آخر تحديث: 03/05/2021

ما هي دورة الماء في الطبيعة؟

ما هي دورة الماء في الطبيعة؟
"ما هي دورة الماء؟" في الطبيعة تسمى دورة الماء أو تعرف بالدورة الهيدرولوجية، وهي الدورة المتحكمة بحركة المياه داخل الغلاف الجوي المحيط بالأرض.
 
"ما هي دورة الماء؟" تعتبر تلك الدورة من الدورات الطبيعية التي تحدث على سطح الكرة الأرضية، وتشكل الكثير من العمليات كالتبخر، التكثيف، النتح، هطول الأمطار، الجريان السطحي إلخ.

 التبخر 

  • يعتبر التبخر هو أول مرحلة من مراحل دورة المياه، وتلك أحد الأجوبة على سؤال "ما هي دورة الماء؟".
  • يُعرَّف التبخر بأنه عملية ينتقل فيها الماء من الحالة السائلة إلى الغازية، وهذه هي الطريقة الرئيسية التي يعود بها الماء على شكل بخار الماء في الغلاف الجوي من حالته السائلة.

 أحد الأسباب الرئيسة لعملية التبخر هي : 

  • السبب هو أنه يكسر الروابط بين جزيئات الماء ويتبخر بشكل أسرع عندما يصل إلى درجة غليان تبلغ حوالي 100 درجة مئوية. 
  • تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تحويل كل من الثلج والجليد إلى بخار ماء باستخدام عملية تسمى التسامي.
  •  ينتج التبخر داخل دورة الماء عندما ترتفع درجة حرارة الأرض بسبب أشعة الشمس، حيث تزيد أشعة الشمس من سرعات جزيئات الماء، مما يرفع من الطاقات الحركية لها في الغلاف الجوي كغاز.
  • عموديًا حتى تبدأ درجة حرارته في الانخفاض، وعندما يصبح باردًا بدرجة كافية، يبدأ في التكثف وتصبح حالة سائلة على شكل قطرات ماء عالقة في الغلاف الجوي، ثم تتحول إلى غيوم لتبدأ بعد ذلك عملية الترسيب.
  • ينتج عن التبخر تكوين مياه عذبة؛ المصدر الأساسي للمياه المتبخرة في الغلاف الجوي هو الماء المالح من المحيط الذي يغطي سطح الأرض بنسبة 70٪، وعندما يتبخر الماء بواسطة الشمس، يتكثف بخار الماء النظيف مثل السحب ثم يسقط لإمداد الأنهار، البحيرات والجداول بالمياه العذبة.
  • وقد أظهرت الدراسات أن حوالي 90٪ من مصدر رطوبة الغلاف الجوي يأتي من تبخر المياه من المحيطات والبحار والأنهار على سطح الأرض، في حين أن النسبة المتبقية من الرطوبة الجوية تأتي من عملية نقل النباتات.

عملية النتح

  •  تمتص النباتات الماء من خلال جذور طبقة التربة العلوية وتتركه في صورة بخار من خلال أوراقها في عملية تسمى النتح. 
  •  تعتبر العملية من أفضل خطوات دورة المياه، لأنها تشكل أحد المنابع الأساسية للمياه داخل الغلاف الجوي، حيث تحتوي على حوالي 10٪ من المياه التي تشتمل عليها، معدلات النتح تستند على درجات الحرارة والرطوبة وتوافر وشدة ضوء الشمس ونزول الأمطار وشدة الرياح وانخفاض الأرض  وأنواع التربة وما إلى ذلك. 
  •  تنتج الغابات مقدارا من الماء كبيرا داخل الغلاف الجوي من خلال أوراق الشجر وجذور النباتات الوعائية عن طريق عملية النتح؛ أوراق النبات هي المنبع الأساسي للتبخر داخل الغابات، مما يكثر من جفاف الغابات، لأن مصطلح التبخر النتح يشير إلى كمية عمليات التبخر التي يطلقها نتح النباتات على سطح الأرض والبحر والمحيطات إلى الغلاف الجوي والتي تعد من أهم مراحل دورة المياه في الطبيعة، والتي تلعب فيها الغابات دورًا مهمًا ويتم نقل المياه من النباتات الغلاف الجوي وعن طريق وسائل أخرى، فإن الأهم هو ما يسمى باعتراض المظلة.

عملية التكثيف

رداً على سؤال "ما هي دورة الماء؟" فتلك أحد مراحل تلك الدورة، ويمكننا توضيح من خلال الآتي:

  •  يُعرَّف التكثيف بأنه تحويل البخار إلى ماء، أي المضاد عملية التبخر. 
  •  تتجلى فوائد  التكثيف خلال دورة المياه في دورها في تكوين السحب التي تتعامل مع نزول الأمطار وإعادة المياه إلى الأرض أثناء دورة المياه. 
  • تتكون الغيوم عند انخفاض حرارة البخار بسبب ارتفاعه الجوي، عندما يكون الانخفاض في درجة الحرارة في الأعلى مرتبطًا بشكل مباشر بانخفاض الضغط.
  •  يقوم المحتوى الكلي الحراري للنظام بصورة أساسية على مقدار المواد التي يحتوي عليها فكلما زاد الارتفاع، انخفض ضغط الهواء بسبب قلة جزيئات الهواء بالنسبة إلى وحدة الحجم، بحيث تنخفض كثافة الهواء ودرجة الحرارة. 
  •  تبدأ جزيئات البخار في التكثف عن طريق جزيئات صغيرة تطفو في الهواء فتكون غيومًا، وتدل على أن بخار الماء جزء أساسي من الهواء بغض النظر عن كميته، والتي قد تتغير من وقت لآخر، وقد يرى شخص بخار الماء على شكل ضباب (عندما يكون قريبًا من الأرض في طقس رطب جدًا).

