تأثير الجغرافيا الفيزيائية على الجفاف في حوض أمريكا الشمالية العظيم

التعريف بجغرافيا الحوض العظيم وديناميات الجفاف

ويمتد نطاق هذا النظام إلى أكثر من 000 200 ميل مربع في مناطق نيفادا وأوتا وأوريغون وإداهو وكاليفورنيا، حيث يشكلون أحد أكثر المناطق القاحلة والمعقدة من حيث المياه، وخلافا لأحواض الصرف التي تفرغ إلى محيط، فإن الحوض الأكبر هو نظام مائي مقفل يتدفق إلى مناطق البحيرات أو التهرب، دون أن يمتد هذا التدفق إلى سطح البحر.

إن التضاريس السطحية المتطاولة بالحوض والجغرافية التي تُصنع بعشرات من المناطق الجبلية الشمالية الجنوبية المفصلة عن الوديان الشقيقة التي تُهيمن على المنطقة، وتتراوح هذه الارتفاعات بين أدنى نقطة في حوض مياه بادوت في وادي الموت (282 قدماً دون مستوى سطح البحر) وبين الذروة التي تتجاوز 000 13 قدم في مناطق واسطية الجبال، وهذا التخفيف يدفع إلى إحداث تغير كبير في كل درجة الحرارة.

الفيزيائيات للحوض العظيم

الحوض وعلم التوجُّه

وكانت السمة الرئيسية للجو الجغرافي الطبيعي في الحوض والرأس هي مقاطعة الحوض والرنج، وهي منطقة تكتونية تم فيها توسيع نطاق قشرة الأرض وسحبها على مدى ملايين السنين، مما أدى إلى سلسلة من الجبال المتوازية المتخلفة والأحواض المتقطعة، وتسهم هذه الحدود الجبلية، التي غالبا ما ترتفع إلى ٠٠٠ ٦ قدم فوق طوابق الوادي، كحواجز أمام النقل الفردي.

فالي، بلايا البحيرات، وفولت فلاتس

وتكمن في هذه النطاقات وادي شاسعة ومسطحة، وكثير منها تحتلها بحيرات اللعب أو الشقق الملحية، كما أن بحيرة الملح الكبرى في يوتاه، وبحيرة الهرم في نيفادا، وعلامات بونفيل لصحة المياه، هي سمات زاخرة، وتعاني أحواض التحلل المنخفضة من ارتفاع معدلات التبريد، مما يزيد من خسائر المياه خلال فترات الجفاف.

Elevation Gradients and Climate Zones

ويتخذ الارتفاع درجة أولى من التدرجات المناخية في الحوض الكبير، إذ يتلقى المنحدرات الجبلية المرتفعة ما يصل إلى 40 بوصة من التهطال سنويا (في معظمها كالثلج)، بينما تتناقص أحواض الوادي في معظم الأحيان حيث ترتفع فيها مياه الأمطار بشكل حاد، مما يعني أن ارتفاعات المياه المرتفعة لا تؤثر على نحو مختلف في الارتفاعات، وأن ارتفاعات الارتفاعات المرتفعة يمكن أن تخزن علب الثلج التي تعطل الجفاف الممتد بسرعة.

أثر التضاريس على انتشار الجفاف

آثار الظلال المطيرة والحواجز الأوروغرافية

إن ظل الأمطار الذي أحدثته سييرا نيفادا هو أقوى تأثير محرك على جفاف الحوض الكبير، إذ أن الرياح الغربية من المحيط الهادئ تضطر إلى الارتفاع فوق مرتفع سييرا، مما يحرر معظم طوابقها على المنحدرات الغربية، ويزيد الهواء الذي ينحدر إلى داخلها من الدفء والجفاف ونضوب الرطوبة، وهذه العملية تنتج مستوى مرتفعا من الجفاف في الشرق الغربي.

