علوم الأرض

دورة الماء في الطبيعة

19 أبريل، 2021
0 760 6 دقائق

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

19 أبريل، 2021
0 760 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة أهمية دور المواطن في المحافظة على الثروة المائية من التلوث

أهمية دور المواطن في المحافظة على الثروة المائية من التلوث

15 أبريل، 2023
صورة جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

29 مارس، 2021
صورة كيف تصبح مخترعاً

كيف تصبح مخترعاً

16 أبريل، 2021
صورة جديد كيف يهطل المطر

جديد كيف يهطل المطر

21 فبراير، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

10 أبريل، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد دورة الماء في الطبيعة

جديد دورة الماء في الطبيعة

4 أبريل، 2021
صورة جديد ما هو بخار الماء

جديد ما هو بخار الماء

17 مارس، 2021
صورة جديد بحث حول فوائد الصخور الرسوبية

جديد بحث حول فوائد الصخور الرسوبية

1 مارس، 2021
صورة جديد ما هو ثقب الأوزون

جديد ما هو ثقب الأوزون

10 أبريل، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

9 أبريل، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد أين يوجد ثقب الأوزون

جديد أين يوجد ثقب الأوزون

17 مارس، 2021
صورة جديد دورة الماء في الطبيعة

جديد دورة الماء في الطبيعة

3 أبريل، 2021
صورة جديد ما هو ثقب الأوزون

جديد ما هو ثقب الأوزون

3 أبريل، 2021
صورة أين يوجد ثقب الأوزون

أين يوجد ثقب الأوزون

26 أبريل، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

4 أبريل، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد ما هو علم الفلك

جديد ما هو علم الفلك

3 مارس، 2021
صورة جديد تشكيل الصخور الصهارية

جديد تشكيل الصخور الصهارية

3 مارس، 2021
صورة جديد ما هو ثقب الأوزون

جديد ما هو ثقب الأوزون

16 مارس، 2021
صورة جديد ما هو النقل النشط

جديد ما هو النقل النشط

20 فبراير، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

3 أبريل، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد دورة الماء في الطبيعة

جديد دورة الماء في الطبيعة

19 فبراير، 2021
صورة جديد دورة الماء في الطبيعة

جديد دورة الماء في الطبيعة

23 مارس، 2021
صورة جديد ما مكونات التربة

جديد ما مكونات التربة

17 مارس، 2021
صورة جديد ما هو الزرنيخ

جديد ما هو الزرنيخ

1 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

3 أبريل، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد دورة الماء في الطبيعة

جديد دورة الماء في الطبيعة

30 مارس، 2021
صورة جديد كيف يهطل المطر

جديد كيف يهطل المطر

21 فبراير، 2021
صورة جديد ما هو تصنيف الكائنات الحية

جديد ما هو تصنيف الكائنات الحية

17 مارس، 2021
صورة جديد أين يوجد ثقب الأوزون

جديد أين يوجد ثقب الأوزون

21 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

30 مارس، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة أين يوجد ثقب الأوزون

أين يوجد ثقب الأوزون

26 أبريل، 2021
صورة جديد ما هي الثقوب السوداء

جديد ما هي الثقوب السوداء

22 فبراير، 2021
صورة جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

9 أبريل، 2021
صورة جديد ما هو الحجر الجيري

جديد ما هو الحجر الجيري

6 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

23 مارس، 2021
0 1 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد ما هو غاز الأوزون

جديد ما هو غاز الأوزون

25 فبراير، 2021
صورة جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

8 أبريل، 2021
صورة جديد أين يوجد ثقب الأوزون

جديد أين يوجد ثقب الأوزون

20 مارس، 2021
صورة جديد كيف خلق الكون

جديد كيف خلق الكون

19 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

13 مارس، 2021
0 1 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد كيف تتكون السحب

