiltration ermöglicht..
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Anschließend kondensiert und fällt das Wasser aus, zirkuliert durch Flüsse oder sammelt sich in Seen und Ozeanen an, wo neue Verdunstung auftritt. Ein anderer Teil läuft vom Boden ab, ein Teil davon verdunstet und ein anderer infiltriert, sammelt sich oder zirkuliert unter der Erde..
Im Durchschnitt wird alle 8 Tage das gesamte atmosphärische Wasser erneuert und alle 16 bis 180 Tage wird das Wasser in Flüssen erneuert. Im Gegensatz dazu bleibt Wasser in einem See oder Gletscher bis zu 100 Jahre oder länger..
Verdampfung ist die Umwandlung von Wasser von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand durch Erhöhen seiner Temperatur. Dieser Temperaturanstieg ist das Produkt der Erwärmung durch Sonnenstrahlung, hauptsächlich ultraviolett.
Ebenso trägt die Strahlungswärme (Infrarotstrahlung) der Erde und der auf ihrer Oberfläche befindlichen Gegenstände zur Erwärmung des Wassers bei..
Das Wasser verdunstet, wenn es je nach atmosphärischem Druck 100 ° C oder weniger erreicht. Diese Vergasung von Wasser besteht darin, dass die Wassermoleküle mit kinetischer Energie aufgeladen werden, ihre Bewegung erhöhen und das Wasser ausdehnen..
Wenn sich die Moleküle voneinander trennen, verliert das Wasser die ihm durch seine flüssige Eigenschaft zugewiesene Kohärenz und die Oberflächenspannung wird gebrochen. Da das in Gas umgewandelte Wasser leichter ist, steigt es als Wasserdampf in die Atmosphäre auf.
In fast allen Fällen erreicht das Wasser in den Ozeanen, Flüssen und im Boden nicht 100 ºC, aber es tritt Verdunstung auf, weil sich in einer Wasserschicht Moleküle mehr erwärmen als andere und die Oberflächenspannung brechen und verdampfen.
Wenn die Luft sehr trocken ist (niedrige relative Luftfeuchtigkeit), gelangen die Wassermoleküle, die es schaffen, die Oberflächenspannung zu brechen, leichter in die Luft. Wenn andererseits Wind weht, zieht dies die Wasserdampfschicht, die sich auf dem Wasser ansammelt.
Die höchste Verdunstungsrate tritt in den Ozeanen auf, wo die Verdunstungsrate das Siebenfache der Landoberfläche beträgt.
Von dem Wasser, das in den Boden eindringt, erreicht ein Teil die Grundwasserschicht (gesättigte Zone). Während sich ein anderer Teil auf seinem Weg durch die ungesättigte Zone erwärmt und verdampft, kehrt er zur Oberfläche zurück.
Pflanzen benötigen Wasser für ihre Stoffwechselprozesse, die sie in den meisten Fällen aus dem Boden beziehen. Sie tun dies durch ihre Wurzeln und wenn sie die Blätter erreichen, und ein Teil wird für den Photosyntheseprozess verwendet.
Etwa 95% des von Pflanzen aufgenommenen Wassers wird jedoch in Form von Schweißdampf in Form von Wasserdampf an die Umwelt abgegeben. Wasserdampf wird durch die Stomata in der Blattepidermis freigesetzt.
Es ist der Übergang eines Gases in den flüssigen Zustand, der aufgrund des Temperaturabfalls auf einer Oberfläche auftritt. Wenn die Temperatur sinkt, verringern die Wassermoleküle ihre kinetische Energie und verbinden sich stärker miteinander, um zu kondensieren.
So entstehen kleine Wassertropfen mit einem Durchmesser zwischen 0,004 und 0,1 mm, die vom Wind geblasen werden und miteinander kollidieren. Die Ansammlung dieser Kondensationspunkte bildet Wolken, die bei Erreichen ihrer Wassersättigung Niederschlag erzeugen..
Wenn die Temperatur sehr niedrig ist, wird Frost erzeugt, dh eine Schicht von Schuppen oder Nadeln in kleinen Eisstücken. Dies wird durch direkte Ablagerung von Wasserdampf auf einer Oberfläche erzeugt, nicht durch Ausfällung.
