تتكون دورة المياه من أربعة أجزاء رئيسية: التبخر، والحمل الحراري، والترسيب، والتجمع.
مراحل دورة الماء في الطبيعة
تتضمن حركة المياه العديد من العمليات بخلاف الخطوات الرئيسية الموضحة في مخطط دورة المياه أعلاه. وفيما يلي المراحل المختلفة لدورة المياه.
1. التبخر
الشمس هي المصدر النهائي للطاقة، وهي التي تغذي معظم عمليات التبخر التي تحدث على الأرض. ويحدث التبخر عمومًا عندما تثار جزيئات الماء على سطح المسطحات المائية وترتفع إلى الهواء. وتتراكم هذه الجزيئات ذات الطاقة الحركية الأعلى في سحب بخار الماء. ويحدث التبخر عادة تحت نقطة غليان الماء.
2. التسامي
تحدث عملية التسامي عندما يتحول الثلج أو الجليد مباشرة إلى بخار ماء دون أن يتحول إلى ماء. وعادة ما تحدث نتيجة للرياح الجافة وانخفاض الرطوبة. ويمكن ملاحظة عملية التسامي على قمم الجبال، حيث يكون ضغط الهواء منخفضًا للغاية. ويساعد انخفاض ضغط الهواء على تحويل الثلج إلى بخار ماء حيث يتم استخدام قدر أقل من الطاقة في هذه العملية.
3. التكثيف
يبرد بخار الماء المتراكم في الغلاف الجوي في نهاية المطاف بسبب درجات الحرارة المنخفضة الموجودة في المرتفعات العالية. تتحول هذه الأبخرة إلى قطرات صغيرة من الماء والجليد، تتجمع في النهاية لتشكل السحب.
4. هطول الأمطار
فوق 0 درجة مئوية، تتكثف الأبخرة إلى قطرات ماء. ومع ذلك، لا يمكن أن تتكثف بدون غبار أو شوائب أخرى. وبالتالي، تلتصق أبخرة الماء بسطح الجسيمات. وعندما تندمج قطرات كافية، تسقط من السحب إلى الأرض أدناه. تسمى هذه العملية بالترسيب (أو هطول الأمطار).
5. التسلل
تمتص الأرض مياه الأمطار من خلال عملية التسرب. ويختلف مستوى الامتصاص وفقًا للمادة التي تسربت إليها المياه. على سبيل المثال، تحتفظ الصخور بكمية أقل نسبيًا من المياه مقارنة بالتربة. ويمكن للمياه الجوفية أن تتبع الجداول أو الأنهار.
6. الجريان السطحي
إذا لم تشكل مياه الأمطار طبقات مياه جوفية، فإنها تتبع الجاذبية، وغالبًا ما تتدفق على جوانب الجبال والتلال؛ لتشكل في النهاية الأنهار. تسمى هذه العملية الجريان السطحي. في المناطق الأكثر برودة، تتشكل القمم الجليدية عندما تكون كمية الثلوج المتساقطة أسرع من معدل التبخر أو التسامي.
كل الخطوات المذكورة أعلاه تحدث بشكل دوري، دون بداية ثابتة ولا نهاية.
فوائد دورة الماء في الطبيعة
- تنقية المياه: من خلال التبخر والتكاثف، يتم إزالة الشوائب من الماء، مما يساعد في الحصول على مياه نقية.
- تنظيم المناخ: توزيع المياه عبر الهطول يساعد في تنظيم درجات الحرارة والرطوبة في المناطق المختلفة.
- إعادة تغذية المياه الجوفية: التسرب يساعد في تخزين المياه تحت سطح الأرض، مما يوفر مصادر مياه للشرب والزراعة.
- استمرارية الحياة: توفر المياه العذبة للنباتات، الحيوانات، والبشر، مما يضمن استدامة الحياة على الأرض.
