*حمزة*
مشرف عام
يحتوي الغلاف الجوي للأرض على سلسلة من الطبقات لكل منها سماته الخاصة ، بالانتقال إلى الأعلى من مستوى الأرض ، تسمى هذه الطبقات التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي ، يتلاشى الغلاف الخارجي تدريجيًا في عالم الفضاء بين الكواكب.
ما هو الغلاف الجوي
الغلاف الجوي للأرض هو طبقة من الغازات ، والمعروف باسم الهواء ، الذي يحيط كوكب الأرض ، والتي يحتفظ بها جاذبية الأرض ، الغلاف الجوي للأرض يحمي الحياة على الأرض من خلال خلق ضغط للسماح للمياه سائلة في الوجود على الأرض سطح ، واستيعاب فوق البنفسجية الأشعة الشمسية ، ارتفاع درجة حرارة السطح من خلال الاحتباس الحراري وخفض درجات الحرارة القصوى بين اليوم و الليلة في درجة حرارة نهاري الاختلاف.
من حيث الحجم يحتوي الهواء الجاف على 78.09٪ نيتروجين ، 20.95٪ أكسجين ، 0.93٪ أرجون ، 0.04٪ ثاني أكسيد الكربون ، وكميات صغيرة من الغازات الأخرى ، يحتوي الهواء أيضًا على كمية متغيرة من بخار الماء ، في المتوسط حوالي 1٪ عند مستوى سطح البحر ، و 0.4٪ على الغلاف الجوي بأكمله.
تركيبة الهواء ودرجة الحرارة و الضغط الجوي تختلف مع الارتفاع، والهواء مناسبة للاستخدام في عملية التمثيل الضوئي من النباتات البرية و التنفس من الحيوانات البرية وجدت فقط في الأرض التروبوسفير وفي أجواء اصطناعية.
مكونات الغلاف الجوي للأرض
المكونات الرئيسية الثلاثة من الغلاف الجوي للأرض هي النيتروجين ، الأكسجين ، و الأرجون ، يشكل بخار الماء حوالي 0.25٪ من الغلاف الجوي بالكتلة ، يختلف تركيز بخار الماء بشكل كبير من حوالي 10 جزء في المليون بالحجم في الأجزاء الأكثر برودة من الغلاف الجوي إلى ما يصل إلى 5٪ بالحجم في كتل الهواء الحار والرطب ، وعادة ما يتم ذكر تركيزات الغازات الجوية الأخرى في شروط الهواء الجاف بدون بخار الماء.
غالبًا ما يشار إلى الغازات المتبقية باسم الغازات النزرة ، ومن بينها غازات الاحتباس الحراري ، وبشكل رئيسي ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز والأوزون ، بالإضافة إلى الأرجون ، وغازات نبيلة أخرىوالنيون والهيليوم والكريبتون والزينون موجودون أيضًا ، يتضمن الهواء المصفى كميات ضئيلة من العديد من المركبات الكيميائية الأخرى ، قد يكون العديد من المواد ذات المنشأ الطبيعي موجودة بكميات صغيرة محليا والمتغيرة موسميا كما الهباء الجوي في عينة من الهواء غير المرشحة ، بما في ذلك الغبار المعدنية والتركيب العضوي وحبوب اللقاح والأبواغ ورذاذ البحر والرماد البركاني ، قد توجد أيضًا ملوثات صناعية مختلفة على شكل غازات أو هباء ، مثل الكلور ومركبات الفلور وبخار الزئبق العنصري ومركبات الكبريت مثل كبريتيد الهيدروجين و ثاني أكسيد الكبريت وقد يكون مشتقا من مصادر طبيعية أو من تلوث الهواء الصناعي.
طبقات الغلاف الجوي
طبقة التروبوسفير
التروبوسفير هي أدنى طبقات الغلاف الجوي ، بدءًا من مستوى سطح الأرض ، يمتد لأعلى إلى حوالي 10 كم (6.2 ميل أو حوالي 33000 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، نحن نعيش في طبقة التروبوسفير ، وكل الطقس تقريبًا يحدث في هذه الطبقة الدنيا ، تظهر معظم السحب في هذه الطبقة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود 99٪ من بخار الماء في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير ، ينخفض ضغط الهواء وتصبح درجات الحرارة أكثر برودة ، كلما صعدت أعلى في طبقة التروبوسفير.
طبقة الستراتوسفير
هي الطبقة التالية لأعلى تسمى الستراتوسفير ، يمتد الستراتوسفير من أعلى طبقة التروبوسفير إلى حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) فوق سطح الأرض ، تم العثور على طبقة الأوزون السيئة داخل الستراتوسفير ، تمتص جزيئات الأوزون في هذه الطبقة ضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة من الشمس ، وتحول طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى حرارة ، على عكس التروبوسفير يصبح الستراتوسفير أكثر دفئًا كلما ارتفع هذا الاتجاه لارتفاع درجات الحرارة مع الارتفاع يعني أن الهواء في الستراتوسفير يفتقر إلى الاضطراب وتحديثات التروبوسفير تحتها ، تطير طائرات الركاب التجارية في طبقة الستراتوسفير السفلى ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن هذه الطبقة الأقل اضطرابًا توفر قيادة أكثر سلاسة ، يتدفق التيار النفاث بالقرب من الحدود بين التروبوسفير والستراتوسفير.
