كيف تجدد دورة المياه إمداد الأرض بالمياه العذبة؟

يساعد الماء في تحديد التركيب المادي للأرض - ليس أقلها اعتبارًا أنه يغطي أكثر من 70 بالمائة من سطح كوكبنا - وهو ضروري لجميع أشكال الحياة.

الماء ، بعد كل شيء ، يشكل الجزء الأكبر من كتلة معظم الكائنات الحية - حوالي 65 في المائة من البشر ، على سبيل المثال - ويوفر الوسيط الذي يتم من خلاله نقل العناصر الغذائية عبر الجسم والتي يتم من خلالها تحويلها إلى طاقة أو بيولوجية تحافظ على الحياة الهياكل.

ال دورة المياه، المعروف أيضًا باسم دورة هيدروليجية، يصف الطرق والعمليات التي تنتقل بها هذه المادة الحرجة بين الأرض والمحيط والغلاف الجوي. تمثل المحيطات والبحار حوالي 97 في المائة من إجمالي المياه الموجودة على الكوكب ، تتغذى بشكل أساسي من الجريان السطحي للأرض وهطول الأمطار.

تساعد العديد من الخطوات الرئيسية لدورة المياه - التبخر والتكثيف وهطول الأمطار - على ضمان تجديد الكمية الضئيلة نسبيًا من الرطوبة الموجودة في المياه العذبة باستمرار.

ال دورة المياه يمكن اعتباره حركة الماء في حالاته الصلبة والسائلة والغازية بين الخزانات العالمية المختلفة. أقل من واحد بالمائة من مياه الأرض تتحرك فعليًا خلال دورة المياه في أي وقت.

يتم قفل معظمها مؤقتًا في "التخزين". يشير ذلك إلى المياه الموجودة في مياه المحيطات العميقة والجليد الجليدي والجوفية خزانات المياه الجوفية وغيرها من الخزانات طويلة الأجل ، والتي قد تحتوي في بعض الحالات على جزيئات الماء لآلاف أو عشرات الآلاف من سنوات.

لا يوجد سوى جزء ضئيل من الماء خارج النظام المحيطي ، ويتم تجميد ما يقرب من ثلاثة أرباع تلك المياه العذبة على شكل أنهار جليدية وأغطية جليدية. يتكون حوالي نصف بالمائة من المياه العذبة على الأرض مياه جوفية، وهو الماء داخل طبقات الصخور. يتم احتواء حوالي ربع بالمائة فقط من المياه العذبة داخل البحيرات والأنهار و أجواء والكائنات الحية.

على الرغم من نقل كمية ضئيلة عن طريق العواصف ورذاذ البحر ، تبخر هي الطريقة الرئيسية التي يتم من خلالها نقل مياه المحيط إلى الأرض للمساعدة في تجديد خزانات المياه العذبة. التبخر هو تحويل الماء السائل إلى الشكل الغازي لبخار الماء.

لأنهم يمثلون غالبية المياه السطحية على الكوكب ولأنهم يسيطرون على خطوط العرض الأكثر دفئًا حيث تشجع درجات الحرارة المرتفعة على التبخر العالي ، تساهم المحيطات بأكثر من 80 في المائة من إجمالي تبخر الأرض رطوبة.

تمثل الأرض ، بالطبع ، باقي بخار الماء المضاف إلى الغلاف الجوي: ليس فقط عن طريق التبخر من المياه السطحية ، ولكن أيضًا عن طريق النتح، بخار الماء المنبعث من النباتات. يمكن أن يؤدي النتح من الغابات إلى زيادة هطول الأمطار عن طريق توفير كميات كبيرة من بخار الماء في الغلاف الجوي المحلي. هذا مثال - نظرًا لأن الأشجار تتطلب حدًا أدنى معينًا من هطول الأمطار لتنمو - من حلقة التغذية الراجعة الإيجابية.

على المدى التبخر يلتقط التأثيرات المشتركة للتبخر والنتح. يتم أيضًا المساهمة بكميات أقل بكثير من بخار الماء من خلال عمليات أخرى مثل تنفس الحيوانات و ثورات بركانية.