Regen ist der Niederschlag von Wasser in flüssigem Zustand, der sehr wichtig ist, da er Süßwasser über die Erdoberfläche verteilt. 91% des ausfallenden Wassers gelangen direkt in die Ozeane, 9% in die kontinentalen Massen, um die in den Ozean zurückkehrenden Becken zu versorgen.
Wenn die Temperatur in den oberen Schichten der Atmosphäre niedrig genug ist, kristallisiert das kondensierte Wasser zu Schneeflocken. Wenn sie größer werden und sich ansammeln, fallen sie aufgrund der Schwerkraft aus und verursachen Schneefall..
Es handelt sich um Eissteine mit einem Durchmesser von 5 und 50 Millimetern oder mehr, die um suspendierte Materialpartikel gebildet werden. Wenn das um das Partikel angesammelte Eis genügend Gewicht erreicht, fällt es aus.
Niederschlagendes Wasser kann direkt auf ein Gewässer (Teich, Fluss, See oder Ozean) oder auf den Boden fallen. Ebenso können Gewässer überlaufen, dh ein Teil des enthaltenen Wassers entweicht aus den Rückhaltegrenzen..
Dieser Vorgang, bei dem aus dem Überlauf eines Behälters oder Kanals ein Wasserstrahl erzeugt wird, wird als Abfluss bezeichnet. Dies wird erzeugt, wenn die Wassermenge, die ausfällt oder über den Behälter fließt, größer ist als die Infiltrationskapazität des Bodens.
Infiltration ist der Prozess, bei dem Wasser durch seine Poren und Risse in den Boden eindringt. Die Infiltrationsrate oder Wassermenge, die es schafft, in einer bestimmten Zeit in das Innere des Bodens einzudringen, hängt von verschiedenen Faktoren ab.
Beispielsweise ist in einem sandigen Boden mit groben Partikeln, die größere Poren ineinander hinterlassen, die Infiltration größer. In einem Lehmboden mit feineren Partikeln ist die Infiltration geringer.
Die Böden bestehen aus verschiedenen übereinander angeordneten Horizonten oder Schichten mit jeweils eigenen Merkmalen. Es gibt Böden, deren Oberflächenhorizont oder Horizont A sehr durchlässig ist, während einige der unteren Horizonte weniger durchlässig sind.
Wenn das infiltrierte Wasser auf eine undurchlässige Schicht trifft, sammelt es sich darauf an oder zirkuliert horizontal. Dies bildet die unterirdischen Gewässer oder Grundwasserleiter, die für die Frischwasserversorgung von großer Bedeutung sind..
Die Grundwassermenge weltweit wird auf das 20-fache des Oberflächenwassers auf der Erde geschätzt. Dieses Gewässer hält den Grundfluss der Flüsse aufrecht und versorgt die Pflanzen mit Wasser..
Das im Untergrund angesammelte Wasser kann nach außen austreten und Quellen bilden. Das heißt, eine natürliche Wasserquelle, die aus der Erde entspringt und Teiche oder Flüsse bildet..
Ein Großteil des Wassers ist in den Ozeanen, Seen und unterirdischen Stauseen enthalten oder an den Polen oder hoch in den Bergen gefroren. Ein relevanter Teil befindet sich jedoch im permanenten Kreislauf, was dem Wasserkreislauf Dynamik verleiht..
Die Temperaturunterschiede zwischen Punkten in der Erdatmosphäre erzeugen Verschiebungen von Luftmassen. Diese Verschiebungen verursachen wiederum atmosphärische Druckunterschiede und es entstehen Winde, die den Wasserdampf transportieren.
Heiße Luftmassen steigen von der Erdoberfläche in Richtung der oberen Schichten der Atmosphäre auf. Ebenso bewegt sich die Luft horizontal von Bereichen mit hohem Druck zu Bereichen mit niedrigem Druck..
In den Ozeanen befindet sich das Wasser in ständiger Kreislaufbewegung und bildet Meeresströmungen. Diese werden durch die Rotations- und Translationsbewegungen der Erde bestimmt..