جديد كيف تتكون السحب

24 فبراير، 2021
صورة جديد ما هو الهواء

جديد ما هو الهواء

23 فبراير، 2021
صورة جديد ترتيب الفصول الاربعة

جديد ترتيب الفصول الاربعة

19 مارس، 2021
صورة جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

20 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

12 مارس، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

30 مارس، 2021
صورة جديد ما هو الرعد

جديد ما هو الرعد

6 مارس، 2021
صورة كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

12 أبريل، 2021
صورة جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

20 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

22 فبراير، 2021
0 2 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

12 أبريل، 2021
صورة جديد أين يوجد ثقب الأوزون

جديد أين يوجد ثقب الأوزون

21 مارس، 2021
صورة جديد كيف خلق الكون

جديد كيف خلق الكون

19 مارس، 2021
صورة جديد ما هو الزرنيخ

جديد ما هو الزرنيخ

1 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

21 فبراير، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد ما هي التربة؟

جديد ما هي التربة؟

24 فبراير، 2021
صورة جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

جديد كيف يمكن حماية طبقة الاوزون

26 مارس، 2021
صورة جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

7 أبريل، 2021
صورة كيف تتكون الكثبان الرملية؟

كيف تتكون الكثبان الرملية؟

29 نوفمبر، 2023

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

20 فبراير، 2021
0 0 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد تحسين انتاج الكتلة الحيوية

جديد تحسين انتاج الكتلة الحيوية

23 فبراير، 2021
صورة جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

19 فبراير، 2021
صورة جديد ما هو ثقب الأوزون

جديد ما هو ثقب الأوزون

10 أبريل، 2021
صورة جديد ما هو الضباب

جديد ما هو الضباب

18 مارس، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

دورة الماء في الطبيعة

تُعرّف دورة الماء في الطبيعة أو الدورة الهيدرولوجيّة (بالإنجليزيّة: Hydrologic Cycle) بأنّها الدورة التي المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل في العديد من العمليات؛ كالتبخّر، والنتح، والتكاثف، والهطول، والجريان السطحي، وغيرها،[١] حيث يتمّ من خلال هذه الدورة إعادة تدوير المياه للمحافظة على وجود المسطّحات المائية، واستمرارية تكاثف السحب، وهطول الأمطار على مرّ الأزمنة.[٢]

مراحل دورة الماء في الطبيعة

التبخر

يُعرّف التبخّر (بالإنجليزية: Evaporation) بأنّه العملية التي يتحوّل خلالها الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازيّة، وهو المسار الرئيسي لانتقال الماء من حالته السائلة إلى دورة الماء مرّةً أخرى على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ، وتُعدّ الطاقة الحرارية من العوامل الأساسية في حدوث عملية التبخّر؛ وذلك لأنّها تُكسّر الروابط الموجودة بين جزيئات الماء فيتبخّر بشكلٍ أسرع عند وصوله إلى درجة الغليان التي تُعادل نحو 100 درجة مئوية،[٣] وتجدُر الإشارة إلى أنّه يُمكن أن يتحوّل كلّ من الثلج والجليد إلى بخار ماء من خلال عملية يُطلق عليها التسامي (بالإنجليزية: Sublimation).[٤]

تحدث مرحلة التبخّر في دورة الماء عند ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بفعل أشعة الشمس، حيث تزيد حرارة الشمس من سرعة جزيئات الماء ممّا يزيد من طاقتها الحركية بمقدار يكفيها لتنطلق إلى الغلاف الجوّي على شكل غاز، وتبقى هذه الجزيئات في الغلاف الجوّي حوالي 10 أيّام ترتفع خلالها عمودياً حتّى تبدأ درجة حرارتها بالنقصان، وعندما تُصبح باردةً بما يكفي تبدأ بالتكاثف والتحوّل إلى الحالة السائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الهطول.[٥]

