دورة الماء: من أين تأتي الأمطار وأين تذهب؟

الماء الذي يسقط مطرًا لم يبدأ رحلته في السحابة. دورة الماء تصف مخازن مترابطة وحركات بينها: المحيطات والبحيرات والتربة والجليد والمياه الجوفية والغلاف الجوي والكائنات الحية. تقود طاقة الشمس كثيرًا من الانتقال إلى الجو، بينما تعيد الجاذبية الماء إلى السطح وتحركه من المرتفعات نحو الأنهار والبحار.

يحدث التبخر عندما تغادر جزيئات الماء سطحًا سائلًا إلى الهواء. وتضيف النباتات بخارًا عبر النتح، لذلك يجمع الباحثون العمليتين أحيانًا في مصطلح التبخر والنتح. لا يلزم أن يغلي الماء؛ تكفي طاقة الجزيئات وحالة الهواء والرياح. الحرارة المرتفعة والهواء الجاف والرياح قد ترفع المعدل، لكن توفر الماء والغطاء النباتي يحددان ما يمكن أن يتبخر فعلًا.

حين يرتفع هواء رطب يتمدد ويبرد، وقد يصل إلى حالة التشبع. يتكاثف البخار على جسيمات دقيقة ليكوّن قطرات سحاب أو بلورات ثلج. السحابة ليست بخارًا غير مرئي فقط، بل تجمعًا من قطرات وبلورات معلقة. تكبر الجسيمات بالتصادم أو بعمليات الجليد، وعندما تعجز التيارات الصاعدة عن حملها تهبط مطرًا أو ثلجًا أو بردًا بحسب بنية السحابة ودرجات الحرارة في مسار السقوط.

لا يأتي مطر منطقة بالضرورة من البحر الأقرب. الرياح تنقل الرطوبة، وقد يُعاد تدوير ماء تبخر من التربة والنباتات داخل القارة. كما تجبر الجبال الهواء على الصعود فتمطر الجهة المواجهة للرياح أكثر، وقد تقع خلفها منطقة أكثر جفافًا. لذلك لا تكفي كمية البخار وحدها؛ يلزم رفع الهواء وتبريده وتكوين سحب قادرة على إنتاج هطول.

بعد وصول الماء إلى الأرض تتفرع الطرق. جزء تعترضه الأوراق ثم يتبخر، وجزء يجري على السطح إلى قناة أو بحيرة، وجزء يتسلل في المسام. إذا تجاوز الماء منطقة الجذور ووصل إلى نطاق مشبع، فإنه يضيف إلى المياه الجوفية. هذه المياه لا تجري عادة كأنهار مفتوحة تحت الأرض؛ تتحرك خلال مسام الرواسب وشقوق الصخور بسرعات تختلف كثيرًا.

قد تخرج المياه الجوفية في نبع أو تغذي نهرًا في موسم الجفاف. وقد تبقى في خزان جوفي أعوامًا أو قرونًا قبل عودتها. الثلج والجليد يخزنان الماء ثم يطلقانه عند الذوبان، والتربة تحتفظ بجزء تستخدمه النباتات. لهذا يختلف زمن الإقامة: أيام في الغلاف الجوي، وفترات أطول في بعض البحيرات والجليد والأحواض الجوفية.

يتوقف مصير العاصفة على شدة المطر ومدة الهطول ورطوبة التربة ونفاذيتها والانحدار والغطاء النباتي. مطر سريع فوق أرض مشبعة أو مغطاة بالأسفلت ينتج جريانًا أكبر من المطر نفسه فوق تربة جافة نافذة. لكن التربة شديدة الجفاف قد تصبح أحيانًا ضعيفة الامتصاص في البداية، فلا يصح تطبيق قاعدة واحدة على كل مكان.

يتدخل الإنسان بالسدود والري وضخ المياه الجوفية والصرف وتوسيع المدن وتغيير الغطاء النباتي. هذه الأعمال لا تلغي الدورة، لكنها تغير مواقع التخزين وسرعة الحركة وجودة الماء. فهم الدورة يعني تتبع الكمية والزمن والمسار، لا حفظ رسم دائري مبسط. كل قطرة تدخل ميزانية: هطول يساوي تقريبًا ما يخرج بالتبخر والجريان والتغير في المخزون ضمن حدود المكان والفترة المختارين.