تأثير التدرّجات الكثافية والرياح على تدفق المياه في مصب نهر اللؤلؤ

المصدر: Sun Yat-sen University

الفكرة الأساسية

دراسة تأثير التدرّجات الكثافية* والرياح على الديناميكا المائية ونقل المواد في مصب* نهر اللؤلؤ في جنوب الصين. توضح الدراسة كيف تساهم التمددات الطولية والعرضية وتأثير كوريوليس* والرياح الشمالية الشرقية في تشكيل التدرج الكثافي في أجزاء مختلفة من المصب*، مما يؤدي إلى تغييرات في توزيع الملوحة ونقل المياه العذبة والمالحة.

تفاصيل القصة

تلعب الطبقية الكثافية* دورًا حاسمًا في الديناميكيات المائية ونقل المواد في مصبات الأنهار. في هذه الدراسة، استخدم الباحثون نموذجًا رقميًا لدراسة عمليات الطبقية والآليات الأساسية في مصب* نهر اللؤلؤ الواسع ديناميكيًا، الواقع في جنوب الصين، و يصب جنوبا في البحر الصيني.

في الجزء العلوي من المصب*، يحكم التراكم الطولي* الطبقية، معززًا إياها خلال المد المنخفض ومقللًا منها خلال المد المرتفع. كما يصبح تأثير كوريوليس* مهمة في الجزء السفلي من المصب* بسبب زيادة عرض الحوض، مما يؤدي إلى حصر المياه العذبة المتجهة نحو البحر في الضحل الغربي، حيث يلاحظ تشكل  عرضي* لتدرّج الملوحة، و بالتفاعل مع القص الجانبي للتيار*، تكون الطبقية الكثافية أكثر وضوحًا في هذه المنطقة.

تؤثر الرياح الشمالية الشرقية السائدة على الطبقية الكثافية* في المصب*، حيث تخلق طبقة مختلطة بالقرب من السطح، مما يؤدي إلى تحول الطبقية إلى الطبقة الوسطى من عمود المياه في الجزء العلوي من المصب*. يقلل التحريك بفعل الرياح من الطبقية في جميع أنحاء المصب*. كما أن تحت تأثير الرياح يتم حصر التدفق نحو البحر في منطقة أضيق وينتقل غربًا، مما يؤدي إلى حدوث الطبقية الأكثر وضوحًا على الضحل الغربي لمصب* نهر اللؤلؤ بسبب التراكم الجانبي.

هذه النتائج حول تطور مسارات المياه العذبة ودورها في تعديل الطبقية الكثافية* لها آثار مهمة في فهم تدفق المياه في المصبات الواسعة الأخرى.

المصطلحات الأساسية(*)

• • التدرّجات الكثافية (Density Stratification): هو توزيع طبقات الماء ذات الكثافات المختلفة في عمود الماء. يحدث هذا التدرج نتيجة اختلاف درجات الحرارة والملوحة.
  • الديناميكا المائية (Hydrodynamics): دراسة حركة المياه وتدفقها في الأنهار والمحيطات والبحيرات.
  • تأثير كوريوليس (Coriolis Force): القوة الناتجة عن دوران الأرض والتي تؤثر على اتجاه حركة الكتل المائية والهوائية.
  • التراكم الطولي (Longitudinal Straining): عملية تمتد على طول المجرى المائي حيث تؤثر التغيرات في تدفق المياه على التدرّج الكثافي.
  • القص الجانبي للتيار (Lateral Current Shear): التغير في سرعة التيار المائي على امتداد عرض القناة المائية والذي يؤثر على توزيع المياه والملوحة.
  • التدرج الملوحي العرضي (Transverse Salinity Gradient): التغير في ملوحة المياه عبر عرض المجرى المائي، مما يؤدي إلى تدرجات في الكثافة.
  • مد الفيضان (Flood Tide): فترة ارتفاع مستوى المياه بعد الجزر.
  • المصب (Estuary): المنطقة التي يلتقي فيها النهر بالبحر، حيث تتداخل المياه العذبة مع المياه المالحة.