مراحل دورة المياه في النظام البيئي

مراحل دورة المياه في النظام البيئي

تعرف الدورة المائية بأنها دورة دائرية بسيطة من التبخر والتكثيف والترسيب، وعلى الرغم من أن ذلك يمكن أن يكون نموذجا مفيدا، إلا أن الواقع يعتبر معقدا للغاية، حيث تعتبر مسارات وتأثيرات المياه في النظم البيئية للأرض أكثر تعقيدا وغير مفهومة .

: يعتبر الماء ضروريا للحياة على سطح الأرض في أشكاله الثلاثة الصلبة والسائلة والغازية، حيث يربط الماء الأجزاء الرئيسية من نظام مناخ الأرض والهواء والمحيطات والسحب والبحيرات والثلج والأنهار الجليدية الموجودة في الموقع .

توضح دورة الماء مراحل حركة الماء المستمرة داخل الأرض والغلاف الجوي، وهو نظام معقد يتضمن العديد من العمليات المختلفة، حيث يتبخر الماء السائل إلى بخار الماء ويتكثف ليشكل السحب، ثم يترسب مرة أخرى على الأرض في شكل مطر وثلج .

يتحرك الماء عبر المراحل المختلفة في الغلاف الجوي، حيث يتدفق الماء السائل عبر الأرض في عملية تسمى الجريان السطحي، ثم يتسرب ويترشح الماء عبر التربة، ويتحرك الماء الجوفي عبر الأرض إلى النباتات، ويتبخر الماء من النباتات إلى الغلاف الجوي .

الدورة المائية تؤثر في النظم البيئية والاقتصادية، وفي حياتنا اليومية، حيث تساعد الموارد المتاحة في تلك المجموعة من المعلمين على توجيه طلابهم نحو ما وراء الرسم التخطيطي الكلاسيكي للدورة المائية، ومن خلال القضايا الاجتماعية والبيئية المعقدة التي تحيط بالمياه، كما توفر الفرصة لاستكشاف طبيعة العلم باستخدام النماذج والأدلة التجريبية .

أهمية دورة الماء في الطبيعة

تعتبر دورة المياه عملية مهمة للغاية، لأنها توفر المياه لجميع الكائنات الحية وتساهم في تنظيم أنماط الطقس على الكوكب. على الرغم من وجود كميات كبيرة من المياه العذبة، إلا أنها تعتبر محدودة الإمداد عندما نأخذ بعين الاعتبار جميع المياه الموجودة على الأرض .

حوالي 2% فقط من المياه على كوكبنا متاحة للاستخدام، وتتوزع هذه المياه بين الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية والمياه الجوفية والبحيرات والأنهار والأراضي الرطبة. يتمكن نسبة 1% من هذه المياه من الاستخدام بشكل مباشر، حيث يتم نقلها عبر الغلاف الجوي على شكل بخار ماء، وتتساقط كأمطار وثلوج .

الماء يشكل بين 60 إلى 70 في المائة من كائنات الحياة، ولا يمكن للإنسان العيش بدون مياه الشرب لأكثر من أسبوع. تقوم الدورة الهيدرولوجية، أو دورة الماء، بتوزيع المياه العذبة على سطح الأرض، وتعد الحياة بأكملها تعتمد على هذه المادة الحيوية .

الماء يتحكم في درجة حرارة الأرض وجسم الإنسان، كما يساعد على تنظيف الجسم من الفضلات وحماية الأعضاء والأنسجة وتخفيف الألم في المفاصل .

يعتبر الماء المركب الذي يتألف من الأكسجين والهيدروجين الذي يحمل المواد المغذية والأكسجين للخلايا، ويمكن للإنسان العيش لفترة تصل إلى شهر بدون طعام، ولكنه لا يمكنه العيش لأسبوع واحد فقط بدون ماء .

كيف تسبب الطاقة دورة المياه في الطبيعة 

بدأت دورة المياه على الأرض منذ حوالي 3.8 مليار سنة، عندما سقط المطر على الأرض الباردة وشكل المحيطات، والماء الذي تسرب من الصهارة في لب الأرض المنصهر إلى الغلاف الجوي كان بصورة بخارية.

