إن دورة المياه في الطبيعة يُطلق عليها اسم الدورة الهيدرولوجية نظرًا لكونها المسؤولة عن حركة المياه بسهولة في نظام الغلاف الجوي للأرض لضمان المحافظة على استمرارية تكاثف السحب ووجود المسطحات المائية فضلًا عن هطول الأمطار، حيث تشمل هذه الدورة العديد من العمليات كالآتي:
التبخر
تتمثل أول مرحلة من مراحل دورة الماء في عملية التبخر، والتي خلالها يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الغازية ويكون على هيئة بخار ماء منتشرًا في الغلاف الجوي.
حيث يحدث التبخر بفعل الطاقة الحرارية، وذلك لأنها تقوم بتكسير الروابط التي تكون بين جزيئات الماء بسهولة عندما تصل درجة الغليان إلى 100 درجة مئوية.
ومن الجدير بالذكر أنه يُمكن تحوّل الجليد والثلج بواسطة عملية التسامي أيضًا إلى بخار الماء.
ومرحلة التبخر في دورة الماء لا تحدث إلا عندما تزداد درجة حرارة سطح الأرض نتيجة لزيادة حرارة أشعة الشمس وتسببها في زيادة سرعة جزئيات الماء وطاقتها الحركية بشكل يجعلها تنطلق سريعًا إلى الغلاف الجوي على هيئة غاز.
كما أن جزئيات الماء يُمكنها أن تظل في الغلاف الجوي لمدة 10 أيام، حيث ترتفع خلالها عموديًا إلى أن تبدأ درجة حرارتها في النقصان وتصبح باردة بشكل كافٍ يجعلها قادرة على التكاثف ومن ثم التحول لتصبح على شكل قطرات ماء أي التحول إلى الحالة السائلة في الغلاف الجوي ثم التحول إلى غيوم لكي تبدأ عملية الهطول.
وينبغي العلم بأن المياه العذبة تنتج عن عملية التبخر، فمن المعروف أن المصدر الرئيسي في الغلاف الجوي للمياه المتبخرة هي المياه التي تغطي سطح الأرض بنسبة 70% أي مياه المحيطات المالحة.
إذ إنه عندما تتبخر مياه المحيطات يظل الملح بينما يتكاثف بخار الماء النقي على هيئة غيوم ثم فيما بعد يهطل لكي يغذي البحيرات والجداول والأنهار بواسطة المياه العذبة.
فضلًا عن ذلك فنحو 90% من رطوبة الغلاف الجوي ناتجة عن تبخر البحار والأنهار ومياه المحيطات الموجودة على سطح الأرض، والنسبة المتبقية تعود إلى عملية نتح النباتات.
النتح
أما عن ثاني مرحلة فهي النتح ولقد تم تصنيفها كأهم مراحل دورة الماء.
وذلك لأن النباتات فيها تستخدم جذورها لامتصاص الماء من الطبقة السطحية للتربة ثم تقوم فيما بعد بإطلاقه عبر أوراقها على هيئة بخار.
فعملية النتح تعد من المصادر الرئيسية للغاية للمياه في الغلاف الجوي حيث ينتج عنها نحو 10% من إجمالي الماء الموجود فيه.
ومن الجدير بالذكر أن معدلات النتح تعتمد على:
نوع التربة ومدى تشبعها.
ضوء الشمس وشدته.
درجة الحرارة.
الرطوبة.
هطول الأمطار.
انحدار الأرض.
ولقد تم إطلاق مصطلح النتح التبخري على عمليات التبخر الناتجة عن نتح النباتات الموجودة على أسطح البحار واليابسة والمحيطات.
ويُجدر بالإشارة إلى أن انتقال الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي يُمكن أن يتم بطرق أخرى غير النتج مثل طريقة اعتراض المظلّة.
التكاثف
إن التكاثف هو عكس عملية التبخر، حيث إنه يحدث في المرحلة الثالثة من دورة الماء، ويترتب عليه تحول بخار الماء إلى ماء سائل.
وتكمن أهميته في دورة الماء في المساهمة في تكوين السحب المسؤولة عن هطول الأمطار وضمان عودة المياه مرة أخرى إلى سطح الأرض.
أما عن كيفية حدوث التكاثف فإنها تتمثل في تكوّن الغيوم أولًا عند انخفاض درجة حرارة البخار بسبب ارتفاعه إلى الغلاف الجوي، فكلما تم الارتفاع إلى الأعلى تنخفض درجة الحرارة بسبب انخفاض الضغط، فالمحتوى الحراري الكلي يعتمد على كمية المادة الموجود في النظام.
علمًا بأنه كلما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر أصبح ضغط الهواء أقل نظرًا لانخفاض جزئيات الهواء وقلة كثافة ودرجة حرارة الهواء أيضًا.
