الرئيسية
أمس في 9:58 pm من طرف amira333
التبخر والنتح
كلما ازدادت معدلات التبخر والنتح، ازداد تركّز الأملاح في التربة، وخاصة عندما يكون مستوى الماء الجوفي قريباً من السطح، أو عندما تروى الأراضي بالمياه الجوفية. وتعتمد معدلات التبخر والنتح الإمكانية (معدل التبخر والنتح، عندما يتوافر الماء النقي على السطح) على العوامل المترولوجية، السائدة في المنطقة، مثل: كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الساقطة على السطح؛ وكمية الأشعة، الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي؛ وحرارة الهواء ورطوبته النسبية؛ وسرعة الرياح. إضافة إلى بعض الخصائص الفيزيائية لسطح التبخر، مثل الانعكاسية والإشعاعية للجسم، الذي يحدث فيه التبخر أو النتح.
1- كمية الأشعة الشمسية القصيرة الموجة الساقطة على السطح
يتناسب معدل التبخر والنتح الإمكاني تناسباً طردياً مع كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الساقطة على السطح. وتعتمد كمية تلك الأشعة الساقطة على وحدة مساحة من السطح، على العوامل التالية:
2- بعد الأرض عن الشمس
تقترب الأرض من الشمس، أحياناً؛ وأحياناً، تبتعد عنها؛ لأنها تدور حولها في مدار إهليجي . وكمية الطاقة الشمسية، الواصلة إلى السطح، تتناسب تناسباً عكسياً مع مربع المسافة، الفاصلة بين الأرض والشمس. ولذلك، تؤثر تلك الطاقة في معدلات التبخر والنتح.
3- زاوية ميل أشعة الشمس
تعتمد زاوية ميل أشعة الشمس، على الفارق بين درجة عرض الشمس (solar declination)، ودرجة عرض المكان (latitude)، التي يحددها اليوم من السنة الجيوليانية :
زاوية ميل أشعة الشمس = درجة عرض المكان ـ درجة عرض الشمس
وحيث أن أغلب المناطق الجافة تقع لذلك تكون زاوية ميل أشعة الشمس قليلة، في المناطق المدارية الجافة، حيث تكون كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الواصلة إلى سطحها، عالية؛ ما يجعل معدلات التبخر والنتح الإمكاني عالية فيها، مقارنة بمناطق العروض العليا.
4- عدد ساعات سطوع الشمس
يتوقف عدد ساعات سطوع الشمس، على درجة عرض الشمس ودرجة عرض المكان؛ إذ يزداد عدد ساعات السطوع في نصف الكرة الشمالي، كلما ازدادت درجة عرض المكان، عندما تكون درجة عرض الشمس موجبة؛ والعكس صحيح. وبما أن كمية الأشعة الشمسية، الساقطة على السطح، في اليوم الواحد، تساوي حاصل ضرب المعدل في عدد ساعات السطوع، فإن ازدياد عدد ساعات ساعاته، يزيد من كمية الأشعة الشمسية، الساقطة على السطح؛ ما يزيد من معدل التبخر والنتح اليومي.
5- مدى توهين الغلاف الغازي للإشعاع الشمسي
وهن الغلاف الغازي الإشعاع الشمسي، الواصل إلى السطح، أو يقلّله، بوساطة عمليات الامتصاص، والتشتت (تغيير اتجاه الإشعاع)، والانعكاس. ويعتمد مقدار ذلك التوهين، على كتلة مواد الغلاف الغازي وخصائصها الطيفية؛ وزاوية سمت الإشعاع الشمسي. فكلما ازدادت زاوية سمت الإشعاع الشمسي، طالت المسافة، التي تجتازها أشعة الشمس، في الغلاف الغازي؛ ما يزيدها توهيناً. وتُعد الغيوم أكثر مكونات الغلاف الغازي عكساً للأشعة الشمسية؛ لذا، فإن المناطق الصحراوية، في المناطق المدارية، والتي تتسم بقلة الغيوم، يكون مقدار التوهين فيها قليلاً؛ ما يزيد كمية الأشعة الشمسية، الواصلة إلى السطح، فيرفع معدلات التبخر والنتح.
- كمية الأشعة، الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي
ستقبل الأجسام، على سطح الأرض، الأشعة الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي، في الليل والنهار على حدٍّ سواء. إلا أن تأثيرها في معدلات التبخر والنتح، أقلّ كثيراً من تأثير الأشعة الشمسية؛ وذلك لأن الأشعة الطويلة الموجة، تنطلق من أجسام أقلّ حرارة من الشمس؛ وكمية الطاقة المشعة من الجسم تتناسب تناسباً طردياً مع القوة الرابعة لدرجة حرارته مقيسة بالدرجات المطلقة (K).
- انعكاسية السطح وإشعاعيته
لا تستخدم جميع الطاقة، الواصلة إلى السطح على شكل أشعة، في عملية التبخر، بتحويلها إلى حرارة كامنة (latent heat)؛ إذ إن جزءاً منها، ينعكس من على السطح، ويعرف بمعامل الانعكاس (albedo)، وتعتمد نسبته على خصائص السطح نفسه. أما الجزء الواصل إلى السطح، على شكل طاقة كهرومغناطيسية، حُوِّلت إلى طاقة حرارية، فيتم إشعاعه إلى الغلاف الغازي، على شكل طاقة كهرومغناطيسية، طويلة الموجة. وتعتمد كمية هذه الطاقة على درجة حرارة الجسم وإشعاعيته (emissivity)، أي نسبة الطاقة الإشعاعية، التي يشعها الجسم، إلى كمية الطاقة الإشعاعية، التي يشعها جسم أسود (black body)، عند درجة الحرارة نفسها.
- حرارة الهواء
تزيد درجة حرارة الهواء من معدلات التبخر والنتح، بزيادة كمية الطاقة المنقولة بالتوصيل، من الهواء إلى سطح التبخر أو النتح؛ وزيادة سرعة عملية انتشار (diffusion) جزيئات الماء في الهواء، بعيداً عن ذلك السطح. وبما أن الهواء حار، في المناطق المدارية، فإنه يزيد من معدلات التبخر والنتح فيها.
- الرطوبة النسبية للهواء
تتناسب معدلات التبخر والنتح تناسباً عكسياً مع الرطوبة النسبية للهواء ( ضغط بخار الماء الفعلي، بالنسبة إلى ضغط بخار الماء الإشباعي)؛ وذلك لأن الجزء من الهواء، الملامس وأسطح التبخر والنتح، التي يلامسها، يكونان متوازنين ثرموديناميكياً (ضغط بخار الماء الفعلي، يساوي ضغط بخار الماء الإشباعي)؛ ولأن حركة جزيئات الماء، من هذا الجزء المشبع إلى بقية الهواء، بالانتشار، تعتمد على الفارق في ضغط بخار الماء (التركيز)، بين هذَين الجزءَين.
- سرعة الرياح
تؤثر سرعة الرياح في معدلات التبخر والنتح، بتحريك الهواء الملامس لأسطحهما، والذي يكون قد ارتفع ضغط بخار الماء فيه، بعيداً عن هذه الأسطح، وحل محله هواء أشد جفافاً؛ ما يسرع من عملية الانتشار لجزيئات الماء. ولذلك، تزداد معدلات التبخر والنتح كلما ازدادت سرعة الرياح
كلما ازدادت معدلات التبخر والنتح، ازداد تركّز الأملاح في التربة، وخاصة عندما يكون مستوى الماء الجوفي قريباً من السطح، أو عندما تروى الأراضي بالمياه الجوفية. وتعتمد معدلات التبخر والنتح الإمكانية (معدل التبخر والنتح، عندما يتوافر الماء النقي على السطح) على العوامل المترولوجية، السائدة في المنطقة، مثل: كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الساقطة على السطح؛ وكمية الأشعة، الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي؛ وحرارة الهواء ورطوبته النسبية؛ وسرعة الرياح. إضافة إلى بعض الخصائص الفيزيائية لسطح التبخر، مثل الانعكاسية والإشعاعية للجسم، الذي يحدث فيه التبخر أو النتح.
1- كمية الأشعة الشمسية القصيرة الموجة الساقطة على السطح
يتناسب معدل التبخر والنتح الإمكاني تناسباً طردياً مع كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الساقطة على السطح. وتعتمد كمية تلك الأشعة الساقطة على وحدة مساحة من السطح، على العوامل التالية:
2- بعد الأرض عن الشمس
تقترب الأرض من الشمس، أحياناً؛ وأحياناً، تبتعد عنها؛ لأنها تدور حولها في مدار إهليجي . وكمية الطاقة الشمسية، الواصلة إلى السطح، تتناسب تناسباً عكسياً مع مربع المسافة، الفاصلة بين الأرض والشمس. ولذلك، تؤثر تلك الطاقة في معدلات التبخر والنتح.
3- زاوية ميل أشعة الشمس
تعتمد زاوية ميل أشعة الشمس، على الفارق بين درجة عرض الشمس (solar declination)، ودرجة عرض المكان (latitude)، التي يحددها اليوم من السنة الجيوليانية :
زاوية ميل أشعة الشمس = درجة عرض المكان ـ درجة عرض الشمس
وحيث أن أغلب المناطق الجافة تقع لذلك تكون زاوية ميل أشعة الشمس قليلة، في المناطق المدارية الجافة، حيث تكون كمية الأشعة الشمسية، القصيرة الموجة، الواصلة إلى سطحها، عالية؛ ما يجعل معدلات التبخر والنتح الإمكاني عالية فيها، مقارنة بمناطق العروض العليا.
4- عدد ساعات سطوع الشمس
يتوقف عدد ساعات سطوع الشمس، على درجة عرض الشمس ودرجة عرض المكان؛ إذ يزداد عدد ساعات السطوع في نصف الكرة الشمالي، كلما ازدادت درجة عرض المكان، عندما تكون درجة عرض الشمس موجبة؛ والعكس صحيح. وبما أن كمية الأشعة الشمسية، الساقطة على السطح، في اليوم الواحد، تساوي حاصل ضرب المعدل في عدد ساعات السطوع، فإن ازدياد عدد ساعات ساعاته، يزيد من كمية الأشعة الشمسية، الساقطة على السطح؛ ما يزيد من معدل التبخر والنتح اليومي.
5- مدى توهين الغلاف الغازي للإشعاع الشمسي
وهن الغلاف الغازي الإشعاع الشمسي، الواصل إلى السطح، أو يقلّله، بوساطة عمليات الامتصاص، والتشتت (تغيير اتجاه الإشعاع)، والانعكاس. ويعتمد مقدار ذلك التوهين، على كتلة مواد الغلاف الغازي وخصائصها الطيفية؛ وزاوية سمت الإشعاع الشمسي. فكلما ازدادت زاوية سمت الإشعاع الشمسي، طالت المسافة، التي تجتازها أشعة الشمس، في الغلاف الغازي؛ ما يزيدها توهيناً. وتُعد الغيوم أكثر مكونات الغلاف الغازي عكساً للأشعة الشمسية؛ لذا، فإن المناطق الصحراوية، في المناطق المدارية، والتي تتسم بقلة الغيوم، يكون مقدار التوهين فيها قليلاً؛ ما يزيد كمية الأشعة الشمسية، الواصلة إلى السطح، فيرفع معدلات التبخر والنتح.
- كمية الأشعة، الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي
ستقبل الأجسام، على سطح الأرض، الأشعة الطويلة الموجة، المشعة من الغلاف الغازي، في الليل والنهار على حدٍّ سواء. إلا أن تأثيرها في معدلات التبخر والنتح، أقلّ كثيراً من تأثير الأشعة الشمسية؛ وذلك لأن الأشعة الطويلة الموجة، تنطلق من أجسام أقلّ حرارة من الشمس؛ وكمية الطاقة المشعة من الجسم تتناسب تناسباً طردياً مع القوة الرابعة لدرجة حرارته مقيسة بالدرجات المطلقة (K).
- انعكاسية السطح وإشعاعيته
لا تستخدم جميع الطاقة، الواصلة إلى السطح على شكل أشعة، في عملية التبخر، بتحويلها إلى حرارة كامنة (latent heat)؛ إذ إن جزءاً منها، ينعكس من على السطح، ويعرف بمعامل الانعكاس (albedo)، وتعتمد نسبته على خصائص السطح نفسه. أما الجزء الواصل إلى السطح، على شكل طاقة كهرومغناطيسية، حُوِّلت إلى طاقة حرارية، فيتم إشعاعه إلى الغلاف الغازي، على شكل طاقة كهرومغناطيسية، طويلة الموجة. وتعتمد كمية هذه الطاقة على درجة حرارة الجسم وإشعاعيته (emissivity)، أي نسبة الطاقة الإشعاعية، التي يشعها الجسم، إلى كمية الطاقة الإشعاعية، التي يشعها جسم أسود (black body)، عند درجة الحرارة نفسها.
- حرارة الهواء
تزيد درجة حرارة الهواء من معدلات التبخر والنتح، بزيادة كمية الطاقة المنقولة بالتوصيل، من الهواء إلى سطح التبخر أو النتح؛ وزيادة سرعة عملية انتشار (diffusion) جزيئات الماء في الهواء، بعيداً عن ذلك السطح. وبما أن الهواء حار، في المناطق المدارية، فإنه يزيد من معدلات التبخر والنتح فيها.
- الرطوبة النسبية للهواء
تتناسب معدلات التبخر والنتح تناسباً عكسياً مع الرطوبة النسبية للهواء ( ضغط بخار الماء الفعلي، بالنسبة إلى ضغط بخار الماء الإشباعي)؛ وذلك لأن الجزء من الهواء، الملامس وأسطح التبخر والنتح، التي يلامسها، يكونان متوازنين ثرموديناميكياً (ضغط بخار الماء الفعلي، يساوي ضغط بخار الماء الإشباعي)؛ ولأن حركة جزيئات الماء، من هذا الجزء المشبع إلى بقية الهواء، بالانتشار، تعتمد على الفارق في ضغط بخار الماء (التركيز)، بين هذَين الجزءَين.
- سرعة الرياح
تؤثر سرعة الرياح في معدلات التبخر والنتح، بتحريك الهواء الملامس لأسطحهما، والذي يكون قد ارتفع ضغط بخار الماء فيه، بعيداً عن هذه الأسطح، وحل محله هواء أشد جفافاً؛ ما يسرع من عملية الانتشار لجزيئات الماء. ولذلك، تزداد معدلات التبخر والنتح كلما ازدادت سرعة الرياح