الدورة الهيدرولوجية
الدورة الهيدرولوجية هي الدوران المستمر للمياه بين الغلاف الجوي وسطح الأرض والمحيطات من خلال التبخر والهطول والجريان السطحي والتخزين، مما يحافظ على المياه عالميًا مع إعادة توزيعها في المكان والزمان.
Definition
الدورة الهيدرولوجية هي نظام المسارات والخزانات التي تتحرك وتُخزن فيها المياه عبر الأرض، وتحكمها مبدأ حفظ الكتلة: ففي أي منطقة وفترة زمنية، يساوي الهطول التبخر والنتح مضافًا إليه الجريان السطحي مضافًا إليه التغير في التخزين.
Scope
تغطي هذه المنطقة التدفقات والمخازن التي تشكل دورة المياه العالمية: الهطول كمدخل للأرض، والتبخر والنتح كعودة رئيسية إلى الغلاف الجوي، والتسرب الذي يقسم المياه على سطح التربة، والمحاسبة على أساس توازن الكتلة التي تربط هذه التدفقات بالتغيرات في التخزين. وتتناول الدورة على نطاقات تتراوح من عمود التربة إلى الكرة الأرضية بأكملها، بينما يتم تطوير عمليات القنوات والمياه الجوفية التفصيلية في مناطق المياه السطحية والمياه الجوفية.
Sub-topics
Core questions
- ما هي التدفقات والخزانات الرئيسية لدورة المياه العالمية، وما هو حجمها؟
- كيف تعبر معادلة توازن المياه عن حفظ الكتلة لمنطقة ما؟
- ما الذي يتحكم في كمية الهطول التي تعود إلى الغلاف الجوي مقابل الجريان السطحي أو إعادة شحن المخزون؟
- كيف تتغير الدورة الهيدرولوجية في ظل مناخ دافئ؟
Key concepts
- الهطول، التبخر، النتح، الجريان السطحي
- خزانات المياه وأوقات الإقامة
- معادلة توازن المياه
- تقسيم التبخر والنتح
- التسرب والتخزين
- تدفق المياه العذبة المتجددة
Key theories
- حفظ الكتلة (توازن المياه)
- على مدى حجم تحكم وفترة زمنية محددة، تنص معادلة توازن المياه على أن المدخلات (الهطول) تساوي المخرجات (التبخر والنتح مضافًا إليه الجريان السطحي) مضافًا إليه التغير في التخزين؛ وتُعد هذه المحاسبة أساسًا لجميع فروع الهيدرولوجيا الكمية تقريبًا.
- تقسيم دورة المياه العالمية
- تُحدد تقديرات الدورة العالمية كيفية تقسيم الهطول العالمي الثابت تقريبًا بين المحيطات واليابسة، وكيف ينقسم الهطول القاري إلى تبخر ونتح، مما يشكل إطارًا للمياه العذبة المتجددة المتاحة للمجتمع.
Clinical relevance
تحدد دورة المياه إمدادات المياه العذبة المتجددة التي تدعم النظم البيئية والزراعة وإمدادات المياه؛ ويُعد فهم تدفقاتها أساسًا للتنبؤ بالجفاف والفيضانات، وتخطيط موارد المياه، وتقييم كيفية تأثير تغير المناخ على الهطول والتبخر.
History
نما الفهم الكمي لدورة المياه من الملاحظات المبكرة بأن الأنهار تتغذى من الأمطار (بيراولت وماريوت في القرن السابع عشر)، مرورًا بقياس التبخر والهطول، وصولًا إلى التقديرات العالمية الحديثة من الأقمار الصناعية، وإعادة التحليل، ونماذج سطح الأرض التي تغلق الميزانية على المستويات القارية والعالمية.
Key figures
- S. Lawrence Dingman
- Wilfried Brutsaert
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- brutsaert2005
- oki2006
Frequently asked questions
- هل يتم إنشاء أو تدمير المياه في الدورة الهيدرولوجية؟
- لا. تحافظ الدورة على الكتلة: تتغير حالة وموقع الماء ولكن الكمية الإجمالية ثابتة فعليًا على المقاييس الزمنية البشرية، وهذا هو السبب في أن معادلة توازن المياه أساسية جدًا في الهيدرولوجيا.
- لماذا يصبح جزء صغير فقط من الهطول جريانًا نهريًا؟
- يعود جزء كبير من الهطول الذي يسقط على اليابسة إلى الغلاف الجوي من خلال التبخر والنتح النباتي، ويذهب بعضه إلى مخزون التربة والمياه الجوفية؛ ويصبح الباقي فقط جريانًا سطحيًا، ويعتمد هذا التقسيم على المناخ والنباتات والتربة والتضاريس.