ابحث عن أي موضوع يهمك
تستمر المياه في التحرك، وتختلف أشكالها ما بين سائل وبخار، أو سائل وجليد، ليعود الجليد ثانيةً لسائل، ويذكر أن جميع الكائنات على وجه الأرض تعتمد على الماء الذي يعد هو أساس الحياة، وتعتبر أشعة الشمس هي محرك دورة الماء الفعلي، إذ تسخن الماء، ومن ثم يتبخر وبعدها يرتفع البخار للأعلى، ليتكاثف ثم يتحول لسحاب، وهذه السحب ترتطم ببعضها، ليحدث هطول الأمطار وبعدها تتبخر وهكذا.
وتعد أشعة الشمس الصفراء هي العامل الرئيسي بحدوث دورة المياه بالطبيعة، إذ تسخن المياه تدريجيًا حتى تصل لدرجة التبخر، وبعدها يتصاعد بالسماء والذي يتمدد بالحرارة، ليهبط ثم يتكاثف مكونًا السحب ويليها تمطر السماء، ويشار لوجود بعض الصور لمطويات توضح دورة المياه، نعرضها فيما يلي:
تُعرّف دورة المياه بالطبيعة أو المسماة بالدورة الهيدرولوجيّة (Hydrologic Cycle) بأنّها هي الدورة المسؤولة عن حركة الماء بنظام الغلاف الجوّي للأرض، وتتمثّل بالكثير من العمليات؛ مثل النتح والتبخّر، والهطول، والتكاثف، والجريان السطحي، وما إلى نحو ذلك، إذ يتمّ عبر تلك الدورة إعادة تدوير المياه لكي تتم المحافظة على بقاء المسطّحات المائية، واستمرار تكاثف السحب، وبالتالي هطول الأمطار خلال فصل الشتاء من كل عام.
تمر دورة المياه بالطبيعة بالعديد من المراحل، والتي تأتي على النحو التالي:
يُعرّف التبخّر (Evaporation) بعملية تحوّل الماء من الحالة السائلة للحالة الغازيّة، والمسار الأساسي لانتقال الماء من الحالة السائلة لدورة الماء ثانيةً على هيئة بخار ماء بالغلاف الجويّ.
وتُعتبر الطاقة الحرارية أحد العوامل الرئيسية بحدوث عملية التبخّر؛ لأنّها تُكسّر الروابط بين جزيئات الماء ليحدث التبخّر بشكلٍ أسرع حين وصوله لدرجة الغليان التي تُعادل حوالي مئة درجة مئوية، ويذكر أنّه يُحتمل أن يتحوّل الثلج والجليد لبخار ماء عبر عملية تعرف بالتسامي (Sublimation).
تتم مرحلة التبخّر بدورة الماء حين ازدياد درجة حرارة سطح الأرض بسبب أشعة الشمس، إذ تُزيد حرارة الشمس سرعة جزيئات الماء وهو مّا يزيد طاقتها الحركية بمعدل يكفيها حتى تنطلق للغلاف الجوّي في شكل غاز.
وتظل تلك الجزيئات بالغلاف الجوّي ترتفع عشرة أيّام عمودياً خلالها إلى أن تبدأ درجة حرارتها في النقصان، وحينما تُصبح باردةً بالقدر الكافي تبدأ في التكاثف والتحوّل للحالة السائلة على هيئة قطرات ماء عالقة بالغلاف الجوّي، ثمّ تتحوّل لغيوم حتى تبدأ فيما بعد عملية الهطول.
وتتشكل بفعل عملية التبخّر المياه العذبة؛ إذ أن المصدر الأساسي للمياه المتبخّرة بالغلاف الجويّ هي مياه المحيطات التي تُغطّي نسبة 70% من سطح الأرض، وحين تتبخّر مياه المحيطات يظل الملح ثم يتكاثف بخار الماء النقي في صورة غيوم ليهطل بعدها ويُغذّي البحيرات والأنهار والجداول بالمياه العذبة.
كذلك فإن مصدر ما يعادل حوالي 90% من رطوبة الغلاف الجوّي هو تبخّر مياه البحار والمحيطات والأنهار الموجودة بسطح الأرض، في حين يرجع مصدر النسبة الباقية برطوبة الغلاف الجوّي عملية النتح في النباتات.
تمتصّ النباتات عبر جذورها الماء من الطبقة السطحيّة للتربة ثم تُطلقه على شكل بخار مجدّداً عبر أوراقها بواسطة عملية النتح (Transpiration)، وتُعد تلك العملية أحد أهم المراحل في دورة الماء حيث تُمثّل واحدة من المصادر الأساسية للمياه بالغلاف الجوّي بما يُقرب من 10% من إجمالي ما يوجد به من المياه.