ففي الحوض العظيم، تولد ظلال الأمطار الأصغر من خلال النطاقات الداخلية، فعلى سبيل المثال، تهتز مساحات واتش رانج من الجبهات الباردة المتحركة من شمال غرب المحيط الهادئ، مما يخلق ظلاً من الأمطار على وادي بحيرة سلت ووايلي، مما قد يؤدي إلى حالات الجفاف في وادي لي حتى عندما تتخلف المنحدرات المتاخمة من الرياح شبه الشاذية، ويحدث الأثر الصافي في هذا الجفاف

صيد وادي وتراكم حرارة

فالوادي في نظام الحوض والبرق هي " أفخاخ حرارة " طبيعية، ولا سيما خلال أشهر الصيف، حيث تسخن الشمس أرضية الوادي، وترتفع درجة الحرارة إلى أن تستوعب طبقة التحويل التي تنشأ عن دعم الهواء من أطراف تداول الجبال، ويحول هذا الاختلاط الرأسي، ويخترق الحرارة والملوثات على حد سواء.

الآثار المتوقعة والمنحدرة

ويؤثر جانب المنحدرات داخل المناطق الجبلية (التوجيه الشامل) على الجفاف الذي يمتد من خلال التحكم في الإشعاع الشمسي وتوقيت صهر الثلج، وتحتفظ المنحدرات الشمالية بمستويات ثلجية أطول وتتوفر فيها كميات من الميكروفونات المبردة، وتوفر الرش من أجل النبات وتأخير آثار الجفاف، وعلى العكس من ذلك، فإن المنحدرات الجنوبية المتخلفة تتعرض لضوء الشمس بشكل مباشر، وتتسارع معدلات الجفاف في المناطق الجبلية.

دور هيئات المياه ودراسات الأراضي في ديناميات الجفاف

بحيرة الملح العظيمة ونظم بحيرة المحطة

كما أن وجود أجسام مياه كبيرة مثل بحيرة الملح الكبرى وبحيرة الهرم تمثل مصادر محلية للرطوبة من خلال التبخر، مما يؤدي إلى إطفاء عملية يمكن أن تخفف من حدة الجفاف في الوديان القريبة، كما أن الرطوبة المفرغة من هذه البحيرات تسهم في استقرار الرطوبة الحرارية التي تخفض الطلب على التهرب من الغطاء النباتي المحيط، غير أن مستويات البحيرات تهبط بدرجة كبيرة خلال الجفاف المطول(21).

Alluvial Fans and Playa Evaporites

إن المعجبين الذين يطوفون على خطوط الجبال هم من الأنهار المائية التي تتدفق من الأرض إلى أرض الوادي، ولا يزال هؤلاء المشجعون ينتقلون المياه الجوفية وتدفق المياه المتقطعة من ارتفاع مستويات المياه، ويوفرون موارد المياه المحلية، ولكن مع تزايد الجفاف الذي يتحول إلى عدة سنوات، فإن طاولات المياه تحت كل انكماشات المعجبين، وتصبح الأحلام مصدرا للتراب وغرامة.

حوض المياه الجوفية والبروك المزروعة

إن التقلبات السطحية، والركود المكسور للسلاسل الجبلية، وملء الأحواض )الودائع الوافدة( تخلق أحواض كبيرة خاضعة للرقابة الطبيعية، وتزيد آثار الجفاف بسبب تخزين المياه من سنوات الرطبة وتطلقها خلال فترات الجفاف، وفي المناطق التي تنخفض فيها المياه الجوفية بشكل عميق وواسع النطاق )مثل مقاطعة شمال شرق نيفادا الصاروخية( قد تتأخر عمليات انتشار الجفاف

Climate and Atmospheric Circulation: Topographic Interactions

الاتصالات عن بُعد المحيط الهادئ

وقد ارتبطت نظم الجفاف في منطقة الحوض العظمى ارتباطاً وثيقاً بظواهر مناخية واسعة النطاق تتفاعل مع طبوغرافيتها، حيث ساهم النينيو - الجنوب في فترة الانتقال إلى منطقة الساحل الجنوبي، وتحول مسار العواصف الشتوية الذي يجلب الرطب من المحيط الهادئ، حيث تم خلال سنوات النينيو تعزيز الطائرات العمودية دون المدارية، مما أدى في كثير من الأحيان إلى تشرد الروادي الجنوبي.

جبل نواة كبش جفاف

وكانت العلبة المخزنة في المناطق الجبلية المرتفعة من الحوض العظيم بمثابة خزان طبيعي، مما أدى إلى تأخير حدوث الجفاف المائي في وادي أسفل النهر، وكان توقيت مكافئات الصهر الجليدي في الشهر الماضي متوقفاً على درجة الحرارة والارتفاع حيث تصل المياه إلى أحواض منخفضة، وكان نمط الثلوج المعتاد في سنوات الجفاف هو صهر الثلج المبكر بسبب درجات الحرارة في الربيع في عام 2014 مما يقلل من حجم المياه المتاحة في وقت متأخر.

التطهير الموسمي والعواصف الصيفية

وخلال الأشهر الصيفية، يدفع دير أمريكا الشمالية الرطوبة من خليج كاليفورنيا ومنطقة المحيط الهادئ الاستوائية إلى الحوض الكبير، ويتفاعل هذا الرطوبة مع طبوغرافيا المنطقة لإنتاج عواصف رعدية محلية، لا سيما على طول المنحدرات الجبلية التي يتعزز فيها الانحدار، وفي السنوات غير المهددة، يمكن لهذه العواصف أن تغذي شح التربة وتخفف من الجفاف الزراعي القصير الأجل.

الغطاء النباتي، الغطاء الأرضي، الجفاف

زونة الماء واستخدامه

وتأتي هذه المادة من الأراضي المرتفعة، وتزيد من التضاؤلات السطحية، وتزيد من التضاؤلات السطحية، وتزيد من التضاؤلات في الأرض التي ترتفع فيها التربة، وتزيد من التحلل في التربة، وتزيد من الجفاف في الأرض التي ترتفع فيها الأمطار، وتزيد من الجفاف في المناطق التي ترتفع فيها الأمطار، وتزيد من الجفاف في المناطق التي ترتفع فيها الأمطار.

التفاعلات بين إطلاق النار

ويوسّط الجغرافيا الفيزيائية بقوة العلاقة بين الجفاف والنيران البرية - وهما الاضطرابات الأكثر تدميراً في الحوض العظيم، ويقتل الجفاف أنواع الوقود الغرامي (الغراوات، والأخشاب، وتركيب الغبار)، ويحول الغطاء النباتي إلى مواد قابلة للاشتعال، وتتلقى السمات الطبوغرافية مثل المنحدرات الجنوبية المتدفقة مزيداً من الإشعاع الشمسي، والوقود الجاف في وقت سابق، وفي فترات أطول من الجفاف، مما يؤدي إلى انتشاره

رطوبة التربة واستبقاء المياه

وقد تكون التربة في الحوض العظيم متنوعة مثل التراب، حيث أن التربة القاتمة على مجرى الأنياب الغريبية بسرعة وتخزن القليل من الرطوبة، مما يجعلها عرضة للجفاف بعد سقوط الأمطار بفترة وجيزة، كما أن هناك أنواعاً من الكتف المتطاير من التربة، وتعاني من ضعف في أحواض الصمامات، وهي أكثر حدة في حالة حدوث تداعبة في التربة، حيث يمكن أن تؤدي إلى الجفاف.

التدخلات البشرية والتعديلات الجغرافية

وقد أدت الأنشطة البشرية إلى تغيير جغرافية الحوض الكبير، وبالتالي إلى انتشار الجفاف، وأدى تحويل الأنهار إلى مناطق ري - خاصة نهر والكر وكارسون ومياه الشاحنات - الموزعة على القنوات الطبيعية إلى مناطق زراعية، إلى الحد من تدفق المياه بصورة مصطنعة مما أدى إلى زعزعة البحيرات الواقعة في منطقة الساحل، وإلى زيادة تسرب المياه في منطقة أوينز في الأنجيل (عن طريق مجرى لوس أنجلوس).

وقد استقطبت ضخ المياه الجوفية لأغراض الزراعة والبلديات طبقات المياه الجوفية في الحوض الكبير، ولا سيما في وادي سنيك وادي ديكسي، مما يقلل من تدفق المياه الجوفية إلى المجاري والينابيع، ويجعل ظروف الجفاف في المناطق التي كانت فيها إمدادات المياه موثوقة من الناحية التاريخية، وتشير النماذج الهيدرولوجية إلى أن هذه التعديلات البشرية يمكن أن تزيد من حدة الجفاف بنسبة تصل إلى 20 في المائة في بعض المناطق الفرعية التي وصفت فيها المياه الجوفية سابقا.

إدارة الجفاف

رسم الخرائط والاستشعار عن بعد

ويجب أن تكون إدارة الجفاف الفعالة في الحوض العظيم مسؤولة عن الضوابط الجغرافية المعقدة المتعلقة بانتشار الجفاف، أما الأدوات الحديثة مثل النظام الوطني للمعلومات المتكاملة عن الجفاف فتتيح رصد الجفاف على الصعيد الإقليمي الذي يتضمن بيانات طبوغرافية وهدرولوجية، وتجمع المؤشرات السحابية المستمدة من السواتل (مثلاً، نماذج قياسية لقياس التذبذبذب في التربة،

الإدارة المتكاملة للمياه في أحواض الإندورهيد

وتحتاج أحواض مقفلة مثل مستجمع مياه بحيرة الملح الكبرى إلى استراتيجيات مصممة حسب المناطق الجغرافية، ونظراً لأن الجفاف يؤثر على توازن مياه البحيرة (من خلال انخفاض التدفقات إلى الداخل وزيادة التبخر)، يتعين على مديري الأراضي أن ينسقوا حفظ المياه في أعلى المجرى مع أهداف مستوى البحيرات في أسفل النهر، ولأن شبكة الرصد الهيدرولوجي في بحيرة الزعفران الكبرى غالباً ما تُخفف من حجمها الطبيعي.

تنسيب الهياكل الأساسية وحفر مياه الأمطار

ويُسترشد بالجفاف المادي في مجالات بناء الخزانات وأحواض الاحتجاز وهياكل إعادة تغذية المياه الجوفية لمواجهة انتشار الجفاف، وفي المناطق المتاخمة القريبة من منطقة واتش، تُمسك السدود الصغيرة في مناطق التكهن الجليدية المبكرة وتخفض من الفيضانات التي تُجرى في المجرى السفلي (التي كثيراً ما تتدهور بعد الجفاف عندما لا يمكن للتربة أن تتسلل) وفي الطوابق السفلية، تُفرض على جميع المظاهرات المائية.

الاستنتاج: إطار جغرافي لمدى قدرة الجفاف على التكيف

إن انتشار الجفاف في الحوض العظيم لا يمكن فهمه أو إدارته دون تقدير عميق لجوئه المادي، فظلال الأمطار في منطقة سييرا نيفادا والمناطق الداخلية، ورسم الدوافع الحرارية للوادي، ودور البحيرات الطرفية، وربط حزام الثلج الجبلي، وتنوع قدرات الحوض المائي للتربة والمستودعات المائية، كلها عوامل تؤدي إلى زيادة في درجة الحرارة غير الطبيعية في البحيرات.

ويتزايد استخدام الباحثين وصانعي القرار للنهج الجغرافية - رسم خرائط عالية الاستبانة، والتعلم الآلي على بيانات الارتفاع والرسم الأرضي، والنماذج الهيدرولوجي المتكاملة - للتنبؤ بانتشار الجفاف، وتطوير تدخلات محددة الهدف، كما أن وكالات مثل U.S. Geological Survey] ستستمر في دراسة مدى انتشار ترددات تدفق المياه الجوفية، وتغيرات التربة التي يُصمم لها الجفاف، وتوفر حلولاً ضرورية للتكيف.