درس ۱ · صفحهٔ ۴۸ تا ۵۱ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
آب؛ فراوان اما کمیاب
در این درس یاد میگیری چرا با وجود فراوانی آب، کمآبی داریم، بارش چگونه تشکیل و اندازهگیری میشود و آب باران پس از رسیدن به زمین چه مسیرهایی را طی میکند.
پیش از شروع
وقتی بخش بزرگی از زمین زیر آب است، چرا باز هم دربارهٔ کمآبی هشدار میدهند؟
زیاد بودن کل آب زمین به معنی فراوان بودن آب شیرینِ قابل استفاده نیست؛ فقط بخش کوچکی از آبهای زمین شیرین است. بارش هم در همهجا یکسان نیست و ایران روی نوار بیابانی دنیا قرار دارد؛ پس استفادهٔ درست از آب برای ما اهمیت زیادی دارد.
آب زیاد، آب شیرین کم
برای نوشیدن، پختن غذا، شستوشو و کشاورزی به آب نیاز داریم؛ اما هر آبی برای هر کاری مناسب نیست. بخش بزرگی از آب زمین شور است و فقط مقدار کمی از آن شیرین است. از طرف دیگر، آب در همهٔ منطقهها به یک اندازه در دسترس نیست. به همین دلیل، فراوانی آب روی زمین با کمآبی در زندگی ما تناقضی ندارد.
دانشمندان به مجموعهٔ آبهای سطح زمین، درون زمین و هوا، آبکره میگویند. آبکره فقط آب مایع نیست؛ یخِ یخچالها و بخار آب هوا را هم دربر میگیرد. پس حتی وقتی آبی را در رودخانه نمیبینی، ممکن است در خاک یا هوا حضور داشته باشد.
کتاب درسی، صفحهٔ ۴۸
از آب تا ابر
سفر آب به آسمان با انرژی خورشید آغاز میشود. تابش خورشید باعث میشود بخشی از آب دریاها، دریاچهها و اقیانوسها تبخیر شود؛ یعنی از حالت مایع به بخار درآید. بخار آب وارد هوا میشود و بالا میرود.
در ارتفاع، کاهش دما باعث تراکم بخار آب و تشکیل قطرههای بسیار ریز آب یا بلورهای یخ در ابر میشود. خود بخار آب دیده نمیشود؛ آنچه از ابر میبینیم، این قطرهها و بلورهای ریز است. اگر دما و رطوبت به شرایط مناسب برسند، بارش رخ میدهد. قطرههایی که روی سطح سردِ بالای یک ظرف آب گرم جمع میشوند، نمونهای ساده برای فهم تراکماند؛ البته لازم نیست برای دیدن این پدیده با آب داغ کار کنی.
کتاب درسی، صفحهٔ ۴۹
شکل و اندازهٔ بارش
بارش همیشه به شکل باران نیست. اگر هوا هنگام تشکیل بارش بسیار سرد باشد، آب به شکل برف پایین میآید. در توضیح این درس، اگر دما هنگام تراکم بالاتر از درجهٔ سلسیوس باشد، بارش به شکل باران است. همچنین قطرههای باران ممکن است در مسیر پایین آمدن با هوای بسیار سرد روبهرو شوند، یخ بزنند و به شکل تگرگ برسند.
برای شناخت بارش، فقط نگاه کردن به آسمان کافی نیست؛ باید آن را اندازه گرفت. مقدار بارندگی را با ارتفاع آب جمعشده در بارانسنج و برحسب میلیمتر، یعنی ، گزارش میکنند. برای یک بارانسنج ساده، ظرفی با دیوارههای راست را در فضای باز میگذاریم؛ جایی که آب ناودان واردش نشود. ارتفاع آب مهم است، نه صرفاً حجم آب جمعشده.
کتاب درسی، صفحهٔ ۵۰
سه راه پیش روی باران
باران که به زمین رسید، سفرش تمام نمیشود. آب بارش سه مسیر اصلی دارد: بخشی تبخیر میشود و به هوا برمیگردد؛ بخشی روی سطح زمین جاری میشود؛ و بخشی به درون زمین نفوذ میکند. لازم نیست همهٔ این مسیرها در یک محل به یک اندازه رخ دهند.
حیاطی را پس از باران تصور کن: آبی که روی سراشیبی به طرف جوی حرکت میکند، جریان سطحی است. آبی که وارد خاک باغچه میشود، نفوذ کرده است. بخشی از آب باقیمانده روی سطح هم با گذشت زمان تبخیر میشود. بنابراین، ندیدن آب روی زمین لزوماً به معنی جاری شدن همهٔ آن به سوی رودخانه نیست.
کتاب درسی، صفحهٔ ۵۱
جریانها به هم میپیوندند
بخشی از آب باران که روی زمین جاری میشود، در جهت شیب به سوی نواحی پایینتر حرکت میکند. جریانهای کوچک به هم میپیوندند و جریانهای بزرگتر میسازند؛ درست مثل آبهایی که روی بخش شیبدار حیاط، کمکم به یک مسیر مشترک میرسند.
حوضهٔ آبریز نام یک منطقه است، نه فقط نام رود آن منطقه. آبهای سطحی این منطقه با کمک یک رود و شاخههایش از ارتفاعات به سوی بخشهای پستتر هدایت میشوند. این آبها میتوانند به دریاچهها، دریاها و اقیانوسها برسند. انسان هم با ساختن سد روی رودخانهها تلاش میکند آب را نگه دارد و بهتر از آن استفاده کند؛ پس شناخت مسیر جریان آب برای مدیریت آن مهم است.
کتاب درسی، صفحهٔ ۵۱
مثال حلشده
در جدول کتاب، میانگین بارش ایلام و اصفهان است. میانگین بارش ایلام چند میلیمتر بیشتر است؟
خواستهٔ مسئله اختلاف میانگین بارش دو شهر است؛ پس باید مقدار کوچکتر را از مقدار بزرگتر کم کنیم.
واحد هر دو داده یکسان و میلیمتر است؛ بنابراین نیازی به تبدیل واحد نداریم.
اختلاف را حساب میکنیم: .
نتیجه نشان میدهد بارش در این دو شهر یکسان نیست؛ این عدد اختلاف میانگینهای جدول است، نه مقدار بارش یک روز مشخص.
نکات مهم
- آبکره همهٔ آبهای زمین در حالت جامد، مایع و بخار را شامل میشود، اما فقط بخش کمی از آن آب شیرین است.
- آب با انرژی خورشید تبخیر میشود و بخار آن با سرد شدن متراکم میشود؛ در شرایط مناسب بارش رخ میدهد.
- آب بارش میتواند تبخیر شود، در زمین نفوذ کند یا روی سطح زمین به سمت نواحی پایینتر جریان یابد.