الميزان المائي العالمي
يُعنى الميزان المائي العالمي بجميع المياه المخزنة والمتبادلة بين المحيطات والغلاف الجوي واليابسة والجليد والمياه الجوفية، معبرًا عن مبدأ حفظ الكتلة الذي يحكم الدورة الهيدرولوجية بأكملها.
Definition
الميزان المائي هو تطبيق مبدأ حفظ الكتلة على منطقة أو على الكرة الأرضية بأكملها، وينص على أن المدخلات خلال فترة زمنية تساوي المخرجات مضافًا إليها التغير في التخزين؛ ويحدد الميزان المائي العالمي كمية الخزانات والتدفقات للدورة الهيدرولوجية بأكملها.
Scope
يغطي هذا الموضوع معادلة الميزان المائي المطبقة من نطاق مستجمعات المياه إلى النطاق العالمي، وأحجام الخزانات الرئيسية والتدفقات بينها، وأوقات مكوث المياه في كل مخزن. ويستخدم الميزانية كإطار محاسبي بدلاً من تفصيل العمليات الفردية التي تغطيها المواضيع المجاورة.
Core questions
- كيف تُكتب معادلة الميزان المائي وتُطبق على مقاييس مختلفة؟
- ما مدى حجم خزانات المياه الرئيسية، وكيف تتوزع المياه بينها؟
- ما هي التدفقات الرئيسية التي تربط المحيط والغلاف الجوي واليابسة؟
- كم من الوقت تمكث المياه في كل خزان؟
Key concepts
- حفظ الكتلة
- معادلة الميزان المائي
- الخزانات والتخزين
- زمن المكوث
- تدفقات الهطول والتبخر والجريان السطحي
- المياه العذبة المتجددة
Key theories
- معادلة الميزان المائي
- لأي حجم تحكم، يساوي الهطول التبخر والنتح مضافًا إليه الجريان السطحي مضافًا إليه التغير في التخزين؛ ويعد إغلاق هذه الميزانية على نطاق مستجمعات المياه والنطاق العالمي الأداة المحاسبية المركزية في علم الهيدرولوجيا.
- تقديرات الميزانية المائية العالمية
- تحدد التقديرات القائمة على الملاحظة والنموذج المخزونات العالمية وتدفقات الهطول والتبخر والجريان السطحي، مما يوضح كمية المياه العذبة التي تتجدد كل عام وأين توجد.
Clinical relevance
يشكل الميزان المائي أساس تقديرات موارد المياه المتجددة، وإغلاق دراسات مستجمعات المياه، والكشف عن التغيرات طويلة الأجل في التخزين مثل استنزاف المياه الجوفية وفقدان الجليد، وتقييم نماذج المناخ والسطح الأرضي مقابل التدفقات المرصودة.
History
نشأ مفهوم الميزان المائي من دراسات مستجمعات المياه في القرنين التاسع عشر والعشرين التي قارنت الأمطار والجريان السطحي والتبخر؛ وقد تم تحسين تقديرات الميزانية العالمية طوال القرن العشرين، ومنذ أواخر القرن العشرين فصاعدًا، بواسطة الأقمار الصناعية وإعادة التحليل والقياسات الجاذبية للتغيرات واسعة النطاق في تخزين المياه.
Key figures
- S. Lawrence Dingman
- Kevin E. Trenberth
- Taikan Oki
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- oki2006
- trenberth2007
Frequently asked questions
- لماذا يعتبر الميزان المائي مفيدًا إذا كان مجرد مسك دفاتر؟
- نظرًا لأن حفظ الكتلة دقيق، فإن الميزان يسمح لعلماء الهيدرولوجيا بتقدير تدفق واحد مجهول أو تغير في التخزين من الآخرين؛ على سبيل المثال، يمكن استنتاج التبخر والنتح في الحوض من الهطول والجريان السطحي المقاسين.
- أين توجد معظم مياه الأرض؟
- الغالبية العظمى هي مياه مالحة في المحيطات؛ والمياه العذبة هي جزء صغير، ومعظمها محبوس في الجليد والمياه الجوفية العميقة، تاركًا حصة ضئيلة فقط في البحيرات والأنهار والتربة والغلاف الجوي التي تلبي معظم الاحتياجات البشرية والبيئية.