Letzte Änderung: 21.Dez 2023

–!! Noch nicht fertig !!–

KONTEXT

Dieser Text gehört zum Thema ‚Welche Faktoren spielen für die Wasserversorgung in Schöneck eine Rolle?‘.

AKTUELLE WETTERBERICHTE vom DWD

Anzeige für Schöneck in Hessen. Kann aber auch für alle anderen Gemeinden genutzt werden, wenn man den Namen ändert. Von dieser Karte dann auch Zugang zu anderen Wettermeldungen.[1]

[1] DWD – Deutscher Wetterdienst: https://www.dwd.de/DE/wetter/warnungen_gemeinden/warnWetter_node.html?ort=Sch%C3%B6neck

SCHÖNECK – MKK – Wasser

Am Beispiel der Gemeinde Schöneck mit dem Kontext Main-Kinzig Kreis (MKK) untersucht die BiG-Themengruppe WASSER die Situation der Wasserversorgung für die Gemeinde. Verfolgt man den Weg des Wassers, der aus dem Wasserhahn kommt, über die Leitungssysteme zu den jeweiligen Brunnen (in Schöneck noch drei), dann stößt man auf das Grundwasser in einer geologisch schwierigen Region. Dieses Grundwasser stammt letztlich aus jenen Niederschlägen, die beim Herbstürzen nicht durch Verdunstung (durchschnittlich 62%) wieder verschwinden, nicht durch Abfließen auf der Oberfläche oder durch Verarbeitung durch Wurzelwerk in den oberen Schichten des Bodens vor dem Eindringen in die tieferen Schichten gehindert werden, sondern von dem kleinen Teil jenes Wassers (im Durchschnitt 22% eines Niederschlags), das immer tiefer sickert (Monate, oder gar Jahre lang), bis es als Grundwasser vorliegt. Allerdings, Grundwasser ist nicht statisch, unbeweglich, sondern bewegt sich, angetrieben von der Schwerkraft, durch den Boden in Richtung eines Gefälles.

Wichtig ist, dass der Ursprung allen Wasser auf und im Boden Niederschläge sind. Laut den aktuellen Statistiken (siehe die Texte zu den anderen Faktoren) nehmen diese Niederschläge im Bereich MKK (und auch ganz Hessen) seit 20 Jahren kontinuierlich ab; gleichzeitig nimmt die Temperatur kontinuierlich zu (Verdunstungsgrad steigt).

An dieser Stelle kann — und sollte — man die Frage stellen, woher kommt eigentlich dieser Niederschlag, unser Regen?

Ein Beitrag im Sender arte vom 8.Dez 2023 bringt hier ein erstes ‚Licht ins Dunkel‘. [1] Auf einen Schlag wird klar, dass für uns hier in Schöneck der Amazonas Regenwald alles andere als ‚weit weg‘ ist, auch nicht all die anderen großen Waldgebiete in Nordamerika, Russland, Papua-Neuguinea, und in Afrika.

Wo Regen entsteht

Generell entsteht Regen durch Kondensierung von Wasserdampf, der durch Verdunstung in die Luft gelangt. Eine sehr große Quelle für Wasserdampf entstammt den Meeresoberflächen, die durch Sonneneinstrahlung so erwärmt werden, dass Wasser verdunstet.

Wie bekannt ist, heißt Verdunstung und Regenbildung nicht automatisch, dass dieser Regen dann auch über jenen Gebieten abregnet, wo Pflanzen, Tiere und Menschen Wasser brauchen. So gibt es bestimmte Gebiete auf der Erde, die extrem trocken sind. Wenn man auf die schematische Karte von Waldgebieten und Wüsten auf unserer Erde schaut, dann kann man unschwer erkennen, dass diese Verteilung weitgehend einem bestimmten Muster folgt: die großen Waldgebiete liegen entlang dem Äquator oder entlang dem 60.ten nördlichen Breitengrad. Die Wüstengebiete hingegen liegen entlang dem 30.ten Breitengrad sowohl südlich wie nördlich.

BILD : Verteilung der Waldgebiete und Wüsten. Man kann erkennen, dass die Position entlang der Breitengrade offensichtlich eine Rolle spielt.

Die Ursache für die Verteilung der Wüsten sind Winde, die kaum Wasser bringen, zugleich aber noch restliche Feuchtigkeit aufsaugen. Dies sind spezielle Winde, die sogenannten Passatwinde, die sowohl vom Norden wie vom Süden zum Äquator strömen, sich dort erwärmen, Feuchtigkeit aufnehmen, aufsteigen, dabei wieder abkühlen und sich bei der Gegenbewegung vom Äquator weg zurück abregnen. Dadurch sinken sie wieder ab, nehmen neu Feuchtigkeit auf, und das Spiel beginnt von vorne. Es sind rein physikalische Gesetze, die hier wirken.

