ميزان بارندگي و آب درون زمين
538

سوره مباركه المومنون، آيه 18
وَأَنزَلْنَا مِنَ السَّمَاءِ مَاءً بِقَدَرٍ فَأَسْكَنَّاهُ فِي الْأَرْضِ وَإِنَّا عَلَى ذَهَابٍ بِهِ لَقَادِرُونَ ﴿۱۸﴾
و از آسمان آبي به اندازه معين نازل كرديم و آن را در زمين (در مخازن مخصوصي) ساكن نموديم و ما بر از بين بردن آن كاملا قادريم. (۱۸)

2- اعجاز علمي مطرح شده در اين آيه:
1- میزان بارندگی و تبخیر به يك اندازه است (میزان بارش آب به زمین و تبخیر شدن آب از زمین به اندازه است).
2- منشاء آب درون زمین، آب باران است.
3- سوالهاي قابل طرح در اين طرح پ‍‍ژوهشي
1- مَاء شامل انواع بارش (باران، برف، تگرگ ...) مي شود؟
1-1- منظور از مَاء آب شيرين است؟

2- بِقَدَرٍ قابل محاسبه است؟

3- بررسي اجزا تشكيل دهنده چرخه آّب
2-1- تخمين ميزان كل آب در جهان ؟
2-2- چگونگي محاسبه حجم زيادي از آب كه به صورت كوههاي يخي در قطب ها انباشته شده اند؟

4- ميزان ساليانه بارش در سراسر جهان؟
5- ميزان ساليانه تبخير در سراسر جهان
6- أَسْكَنَّاهُ داراي زمان قابل پيش بيني مثلاً 1 سال است؟
7- اگر منظور از مَاءً آب شيرين باشد طبق آيه منشا آب شيرين درون زمين كه درختان از آن بهره مي برند، آسمان است؟
(براي اين منظور بررسي آيات مشابه توصيه مي شود).
8- منظور از مَاءً ، آب در معناي كلي باشد، منشا آب، آسمان است؟
8-1- بررسي آيات مربوط به آفرينش زمين و آب
8-2- انواع آب در زمين شناسي برپايه مطالعات ايزوتوپي معرفي مي شود، و براين اساس برخي معتقداند كه منشا تمام آبها، داخل زمين است نه آسمان؟

9- برابري ميزان بارش و تبخير در همه برهه هاي زماني برقرار بوده است؟ توجيه چگونگي رخداد يخبندان ها و خشكسالي ها در ادور مختلف زمان؟
10- بررسي آماري هر يك از اجزا چرخه آب1
1- آب در اقيانوسها

تخمين زده مي‌شود كه از كل حجم آب دردنيا به ميزان ١،٣٨٦،٠٠٠،٠٠٠ كيلومتر مكعب، حجمي برابر با ١،٣٣٨،٠٠٠،٠٠٠ كيلومتر مكعب در اقيانوس‌ها ذخيره شده‌اند، يعني حدود ٥/٩٦ درصد از كل حجم آب در دنيا در اقيانوس‌ها مي‌باشد. همچنين تخمين زده مي‌شود كه حدود ٩٠ درصد از كل تبخير آب موجود در چرخه آب در جهان منشأيي به نام اقيانوس‌ها دارند.

در طي دوره‌هاي سردتر آب و هوايي در كره زمين، توده‌‌هاي يخي و يخچال‌هاي طبيعي افزايش مي‌يابند، بنابراين بخش بزرگ‌تري از آب موجود در چرخه آب تبديل به يخ شده و بخش مايع آن (كه همان آب مي‌باشد) كاهش مي‌يابد. برعكس اين اتفاق در سالها و دوره‌هاي گرم‌تر حادث مي‌شود. در طي آخرين دوره يخي حدود يك سوم كره زمين پوشيده از يخ شد و در نتيجه اقيانوس‌ها ١٢٢ متر پائين ‌تر از سطح فعلي بودند. حدود ٣ ميليون سال قبل، وقتي كه كره زمين گرم‌تر شد، اقيانوس‌ها ٥٠ متر بالاتر آمدند.
2- تبخير: تبديل آب از مايع به بخار
تبخير از اقيانوس‌ها، اولين راه رسيدن آب به اتمسفر مي‌باشد. سطح عظيم اقيانوس‌ها (بيش از ٧٠ درصد سطح كره‌ي زمين پوشيده از اقيانوس‌ها مي‌باشد) امكان تبخير در مقياس‌هاي بسيار بزرگ را فراهم نموده است. در مقياس جهاني، حجم آب تبخير شده از روي زمين، تقريباً برابر حجم آب بارش بر روي زمين است، اما مكان جغرافيايي آن متفاوت است. در اقيانوس‌ها بيشتر تبخير و بر روي خشكي‌ها بيشتر بارندگي اتفاق مي‌افتد. بيشتر آب تبخير شده از سطح اقيانوس‌ها به شكل بارندگي به اقيانوس‌ها باز مي‌گردد و تنها ١٠ درصد آب تبخير شده به شكل بارش به سطح زمين انتقال مي‌يابد. بعد از تبخير، يك مولكول آب حدود ١٠ روز در هوا باقي مي‌ماند.

