أصبح الجفاف في أذهان الأمريكيين والمواطنين المعنيين في كل مكان بشكل متزايد. لقد شهد غرب الولايات المتحدة فترات من الجفاف الرهيب على مر التاريخ، ويُلقى باللوم على تغير المناخ في إحداث تقلبات مناخية أكثر تطرفًا في العديد من المناطق الأخرى. إن فهم أسباب قلة هطول الأمطار يساعد في تشكيل السياسات والخيارات التي لديها القدرة على تفاقم آثار الجفاف أو الحد منها.
الأسباب المادية للجفاف
يدرج مرصد الأرض التابع لناسا ثلاثة عوامل تسبب الجفاف. وهي ظواهر مترابطة تحدث بشكل طبيعي وتحدد موقع حالات الجفاف وشدتها وتكرارها.
درجة حرارة المحيطات واليابسة
الهطول هو نتيجة العملية الطبيعية التي يحدث فيها:
- يتبخر الماء من سطح الأرض سواء من المسطحات المائية أو من اليابسة.
- ثم تتكثف الرطوبة في الجو.
- وأخيراً تتمركز الرطوبة وتسقط على الأرض مرة أخرى.
تتم العملية بفعل حرارة الشمس؛ كلما زادت سخونة، كلما زاد معدل التبخر. وبالتالي، إذا كانت درجة حرارة المحيط أو سطح الأرض باردة نسبياً في منطقة معينة، فقد يحدث الجفاف في المناطق التي تعتمد على مصادر الرطوبة تلك. على سبيل المثال، عادة ما ترتبط درجات الحرارة الباردة في المحيط الهادئ بالقرب من خط الاستواء بانخفاض هطول الأمطار في غرب ووسط الولايات المتحدة.
أنماط دوران الهواء في الغلاف الجوي
أنماط الطقس واسعة النطاق، بما في ذلك توزيع هطول الأمطار، مدفوعة إلى حد كبير بأنماط دوران الهواء في الغلاف الجوي.عندما يرتفع الهواء الساخن ويتوسع، فإنه يخلق تدفقًا متباينًا للهواء من المناطق الأكثر برودة حيث يتكثف الهواء ويغوص. وهذا يؤدي إلى ظهور تيارات هوائية تعمل على تحريك الرطوبة حول الغلاف الجوي وينتج عنها أنماط مختلفة من هطول الأمطار في المناطق المختلفة.
عندما يكون هناك شذوذ في درجات حرارة السطح، تتغير الأنماط النموذجية لتدوير الهواء، مما يعني أن أنماط هطول الأمطار تتغير أيضًا. وهذا يؤدي إلى هطول أمطار أعلى من المتوسط في بعض المناطق والجفاف في مناطق أخرى. وتعد ظاهرة النينو والنينيا مثالين رئيسيين على التقلبات الكبيرة في التيارات الهوائية، والتي غالبا ما ترتبط بالجفاف في أماكن مثل أفريقيا وأستراليا والهند والبرازيل وهاواي.
كمية الرطوبة في التربة
تؤثر رطوبة التربة على تكوين السحب، أو عدم وجودها، على مستوى أكثر محلية. عندما تكون التربة رطبة، تظل درجات حرارة الهواء السطحي أكثر برودة لأنه يتم امتصاص المزيد من طاقة الشمس في عملية التبخر.فإذا كانت الأرض جافة، فلا يوجد مصدر محلي للرطوبة التي تسبب تكون السحب. وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة السطح مما يجعل التربة أكثر جفافا. تعتمد الدورة على نفسها وتؤدي إلى حالات جفاف طويلة الأمد.
الاتصال الإنساني
إلى جانب عوامل الأرصاد الجوية التي تسبب الجفاف، يمكن أن يكون النشاط البشري أحد العوامل أيضًا. أدى النشاط البشري إلى تقليل كمية الأمطار في العديد من مناطق العالم. في بعض الأحيان، تؤثر كمية المياه التي يستهلكها البشر، وتوقيت هذا الاستهلاك، على كمية المياه المتاحة في وقت لاحق للناس والنباتات والحيوانات. وبالتالي، يمكن أيضًا النظر إلى الجفاف على أنه اختلال في التوازن بين العرض والطلب.
إزالة الغابات
يمكن أن تساهم إزالة الغابات على نطاق واسع في حدوث الجفاف خاصة في المناطق التي يتشكل فيها هطول الأمطار بسبب دورات المياه المحلية. في هطول الأمطار التقليدية، يتبخر الماء من الأراضي المحلية ومصادر المياه أثناء ارتفاع درجة الحرارة. ويرتفع الهواء المحمل بالمياه إلى الغلاف الجوي، حيث يبرد ويهبط على شكل أمطار.وهذا أمر شائع في المناطق الاستوائية. تفقد الغابات المياه من خلال التبخر الذي يغذي دورة المياه المحلية. عندما يتم قطع الغابات، يقل تبخر الماء مما يقلل بدوره من كمية السحب التي تتشكل.
- يسود هذا النوع من الأمطار في 50% من الغرب الأوسط في الولايات المتحدة، و90% في الساحل في غرب أفريقيا، و30-60% في الأمازون وفقًا لـ CIFOR، مما يجعلها عرضة للجفاف.
- تعاني منطقة الأمازون بالفعل من هذا النوع من "الجفاف المضخم ذاتيًا" وفقًا لدراسة علمية.
تدهور التربة
يحدث تدهور التربة عندما يتم فقدان الغطاء النباتي الوقائي وخاصة الغابات مما يكشف التربة. والزراعة المكثفة، التي تنطوي على الحرث العميق واستخدام المواد الكيميائية التي تدمر بنية التربة، هي سبب آخر منتشر على نطاق واسع.
- يؤدي فقدان الغطاء أو البنية إلى تقليل قدرة التربة على امتصاص الماء والاحتفاظ به، ويؤدي إلى الجريان السطحي ويقلل الوقت المتاح لتسرب المياه إلى الطبقات العميقة من التربة.
- لذلك تجف التربة بسرعة ولا تستطيع دعم نمو النباتات والمحاصيل وتؤدي على المدى القصير إلى الجفاف الزراعي. وتكون تأثيرات ذلك أكبر في مناطق مثل جنوب الصحراء الكبرى حيث يعتمد 95% من الزراعة على رطوبة التربة لأغراض الزراعة.
- عندما يكون هناك المزيد من الجريان السطحي، ويقل تسرب وترشيح مياه الأمطار إلى التربة، تتم إضافة كمية أقل من المياه الجوفية، مما يؤدي إلى جفاف هيدرولوجي على المدى الطويل.
زيادة الطلب على المياه
على عكس الجفاف الجوي، الذي يحدث نتيجة للظروف الجوية والمناخية فقط، يحدث الجفاف الهيدرولوجي بسبب قلة هطول الأمطار (الأمطار والثلوج) على مدى فترات أطول، وزيادة الطلب على المياه في منطقة معينة أكثر من متاح.قد تشمل مصادر المياه البحيرات والأنهار الطبيعية والخزانات الاصطناعية والمياه الجوفية.
- الاستخدام البشري لخزانات المياه الجوفية من خلال ضخ احتياجات الشرب/الاحتياجات المنزلية أو مياه الأنهار لأغراض الري يمكن أن يستهلك أيضًا المياه مما يساهم في الجفاف الهيدرولوجي. بناء السدود عند المنبع لتوليد الطاقة الكهرومائية يمكن أن يسبب ندرة المياه في المصب. على سبيل المثال، أدى الاستخدام البشري إلى زيادة عدد مرات حدوث الجفاف الهيدرولوجي بنسبة 100-200%، وزيادة شدته بمقدار 8 مرات في الصين (ص 1).
- الاستخدام البشري بشكل عام أدى إلى زيادة وتيرة حدوث الجفاف الهيدرولوجي بنسبة 27% عالمياً، وبنسبة 35% في آسيا، و25% في أمريكا، و20% في أوروبا.
- تعتمد الحياة البرية والكائنات المائية أيضًا على مستويات معينة من المياه في البحيرات والأنهار للبقاء على قيد الحياة، ويعتمد الغطاء النباتي على مستويات معينة في منسوب المياه الجوفية.
يحدث الجفاف عندما تصبح كل هذه "الطلبات" مجتمعة أكبر من إمدادات المياه المتاحة لفترة طويلة.يتطلب الجفاف الهيدرولوجي تخفيفه على المدى الطويل حيث أن إعادة شحن مصادر المياه الطبيعية تتم ببطء. عندما يكون الطلب مرتفعاً على المياه خلال فترة انخفاض هطول الأمطار، وعندما لا يتم إعادة شحن الأنهار والمياه الجوفية كالمعتاد، يمكن أن تكون التأثيرات أسوأ.
التوقيت
توقيت هطول الأمطار والطلب على المياه له علاقة كبيرة بوقت حدوث الجفاف. وحتى لو كان إجمالي إمدادات المياه منخفضًا، فإن الجفاف عادة ما يكون أقل إثارة للقلق في أشهر الشتاء لأن الطلب أقل بكثير مما هو عليه في الصيف.
يميل الجفاف الزراعي إلى الحدوث عندما لا يكون هناك ما يكفي من الماء في فصل الربيع للمساعدة في إنشاء الشتلات وضمان نجاح المحاصيل. عندما يحدث توزيع هطول الأمطار في الصيف أكثر منه في الشتاء، يتم فقدان الكثير من المياه بسرعة بسبب التبخر والجريان السطحي، بدلاً من تخزينها على شكل كتل ثلجية. وهذا يسبب ظروف الجفاف في وقت لاحق عندما يعتاد الناس أو النظم الطبيعية على الحصول على المياه من ذوبان الثلوج.
تغير المناخ والجفاف
مع تزايد التغير المناخي الذي يسببه الإنسان، يدرس العديد من العلماء آثاره المفترضة على الجفاف. كما توضح آليات الأرصاد الجوية المسببة للجفاف:
- التقلبات غير الطبيعية في درجات الحرارة تتوافق مع التغيرات غير الطبيعية في هطول الأمطار.
- الزيادات في درجات الحرارة لديها القدرة على التسبب في المزيد من حالات الجفاف المتكررة والشديدة، مما يضع تغير المناخ في مرمى النيران كسبب رئيسي للجفاف في يومنا هذا.
- بين عامي 2000 و2015، شهدت الولايات المتحدة طقسًا أكثر جفافًا من المعتاد في 20-70% من مساحتها.
- المناطق العالمية المتضررة من الجفاف الشديد زادت من 1% في الخمسينيات إلى 3% في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
تشير وكالة ناسا إلى أن هناك أدلة علمية قاطعة على أن تغير المناخ يجعل الكوكب أكثر سخونة في المتوسط، مما يجعل موجات الحر أكثر شدة وحالات الجفاف أكثر حدة.وفي الولايات المتحدة القارية، من المتوقع أن تزداد وتيرة وشدة حالات الجفاف في جميع أنحاء البلاد خلال العقود القليلة المقبلة.
الحماية من أوقات الجفاف
أسباب الجفاف معقدة ومترابطة، وهي من صنع الإنسان بشكل متزايد. ومع ذلك، هناك العديد من الطرق للحفاظ على المياه، والتي أصبحت ذات أولوية متزايدة في المناطق التي تعاني من الجفاف. في الواقع، يجب على الناس في كل مكان أن يفكروا في الحفاظ على المياه كإجراء وقائي ضد حالات الجفاف في المستقبل.
