استكشاف دورة المياه: كيف يتقاسم التهبات بيئتنا

Measuring Precipitation: From Rain Gauges to Satellites

(ب) بيانات التهطال الدقيق هي ذات أهمية حاسمة بالنسبة للتنبؤ بالطقس، والهيدرولوجيا، والزراعة، وعلوم المناخ، وأبسط الأدوات هي قياس الأمطار المعياري - أي أسطوانة تجمع التهطال وتقيس عمقها، حيث يسجل قياسات موجات الأمطار القائمة على التفريغ الآلي لفترات تساقط الأمطار وكثافة الأمطار، أما بالنسبة لسقوط الثلج، فإن القياسات معقّدة بسبب آثار الرياح وكثثثثافة الجليد.

الفرق المكاني والتزمني

وتتلقى الغابات المدارية القريبة من خط الاستواء أكثر من 2000 ميليميتر سنويا، بينما تتلقى صحاري ذات ترددات عالية مثل أطاكاما في شيلي أقل من ميليتر في السنة، وحتى داخل منطقة ما، يمكن أن يكون التغير هائلا: يمكن أن يسقط عاصفة رعدية واحدة أمطارا في ساعات قليلة أكثر من بعض المواقع التي تشهدها السنة.

أثر التهطال على النظم الإيكولوجية

فالتساقط هو المحرك الرئيسي لهيكل النظام الإيكولوجي ووظائفه، ويحدد حجمه وموعده وشكله من أشكال التهطال ما يمكن للنباتات والحيوانات أن تنجو منه، وكيف تدور المغذيات من خلال النظام، وكيف أن النظام الإيكولوجي قادر على الاضطرابات.

الأراضي الرطبة: صواعق مياه الأمطار

وفي الأراضي الرطبة، بما فيها المارش والمستنقعات والبوكات والفيضانات - المناطق الانتقالية بين البيئات البرية والمائية، وهي تعتمد على إمدادات مياه ثابتة من التهطال، أو المياه الجوفية، أو الفيضانات الموسمية. الأراضي الغربية تعمل كمرشات مياه طبيعية ، وترميم الرواسب، وتخفف من الضرر الناجم عن التكاثر.

الغابات: قنابل الغابات المطيرة والأراضي البحرية الخشبية

وتزدهر الغابات المدارية المطيرة تحت الأمطار الغزيرة والثابتة على مدار السنة (عادة 2000 ملم سنوياً) وتعترض الغابات الكثيفة جزءاً كبيراً من التهطال، التي تهتز بالجو بدلاً من الوصول إلى الحد الأدنى من الغابات - وهي ظاهرة تسمى فقدان الشوائب .

غراسلاند وسافانا: حيث يرتدى الراينفال الحدود

وتشغل المراعي، بما فيها الرعاة والزوجات والسفانا، مناطق تندر فيها الأمطار بدرجة كبيرة ولكنها كافية لمنع التصحر، وتنشأ هذه النظم الإيكولوجية عادة بين 250 و750 ملم سنوياً عن طريق تداخل الأمطار والنيران والرعي، ويحد من حجم الأمطار وتوزيعها في غضون سنة تكوين الأنواع الشجرية في مناطق الرطبة.

الصحراء: الحياة على حافة الماء

وتُعرَّف المصابات بالطفح من جراء التهطال المنخفض للغاية (<250 mm annually), but they are far from lifeless. Plants and animals have evolved remarkable adaptations to survive with minimal water: deep root systems, water storage tissues, nocturnal activity patterns, and highly efficient kidneys. ]) وتُكبَّد النباتات النباتية من البذور كبذور لسنوات، وتنتظر حدوث هطول واحد لتبريد الزهور وتُحدِّد البذور في غضون أسابيع .() ويعني عدم إمكانية التنبؤ به سقوط الأمطار الصحراوية أن العديد من الأنواع هي إنتاجية غير ملائمة وليس موسمية.

النظم الإيكولوجية المائية: النواتج التمهيدية المباشرة

إن تغيرات المياه والأنهار والمجاري تستقبل مباشرة من التساقط على سطحها، ومن تدفق المياه الجوفية إلى الداخل، وفي البحيرات المغلقة التي لا يوجد فيها أي تساقط أو توازن في التبخر، تحدد مستويات المياه والملوحة، وكثافة الصمامات الكبرى في يوتا وبحر الميت هي أمثلة تقليدية يمكن أن تؤدي فيها التغيرات الصغيرة في سرعة تصريف الأنواع.