3- تصعيد: تبديل برف و يخ به بخار آب بدون عمل ذوب شدن
در هواي داراي رطوبت نسبي كم و باد خشك، تصعيد بهتر شكل مي‌گيرد. همچنين اين مسئله در ارتفاعات بالاتر، در جايي كه فشار هوا كمتر است اتفاق مي‌افتد. انرژي، كه در خورشيد مي‌باشد، نيز براي اين عمل لازم مي‌باشد. اگر قرار باشد بهترين جايي كه بر روي زمين تصعيد اتفاق مي‌افتد انتخاب شود، مي‌توان ضلع جنوبي كوه اورست را انتخاب كرد. درجه حرارت كم، بادهاي قوي، نور خورشيد متراكم، هواي با فشار بسيار كم، همگي محيط را براي تصعيد آماده مي‌سازند.

4- تبخير و تعرق: فرآيند تخليه‌ي بخار آب به اتمسفر از طريق تبخير از سطح خاك و تعرق از سطح گياهان مي‌باشد.
تعرق فرآيندي است كه گياهان رطوبت را از ريشه‌ها گرفته و به برگ‌ها مي‌رسانند تا از طريق منافذ كوچك روي برگ‌ها، آب به بخار تبديل ‌شده و به اتمسفر ‌رود. تعرق در ذات هر برگ گياه نهفته شده است. تخمين زده مي‌شود كه حدود ١٠ درصد از كل رطوبت اتمسفر به دليل تعرق گياهان مي‌باشد. تعرق گياهان پديده‌ايي نامرئي است، چراكه شما نمي‌توانيد تنفس گياهان از طريق برگ‌هايشان را ببينيد. در طي فصل رويش، يك برگ بيش از وزن خود آب را تبخير مي‌كند، به عنوان مثال يك درخت بزرگ بلوط حدود ١٥١٠٠٠ ليتر در سال آب را تبخير مي‌كند (هر شيشه شير ١ ليتر است!).

5- ذخيره‌ي آب در اتمسفر به شكل بخار، ابر و رطوبت
اگرچه اتمسفر يك انبار ذخيره‌ي بزرگ براي آب نيست، اما يك ”بزرگراه عظيم“ براي حركت آب در كره‌ي زمين محسوب مي‌شود كه هميشه آب داخل آن وجود دارد. ابرها، قابل ديدن‌ترين شكل آب در اتمسفر مي‌باشند، اما حتي در شرايط بدون ابر نيز، اتمسفر داراي آب است- ذرات كوچكي كه غير قابل ديدن هستند. حجم آب در اتمسفر در هر زمان حدود ١٢٩٠٠ كيلومتر مكعب مي‌باشد. اگر تمام آب داخل اتمسفر به يك‌باره روي زمين ببارد، تمام سطح زمين را حدود ٥/٢ سانتي‌متر آب فرا مي‌گيرد.

6- تراكم: تغيير آب از بخار به مايع
تراكم فرآيندي است كه در طي آن بخار آب تبديل به آب مايع مي‌شود. تراكم به‌دليل تشكيل ابرها مهم مي‌باشد. ابرها توليد بارش مي‌نمايند كه اصلي‌ترين راه بازگشت آب به زمين مي‌باشد. بنابراين تراكم عملي برعكس تبخير مي‌باشد. تراكم، همچنين باعث ايجاد مه، ايجاد قطرات آب روي عينك شما وقتي كه از يك اتاق سرد به گرماي بيرون مي‌رويد، روزهاي مرطوب، ايجاد قطرات آب روي بدنه‌ي ليوان نوشيدني خنك و بخار جمع شده روي پنجره‌هاي خانه‌ها در زمستان مي‌باشد.

