Ein durchschnittliches Wassermolekül, das aus dem Ozean verdunstet, bleibt etwa neun Tage in der Atmosphäre, bevor es irgendwo auf der Erde als Niederschlag fällt. Über Land liegt der mittlere Jahresniederschlag bei rund 750 mm, die mittlere Evapotranspiration bei rund 480 mm, und die Differenz — etwa 270 mm — fließt als Flüsse zum Ozean ab; regional schwanken die Werte stark (Sahara rund 25 mm/Jahr, Amazonasbecken über 2.000 mm/Jahr, Cherrapunji in Meghalaya rund 12.000 mm/Jahr), doch der Kreislauf bleibt derselbe. Auf dem Planeten entsteht im Grunde kein neues Wasser — das Wasser, das dein Glas füllt, floss einst durch Dinosaurier, tropfte von römischen Aquädukten und lag als Eis in einer Proto-Erde. Was da ist, wälzen wir um.
Die Reservoirs liegen schief verteilt: die Ozeane halten rund 96,5 % des Wassers der Erde, Eisschilde und Gletscher rund 1,7 %, Grundwasser ähnlich viel, die Atmosphäre verschwindend geringe 0,001 % — nur dass dieses atmosphärische Reservoir sich rund 37 Mal pro Jahr umwälzt und nahezu die ganze Arbeit verrichtet. Diese Arbeit heißt Energietransport: Wasser existiert in drei Phasen, und die latente Verdampfungswärme (rund 2.260 kJ/kg) fällt so groß aus, dass in den Tropen aufsteigender und in höheren Breiten kondensierender Dampf um den Faktor fünf mehr Wärme polwärts trägt als der direkte fühlbare Wärmefluss — und damit den größten Einzel-Energiestrom in der Atmosphärenzirkulation stellt. Wasserdampf ist das dominierende Treibhausgas (rund die Hälfte des Gesamteffekts gegenüber rund 20 % von CO₂), doch seine Verweildauer beträgt Tage, und seine Konzentration richtet sich nach der Temperatur über die Clausius-Clapeyron-Beziehung (gesättigter Dampfdruck steigt um rund 7 % pro °C). Damit wirkt Wasserdampf als Rückkopplung, nicht als Antrieb. Niederschlagsmuster bilden die Zirkulation ab: die Hadley-Zelle bündelt den Regen in den Tropen und backt die Subtropen trocken; orografische Hebung erzeugt Regenschatten (Seattle 950 mm/Jahr, Yakima 200 km im Lee bekommt 200). Unter der Oberfläche füllen sich Aquifere auf Zeitskalen von Jahren bis Jahrtausenden auf; der Ogallala unter den Great Plains der USA wird schneller abgepumpt, als er sich nachfüllt. Der Meeresspiegelanstieg integriert die Störung — rund 3,7 mm/Jahr über 2006 bis 2018 gegenüber rund 1,4 mm/Jahr im Mittel des 20. Jahrhunderts —, davon thermische Ausdehnung rund 30 %, Schmelze von Gletschern und Eisschilden rund 50 %.
Der Wasserkreislauf verstärkt sich unter der Erwärmung — feuchte Orte werden feuchter, trockene trockener, Extremniederschläge heftiger. Atmosphärische Flüsse (darunter der Pineapple Express) treiben große Hochwasserereignisse; der US-Südwesten steckt in seiner längsten Megadürre seit 1.200 Jahren; das Mittelmeer trocknet aus; und der Ogallala, die Nordchinesische Tiefebene, die Indo-Gangetische Tiefebene und Kaliforniens Central Valley sind allesamt übernutzt (NASAs GRACE-Satelliten liefern den kanonischen Beleg). Die meisten Berggletscher ziehen sich zurück; aus den Himalaya-Systemen kommen die Flüsse — Indus, Ganges, Brahmaputra, Jangtsekiang, Gelber Fluss, Mekong —, von denen zwei Milliarden Menschen leben, kurzfristig bringt die Schmelze mehr Abfluss, langfristig weniger. Klimawandel, wie ihn Menschen erleben, ist in erster Ordnung eine Wasserkreislauf-Störung.