العوامل المؤثرة بدورة الماء في الطبيعة
إزالة الغابات وإعادة التشجير
إن قطع الأشجار له تأثيرات إيجابية وسلبية على الدورة الهيدرولوجية. ومن بين التأثيرات الإيجابية أن الماء يصل بسهولة إلى السطح ولا يعترضه أي نبات. ومع ذلك، فإن إزالة الغابات لها العديد من العيوب على الحوض.
المباني
تعمل المباني على اعتراض وتخزين كميات كبيرة من مياه الأمطار وتقليل المياه التي تصل إلى حوض الصرف.
الخزانات
توفر السدود المزيد من التخزين وبالتالي التبخر ومن ثم التكثيف وهطول الأمطار. ومع ذلك، تعيق السدود التدفقات داخل حوض الصرف. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الآبار والآبار الجوفية على تصريف المزيد من المياه الجوفية مما قد يعيق تدفق المياه الجوفية أو التدفق الأساسي .
الأنشطة الصناعية
يمكن أن يؤدي دخان الغازات الصناعية إلى توفير نوى التكثيف وبالتالي دخول المزيد من الأمطار إلى حوض الصرف.
التحضر
إن زيادة عدد السكان تعني زيادة بناء الطرق والأرصفة ؛ وبالتالي انخفاض تسرب المياه وارتفاع معدل الجريان السطحي، مما يقلل من المياه الجوفية ويعيق التدفقات على التوالي. ويمكن تجفيف الأنهار أو تحويلها من أجل إدخال مناطق ترسيب جديدة.
الآثار الناتجة عن دورة الماء في الطبيعة
من المرجح أن يتسبب تغير المناخ في تسريع أجزاء من دورة المياه مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية مما يزيد من معدل التبخر في جميع أنحاء العالم. ويؤدي المزيد من التبخر إلى زيادة هطول الأمطار، في المتوسط.
إن معدلات التبخر والهطول المرتفعة ليست موزعة بالتساوي في جميع أنحاء العالم. فقد تشهد بعض المناطق هطول أمطار أثقل من المعدل الطبيعي، وقد تصبح مناطق أخرى عرضة للجفاف، حيث تتحول المواقع التقليدية لأحزمة الأمطار والصحاري استجابة لتغير المناخ.
قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة المرتبطة بتغير المناخ وزيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى تسريع نمو النباتات في المناطق التي تتمتع برطوبة ومغذيات وفيرة.
شقوق طينية على أرض جافة
تتشكل الشقوق الطينية أثناء فترات الجفاف عندما تجف الأرض وتتبخر الرطوبة.
تغير المناخ يعني تغير الطقس.
يتسبب الاحتباس الحراري في حدوث تغيرات في الطقس في مناطق مختلفة من العالم. وعلى وجه الخصوص، يتسبب في حدوث أحداث مناخية أكثر تطرفًا مما شهدناه في الماضي.
مزيد من الأمطار والفيضانات: مع زيادة التبخر، يصبح الهواء أكثر رطوبة، وبالتالي يمكن للعواصف أن تتسبب في هطول أمطار أكثر كثافة في بعض المناطق. وقد يؤدي هذا إلى حدوث فيضانات – وهو ما يشكل خطراً على البيئة والصحة البشرية.
الجفاف الشديد: تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في زيادة التبخر، وتحويل الماء إلى بخار في الهواء، مما يتسبب في الجفاف في بعض مناطق العالم. ومن المتوقع أن تصبح الأماكن المعرضة للجفاف أكثر جفافاً على مدى القرن المقبل.
الأعاصير الأقوى: يمكن لمياه سطح المحيط الأكثر دفئًا أن تزيد من شدة الأعاصير والعواصف المدارية، مما يؤدي إلى ظروف أكثر خطورة مع وصول هذه العواصف إلى اليابسة.
موجات الحر: من المرجح أن موجات الحر أصبحت أكثر شيوعا في مناطق أكثر من العالم.