عادة لا يبقى الماء المتبخر أو المتسرب في الغلاف الجوي هناك طويلاً: غالبًا ساعات أو أيام فقط. ولكن لا داعي للقول إن موقعه في الغلاف الجوي مهم للغاية من وجهة نظر التزود بالوقود للجزء الأرضي من دورة المياه.

يتكثف بخار الماء إلى قطرات سائلة أو يتصاعد إلى جزيئات الجليد ليشكل غيومًا عندما تبرد الكتلة الهوائية التي تحتويها بدرجة كافية.

يمكن أن يحدث ذلك عندما ترتفع الكتلة الهوائية: من الطفو الناتج عن التسخين الشمسي (الحمل) ، على سبيل المثال ، أو عندما يتم دفعه لأعلى عن طريق التضاريس أو كتلة هوائية أخرى (على طول الحدود الأمامية). الكتل الهوائية البحرية الرطبة المحملة بالرطوبة التي تبخرت من المحيطات تصل إلى اليابسة التأخير، الحركة الأفقية للهواء.

عندما تنمو القطرات وجزيئات الجليد في السحابة بشكل كبير وثقيل بدرجة كافية ، فإنها تسقط كتساقط: مطر ، ثلج ، مطر مجمد، حائل ، جرابل ، متجمد وما شابه. يوفر هذا مدخلاً للمياه في النظام الأرضي.

تساقط يتم تسليمها بشكل غير متساوٍ للغاية حول سطح الأرض ، مما يساعد على تحديد تخطيط مختلف النظم البيئية: الصحاري وشبه الصحاري في نهاية الطيف الرطب والغابات المطيرة وغابات الرياح الموسمية آخر.

لا يحتاج الغلاف الجوي حتى لتوليد هطول أمطار لتزويد الأرض بالمياه أيضًا. فالأشجار ، على سبيل المثال ، تنتزع الرطوبة من السحب المنخفضة المعلقة أو التي تعانق الأرض عن طريق توفير سطح لتكثيف المياه.

هذا بالتنقيط الضباب يمكن أن تزود التربة بكميات كبيرة من الرطوبة. يمكن للهواء الموجود على مستوى الأرض والذي يبرد طوال الليل أن يؤدي أيضًا إلى تكثيف المياه على الغطاء النباتي والأسطح الأخرى في شكل ندى.

يمكن للمياه التي تسقط على سطح الأرض أن تأخذ أي عدد من المسارات المختلفة داخل الدورة الهيدرولوجية. يتم توجيه الكثير على السطح مثل جريان المياه عبر التدفق البري والجداول والأنهار للانتقال في النهاية إلى المحيط.

يمكن أيضًا أن تعود المياه التي تتجمع في برك على الأرض ، أو رحلات إلى بحيرة أو أرض رطبة أو تسافر في قناة نهرية مباشرة إلى الغلاف الجوي عن طريق التبخر. علبة الماء تسامى مباشرة من الشكل المتجمد للثلج والجليد - الأنهار الجليدية وكتل الثلج - إلى شكل غاز من بخار الماء أيضًا.

بدلاً من التبخر مرة أخرى في الغلاف الجوي أو توجيهه إلى قنوات الصرف مثل الجريان السطحي ، يمكن أن تتسرب المياه أيضًا تحت الأرض إلى تصبح رطبة للتربة - يتم سحب بعضها في جذور النبات ثم يتم نضحه لاحقًا - أو يتعمق في المياه الجوفية طبقات المياه الجوفية. قد تبقى المياه الجوفية داخل الصخور لفترة طويلة من الزمن ، ولكن يمكن أن تظهر أيضًا على سطح الأرض في الينابيع والتسربات لتبخر أو تتحول إلى جريان.

تساقط الثلوج على جبل الجليدية أو غطاء جليدي قطبي ، في غضون ذلك ، يمكن دمجه في جليده من أجل الإقامة الممتدة. أخيرًا ، تصبح بعض المياه العذبة بالطبع مياه بيولوجية من خلال الاستيلاء عليها من قبل النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى.