دورة الهيدرولوجيا ودورها في تشكيل الجغرافيا المادية

إن الدورة الهيدرولوجية، التي كثيرا ما تسمى دورة المياه، هي النظام الكواكبي الذي يحرك المياه عبر الأرض(6217)؛ الأرض والمحيطات والغلاف الجوي؛ وهذه الحلقة المستمرة تُعدّ ما يقدر بـ 000 1 كيلومتر مكعب من المياه يوميا، مدفوعا بالطاقة الشمسية والجاذبية؛ وبينما تحافظ الدورة نفسها على مقومات المياه الطبيعية، فإن تأثيرها على الجغرافيا المادية لا يزال عميقا: فهو يتحكم الأنماط المناخية، ويُضَعَم توزيع النظام الإيكولوجي.

وتوجد المياه على الأرض في ثلاث مراحل أولية(6212)؛ والسائل الصلب (الآيس) والفولاذ (الآيس) والهيدروولوجي (Laapor) 8212؛ وتحولات المياه بين هذه الولايات على أنها تحركات مياه عبر الغلاف الجوي والمحيطات وسطح الأرض وسطح الأرض وشبه السطح، وبدون هذه الدورة، ستكون الأرض عالما ثابتا وقاقرا، وبدلا من ذلك، فإن التداول المستمر للمياه يخلق نظما دينامية تؤثر على البيئة الجيولوجية.

العناصر الرئيسية للدائرة الهيدرولوجية وتجهيزاتها

وتشمل دورة المياه عدة عمليات مادية مترابطة، وكل خطوة تنقل المياه بين الخزانات وتغيير حالتها أو موقعها، وتشمل الخزانات الرئيسية المحيطات (التي تحوز نحو 97 في المائة من الأرض 817 817؛ والماء)؛ والمزارع الجليدية والأغطية الجليدية (حوالي 2 في المائة)، والمياه الجوفية (أقل من 1 في المائة)، والغلاف الجوي (كسور صغير)، رغم حركة الغلاف الجوي الصغيرة، هذه المربعات.

الإجلاء والترجمة

ويستلزم هذا التغيير التدريجي تحويل المياه السائلة من المحيطات والبحيرات والأنهار والتربة الرطبة إلى بخار المياه، ويستلزم هذا التغيير استخدام الطاقة في الساعة 812؛ وحوالي 260 كيلوجول لكل لتر في مستوى البحر(6212)؛ ويستوعب الحرارة، ويجعل عملية التبريد الرئيسية للمحيطات(ب)(17)؛ ويرتفع بخار المياه إلى الغلاف الجوي حيث قد يرتفع إلى المئات.

كما تساهم النباتات من خلال التحول، وإطلاق بخار الماء من مسامع أوراق (ستوماتا) أثناء التخييص الضوئي، وتسمى التهرب والتبخر والتحول التهرب، التي تمثل نحو 10 في المائة من بخار المياه الذي يدخل الغلاف الجوي فوق الأرض، ونسبة مئوية أعلى بكثير من المناطق التي نباتت مثل الغابات الاستوائية المطيرة.

التكثيف وتشكيل السحاب

ومع ارتفاع بخار الماء، فإنه يرتفع درجات الحرارة الأكثر برودة عند ارتفاعات أعلى، وعندما يصل الهواء إلى نقطة الانهيار، فإن بخار الماء يثبط الجسيمات الصغيرة في الغلاف الجوي (#8212)؛ أو الملح أو الدخان(8212)؛ أو قطرات السائل أو البلورات الجليدية التي تخلق الغيوم، مما يدفئ الهواء المحيط ويحتوي على نظم عواصف الكهرباء.

التهطال

وعندما تتراكم قطرات السحاب وتنمو كثيفة بما فيه الكفاية، فإنها تسقط كتساقط: المطر، الثلج، الكمي، السقوط، الحجاب، ويتوقف الشكل على ظروف الحرارة من خلال العمود الجوي بأكمله، وفي المتوسط يتلقى الكوكب حوالي 100 سنتيمتر من الهطول سنويا، ولكن التوزيع غير متساو تماما، وتحصل الأنهار على أقل من 25 سم سنويا، بينما تتلقى بعض الجبال الاستوائية أكثر من 000 1 سم.

