مراحل دورة الماء في الطبيعة
يغطي الماء حوالي 71% من سطح الكرة الأرضية، كما أنه يتواجد على سطح الأرض بعدة أشكال؛ في الهواء كبخار ماء، وفي الأنهار الجليدية والغطاء الجليدي، وداخل الإنسان، وفي باطن الأرض فيما يُعرف بالمياه الجوفية.
تتعرض المياه على سطح الأرض لعديد من التغيرات الكيميائية والفيزيائية؛ ولذلك لا يُمكن القول بأنها تبقى ثابتة، وإنما تتنقل بشكل مستمر من مكان إلى آخر ومن شكل إلى آخر فيما يُعرف بدورة المياه (بالإنجليزية: Water Cycle).
تمتلك دورة الماء أهمية كبيرة ، وتُعرف باسم الدورة الهيدرولوجية (بالإنجليزية: Hydrologic Cycle)؛ وهي عبارة عن عدة عمليات يتعرض لها الماء بشكل مستمر في داخل نظام الغلاف الجوي، أهمها التبخر، والتكاثف، وتساقط الأمطار، والجريان السطحي.
مرحلة التبخر
يُعد التبخر (بالإنجليزية: Evaporation)، أولى العمليات التي تحدث في دورة المياه، وهي العملية التي يتحول فيها الماء من حالته السائلة إلى الغازية، فوق المحيطات والبحيرات والأنهار وجميع أشكال المياه الموجودة على سطح الأرض، وتحت أي درجة حرارة، ويحدث بشكل كبير حول المناطق الاستوائية التي تمتاز بمناخها الدافئ.
يُسبب ارتفاع درجة الحرارة اكتساب جزيئات الماء وهي في الحالة السائلة قدر من الطاقة؛ لتبدأ بعدها الجزيئات السائلة بالتحول إلى جزيئات غازية تنتقل، وتتدفق في الهواء، ويعتمد التبخير على العديد من العوامل، منها:
- مساحة الجسم المائي.
- مقدار الأشعة الشمسية الساقطة على المسطح المائي.
- درجة الحرارة.
- سرعة الرياح.
يتبخر الماء من خلال عملية أخرى تُعرف بعملية النتح (بالإنجليزية: Transpiration)؛ وهي العملية التي تمتص بها جذور النباتات الرطوبة الموجودة داخل التربة، ثُم تنقلها إلى مسام الأوراق لتحولها إلى بخار ماء، وتطلقها في الغلاف الجوي، ويؤثر في عملية النتح العديد من العوامل، وهي كما يأتي:
تزيد معدلات عملية النتح بزيادة درجة الحرارة التي تؤدي إلى زيادة قدرة الخلايا النباتية على فتح المسامات؛ وبالتالي إطلاق الماء إلى الهواء.
يقل معدل عمليات النتح بازدياد رطوبة الهواء.
يزيد معدل عمليات النتح عند زيادة حركة الهواء؛ إذ تُساعد حركة الرياح في نقل جزيئات الماء بعيدًا إلى الغلاف الجوي.
تقل فرصة تعرض النباتات للجفاف عند زيادة رطوبة التربة؛ وبالتالي تزداد عملية النتح.
تتراوح النباتات في مقدار عملية النتح، فمثلًا النباتات الصحراوية كالصبار تحتاج إلى كميات قليلة من الماء، حيث تُرشح كميات أقل مقارنة بأنواع النباتات الأخرى.
مرحلة التكاثف
تعرف عملية التكاثف (بالإنجليزية: Condensation)؛ بأنها العملية التي يتحول فيها بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى سائل، ويمكن أن تحدث مرحلة التكاثف بطريقتين، وفيما يأتي توضيح لهما:
قطر الندى
تحدث عملية التبخر في الغلاف الجوي مؤدية إلى تصاعد جزيئات بخار الماء إلى الأعلى وتشكُل الغيوم، وهناك يصطدم الهواء الدافئ بالسطح البارد، ليتكاثف ويكوِّن فيما بعد قطرات صغيرة تُعرف باسم بقطرات الندى (بالإنجليزية: Dew Points).
الإشباع
تتصاعد جزيئات بخار الماء في الغلاف الجوي؛ لتتجمع داخل السحب إلى أن تصل إلى مرحلة الإشباع (بالإنجليزية: Saturation) التي لا يُمكن للسحب بعدها حمل المزيد من بخار الماء، وبالتالي يزداد تقارب الجزيئات وتتجمع مع بعضها إلى أن تتكاثف داخل هذه السحب.
مرحلة الهطول
تعد عملية الهطول (بالإنجليزية: Precipitation)؛ العملية التي تتساقط فيها قطرات الماء من السحب إلى الأرض بعدة أشكال، وهي أهم عملية في دورة المياه في الطبيعة لأنها تعيد الماء المتبخر إلى سطح الأرض، وبالتالي تحقيق التوازن في الطبيعة.
يحدث الهطول بسبب عدم قدرة السحب على استيعاب جزيئات أكثر من بخار الماء، وبالتالي سقوطها على الأرض، وتتمثل أشكال الهطول فيما يأتي:
المطر (بالإنجليزية: Rain) وهو قطرات الماء السائلة؛ ويتكون المطر نتيجة تجمع جزيئات بخار الماء في السحب وتكاثفها، ثُم تساقطها بعد بلوغ السحب الحد الأقصى الذي يُمكنها استيعابه.
يتكون الثلج (بالإنجليزية: Snow) وهو ندف ثلجية (بلورات الثلج) تسقط من السماء؛ نتيجة تسامي بخار الماء، أو عندما يتحول بخار الماء مباشرة إلى بلورات من الثلج.
يتكون البرد (بالإنجليزية: Hail) داخل السحب في العواصف الرعدية نتيجة تحرك كتل الهواء لأعلى حول قطرات الماء؛ مما يؤدي إلى تجمدها، وتصل إلى حجم لا يُمكن للسحب حملها، وبالتالي تسقط على الأرض كالحجارة.
يتكون الصقيع (بالإنجليزية: Sleet) نتيجة تجمد قطرات الماء أثناء تساقطها، وهي أصغر حجمًا من البرد وأكثر رطوبة منه.
مرحلة الجريان السطحي
يعرف الجريان السطحي (بالإنجليزية: Runoff)؛ بأنه المياه المتدفقة على سطح الأرض بفعل الجاذبية الأرضية؛ بحيث تصب المياه المتدفقة في الأنهار، أو المجاري الصغيرة، أو أي تجمع مائي، ويُعد المطر، وذوبان الجليد، وغيرها سببًا للجريان السطحي.
يدخل جزء من المياه المتدفقة إلى باطن الأرض عن طريق عملية الامتصاص، ويتبخر الجزء المتبقي مرة أخرى، وهكذا تعيد دورة المياه نفسها بشكل مستمر مرةً تلو الأخرى.
لدورة المياه في الطبيعة أهمية كبيرة لجميع الكائنات الحية، وتحدث نتيجة عدة عمليات تتحد مع بعضها البعض، بدءًا من عملية التبخر، ثُم النتح، ثُم التكاثف، ثُم الهطول، ليتدفق الماء كخطوة لا يُمكن عدها الأخيرة، فهي قد تكون بداية لدورة مياه جديدة في سلسلة غير متناهية.