Und hier gibt es eine Besonderheit: da das Meerwasser am Äquator gewöhnlich kühler ist als die Landgebiete, würde noralerweise der Luftdruck über dem Land höher sein als auf dem Meer und die Winde würden sich zum Meer hin bewegen, auf keine Fall würden sie den Ä’quator überschreiten. Im Fall der Regenwälder Amazoniens, Zentralafrikas und Indonesiens stellt sich aber heraus, dass die Verdunstungsleistung dieser Wälder (bislang!) so groß ist, dass die Wasserdampfbildung zu einem leichten Unterdruck führt, der stark genug ist, Winde vom Meer ‚anzusaugen‘. Wissenschaftler nennen diesen Effekt ‚biotische Pumpe‘. [1,2] Statt also auszutrocknen bekommen diese Gebiete reichlich Wasserdampf, um sich selbst zu kühlen, zu wässern, und darüber hinaus selbst Wasserdampf zu erzeugen.

Dass der Regenwald dies leisten kann, dazu braucht es sehr komplexe Netzwerke von Wurzeln, Pilzen, und riesige Baumkronen, Mit denen 1m² Bodenfläche im Regenwald ca. 150 mal mehr Wasser verdunstet als 1m² offenes Gewässer.

[1] TV-Beitrag: Die fliegenden Flüsse des Amazonas

In arte.de ausgestrahlt am 8.Dez 2023: Der erläuternde Text zu dem Film: Die Wolkenansammlungen über dem Regenwald des Amazonas enthalten riesige Wassermassen, mehr als der Amazonas selbst. Wenn diese „fliegenden Flüsse“ auf die Anden treffen, werden sie in Richtung Süden gedrängt und regnen über den Städten Südamerikas ab. Seit mehr als 20 Jahren erforscht Professor Antonio D. Nobre das Geheimnis dieser Wasserströme in der Atmosphäre. URL: https://www.arte.tv/de/videos/088413-000-A/die-fliegenden-fluesse-des-amazonas/

Der Amazonasregenwald hat immense Ausmaße und erstreckt sich über mehrere Länder. Er gilt als die grüne Lunge der Erde und ist eine der Regionen mit der größten Artenvielfalt weltweit.
Das seltene und kostbare Ökosystem dieses mehrere Hunderttausend Jahre alten Waldgebietes spielt eine zentrale Rolle für das globale Klimagleichgewicht: Milliarden Bäume nehmen Kohlendioxid auf und geben Sauerstoff ab. Und: Der grüne Ozean ist auch die weltweit größte Süßwasserreserve.
Es ist zu erwarten, dass sich Wasser in Zukunft verknappen und zu einer ebenso begehrten Ressource werden wird wie Erdöl im 20. Jahrhundert. Daher ist es so wichtig, die Wasserkreisläufe genau zu kennen.
Vor 20 Jahren prägte der brasilianische Wissenschaftler Antonio D. Nobre für die in den Regenwolken über Südamerika zirkulierenden Wassermassen den Begriff der „fliegenden Flüsse“. Unermüdlich erforschte er ihre Funktionsweise und die komplexe Rolle des Regenwaldes für die Klimaregulierung. Im Mittelpunkt seiner Untersuchungen standen dabei zwei große Fragen: Warum gibt es in Südamerika keine Wüsten, während in den gleichen Breitengraden in Afrika und Australien Dutzende davon existieren? Und warum können die aus der Nordhalbkugel wehenden Winde hier den Äquator überqueren, der sich ihnen überall sonst auf der Erde als unüberwindliche Barriere entgegenstellt?
Um Antworten auf diese Fragen zu finden, ging Prof. Nobre der von zwei russischen Physikern entwickelten Theorie der sogenannten Biopumpe nach. Sie besagt, dass Wälder Unterdruck erzeugen, der mit großer Saugkraft feuchte Luft ins Landesinnere zieht, was für weiteren Regen sorgt. Diese grundlegende Entdeckung stellt frühere wissenschaftliche Erkenntnisse auf den Kopf.
Die Dokumentation veranschaulicht unter anderem anhand von 3D-Modellen die Funktionsweise der „fliegenden Flüsse“ und erläutert, warum sie so großen Einfluss auf das globale Klima haben.