Das Wasser, das auf den Bergen ausfällt, läuft aufgrund der Schwerkraft bergab und folgt den Konturlinien des Geländes. Bei diesem Vorgang wird durch die erosive Wirkung des Wassers selbst ein Kanal gebildet, der durch diesen geleitet wird. Auf diese Weise entstehen Wasserläufe, die vorübergehend oder dauerhaft sein können..
Ein Teil des Wassers, das auf der Erde ausfällt, zirkuliert nicht, weil es in Form von Eis immobilisiert ist. Im Meerwasser liegt der Gefrierpunkt aufgrund des hohen Salzgehalts (in der Regel -2 ° C) unter 0 ° C..
Wenn andererseits keine Partikel vorhanden sind, an denen das Wasser haftet, sinkt sein Gefrierpunkt auf - 42 ºC..
Lebewesen benötigen Wasser zum Leben, tatsächlich bestehen lebende Zellen aus einem hohen Anteil an Wasser. Wasser ist ein universelles Lösungsmittel und in der Lage, eine große Menge gelöster Stoffe aufzulösen. Dies ist für zelluläre biochemische Reaktionen von wesentlicher Bedeutung.
Eine Photosynthese ist ohne Wasser nicht möglich, sowohl bei Plankton (Wasserorganismen) als auch bei Landpflanzen.
Die auf der Erde vorhandenen Wassermassen sowie ihre Zirkulation im Wasserkreislauf sind ein Wärmeregler. Die hohe spezifische Wärme des Wassers ermöglicht es ihm, Wärme allmählich aufzunehmen und auch allmählich abzugeben.
Ebenso regulieren Lebewesen ihre Körperwärme, indem sie sie auf das Körperwasser übertragen und durch Schweiß verlieren..
Wenn Wasser verdunstet, setzt es Schadstoffe und gelöste Salze frei, so dass es bei seiner Ausfällung frisches und relativ reines Wasser ist. Es gibt jedoch umweltschädliche Gase und Partikel in der Atmosphäre, die durch menschliche Aktivitäten entstehen und deren Qualität beeinträchtigen können..
Der Wasserkreislauf bestimmt oder trägt zur Existenz einer Reihe von klimatischen Phänomenen wie Regen, Schneefall und Hagelstürmen bei. Auf die gleiche Weise bestimmt es das Auftreten von Nebel, die periodische Überflutung von Flüssen oder Temperaturschwankungen auf der Erdoberfläche..
Der Wasserkreislauf hat auch bestimmte negative Auswirkungen auf den Menschen, wie Auswaschung, Erosion und sozio-natürliche Katastrophen..
Es besteht aus dem Waschen oder Ziehen der im Boden vorhandenen Nährstoffe aufgrund der Lösungsmitteleffekt des infiltrierenden Wassers. In landwirtschaftlichen Böden mit geringer Nährstoffspeicherfähigkeit führt dieses Phänomen zu einer Verarmung des Bodens..
Es ist der Verlust von Boden- oder Gesteinsverschleiß aufgrund der mechanischen Einwirkung von Wind oder Wasser. Abflusswasser hat eine hohe Erosionskraft von Boden und Gesteinen, abhängig von den strukturellen und mineralogischen Eigenschaften dieser.
In kahlen Böden mit steilen Hängen in Gebieten mit starkem Niederschlag ist die Erosion hoch. Der Bodenverlust aufgrund dieser Ursache hat einen hohen wirtschaftlichen Einfluss auf die Lebensmittelproduktion.
Starke Regenfälle sowie starke Schneefälle und Hagelstürme können erhebliche negative Auswirkungen auf die menschlichen Strukturen und Gemeinschaften haben. In ähnlicher Weise führen das Überlaufen von Flüssen und der Anstieg des Meeresspiegels zu Überschwemmungen von besiedelten Gebieten und Anbauflächen..
Der Mensch verändert mit seinen Handlungen die natürlichen Kreisläufe und begünstigt solche Katastrophen wie die globale Erwärmung oder den Bau von Einrichtungen in Risikogebieten..
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