وتقوم معدلات النتح بالاعتماد على الرطوبة ودرجة الحرارة، وتوافر ضوء الشمس ومدى شدّته، ونوع التربة وتشبّعها، وهطول الأمطار، وانحدار الأرض، وشدّة الرياح، وغيرها.
كما تقوم الغابات بإطلاق كمّيات هائلة من الماء للغلاف الجوّي من خلال جذور النباتات الوعائية وأوراق أشجارها عبر عملية النتح؛ حيث تعتبر أوراق النباتات هي المصدر الرئيسي لعملية النتح التبخّري (Evapotranspiration) الذي يصدر عن الغابات، وهو ما يزيد نسبة جفاف الغابات.
ويدل مصطلح النتح التبخّري على مجموع عمليات التبخّر التي تصدر عن نتح النباتات باليابسة وعلى أسطح المحيطات والبحار للغلاف الجوّي، وهو واحد من أهم مراحل دورة الماء بالطبيعة والتي تلعب الغابات بها دوراً هامًا، كما أن الماء ينتقل من النباتات للغلاف الجوي بالعديد من الطرق أشهرها اعتراض المظلّة.
التكاثف (Condensation) هو عملية تحوّل بخار الماء لماء سائل وهو عكس عملية التبخّر، وتتضح أهمية عملية التكاثف بدورة الماء عبر دورها بعملية تكوين السحب المسؤولة عن هطول الأمطار ورجوع المياه عبر دورة الماء لسطح الأرض.
تتكوّن الغيوم حينما تنخفض درجة حرارة البخار بسبب ارتفاعه في الغلاف الجوي للأعلى، إذ يرتبط انخفاض درجة الحرارة بالأعلى مع انخفاض الضغط طرديًا؛ حيث يعتمد المحتوى الكلّي الحراري (Total Heat Content) بأيّ نظام بصورةٍ أساس على مقدار المادة به.
وكلّما يكون الارتفاع عن مستوى سطح البحر أكثر فإن ضغط الهواء يقل بفعل انخفاض جزيئات الهواء وذلك نسبةً إلى وحدة الحجم، لذلك فإن كثافة الهواء تقل هي ودرجة حرارته.
تتكاثف جزيئات بخار الماء حول جزيئاتٍ صغيرةٍ تكون عالقة بالهواء فتتكون الغيوم، ويذكر أنّ بخار الماء يُعتبر مكوّناً رئيسيًا بالهواء دون النظر لكميّته التي تختلف من حينٍ لآخر، ويقدر الإنسان أن يرى بخار الماء على هيئة (Fog) حينما يقترب من سطح الأرض بالطقس شديد الرطوبة.
الهطول (Precipitation) هو الماء الذي ينهمر من الغيوم في شكل أمطار أغلب الأحيان، أو أمطار ثلجية، أو أمطار جليدية، أو حبّات بَرَد أو ثلوج بأحيانٍ أخرى، وتكون تلك المرحلة هي المسؤولة حول انتقال الماء إلى سطح الأرض من الغلاف الجوي.
وهناك طريقتين لتشكل الأمطار؛ أولهما حين يزداد حجم القطرات بسبب تكاثف بخار إضافي بفعل تصادم جزيئات الماء فيما بينها، وإن كانت التصادمات تكفي لإنتاج قطرة ماء لها سرعة سقوط أكبر من سرعة التيّار الذي يصعد للغيوم، فينتج عن ذلك سقوط القطرة على شكل هطول خارج الغيمة.
في حين أن الطريقة الثانية وهي الأكثر فاعلية حتى تصل قطرة الماء لحجم قطرة الهطول فتتم عبر عملية بيرجيرون المعبرة عن نموّ بلّورات الجليد بسرعةٍ أكبر كثيرًا من تكاثف بخار الماء بالغيمة، فتتساقط البلّورات في شكل ثلج أو أنها تذوب ثم تهطل كأمطار.
لعل أهمية دورة المياه بالطبيعة تكمن فيما يلي:
تكون دورة المياه مدفوعة بواسطة طاقة الشمس إذ أنها تعمل على تدفئة سطح المحيط وغيره من المياه السطحية، ومن ثم تبخر المياه السائلة مع تسامي الجليد، وهو ما يعني تحوله من مادة صلبة لغاز مباشرةً، تلك العمليات تحركها الشمس والتي تنقل الماء للغلاف الجوي في شكل بخار ماء.