Regie: Pascal Cuissot, Land: Frankreich, Jahr: 2021, Herkunft: arte Frankreich

[2] Victor Gorshkov , V.V. Gorshkov , A.M. Makariev, Biotic Regulation of the Environment. Key Issues of Global Changes. Springer, 2000

Erläuterung des Buchtextes: It is not possible to understand the apparent stability of the Earth’s climate and environment unless we can fully understand how the best possible environmental conditions may be maintained for life to exist. Human colonization of areas with natural biota, for industrial or agricultural activities, will lead to degradation of those natural communities and violation of the BRE (biotic regulation of the environment) principle.
Thus to maintain an environment on Earth that is suitable for life it is necessary to preserve and allow the natural recovery of natural biotic communities, both in the oceans and on land. This book is devoted to a quantitative version of the BRE concept, and is built on a foundation of modern scientific knowledge accumulated in the fields of physics and biology.

[3] Antonio Donato Nobre, Antonio Donato Nobre researches the “ingenious systems” of the Amazon. His work illustrates the beautiful complexity of this region, as well as its fragility against a backdrop of climate change. https://www.ted.com/speakers/antonio_donato_nobre

[4] Antonio Donato Nobre , TEDxAmazonia, November 2010, The magic of the Amazon: A river that flows invisibly all around us, https://www.ted.com/talks/antonio_donato_nobre_the_magic_of_the_amazon_a_river_that_flows_invisibly_all_around_us

[5] Dan Kedmey, Nov 24, 2015, The largest river on Earth is invisible — and airborne, URL: https://ideas.ted.com/this-airborne-river-may-be-the-largest-river-on-earth/

[6] Nobre AD, 2017, Das Zukünftige Klima Amazoniens. Wissenschaftlicher Evaluierungsbericht. Realisierung ARA, CCST-INPE, e INPA. São
José dos Campos, Brasilien, 42p,URL: http://www.ccst.inpe.br/wp-content/uploads/2014/11/Das_Zukunftige_Klima_Amazoniens.pdf (Ein wichtiger wissenschaftler Text !)

[7] Karina MiottoSao Jose dos Campos, Brazil, April 2018, Interview, Antonio Nobre: A scientist advocates for the Amazon, Researcher explains how we can restore and protect the world’s largest forest, URL: https://believe.earth/en/antonio-nobre-a-scientist-advocates-for-the-amazon/

[8] Sandra Weiss, Datum unbekannt, Interview mit Antonio D. Nobre, Ausnahmezustand am Amazonas. URL: https://amazonian-future.de/interview-nobre/ (Der Beitrag entstammt dem Projekt ‚Götterdämmerung Amazonas‘: https://amazonian-future.de/

[9] Deutsche Welle, Englisch, 15.2.2023, The Invisible River that Flows through the Sky. The cloud masses above the Amazon rainforest contain more water than the Amazon itself. URL: https://www.dw.com/en/the-invisible-river-that-flows-through-the-sky/a-64564601

[10] Deutsche Welle, 17.3.2023, Bericht zum Film ‚Die fliegnden Flüsse des Amazonas‘, URL: https://www.dw.com/de/die-fliegenden-fl%C3%BCsse-des-amazonas/a-64564561

[11] OroVerde – Die Tropenwaldstiftung, Ausführlicher Bericht zur Bedeutung des Regenwaldes und die Rolle der fliegenden Flüsse, URL: https://www.regenwald-schuetzen.org/regenwald-wissen/bedeutung-des-regenwaldes/was-hat-regenwaldschutz-mit-klimaschutz-zu-tun/fliegende-fluesse

[12] José Antonio Marengo Orsini ist ein peruanischer Wissenschaftler, der mehr als zwanzig Jahre in Brasilien lebt. Er widmet sich vor allem der Erforschung der globalen Erwärmung. Er hat mehrmals mit dem IPCC zusammengearbeitet und ist einer der Gutachter der Arbeitsgruppe 1 des IPCC Sixth Assessment Report. URL: https://es.wikipedia.org/wiki/Jos%C3%A9_Marengo. Dort kann man nachlesen (hier in Deutscher Übersetzung): … Er ist leitender Wissenschaftler und Professor am National Institute of Space Research (INPE) von Brasilien, wo er die Climate Change Studies and Research Group koordiniert, zusätzlich zu wissenschaftlichen Koordinator der Klimaprognose und Leiter der Abteilung Naturwissenschaften der INPE Earth System Science. Seit vielen Jahren ist er Teil des Teams des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), wo er an der Vorbereitung seiner Berichte teilnimmt und wo er zusammen mit der Gruppe den Friedensnobelpreis 2007 erhielt Er war Co-Vorsitzender der Arbeitsgruppe für Daten und Szenarien für Auswirkungen und Klimabewertung (TGICA) des IPCC Vierte Bewertungsbericht und des IV. Bewertungsberichts Resumen para responsables de políticasdes IPCC. Er ist einer der vier Hauptautoren der Arbeitsgruppe I des fünften Berichts und war einer der Koordinatoren des Kapitels über Lateinamerika und die Karibik. Er nahm auch als Gutachter von Kapitel 6: Kurzlebiger Klimaverderer des teil.