ينتج عن عملية التبخّر تشكّل المياه العذبة؛ حيث إنّ المصدر الرئيسي للمياه المتبخّرة في الغلاف الجويّ هي مياه المحيطات المالحة التي تُغطّي سطح الأرض بنسبة 70%، وعند تبخّر مياه المحيطات يبقى الملح ويتكاثف بخار الماء النقي على شكل غيوم ثمّ يهطل ليُغذّي الأنهار والبحيرات والجداول بالمياه العذبة،[٥] كما أظهرت الدراسات أنّ حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي مصدرها تبخّر مياه المحيطات والبحار والأنهار الموجودة على سطح الأرض، بينما يعود مصدر النسبة المتبقية لرطوبة الغلاف الجوّي إلى عملية نتح النباتات.[٣]

النتح

تمتصّ النباتات الماء عبر جذورها من الطبقة السطحيّة للتربة وتُطلقه مجدّداً على شكل بخار عبر أوراقها من خلال عملية تُعرف بالنتح (بالإنجليزية: Transpiration)، وتُعتبر هذه العملية من أهم مراحل دورة الماء لأنّها تُمثّل أحد المصادر الرئيسية للمياه في الغلاف الجوّي بما يُقارب 10% من إجمالي المياه الموجودة فيه،[٦] وتعتمد معدلات النتح على درجة الحرارة، والرطوبة، وتوافر ضوء الشمس وشدّته، وهطول الأمطار، ونوع التربة وتشبّعها، وشدّة الرياح، وانحدار الأرض، وغيرها.[٧]

تُطلق الغابات كمّيات كبيرة من الماء إلى الغلاف الجوّي عبر أوراق أشجارها وجذور النباتات الوعائية من خلال عملية النتح؛ إذ تُعدّ أوراق النباتات المصدر الرئيسي للنتح التبخّري (بالإنجليزية: Evapotranspiration) الصادر عن الغابات، الأمر الذي يزيد من نسبة جفاف الغابات، حيث يُشير مصطلح النتح التبخّري إلى مجموع عمليات التبخّر الصادرة عن نتح النباتات الموجودة على اليابسة وأسطح البحار والمحيطات إلى الغلاف الجوّي، وهو أحد أهم المراحل التي تمرّ بها دورة الماء في الطبيعة والتي تلعب فيها الغابات دوراً مهمّاً، كما ينتقل الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي بطرقٍ أخرى أهمّها ما يُطلق عليه اعتراض المظلّة*.[٨]

التكاثف

يُعرّف التكاثف (بالإنجليزية: Condensation) بأنّه عملية تحوّل بخار الماء إلى ماء سائل أيّ أنّه عكس عملية التبخّر، وتظهر أهمية عملية التكاثف في دورة الماء من خلال دورها في عملية تكوين السحب المعنيّة بهطول الأمطار وعودة المياه إلى سطح الأرض عبر دورة الماء.[٩]

تتكوّن الغيوم عندما تنخفض درجة حرارة البخار نتيجة ارتفاعه للأعلى في الغلاف الجوي، حيث يرتبط انخفاض درجة الحرارة في الأعلى بانخفاض الضغط بشكلٍ طردي؛ إذ يعتمد المحتوى الحراري الكلّي (بالإنجليزية: Total Heat Content) في أيّ نظام بشكلٍ أساسي على كمية المادة الموجودة فيه، وكلّما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر قل ضغط الهواء نتيجة انخفاض جزيئات الهواء نسبةً لوحدة الحجم، لذا تقل كثافة الهواء ودرجة حرارته.[٩]

تبدأ جزيئات بخار الماء بالتكاثف حول جزيئاتٍ صغيرةٍ عالقة في الهواء فتتشكّل الغيوم، وتجدُر الإشارة إلى أنّ بخار الماء يُعدّ مكوّناً أساسياً في الهواء بغضّ النظر عن كميّته التي قد تختلف من حينٍ إلى آخر، ويستطيع الإنسان رؤية بخار الماء على شكل ضباب (بالإنجليزية: Fog) عندما يكون بالقرب من سطح الأرض أثناء الطقس شديد الرطوبة.[١٠]

الهطول

يُعرف الهطول (بالإنجليزية: Precipitation) بأنّه الماء المنهمر من الغيوم على شكل أمطار في معظم الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو أمطار ثلجية، أو ثلوج، أو حبّات بَرَد في أحيانٍ أخرى، وتكون هذه المرحلة هي المسؤولة عن انتقال الماء من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.[١١]

تتشكّل الأمطار بطريقتين؛ الأولى حين يزداد حجم بعض القطرات نتيجة حدوث تكاثف بخار إضافي إثر تصادم جزيئات الماء مع بعضها، وإذا كانت التصادمات كافيةً لإنتاج قطرة ماء ذات سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الصاعد للغيوم، فيُؤدّي ذلك إلى سقوط القطرة خارج الغيمة على شكل هطول، أمّا الطريقة الثانية والأكثر فاعلية لتصل قطرة الماء إلى حجم قطرة الهطول فهي من خلال عملية بيرجيرون التي تُعبّر عن نموّ بلّورات الجليد بشكلٍ أسرع بكثير من تكاثف بخار الماء الموجود في الغيمة، فتتساقط البلّورات على شكل ثلج أو تذوب وتهطل كأمطار.[١١]

فيما يأتي أكثر أنواع الهطول شيوعاً:[١٢]

  • المطر: (بالإنجليزية: Rain)؛ قطرات سائلة من الماء تتكوّن عندما يتكاثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، فتتكوّن قطرات صغيرة تستمرّ بالتضخّم حتّى تُصبح كبيرةً جداً بحيث لا تتمكّن الغيمة من حملها، فتسقط بينما يستمرّ حجمها بالازدياد تدريجياً نتيجةً لالتصاقها بالمزيد من جزيئات الماء في طريقها إلى الأسفل.
  • الثلج: (بالإنجليزية: Snow)؛ كُتل صغيرة من الماء المتجمّد تسقط من السماء، وتتكوّن كلّ من هذه الكتل من بلّوراتٍ جليدية عندما يتصاعد بخار الماء، أو حين يتحوّل البخار مباشرةً من الحالة الغازية إلى الصلبة على شكل ثلج.
  • البَرَد: (بالإنجليزية: Hail)؛ حبّات جليدية تتكوّن في العواصف الرعدية، حيث يمنع الهواء الصاعد حبّات الماء المُتجمّد من السقوط، وعليه يبدأ حجم الحبّات بالازدياد بفعل اصطدامها مع قطرات الماء شديدة البرودة حتّى تُصبح الغيمة غير قادرة على حمل البَرَد بسبب زيادة كتلته التي قد تصل إلى أكثر من 0.68 كغم للحبة الواحدة، فيسقط على شكل حبّات دائرية الشكل بالعادة، ويُشير العلماء إلى أنّ سرعة سقوط البَرَد قد تصل إلى 128.75 كم/ساعة.
  • المطر الثلجي: (بالإنجليزية: Sleet)؛ خليط من المطر والثلج يسقط من السماء، يتكوّن نتيجة تجمّد قطرات المطر أثناء سقوطها إلى الأرض، ويكون حجم حبّاته أصغر من حجم حبّات البَرَد وأكثر رطوبةً منه.

الجريان السطحي

يحدث الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff) عند ازدياد معدلات هطول الأمطار وتشبّع التربة؛ بحيث يُصبح سطح الأرض غير قابل لامتصاص المزيد من الماء فتتكوّن الأنهار والبحيرات ثمّ تعود المياه مرّةً أخرى إلى المحيطات، وقد يؤدّي الجريان السطحي أحياناً إلى تبخّر الماء إلى الغلاف الجوّي مباشرةً؛ فحين تتدفّق مياه الجريان نحو بُحيرة مع عدم وجود منافذ لتتدفق المياه خارجها سيتبخّر الماء لعدم وجود طريقةٍ أخرى لعودة الماء إلى الغلاف الجوّي، وبالتالي ستزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتّى تُصبح مالحة؛ كالبحيرة المالحة الكبرى في ولاية يوتا، والبحر الميت في فلسطين.[١٣]