تساعد الطاقة الشمسية على تحريك دورة المياه، وتحافظ جاذبية الأرض على الحفاظ على المياه في الغلاف الجوي وعدم خروجها من الكوكب. هناك جزء صغير من الماء الذي يتبخر في الغلاف الجوي للأرض على شكل بخار .

عندما تعود جزيئات بخار الماء إلى الحالة السائلة أو الصلبة، تتشكل قطرات من السحب يمكن أن تسقط على الأرض على شكل مطر أو ثلج، ويعرف ذلك باسم التكثيف. وتهطل معظم الأمطار في المحيطات، ويتدفق الترسيب الذي يسقط على الأرض إلى الأنهار والبحيرات والبرك .

قد يتسرب بعض الماء إلى التربة ويحتجز كميات منه كمياه جوفية، وعندما يتم تسخينها بأشعة الشمس يتبخر الماء الذي يتواجد على سطح المحيطات، وتتحول أجسام الماء العذبة إلى بخار، ويصعد هذا البخار إلى الغلاف الجوي، ويتكاثف مكون السحب، ثم يعود إلى الأرض على شكل هطول .

يمكن أن تدخل الرطوبة إلى الغلاف الجوي مباشرة من الجليد أو الثلج في عملية تسمى التسامي، ويمكن أن يتحول الماء الصلب المتمثل في الجليد أو الثلج مباشرة إلى بخار الماء دون أن يصبح سائلاً في البداية .

آثار التغيرات في الدورة الهيدرولوجية العالمية على توافر الموارد المائي

قد يستغرق تطوير أنظمة الموارد المائية الكبيرة سنوات طويلة من الدراسات الأولية حتى تحقيق المشاريع، وبالتالي يعتبر تقييم تأثير الاحتباس الحراري على موارد المياه ضروريًا وعاجلاً، حيث قد حدثت بالفعل العديد من التغييرات الهيدرولوجية .

نجد إن الإنتاج الزراعي في العالم يعتمد بشكل كبير على الري ، من مساحة المحاصيل العالمية ، والتي قد تبلغ حوالي 1500 مليون هكتار يتم ري 16% منها ، ومن الممكن أن يتسبب الاحتباس الحراري في ارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير ، يعتبر من الضروري النظر إلى تأثير تغير المناخ في سياق التغيرات العالمية الرئيسية الأخرى .

هناك طلب كبير على المياه للعديد من الاستخدامات، بما في ذلك الري والشرب والاستخدامات الصناعية وتوليد الطاقة والاستخدامات الترفيهية والبيئية، ومعظمها يتطلب سعرا أعلى، ونجد أن الموارد المائية المتاحة حاليا في إفريقيا والشرق الأدنى مستغلة بالكامل .

غالبًا ما يتم التعامل مع الهيدرولوجيا على المستوى الوطني، وليس على المستوى الإقليمي أو القاري أو العالمي، وقد يعتمد ذلك بشكل كبير على جمع البيانات الدقيقة .

آثار تغير المناخ على الدورة الهيدرولوجية

يترابط المناخ والماء على كوكبنا بشكل وثيق، حيث يؤثر الماء على المناخ ويتأثر بالمناخ، ويمكن لأي تغيير في نظام المناخ أن يؤدي إلى تغيير في نظام المياه والعكس صحيح .

قد يحدث تغير مناخي أشد من الوضع الحالي، وهذا ما يتضح من خلال الموديلات المناخية، حيث يمكن أن تتغير درجة الحرارة ومستوى سطح البحر وتدفق الأنهار ورطوبة التربة والتبخر والمياه الجوفية وخصائص الغلاف الجليدي .

ربما تشير أدلة الملاحظة إلى زيادة مستمرة في دورة المياه، حيث ستؤدي زيادة معدلات التبخر والتساقط إلى تغير المناخ وتأثيره على موارد المياه العذبة في جميع أنحاء العالم في المستقبل. تؤثر هذه التغيرات على توافر المياه العذبة وجودتها، وتشكل تهديدا مدمرا في العديد من الجوانب .