التسلل والارتقاء

وبعد أن يصل التهطال إلى الأرض، يغرق جزء منه في التربة من خلال التسلل، ويتوقف المعدل على نوع التربة، وغطاء النبات، ومستويات التشبع، وتسمح التربة الرملية بالتسلل السريع، بينما تبطئ التربة القزحية أو الأرض المجمدة بشكل كبير، وتتحول المياه التي تتعمق عبر التربة إلى طبقات صخرية أساسية إلى المياه الجوفية، وتخزن في طبقات المياه الجوفية، ويمكن لعملية الاستيلاء هذه أن تستغرق أياماً طويلة.

Runoff and Streamflow

زيادة المياه التي لا يمكن أن تتسلل إلى سطح الأرض كهروب، وجمعها في نهاية المطاف في المجاري والأنهار والبحيرات قبل العودة إلى المحيط، وتزيد أحواض الصرف، والرواسب الهوائية، ونقل المغذيات، وقد يكون هذا التدفق السطحي سريعا ومتغيرا بدرجة عالية، حسب كثافة العواصف، والغطاء، واستخدام الأراضي، وفي المناطق الحضرية، تزداد سرعة الفيضانات.

تصريف المياه الجوفية والتدفق القاعدي

وتنتقل المياه الجوفية ببطء من خلال الصخور والرواسب المهبلة، ثم تتدفق في النهاية إلى المجاري أو البحيرات أو مباشرة إلى المحيط، وتحافظ هذه العملية على تدفق الأنهار خلال فترات الجفاف، والمعروفة بتدفقات المياه الجوفية، وفي مناطق كثيرة، يشكل تصريف المياه الجوفية المصدر الرئيسي لتدفق المياه بين أحداث التهطال، مما يجعلها حيوية بالنسبة لإمدادات المياه وصحة النظام الإيكولوجي.

التأثير على الجغرافيا المادية

وتتفاعل الدورة الهيدرولوجية مع كل عنصر تقريبا من عناصر الجغرافيا المادية، وإعادة تشكيل التراب، وضبط المناخ، وتحديد أين يمكن للنظم الإيكولوجية أن تزدهر، وتتفاوت هذه السبل الرئيسية التي تؤثر بها الدورة على المشهد المادي.

التآكل والنقل والترسيب

إن نقل المياه هو أقوى عوامل التآكل على الأرض، حيث يسقط التهطال ويمر على المنحدرات، يفصل الجسيمات والقنوات الترابية، ويخلق عبر الزمن شبكات الصرف، والوادي، والعصي، والثدييات، والثدييات، وتحتوي الأنهار على مواد متآكلة في أسفل المجرى، ويضع الرواسب حيث تباطؤ التدفق، ويشكل أشكالاً من جميع الأنابيب، والفيضانات.

كما أن المصابيح التي تشكل جزءا من عنصر الغلاف المبكِّر لدورة المياه تهدر أيضاً المناظر الطبيعية من خلال القذف والربط، وتخلق ودياناً من نوع واحد، وثلاجات، وسيركات، وتغذي المياه المذوبة من الجليد الأنهار وتؤثر على أنماط الترسبات في أسفل المجرى.

Climate Regulation and Feedback

وتؤدي الدورة الهيدرولوجية دوراً محورياً في توازن الطاقة (Darth)(#8217)، ويستوعب التخريب الحرارة من السطح؛ ويُطلق التكثيف عليه في الجو، ويتحول هذا إعادة توزيع القوى الحرارية في الغلاف الجوي، وأنماط الرياح، وأحزمة التهطال، كما أن وضع منطقة التقارب بين المناطق المدارية، على سبيل المثال، إلى التهرب الموسمي إلى أقصى مكان.

ويمكن أن تؤدي التغيرات في الدورة الهيدرولوجية إلى تفاقم تغير المناخ، حيث أن الهواء الوارمر يرتفع مستوى الرطوبة (حوالي 7 في المائة من درجة حرارة كليسيوس)، مما يؤدي إلى حدوث مزيد من الأمطار في بعض المناطق وإلى زيادة الجفاف في مناطق أخرى، كما أن قذف أكبساط الجليد يقلل من الأرض(6217)؛ (ألبيدو)، مما يتسبب في زيادة الامتصاص الشمسي وزيادة الاحترار، وهذه الحلقات المرتدة تجعل دورة المياه عاملاً رئيسياً في وضع النماذج المناخية.

Biome Distribution and Vegetation Patterns

وتحدد التهطال ودرجات الحرارة حدود المواد الحيوية الرئيسية، وتنشأ الغابات المطيرة الاستوائية حيث يتجاوز سقوط الأمطار السنوي 200 سم، ويوزع توزيعاً متساوياً؛ وتتكون الصحراء التي يقل فيها التهطال عن 25 سم، وتتجاوز التحلل الطبيعي، وتتحكم الدورة الهيدرولوجية أيضاً في طلاء التربة، مما يؤثر على الأنواع النباتية التي يمكن أن تنجو في منطقة معينة.