فجزيئات بخار الماء تبدًا بالتكاثف حول الجزيئات العالقة في الهواء وتتسم بكونها صغيرة وتؤدي إلى تشكل الغيوم.
ومن الجدير بالذكر أن الإنسان يُمكنه رؤية بخار الماء والذي يعد من المكونات الأساسية في الهواء دون النظر إلى كميته على شكل ضباب وذلك خلال الطقس شديد الرطوبة.
الهطول
الهطول في دورة المياه هو الماء المنهمر من خلال الغيوم ويكون على هيئة أمطار في كثير من الأحيان أو أمطاتر ثلجية أو جليدية أو ثلوج أو ربما حبات برد.
فمرحلة الهطول هي المسؤولة عن انتقال الماء إلى سطح الأرض من الغلاف الجوي.
إذ تتشكل الأمطار فيها بطريقتين كالآتي:
الطريقة الأولى: عند زيادة حجم بعض القطرات بسبب حدوث تكاثف بخار إضافي كرد فعل عن تصادم جزيئات الماء معًا وكانت التصادمات جيدة لإنتاج قطرة ماء سرعة سقوطها أكبر من سرعة التيار المرتفع للغيوم فإنه يتم سقوط القطرة خارج الغيمة على هيئة هطول.
الطريقة الثانية: هي الأكثر فاعلية حيث تصل قطرة الماء بواسطة عملية بيرجيرون إلى حجم قطرة الهطول، وذلك بسبب نمو بلورات الجليد بسرعة أكثر من تكاثف البخار الموجود في الغيمة، حيث تتساقط البلورات على هيئة ثلج أو ربما تذوب وتهطل الأمطار.
ويُجدر بالإشارة إلى أن أكثر أنواع الهطول شيوعا هو المطر والثلج والبرد والمطر الثلجي.
الجريان السطحي
يحدث الجريان السطحي وهو آخر مرحلة في دورة الماء عندما تزداد معدلات هطول الأمطار كما يتم تشبّع التربة.
أي عندما يصبح سطح الأرض غير قادر على امتصاص المزيد من الماء حيث تتكوّن البحيرات والأنهار ومن ثم تعود المياه مجددًا إلى المحيطات.
كما يؤدي الجريان السطحي في بعض الأحيان إلى تبخر الماء مباشرةً للغلاف الجوي.
وذلك عندما تتدفق مياه الجريان بسهولة إلى بحيرة ولم يكن هناك منافذ لتدفق المياه خارجها حيث سيتبخر الماء لعدم توفر أي طريقة أخرى لعودته للغلاف الجوي.
وهو ما يترتب عليه زيادة الشوائب في البحيرة وكذلك الأملاح إذ تصبح مالحة مثل البحر الميت في فلسطين والبحيرة المالحة في ولاية يوتا.
أهمية دورة الماء في الطبيعة
يُمكن تلخيص أهمية دورة الماء في الطبيعة في النقاط التالية:
ضمان رطوبة الجو.
توفر المياه العذبة التي تحتاجها جميع الكائنات الحية الموجودة على كوكب الأرض.
تجديد مصادر المياه العذبة على الكرة الأرضية أي تجديد البحار والجداول والأنهار.
تنظيم المناخ.
تقديم تربة صالحة للزراعة.
أسئلة عن دورة الماء في الطبيعة
إليكم في النقاط التالية بأبرز الأسئلة التي يُمكن طرحها في الامتحانات عن دورة الماء في الطبيعة وبإجابتها النموذجية:
ما هي دورة المياه في الطبيعة؟
الإجابة: دورة المياه في الطبيعة هي العملية التي من خلالها يتم هطول الأمطار حول العالم.
ما هي حالات الماء الفيزيائية؟
الإجابة: الحالات الفيزيائية للماء هي الحالة الغازية والحالة الصلبة وكذلك الحالة السائلة.
اشرح مراحل دورة الماء في الطبيعة؟
الإجابة: تبدأ دورة المياه بمرحلة تبخر المحيطات والأنهار والبحيرات والمسطحات المائية، حيث يتكاثف البخار على شكل غيوم، ومن ثم يتم هطول الأمطار، وعند هطول الأمطار يتم تجميع المياه على الأرض مرة أخرى لبدء دورة جديدة.
ما معنى التبخر؟
الإجابة: التبخر هو عملية تسخين المياه السائلة بواسطة أشعة الشمس وتحولها إلى غاز يرتفع في الهواء.
ماذا يحدث للمياه عندما تسقط على الأرض؟
الإجابة: عندما تسقط المياه على الأرض فإنه يحدث لها تسلل حيث تتسرب إلى التربة.
ماذا يحدث عندما تتسرب المياه بشكل أعمق؟
الإجابة: عندما تتسرب المياه بشكل أعمق أي إلى مساحات صغيرة في الصخور والتربة فإنها يحدث لها الترشيح.
