خصائص طبقات الغلاف الجوي السبعة

كتابة manar آخر تحديث: 18 سبتمبر 2020 , 03:04

الغلاف الجوي منتشر لدرجة أننا بالكاد نلاحظه ، ومع ذلك فإن وزنه يساوي طبقة من الماء بعمق يزيد عن 10 أمتار (34 قدمًا) تغطي الكوكب بأكمله، حيث يحتوي الجزء السفلي البالغ طوله 30 كيلومترًا (19 ميلًا) من الغلاف الجوي على حوالي 98 بالمائة من كتلته، الغلاف الجوي الهواء أرق بكثير في الارتفاعات العالية، بحيث لا يوجد جو في الفضاء، فالعلماء يأكدوا إن العديد من الغازات الموجودة في غلافنا الجوي قد تم إطلاقها في الهواء بواسطة البراكين المبكرة، فكان هناك القليل من الأكسجين الحر المحيط بالأرض أو كان هناك القليل منه في طبقات الغلاف الجوي.

أهمية الغلاف الجوي

يمكن تقسيم الغلاف الجوي إلى طبقات بناءً على درجة حرارته، هذه الطبقات هي طبقة التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري، حيث توجد منطقة أخرى تبدأ بحوالي 500 كيلومتر فوق سطح الأرض تسمى الغلاف الخارجي، يوضح الخط الأحمر في الشكل أدناه كيف تختلف درجة الحرارة باختلاف الارتفاع، بشكل عام ينخفض ​​ضغط الهواء وكثافته مع الارتفاع في الغلاف الجوي، ومع ذلك تتميز درجة الحرارة بمظهر أكثر تعقيدًا مع الارتفاع ، وقد تظل ثابتة نسبيًا أو حتى تزيد مع الارتفاع في بعض المناطق، نظرًا لأن النمط العام لملف تعريف درجة الحرارة / الارتفاع ، أو معدل الزوال ، ثابت وقابل للقياس عن طريق أجهزة سبر البالون ، يوفر سلوك درجة الحرارة مقياسًا مفيدًا للتمييز بين طبقات الغلاف الجوي، والتي لابد أن تعرف على كيف يحمي الغلاف الجوي الارض من النيازك.

حيث يأتي تقسيم الغلاف الجوي للأرض إلى خمس طبقات رئيسية. باستثناء الغلاف الخارجي ، يتكون الغلاف الجوي من أربع طبقات أولية ، وهي طبقة التروبوسفير ، والستراتوسفير ، والميزوسفير ، والغلاف الحراري، من الأعلى إلى الأدنى ، الطبقات الخمس الرئيسية هي:[1]

  • الغلاف الخارجي: 700 إلى 10000 كم (440 إلى 6200 ميل)
  • الغلاف الجوي: 80 إلى 700 كم (50 إلى 440 ميلاً)
  • الميزوسفير: من 50 إلى 80 كم (31 إلى 50 ميلاً)
  • الستراتوسفير: من 12 إلى 50 كم (من 7 إلى 31 ميلاً)
  • تروبوسفير: من 0 إلى 12 كم (من 0 إلى 7 أميال)

طبقات الغلاف الجوي بالترتيب وخصائصها

التروبوسفير

مع بحث عن الغلاف الجوي وطبقاته تأتي أولى طبقات الغلاف الجوي الذي هي عبارة عن الجزء الأدنى من الغلاف الجوي الجزء الذي نعيش فيه، ويحتوي على معظم طقسنا، السحب والأمطار والثلج، في هذا الجزء من الغلاف الجوي ، تصبح درجة الحرارة أكثر برودة مع زيادة المسافة فوق الأرض ، بنحو 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر، يختلف التغير الفعلي في درجة الحرارة مع الارتفاع من يوم لآخر ، حسب الطقس، حيث تحتوي طبقة التروبوسفير على حوالي 75٪ من كل الهواء الموجود في الغلاف الجوي ، وتقريبًا كل بخار الماء الذي يشكل السحب والأمطار، الانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع هو نتيجة لانخفاض الضغط، إذا تحرك جزء من الهواء لأعلى فإنه يتمدد بسبب الضغط المنخفض، عندما يتمدد الهواء يبرد، لذا فإن الهواء الأعلى يكون أبرد من الهواء السفلي.

يسمى الجزء السفلي من طبقة التروبوسفير بالطبقة الحدودية، هذا هو المكان الذي يتم فيه تحديد حركة الهواء من خلال خصائص سطح الأرض، ينتج الاضطراب عندما تهب الرياح على سطح الأرض ، وتتصاعد الحرارة من الأرض مع تسخينها بواسطة الشمس، يعيد هذا الاضطراب توزيع الحرارة والرطوبة داخل الطبقة الحدودية ، بالإضافة إلى الملوثات ومكونات الغلاف الجوي الأخرى، يسمى الجزء العلوي من طبقة التروبوسفير بالتروبوبوز، هذا هو الأدنى عند القطبين ، حيث يقع على ارتفاع حوالي 7-10 كيلومترات فوق سطح الأرض. أعلاها (حوالي 17-18 كم) بالقرب من خط الاستواء.