نظم المياه الجوفية ورؤوس الكارست

ويخلق تسرب المياه إلى سطح الأرض وتعبئتها في المياه الجوفية شبكات للمياه الجوفية التي يمكن أن تحل الصخور القابلة للذوبان مثل الحجر الجيري، والدوميت، وغزوم، وعلى مر قرون، تشكل هذه التفككات طبوغرافيا كارست: ثقوب بالوعة، وكهوف، وتختفي من المجاري المائية، وشبكات الصرف الصحي الجوفية الجوفية، وتغطي المناظر الطبيعية في منطقة المحيط الهندي الفريدة نحو 10 في المائة.

العمليات العالمية والبيغلاوية

وفي المناطق الباردة، تشمل الدورة الهيدرولوجية تخزين المياه ونقلها كثلج، حيث يتجاوز تراكم الثلج فيها الازدهار على مدى سنوات عديدة، ويتجمع في كتل الجليد السميكة التي تتدفق تحت وزنها، وتخزن هذه الهيئات ما يقرب من 69 في المائة من المياة العالمية (الثامنة) (الثلجية) (الثلج) (الث)) في المياه العذبة، حيث تُحدث مضارب الجليديات كاملة، وتُودعها في مناطق البحيرات، وتُودُعها، وتُخُطُصُصُرُرُرُرُرُرُرُرُرُرُرُها في كلّة.

التعديلات البشرية ونتائجها الجغرافية

وقد أدى النشاط البشري إلى تغيير جذري في الدورة الهيدرولوجية على المستويات المحلية والإقليمية والعالمية، وهذه التعديلات تخلق حلقات تفاعلية تؤثر على توافر المياه، ومخاطر الفيضانات، وسلامة النظم الإيكولوجية.

التحضر والسطح المحيطي

وعندما يحل محل الأراضي الطبيعية بالطرق والأسطح وأماكن الوقوف، يتناقص التسلل بدرجة كبيرة، ويتزايد تدفق مياه الأمطار بسرعة، ويزيد من ارتفاع تدفقات الفيضانات ويقلل من تغذية المياه الجوفية، وتُركز نظم الصرف الحضري الملوثات في المجاري، ويضر بالموائل المائية، كما أن فقدان الغطاء النباتي يقلل أيضا من التبخر، مما يمكن أن يقلل من التهطال المحلي ويزيد من درجات الحرارة في الجزر الحضرية.

إزالة الغابات وتغير الغطاء الأرضي

وتؤدي الغابات دورا رئيسيا في دورة المياه باعتراض سقوط الأمطار وترجمة كميات كبيرة من المياه وتشجيع التسلل، وتخفض إزالة الغابات على نطاق واسع، ولا سيما في المناطق المدارية، وتخفض أنماط التهطال الإقليمية، وتتسبب الغابات المطيرة الأمازون، على سبيل المثال، في توليد نصف مساحة الأمطار من خلال التهرب من التربة، ويمكن أن يؤدي تآكل التربة على نطاق واسع إلى تعطيل هذه الثغرة من جراء إعادة التدوير.

الري واستخدام المياه الزراعية

وتشكل الزراعة نحو 70 في المائة من عمليات سحب المياه العذبة على الصعيد العالمي، وتكمل مياه الأمطار الطبيعية، ولكنها يمكن أن تستنفد الأنهار وخزانات المياه الجوفية، وفي حوض بحر آرال، تسبب الري القطني المكثف في أن يتقلص البحر بأكثر من 75 في المائة، مما أحدث تغيرات بشرية كارثية في دورة المياه، وأدى الإفراط في إغراق المياه الجوفية لأغراض الزراعة إلى انخفاض كميات المياه، في أجزاء من الدول.

السدود، الخزانات، وتنظيم النهر

كما أن الأضرار التي تُغيِّر نظام التدفق الطبيعي للأنهار، وتخزن المياه خلال فترات الرطب وتطلقها خلال فترات الجفاف، وتؤثر هذه اللائحة على نقل الرواسب، والموائل المائية، وعلم إيكولوجيا الفيضانات، كما أن سداً كبيرة، مثل سد هوفر على نهر كولورادو أو سد غورجس الثلاثة على اليانغتزي، قد قلصت بدرجة كبيرة من إمدادات الرواسب في المناطق الساحلية، مما أدى إلى زيادة التآكل في الأراضي الساحلية.

Climate Change and the Intensified Water Cycle

وتتسارع دورة الاحترار العالمي: إذ تزيد درجات الحرارة ارتفاعاً في معدلات التبخر، ويمكن أن يُحدث الغلاف الجوي الأكثر دفئاً المزيد من بخار المياه، وتظهر الملاحظات أن التهطال يزداد حدة في مناطق كثيرة، بينما تعاني مناطق أخرى من الجفاف الشديد، ويزيد تدهور الغدد الجليدية وأغطية الجليد القطبية من المياه العذبة إلى المحيطات، ويرفع مستويات البحر ويغير إمدادات المياه الجوفية.

دراسات حالة في الجغرافيا الهيدروغرافية

حوض الأمازون: نظام هدرولوجي ذاتي التنظيم

إن نظام نهر الأمازون، الذي هو أكبر نظام في العالم من خلال التصريف، مثال رئيسي على التغذية المرتدة بين دورة المياه والنباتات والمناخ، حيث تتحول الغابات إلى كميات كبيرة من المياه، مما يؤدي إلى تعطيل ما يقدر بـ 20 بليون طن متري من الرطوبة في الغلاف الجوي كل يوم، وهذا الشعار يهبط على سطح الحوض ويحافظ على إنتاجية حرجية عالية ويسهم في سقوط الأمطار إلى الجنوب الذي تشهده تغيرات في الغابات بنسبة 30 في المائة.

نهر النيل: سكارة المياه والإجهاد الجيوسياسي

ويوضح نهر النيل، الذي يتدفق عبر 11 بلدا، كيف تتفاعل الدورة الهيدرولوجية مع الحدود السياسية والضغوط الإنمائية، ويزود النيل الأزرق الذي ينشأ في المرتفعات الإثيوبية أغلبية النهرين(6217)؛ ويتدفق خلال موسم الأمطار، وقد أثار بناء سد النهضة الإثيوبية الكبرى مخاوف بشأن توافر المياه في أسفل النهر في مصر والسودان، حيث تحدث خسائر في النهر الخادم وتبرز ظاهرة التهرب.

محاربة القطب الشمالي وبرمافروست ثاو

وتتزايد منطقة القطب الشمالي بمعدلات ترتفع إلى ضعف المتوسط العالمي، مما يتسبب في تغيرات عميقة في الدورة الهيدرولوجية، وتظهر البرومفروست، الذي يحتوي على المياه المجمدة (الجليد الأرضي) والمواد العضوية، أن المياه التي يمكن أن تشكل البحيرات الحرارية، وتغيير أنماط الصرف، وإطلاق غاز الميثان، وغاز الدفيئة القوي، كما أن دورة المياه المتغيرة تؤثر على توقيت وكمية تصريف الأنهار في المحيط القطبي.

الخلاصة: منظور متكامل للدائرة الهيدرولوجيّة

إن الدورة الهيدرولوجية هي أكثر بكثير من مجرد تسلسل بسيط من التبخر والتكثيف والتنبؤ، وهي نظام معقد ومترابط يربط الغلاف الجوي، والغلاف الحيوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، والغلاف الجوي، وتُشكل عملياته الجغرافيا الطبيعية عن طريق النهب، والسيطرة على المناخ، وتنظم توزيع المياه والحياة، وقد أصبحت الأنشطة البشرية قوة هامة في هذه الدورة، مما يعدل التدفقات الطبيعية، ويستنفد المياه الجوفية.

وتتطلب إدارة موارد المياه على نحو مستدام فهما عميقا للدورة الهيدرولوجية وتفاعلاتها مع الجغرافيا المادية، ويشمل ذلك حماية العوازل الطبيعية مثل الأراضي الرطبة والغابات، والاستثمار في الهياكل الأساسية الخضراء، والتكيف مع تكثيف الدورة التي يقودها الاحترار العالمي، ويواصل العلماء صقل النماذج للتنبؤ على نحو أفضل بالتغيرات في أنماط التهطال، وتغذية المياه الجوفية، والارتداد الطبيعي.

نحن لا نعرف قيمة الماء حتى الجاف." "8212؛ توماس فولر

]

(ب) فهم الدورة الهيدرولوجية في سياق الجغرافيا المادية يوفر الأساس لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استخدام المياه وحفظها وإدارتها البيئية، وللمزيد من القراءة، يرجى الرجوع إلى مدرسة علوم المياه التابعة لـ التابعة لمؤسسة USGS ، National Geographic([8217)؛ أو إلى موارد دورة المياه ، أو إلى التقييم السادس [FLT:]