نزول الأمطار

  • يعرف نزول الأمطار أنه مياه تتدفق من السحب على شكل مطر في أغلب الأحيان، أو على شكل أمطار جليدية، أو ثلج، أو برد في أوقات أخرى.
  • في هذه المرحلة مسؤول عن نقل المياه من الغلاف الجوي على الأرض. 

 تتشكل الأمطار بطريقتين

  1.  الأولى عندما يزداد حجم بضع قطرات نتيجة لتكثيف البخار الإضافي الذي يحدث بعد تصادم جزيئات الماء مع بعضها البعض.
  2. إذا كانت التصادمات كافية لإنتاج قطرة ماء بسرعة سقوط أكبر من ارتفاع السحب، فهذا يؤدي إلى هطول الأمطار فعال في الحصول على قطرة ماء بحجم قطرة هطول، كما يحدث في عملية بيريغران، التي تعبر عن نمو بلورات الجليد أسرع بكثير من تكثيف بخار الماء في السحابة حتى تتساقط البلورات كالثلج أو تذوب وتسقط مثل المطر.

أشكال هطول المطر

أكثر أنواع هطول الأمطار انتشارًا هي

  • الأمطار:

تتشكل قطرات الماء السائل عندما يتكثف البخار حول جزيئات الغبار داخل الغيوم، مكونًا قطرات صغيرة تستمر في الانتفاخ حتى تصبح كبيرة جدًًّ،ا بحيث لا تستطيع السحابة حملها، ثم تسقط بينما يستمر حجمها في الزيادة تدريجياً لأنها ترتبط بجزيئات الماء الإضافية في الطريق. 

  • الثلج:

تتساقط كتل صغيرة من الماء المجمدة من السماء، وتشكل كل من هذه الكتل بلورات جليدية عندما يرتفع بخار الماء، أو عندما يتحول البخار مباشرة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة على شكل جليد.

  • البرد:

أثناء العواصف الرعدية، تتشكل جزيئات الجليد عند ارتفاع الهواء مما يمنع سقوط جزيئات الماء المجمد، وبالتالي يزداد حجم الحبوب بسبب الاصطدام بقطرات الماء شديدة البرودة، حتى تضرب السحابة البرد بسبب الزيادة في الكتلة التي تتجاوز 0. 68 كجم لم يعد بإمكان الحبوب تحملها. 

 ينخفض  عادةً على شكل مطبات دائرية، ويقرر العلماء أن سرعة البَرَد يمكن أن تصل إلى 128. 75 كم/ساعة.

  •  المطر الثلجي: مزيج من المطر والثلج يتساقط من السماء ويتكون من قطرات مطر متجمدة تضرب الأرض والحبوب أصغر من البرد ورطبة منها.

الجريان السطحي

 يحدث الجريان السطحي عندما يزداد هطول الأمطار وتصبح التربة مشبعة، بحيث لا يتمكن سطح الأرض من امتصاص المزيد من المياه وتتشكل الأنهار والبحيرات، وعودة المياه إلى المحيطات وقد يؤدي الجريان السطحي أحيانًا إلى تبخر المياه مباشرة في الغلاف الجوي.

عندما يتدفق الجريان السطحي إلى بحيرة بدون منفذ لتصريف المياه بعيدًا، يتبخر الماء لأنه لا توجد طريقة أخرى لعودة المياه إلى الغلاف الجوي في وهكذا تزداد الشوائب والأملاح في البحيرة حتى تصبح مالحة، مثل: بحيرة الملح العظيمة في يوتا وفي البحر الميت بفلسطين.

تأثير الدورة المائية على حركات العناصر 

بعد أن وضحنا إجابة سؤال "ما هي دورة الماء؟" يمكننا توضيح تأثير تلك الدورة من خلال الآتي:

  •  تتجلى فوائد الدورة المائية في تأثير خطوات حركتها داخل الطبيعة ومراحل نزول المطر بصورة رئيسة على الحياة الطبيعية للأرض.
  •  تعتبر عمليات الجريان السطحية ونزول المطر من بين أهم العوامل المشتركة في دورات نقل العناصر المتنوعة، نظرًا لأن العناصر هي الكربون والفوسفور والنيتروجين والكبريت، فإن عمليات الجريان السطحي تشارك في انتقال العناصر المتواجدة على الأرض إلى النظام البيئي المختلف في الماء.
"ما هي دورة الماء؟" يتم من خلال هذه الدورة إعادة دورة المياه من أجل الحفاظ على وجود المصادر المائية، وتكاثف السحب ونزول الأمطار بمرور الوقت.