التأثير البشري على أنماط التهطال

وتتزايد تغير أنماط التهطال في الأنشطة البشرية على الصعد المحلية والإقليمية والعالمية، ويكتسي فهم هذه الآثار أهمية حاسمة في تكييف إدارة المياه والزراعة والتأهب للكوارث.

التحضر: تأثير الراقص الحضري

وتغير المدن المناخ المحلي من خلال تأثير جزيرة الحرارة الحضرية حيث تزيد المباني والرصفة وانخفاض الغطاء النباتي درجات الحرارة مقارنة بالمناطق الريفية المحيطة، وتسخن السطح الحضري المشتعل من الهواء التصاعدي، وتعزز التكفير، وتزيد من احتمال حدوث عواصف الرعد، وتظهر الدراسات أن المدن يمكن أن تتلقى أكثر من المناطق الريفية المجاورة بنسبة ٥-١٥ في المائة، ولا سيما في فترة ما بعد الظهر من الصيف، تؤدي الهياكل الأساسية الحضرية إلى إحداث تغييرات في مستوى الارتحال.

إزالة الغابات وتغير استخدام الأراضي

كما أن إزالة الغابات على نطاق واسع، ولا سيما في المناطق المدارية، يمكن أن تقلل من التهطال المحلي والتنازلي، وعندما تُطهر الغابات، يصبح سطح الأرض أكثر جفافا وأقل نباتا، مما يؤدي إلى تقلب المياه النباتية وإلى انخفاض التدفق النباتي المتاح لتشكيل الغيوم، مما يمكن أن يخلق حلقة تفاعلية: يؤدي إلى حدوث تغيرات في الغابات بدرجة أقل مما هو عليه، مما يؤدي إلى تغيرات في الغابات.

Climate Change: Shifting Global Precipitation Patterns

ويفيد الفريق الدولي المعني بتغير المناخ بثقة كبيرة بأن الاحترار بسبب الإنسان يغير أنماط التهطال في جميع أنحاء العالم، ويمكن أن يكون الجو أكثر دفئاً أكثر من 7 في المائة من مناطق الاحترار التي تزيد من دورة المياه، مما يؤدي إلى نمط يلخص في كثير من الأحيان بأنه " يترنح ويصبح الجفاف أكثر جفافاً " .

تغيرات في حقائب الثلج وبطاقة الثلج تنجم عنها آثار خاصة، فشتاء الورم يخفض جزء من التهطال الذي يسقط كالثلج ويسبب صهر الثلج في الربيع، وهذا يقلل من مخزون المياه الطبيعي الذي توفره علب الثلج الموسمية، الذي يزود المياه بمليارات الناس الذين يعيشون في المجرى، والمناطق التي تعتمد على البطيخ في المياه الجافة،

التأثيرات الزراعية والصناعية

ويمكن للزراعة المروية أن تعزز التهابها محليا بزيادة الرطوبة الجوية، وفي المناطق التي تشهد كثرة في الري، مثل البلاستيك الكبير للولايات المتحدة، والبونجاب في الهند، وقطع التحلل الصيني من المحاصيل يمكن أن تكون أعلى بكثير من تأثيرات التحلل الطبيعي، ويمكن أن تغذي هذه النسيجات الغيوم المتنازعة وتزيد من هطول الأمطار في المناطق المحلية.

الاستنتاج: صلاحية فهم وحماية

إن دورة المياه والعنصر المتسرع فيها هي المحرك الأساسي للنظم البيئية للأرض، فمن زوارق الغابات المطيرة إلى قدرة الصحراء على التكيف بشكل صارخ، فإن كل نظام إيكولوجي يحمل توقيعاً على كمية المياه التي تنخفض من السماء، وفي شكلها، وبما أن الأنشطة البشرية لا تزال تغير سطح الأرض والمناخ العالمي، فإن أنماط التهطال التي شكلت حياة لطيور المياه تتحول.[1]

كما أن من الضروري اتخاذ إجراءات على مستويات متعددة، وعلى المستوى الفردي، فإن ممارسات مثل جمع مياه الأمطار والحد من نفايات المياه تسهم في القدرة المحلية على التكيف، وعلى مستوى المجتمع المحلي، وحماية الهياكل الأساسية الطبيعية، والغابات، والفيضانات، وحفظ خدمات النظم الإيكولوجية التي تنظم تدفق المياه ونوعيتها، وعلى مستوى السياسات، فإن خفض الانبعاثات وتخطيط استخدام الأراضي الذي يسترشد به أحدث علم المناخ أمران بالغا الأهمية.