الستراتوسفير

يمتد هذا صعودًا من التروبوبوز إلى حوالي 50 كم، يحتوي على الكثير من الأوزون في الغلاف الجوي، تحدث الزيادة في درجة الحرارة مع الارتفاع بسبب امتصاص هذا الأوزون للأشعة فوق البنفسجية من الشمس، درجات الحرارة في الستراتوسفير هي الأعلى فوق القطب الصيفي ، والأدنى فوق القطب الشتوي، من خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الخطيرة ، يحمينا الأوزون الموجود في الستراتوسفير من سرطان الجلد والأضرار الصحية الأخرى.

إن المواد الكيميائية التي تسمى مركبات الكربون الكلورية فلورية أو الفريونات والهالونات، هي التي كانت تستخدم في السابق في الثلاجات وعلب الرش وطفايات الحريق قد قللت من كمية الأوزون في الستراتوسفير ، ولا سيما عند خطوط العرض القطبية ، مما أدى إلى ما يسمى “ثقب الأوزون في القطب الجنوبي”، الآن توقف البشر عن إنتاج معظم مركبات الكربون الكلورية فلورية الضارة التي نتوقع أن يتعافى ثقب الأوزون في نهاية المطاف خلال القرن الحادي والعشرين ، لكن هذه عملية بطيئة.

الميزوسفير

تسمى المنطقة الواقعة فوق الستراتوسفير بالميزوسفير، هنا تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى مع الارتفاع ، لتصل إلى ما لا يقل عن -90 درجة مئوية عند “سن اليأس”.

الغلاف الجوي والأيونوسفير

يقع الغلاف الحراري فوق منطقة الميزوبوز ، وهي منطقة ترتفع فيها درجات الحرارة مرة أخرى مع الارتفاع. هذه الزيادة في درجة الحرارة ناتجة عن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية النشطة من الشمس، تتسبب منطقة الغلاف الجوي التي تزيد عن 80 كم أيضًا في “الأيونوسفير” ، لأن الإشعاع الشمسي النشط يقطع الإلكترونات عن الجزيئات والذرات ، ويحولها إلى “أيونات” ذات شحنة موجبة. تختلف درجة حرارة الغلاف الحراري بين الليل والنهار وبين الفصول ، وكذلك تختلف أعداد الأيونات والإلكترونات الموجودة. يعكس الغلاف المتأين موجات الراديو ويمتصها ، مما يسمح لنا باستقبال البث الإذاعي على الموجات القصيرة في نيوزيلندا من أجزاء أخرى من العالم.

الحراري

والحراري هو أكثف طبقة في الغلاف الجوي. تم العثور هنا فقط على أخف الغازات، معظمها الأكسجين والهيليوم والهيدروجين، يمتد الغلاف الحراري من الميزوبوز الحد الأعلى للغلاف الميزوسفير إلى 690 كيلومترًا (429 ميلًا) فوق سطح الأرض، هنا تمتص جزيئات الغاز المتناثرة بشكل رفيع الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية، تدفع عملية الامتصاص هذه الجزيئات في الغلاف الحراري إلى سرعات كبيرة ودرجات حرارة عالية، يمكن أن ترتفع درجات الحرارة في الغلاف الحراري إلى 1500 درجة مئوية (2732 درجة فهرنهايت ، أو 1،773 كلفن)، على الرغم من أن درجة الحرارة مرتفعة جدًا ، إلا أنه لا يوجد الكثير من الحرارة.

إكزوسفير

المنطقة التي يزيد ارتفاعها عن 500 كيلومتر تسمى الغلاف الخارجي. تحتوي بشكل أساسي على ذرات الأكسجين والهيدروجين ، ولكن هناك القليل جدًا منها بحيث نادرًا ما تصطدم – فهي تتبع مسارات “باليستية” تحت تأثير الجاذبية ، وبعضها يهرب مباشرة إلى الفضاء.

الغلاف المغناطيسي

بعد أن يتم تعريف الغلاف الجوي بجميع طبقاته لابد أن نتعرف على الغلاف المغناطيسي، حيث تتصرف الأرض كمغناطيس ضخم تحبس الإلكترونات (الشحنة السالبة) والبروتونات (الموجبة) ، وتركزها في نطاقين على ارتفاع 3000 و 16000 كيلومتر فوق الكرة الأرضية، أحزمة Van Allen “الإشعاعية”، تسمى هذه المنطقة الخارجية المحيطة بالأرض ، حيث تدور الجسيمات المشحونة على طول خطوط المجال المغناطيسي بالغلاف الجوي.[3]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق