متى يزداد ضغط الهواء في الغلاف الجوي

متى يزداد ضغط الهواء في الغلاف الجوي

يزداد ضغط الهواء في الغلاف الجوي عندما تنخفض درجة الحرارة.

 ماذا يحدث للضغط الجوي عندما يبرد الهواء ؟ يزيد ضغط الهواء فالعلاقة عكسية، مع العلم أن التغير الأساسي في الضغط هو ما بين الارتفاع والانخفاض ويحدث مرتين خلال اليوم  حيث يكون الضغط في أدنى مستوياته حوالي الساعة 4 في الصباح، بينما يبلغ أعلى مستوياته عند الساعة 10 في المساء، ويكون حجم الدورة اليومية أعظم عند خط الاستواء ويتناقص باتجاه القطبين.

بالإضافة إلى التقلبات الجوية اليومية، حيث أن هناك تغيرات أكبر في الضغط نتيجة للأنظمة الجوية المهاجرة، ويتم التعرف على أنظمة الطقس بواسطة حرف H ويعني الأزرق وحرف L ويعني الأحمر الموجود على خرائط الطقس.[1]

كيف يحمي الغلاف الجوي الارض

يحمينا من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية الضارة.

عند معرفة تعريف الضغط الجوي وانواعه نجد أنه عبارة عن شريط رقيق من الهواء يتكون من طبقات عديدة حسب درجة الحرارة، وبدونه لن يكون هناك حياة على سطح الأرض لأنه يحمينا من الحرارة والإشعاع المنبعث من الشمس وكذلك يشتمل على الهواء الذي نتنفسه.

وعلى الرغم من أن الأكسجين ضروري لتستمر الحياة على كوكب الأرض، إلا أنه ليس المكون الأساسي للغلاف الجوي، حيث يتكون الغلاف الجوي من 78% من النيتروجين، و 21% من الأكسجين و 0.93% من الأرجون، و 0.04% من ثاني أكسيد الكربون، بجانب كميات صغيرة من النيون والهيليوم والميثان والكابتن والأوزون والهيدروجين مع بخار الماء.[2]

كم المسافة من الأرض إلى الغلاف الجوي

يمتد في الواقع إلى مسافة 391000 ميل (630000 كم).

معظم الأشخاص تعتقد أن الغلاف الجوي للأرض يتوقف على مسافة تزيد قليلًا عن 62 ميلًا أو 100 كيلو متر تقريبًا من السطح، ولكن الدراسة الجديدة المبنية على بعض الملاحظات التي أجراها القمر الصناعي الأمريكي الأوروبي المشترك للمرصد الشمس والغلاف الشمسي منذ عقدين من الزمن تظهر أنه يمتد في الواقع إلى مسافة تصل إلى 391000 ميل، ما يعادل 50 مرة قطر الأرض.[3]

ما هي طبقات الغلاف الجوي بالترتيب

أسباب تغير درجات الحرارة في طبقات الغلاف الجوي عديدة لأنه يتكون من خمسة طبقات رئيسية وعدة طبقات أخرى ثانوية من الأدنى إلى الأعلى ، وتشتمل على وهي تأتي على النحو الآتي:

• التروبوسفير.
• الستراتوسفير.
• الميزوسفير.
• الغلاف الحراري.
• الغلاف الخارجي.

التروبوسفير: هي طبقة تمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع يبلغ في المتوسط حوالي 12 كيلومترًا أي حوالي 7.5 ميل، ويكون ارتفاعها أقل عند قطبي الأرض وأعلى عند خط الاستواء، وعلى الرغم من ذلك إلا أن العلماء يصفوها بأنها طبقة ضحلة للغاية مكلفة باحتجاز كل الهواء الذي تحتاجه النباتات من أجل إتمام عملية التمثيل الضوئي بجانب احتياجات بالحيوانات للتنفس.

تشتمل كذلك على حوالي 99% من جميع أنواع بخار الماء، كما أنها الطبقة الأكثر كثافة في الغلاف الجوي ومضغوط بوزن بقية طبقات الغلاف الجوي فوقها، ويحدث فيها معظم حالات الطقس باستثناء السحب الرعدية بجانب أن معظم عمليات الطيران تحدث في تلك الطبقة بجانب طبقتين آخرين.

الستراتوسفير: تقع على ارتفاع يتراوح ما بين 12 إلى 50 كيلو متر تقريبًا أي ما بين 7.5 و 31 ميل فوق سطح الأرض، وتعرف بأنها موطن طبقة الأوزون للأرض، والتي تساعد في الحماية من أشعة الشمس الفوق بنفسجية الضارة الصادرة عن الشمس.

أكد العلماء أنه كلما ارتفعت عن طبقة الستراتوسفير أصبحت درجات الحرارة أكثر دفئًا وهي خالية تقريبًا من السحب والطقس ولكن أحيانًا يتواجد السحب القطبية، يمكن أن تصل الطائرات النفاثة إلى تلك الطبقة.

الميزوسفير: تقع على ارتفاع يتراوح ما بين 50 إلى 80 كيلومتر أي 31 إلى 50 ميلًا تقريبًا فوق سطح الأرض، وتصبح أكثر برودة بشكل تدريجي مع الارتفاع، والجزء العلوي من تلك الطبقة هو أبرد مكان موجود داخل نظام الأرض، حيث يبلغ متوسط درجة الحرارة حوالي 85% درجة مئوية تحت الصفر، أي حوالي 120 درجة فهرنهايت تحت الصفر.

في هذه الطبقة تحترق معظم النيازك ويمكن للصواريخ السبر والطائرات التي تعمل بالطاقة الصاروخية أن تصل إلى الميزوسفير، بجانب أن بخار الماء الموجود بنسبة قليلة جدا في الجزء العلوي يمكن أن يشكل سحاب ليلى مضيئ يمكن رؤيتها بالعين المجردة في أوقات معينة من اليوم.

الغلاف الحراري: يقع على ارتفاع يتراوح ما بين 80 إلى 700 كيلومتر أي حوالي من 50 إلى 440 ميل فوق سطح الأرض، يشتمل الجزء الأدنى منه على الغلاف الأيوني ترتفع درجات الحرارة مع الارتفاع في هذه الطبقة بسبب الكثافة المنخفضة جدًا للجزيئات الموجودة.
مع العلم أنه خالي تمامًا من السحابة وبخار الماء وفي بعض الأحيان يمكن رؤية الشفق القطبي والأسترالي.

الغلاف الخارجي: يطلق عليه اسم اكسوسفير وهو على ارتفاع يتراوح ما بين 700 إلى و10000 كيلومتر أي ما بين 440 إلى 6200 ميل فوق سطح الأرض، وهو أعلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض، ويندمج في قمته مع الرياح الشمسية.

أكد العلماء أن الجزيئات الموجودة في تلك الطبقة ذات كثافة منخفضة للغاية لذلك فإن الطبقة لا تتصرف مثل الغاز والجزيئات بل تهرب إلى الفضاء، وعلى الرغم من عدم وجود طقس على الإطلاق في هذه الطبقة إلا أنه يمكن رؤية الشفق القطبي والاسترالي في الجزء الأدنى منه.[4]

ما الفائدة من الغلاف الجوي

هناك عدة فوائد للغلاف الجوي بعضها يشكل الحياة بالنسبة للإنسان على الأرض، فبدون طبقات الغلاف الجوي لن يكون هناك حياة على الأرض، فهي تشكل الحماية وتوفر الأكسجين للتنفس و عدد آخر من الفوائد منها الآتي:

• كل طبقة من طبقات الغلاف القوي متميزة بتركيبات فريدة تخدم غرض خاص منها الطيران والصواريخ وغيرها.
• بدون وجود الغلاف الجوي لن يكون هناك هواء في حياتنا، فهو يوفر مكان مناسب للعيش للنباتات والكائنات الحية ويتحكم في كمية الملوثات.
• يحافظ على درجة حرارة الأرض، حيث أن طبقات الغلاف الجوي تعمل على منع فقدان الحرارة وتسربها إلى الفضاء.
• الغلاف الجوي يمكن الكائنات من سماع الأصوات، وذلك عبر انتقال الموجات الصوتية عبر الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لتحريك الاهتزازات ودون الغلاف الجوي يكون الكوكب صامتَا.
• بفضل وجود طبقة التروبوسفير هناك حركة في المياه، لذلك هناك تنوع في الطقس فبدونها لن يكون هنا أي طقس على الأرض.
• تعمل طبقة الأوزون المتواجدة في طبقة الستراتوسفير على امتصاص الاشعة الفوق بنفسجية من الشمس ومنه وصولها إلى الأرض، فهي تمثل درع حامي للأرض.
• الميزوسفير تحمي الأرض من النيازك وشظايا الصخور وبعض الجسيمات الأخرى التي تأتي من الفضاء.
• الأيونوسفير وهو أحد الطبقات الثانوية للغلاف الجوي يساعد على توفير عروض الشفق الرائعة التي نراها في السماء في بعض الليالي والتي تكون متلألئة في السماء و تمتع الناظرين.
• الغلاف الحراري الموجود في الغلاف الجوي يوفر اتصال بين الأرض والفضاء، فهو المكان التي تطير فيه المكوكات الفضائية وتدور فيه محطة الفضاء الدولية، وذلك وفق لوكالة ناسا للعلوم يعد الغلاف الحراري موطنًا للأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض ومحطة الفضاء الدولية التي تدور حول الأرض.[5]

ميادة عبد العال