[13] Christian.russau@fdcl.org, 11.09.2020, Neue Studie: Degradierte Flächen Amazoniens bisher übersehener Faktor. Kipppunkt wohl schon überschritten. In der neuen Ausgabe der Wissenschaftszeitung „Science“ haben Wissenschaftler:innen anhand der Landsat-Daten errechnet, dass während zwischen 1992 und 2014 die Rodungszahlen in Amazonien sich auf 308.311 km² erstreckten, die in Amazonien im gleichen Zeitrum degradierten Flächen aber bereits auf 337.427 km² kamen. URL: https://www.kooperation-brasilien.org/de/themen/neue-studie-degradierte-flaechen-amazoniens-bisher-uebersehener-faktor-kipppunkt-wohl-schon-ueberschritten

[14] Planetarische Zirkulation, https://de.wikipedia.org/wiki/Planetarische_Zirkulation

[15] Mykorrizha Pilze, https://de.wikipedia.org/wiki/Mykorrhiza

[16a] Rahman, A., Kumar, P. & Dominguez, F. Increasing freshwater supply to sustainably address global water security at scale. Sci Rep 12, 20262 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-24314-2, https://www.nature.com/articles/s41598-022-24314-2 Zusammenfassung: While significant parts of the globe are already facing significant freshwater scarcity, the need for more freshwater is projected to increase in order to sustain the increasing global population and economic growth, and adapt to climate change. Current approaches for addressing this challenge, which has the potential to result in catastrophic outcomes for consumptive needs and economic growth, rely on increasing the efficient use of existing resources. However, the availability of freshwater resources is rapidly declining due to over-exploitation and climate change and, therefore, is unlikely to sustainably address future needs, which requires a rethink of our solutions and associated investments. Here we present a bold departure from existing approaches by establishing the viability of significantly increasing freshwater through the capture of humid air over oceans. We show that the atmosphere above the oceans proximal to the land can yield substantial freshwater, sufficient to support large population centers across the globe, using appropriately engineered structures. Due to the practically limitless supply of water vapor from the oceans, this approach is sustainable under climate change and can transform our ability to address present and future water security concerns. This approach is envisioned to be transformative in establishing a mechanism for sustainably providing freshwater security to the present and future generations that is economically viable.

[16b] Florian Koch, 22. Jänner 2023, 15:06, Studie: Aus Wasserdampf über Ozeanen lässt sich Trinkwasser gewinnen. Forschende in den USA haben eine Methode entwickelt, um Wasserdampf an der Meeresoberfläche abzufangen und daraus Süßwasser zu kondensieren, URL: https://www.derstandard.de/story/2000142662772/studie-aus-wasserdampf-ueber-ozeanen-laesst-sich-trinkwasser-gewinnen

[16c] Fresh water from sea water: Can you get fresh water from salt water by evaporation. If yes,how? – Anonymous (age 12) A: Sure — that’s a process known as „distillation“, although evaporation is only half of the story. Evaporation from salt water gives nice, pure water vapor, but to produce water again requires condensation. This can be done by flowing the water vapor (+ any air it might be mixed with) past a surface that is cooler than it, and necessarily cooler than the boiling point of water. The cooler it is, the faster it will condense water out of the vapor. The condensing surface is tilted so the water that forms runs down the surface into a container. If the condensing surface is colder than 32 degrees Fahrenheit (0 Celsius) some water will freeze on the condensing surface.URL: https://van.physics.illinois.edu/ask/listing/1439

Note — the salt from the seawater (and anything else that might have been in it) stays in the original container holding the seawater. Eventually this may cake up with salt and it will have to be cleaned out. Some people buy sea salt at the grocery store and claim it is tastier than the kind you get out of salt mines (I cannot tell the difference however).

Tom (published on 10/22/2007)