تأثير دورة الماء على حركة العناصر

تظهر أهمية دورة الماء في تأثير مراحل حركتها في الطبيعة وأنماط هطول الأمطار فيها بشكلٍ رئيسيّ على الأنظمة الطبيعية في كوكب الأرض، كما تُعدّ عمليتيّ الجريان السطحيّ وهطول الأمطار من أهم العوامل التي تُساهم في دورة انتقال مختلف العناصر؛ كعنصر الكربون، والنيتروجين، والفوسفور، والكبريت، حيث تُساهم عملية الجريان السطحي في نقل العناصر الموجودة على اليابسة إلى النظم البيئية المائية المختلفة.[١٤]

فيديو عن دورة الماء في الطبيعة

للتعرّف على المزيد حول دورة الماء في الطبيعة يُمكن مشاهدة الفيديو الآتي:

______________________________________________________________________________

  • اعتراض المظلّة: (بالإنجليزية: Canopy Interception)؛ هطول الأمطار الذي يتمّ اعتراضه بواسطة أسطح النباتات والأشجار بدلاً من سقوطه على سطح الأرض والمسطحات المائية ثمّ تبخّره فيما بعد.[١٥]

المراجع

  1. ↑ “Water cycle”, www.britannica.com,27-5-2020، Retrieved 28-10-2020. Edited.
  2. ↑ “The Water Cycle”, www.climate.ncsu.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  3. ^ أ ب “Evaporation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 31-10-2020. Edited.
  4. ↑ “The Water Cycle”, www.scied.ucar.edu, Retrieved 28-10-2020. Edited.
  5. ^ أ ب “Evaporation”, www.nationalgeographic.org,8-8-2019، Retrieved 1-11-2020. Edited.
  6. ↑ Lyndon G., Celeste Pomerantz, Jason Donev (17-9-2016), “Transpiration”، www.energyeducation.ca, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  7. ↑ “Evapotranspiration and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  8. ↑ Steve Nix (6-3-2017), “Forest Transpiration and the Water Cycle”، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  9. ^ أ ب “Condensation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  10. ↑ Peter Jaeger, “The Water Cycle: Precipitation, Condensation, and Evaporation”، www.study.com, Retrieved 1-11-2020. Edited.
  11. ^ أ ب “Precipitation and the Water Cycle”, www.usgs.gov, Retrieved 1-11-2020. Edited
  12. ↑ “Precipitation (Water Falling from the Sky)”, www.eo.ucar.edu, Retrieved 1-11-2020. Edited
  13. ↑ “The Hydrologic Cycle”, www.weather.gov, Retrieved 30-10-2020. Edited.
  14. ↑ “The water cycle”, www.khanacademy.org, Retrieved 1-11-2020. Edited
  15. ↑ Andreasen, M.; Looms, M.; Christiansen, J. R. and others (2017-12), “Examining the canopy interception at a forest field site using cosmic-ray neutron detection”، ui.adsabs.harvard.edu, Retrieved 2020-11-16. Edited.

19 فبراير، 2021
0 1 6 دقائق

مقالات ذات صلة

صورة جديد أين يوجد ثقب الأوزون

جديد أين يوجد ثقب الأوزون

22 مارس، 2021
صورة جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

جديد ما هو الأساس العلمي لجدول مندليف

20 مارس، 2021
صورة جديد ما هو ثقب الأوزون

جديد ما هو ثقب الأوزون

27 فبراير، 2021
صورة جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

جديد طرق ترشيد استهلاك الكهرباء

6 أبريل، 2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

© حقوق النشر 2024، جميع الحقوق محفوظة   |   DMCA.com Protection Status
زر الذهاب إلى الأعلى