تراكم در هوا
حتي در يك هواي آبي و صاف بدون ابر، آب به شكل بخار آب و قطرات بسيار كوچك آب يافت مي‌شوند. مولكول‌هاي آب تشكيل يافته از ذرات بسيار كوچك گرد و غبار، نمك و دود در هوا مي‌باشند كه تشكيل قطرات ابر را مي‌دهند و پس از رشد و توسعه به شكل ابر نمايان مي‌شوند. وقتي كه قطرات آب در كنار يكديگر جمع مي‌شوند و اندازه‌ي آنها افزايش مي‌يابد، ابرها توسعه پيدا كرده و بارش اتفاق مي‌افتد. ابرها در اتمسفر تشكيل مي‌شوند، چرا كه هوا پر از بخار آب شده، به سمت بالا مي‌رود و سرد مي‌شود. خورشيد، هواي نزديك زمين را گرم مي‌كند و هوا سبك‌تر شده و به سمت بالا، جايي كه درجه‌ي حرارت كمتر است مي‌رود. وقتي هوا سردتر مي‌شود، تراكم بيشتري صورت مي‌گيرد و درنتيجه ابرها مي توانند شكل بگيرند.


7- بارندگي: بيرون آمدن آب از ابرها
ميزان بارش با زمان و مكان تغيير مي‌كند
ميزان بارش در دنيا، در يك كشور و يا حتي در يك شهر نيز يكسان نيست. مثلاً در تابستان ممكن است در آستارا بارندگي وجود داشته باشد ولي در تهران و يا حتي شهر‌هاي ديگر شمال ايران بارش وجود نداشته باشد. بيشترين ميزان بارش در دنيا در كوه واياليله در هاوايي به ميزان ١١٤٠ سانتي‌متر در سال مي‌باشد، همچنين در منطقه‌اي به نام آريكا در شيلي به مدت ١٤ سال، هيچ بارشي اتفاق نيافتد.
در نقشه‌ي زير ميزان بارش در دنيا به صورت ميانگين سالانه به ميلي‌متر و اينچ (هر اينچ ٥٤/٢ سانتي‌متر است) نشان داده شده است. مناطقي كه با رنگ سبز روشن نشان داده‌شده‌اند ”صحرا“ هستند. ممكن است كه شما فكر كنيد كه صحراي آفريقا يك صحراي واقعي است اما آيا مي‌دانيد كه بخش‌هاي بزرگي از گرينلند و قطب جنوب نيز صحرا هستند؟


8- آب ذخيره شده در يخ، يخچال‌ها و برف
• توده‌هاي يخ در اطراف دنيا
آب براي مدت زمان طولاني در يخ، برف و يخچال‌ها به عنوان بخشي از چرخه‌ي آب ذخيره مي‌شود. قسمت بزرگي از يخ روي زمين ، حدود ٩٠ درصد، در قطب جنوب قرار دارد و ١٠ درصد آن نيز در گرينلند مي‌باشد. در گرينلند ضخامت متوسط يخ حدود ١٥٠٠ متر مي‌باشد، اما در برخي نقاط به ٤٣٠٠ متر نيز مي‌رسد

• يخ و يخچال‌ها مي‌آيند و مي‌روند
وضعيت اقليمي در دنيا در حال تغيير است، اگرچه اين تغييرات آن قدر سريع نيست كه قابل مشاهده و احساس براي مردم باشد (البته طي چند ده سال اخير به خاطر مسئله‌ي گرم شدن زمين، اين تغييرات بارزتر شده‌اند). دوره‌هاي گرم زيادي در زمان‌هاي قديم‌تر وجود داشته است، مانند زماني‌كه دايناسورها در حدود ١٠٠ ميليون سال قبل زندگي مي‌كرده‌اند و دوره‌هاي سرد زيادي نيز مانند عصر يخي، حدود ٢٠٠٠٠ سال پيش وجود داشته است. در طي آخرين دوره‌ي عصر يخي بخش بزرگي از نيمكره‌ي شمالي از يخ و يخچال پوشيده شد.
• برخي از مشخصات و موارد مربوط به توده‌هاي يخ و يخچال‌ها
• يخچال‌ها حدود ١٠ تا ١١ درصد كل خشكي‌ها را پوشانده‌اند.
• اگر همه‌ي يخچال‌ها امروز آب بشوند، حدود ٧٠ متر ارتفاع آب‌هاي دنيا افزايش مي‌يابد (منبع: مركز ملي داده‌ي برف و يخ)
• در طي آخرين عصر يخي ارتفاع آب درياها ١٢٢ متر پايين‌تر از سطح فعلي بوده‌است و يخچال‌ها بيش از يك سوم سطح خشكي را پوشانده بودند.
• در طي آخرين دوره‌ي گرما، ١٢٥٠٠٠ سال پيش، ارتفاع آب درياها ٥/٥ متر بالاتراز سطح فعلي بوده است و حدود ٣ ميليون پيش نيز سطح آب درياها ٥٠ متر بالاتر بود.

• رواناب ذوب برف به نهرها

در تمام دنيا، ذوب برف قسمت بزرگي از جابجايي آب در طبيعت است. در اقليم سردتر بخش زيادي از جريان چشمه‌ها و جريان رودخانه‌ها از ذوب برف و يخ مي‌باشد. هنگام سيلاب، ذوب سريع برف باعث لغزش زمين‌و جريان‌هاي غليظ مي‌شود. راه مناسب براي فهم تأثير ذوب برف بر جريان رودخانه‌ها نگاه كردن به آبنمود يا هيدروگراف زير است كه جريان متوسط روزانه‌(ميانگين جريان در هر روز) براي چهار سال در رودخانه‌ي نورث فورك در محل سد نورث فورك در كاليفرنياي آمريكا نشان مي‌دهد. هيدروگراف، نموداري است كه نشان مي‌دهد در هر زمان چه شدت جرياني آب در يك رودخانه در يك محل مشخص وجود دارد. ضمناً واحد شدت جريان مترمكعب در ثانيه (حجم در واحد زمان) مي‌باشد. قله‌ي اين نمودار كه حداكثر شدت جريان را نشان مي‌دهد به دليل ذوب شدن برف مي‌باشد. در فروردين ماه سال ٢٠٠٠ ميلادي شدت جريان حدود ٣٤ مترمكعب در ثانيه مي‌باشد در صورتي كه در مرداد ماه كه تمام برف‌ها ذوب شده‌اند،‌جريان آب در رودخانه كاهش مي‌يابد و به حدود ٦/١ تا ١/٢ متر مكعب در ثانيه مي‌رسد.

جريان ناشي از ذوب برف در فصل‌هاي مختلف و سال‌هاي مختلف متفاوت مي‌باشد. حداكثر جريان در سال ٢٠٠٠ را با حداكثر جريان در سال ٢٠٠١ مقايسه كنيد. به نظر مي‌رسد كه يك خشكسالي شديد در منطقه‌ي كاليفرنيا در سال ٢٠٠١ اتفاق افتاده است. كمبود حجم ذخيره‌ي آب برف در زمستان كمتر از مقدار آب دردسترس در بقيه‌ي سال مي‌باشد. اين موضوع بر روي حجم آب داخل مخازن پايين‌دست تأثير مي‌گذارد و اين موضوع نيز يعني حجم آب كمتر براي كشاورزي، شرب و بهداشت مردم.
9- جريان آب سطحي (رواناب): آب بارندگي كه بر روي سطح خاكي حركت مي‌كند و به رودخانه‌ها مي‌روند.
10- جريان آب: حركت آب در رودخانه‌ها
11- نفوذ: حركت به سمت پايين آب از سطح زمين به زيرزمين
12- ذخيره آب زيرزميني: آب براي مدت‌هاي طولاني در زير سطح زمين وجود دارد
13- تخليه آب زيرزميني: خارج شدن آب از زير زمين

14- توزيع جهاني آب
براي توضيح نسبتاً كامل براي مقدار آب در جهان، مي‌توانيد به نمودار و جدول زير نگاه كنيد. حالا، شما مي‌دانيد كه چرخه‌ي آب تشريح حركت آب در دنيا است، بنابراين نمودار و جدول زير وضعيت آب در يك نقطه كه وضع فعلي مي‌باشد را نشان مي‌دهد و اگر شما به هزاران و يا ميليون‌ها سال پيش بازگرديد، اين اعداد ممكن است متفاوت باشند. توجه كنيد كه ٩٦ درصد از كل حجم ١٣٨٦ ميليون كيلومتر مكعب (يعني به اندازه‌ي ٤٦ ميليون و ٢٠٠ هزار برابر اتاق خواب شما!)آب شور مي‌باشد. از ٤ درصد باقي‌مانده، بيش از ٦٨ درصد در يخ و يخچال‌هاي طبيعي مي‌باشد. منابع آب شيرين، مانند رودخانه‌ها و درياچه‌ها، فقط ٩٣١٠٠ كيلومتر مكعب كه فقط ١ قسمت از ٧٠٠ قسمت كل آب مي‌باشد. اما با اين وجود، رودخانه‌ها و درياچه‌ها مهمترين منبع آب تمامي مردم روي زمين مي‌باشند.


مقادير تخميني توزيع آب در جهان:

1- HTTP://GA.WATER.USGS.GOV


نظر شما :
نام و نام خانوادگی :
آدرس الکترونیک :
  متن نظر :
کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به انجمن علمی اعجاز قرآن می باشد