طبقة ميزوسفير
فوق طبقة الستراتوسفير هي ميزوسفير تمتد إلى أعلى على ارتفاع حوالي 85 كم (53 ميلاً) فوق كوكب الارض ، تحترق معظم النيازك في الغلاف الجوي ، على عكس طبقة الستراتوسفير ، فإن درجات الحرارة تنمو مرة أخرى أكثر برودة كلما ارتفعت من خلال الغلاف الجوي ، توجد أبرد درجات الحرارة في الغلاف الجوي للأرض ، حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت) بالقرب من أعلى هذه الطبقة ، الهواء الموجود في الغلاف الجوي رقيق للغاية بحيث لا يستطيع احد التنفس ، ضغط الهواء في الجزء السفلي من الطبقة أقل بكثير من 1٪ من الضغط عند مستوى سطح البحر ، ويستمر في الانخفاض كلما ارتفعت.
الغلاف الجوي
تسمى طبقة الهواء فوق الغلاف الجوي الغلاف الحراري ، يتم امتصاص الأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة فوق البنفسجية من الشمس في الغلاف الحراري ، مما يرفع درجة حرارته إلى مئات أو في بعض الأحيان آلاف الدرجات ، ومع ذلك فإن الهواء في هذه الطبقة رقيق للغاية لدرجة أنه سيشعر بالتجميد البارد ، من اتجاهات كثيرة يشبه الغلاف الحراري الفضاء الخارجي ، العديد من الأقمار الصناعية في الواقع تدور الأرض داخل الغلاف الحراري ، إن الاختلافات في كمية الطاقة القادمة من الشمس لها تأثير قوي على كل من ارتفاع قمة هذه الطبقة ودرجة الحرارة داخلها ، وبسبب هذا يمكن العثور على الجزء العلوي من الغلاف الحراري في أي مكان بين 500 و 1000 كيلومتر (311 إلى 621 ميلاً) فوق سطح الأرض ، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة في الغلاف الحراري العلوي من حوالي 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) إلى 2000 درجة مئوية (3،632 درجة فهرنهايت) أو أعلى ، يحدث الشفق والأضواء الشمالية والأضواء الجنوبية ، في الغلاف الحراري.
طبقة اكزوسفير
على الرغم من أن بعض الخبراء يعتبرون الغلاف الحراري الطبقة العليا للغلاف الجوي ، فإن آخرين يعتبرون الغلاف الخارجي بمثابة الحدود النهائية الفعلية للغلاف الغازي للأرض ، كما أن الهواء في الغلاف الخارجي رقيق جدًا ، مما يجعل هذه الطبقة تشبه الفضاء أكثر من الغلاف الحراري ، في الواقع الهواء في الغلاف الخارجي موجود باستمرار على الرغم من أنه تدريجي جدًا يتسرب من الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء الخارجي ، لا يوجد حد علوي واضح حيث يتلاشى الغلاف الخارجي أخيرًا في الفضاء ، تضع تعريفات مختلفة الجزء العلوي من الغلاف الخارجي في مكان ما بين 100000 كم (62000 ميل) و 190،000 كم (120،000 ميل) فوق سطح الأرض ، القيمة الأخيرة هي في منتصف الطريق إلى القمر.
الأيونوسفير
الأيونوسفير ليس طبقة متميزة مثل الآخرين ولكنها عبارة عن سلسلة من المناطق في أجزاء من الغلاف الجوي والغلاف الحراري حيث أطاح الإشعاع عالي الطاقة من الشمس بالإلكترونات فضفاضة من ذراتها وجزيئاتها ، تسمى الذرات والجزيئات المشحونة كهربائيًا التي يتم تشكيلها بهذه الطريقة أيونات ، مما يمنح الأيونوسفير اسمه ويمنح هذه المنطقة بعض الخصائص الخاصة
ما هو الغلاف الجوي
الغلاف الجوي للأرض هو طبقة من الغازات ، والمعروف باسم الهواء ، الذي يحيط كوكب الأرض ، والتي يحتفظ بها جاذبية الأرض ، الغلاف الجوي للأرض يحمي الحياة على الأرض من خلال خلق ضغط للسماح للمياه سائلة في الوجود على الأرض سطح ، واستيعاب فوق البنفسجية الأشعة الشمسية ، ارتفاع درجة حرارة السطح من خلال الاحتباس الحراري وخفض درجات الحرارة القصوى بين اليوم و الليلة في درجة حرارة نهاري الاختلاف.
من حيث الحجم يحتوي الهواء الجاف على 78.09٪ نيتروجين ، 20.95٪ أكسجين ، 0.93٪ أرجون ، 0.04٪ ثاني أكسيد الكربون ، وكميات صغيرة من الغازات الأخرى ، يحتوي الهواء أيضًا على كمية متغيرة من بخار الماء ، في المتوسط حوالي 1٪ عند مستوى سطح البحر ، و 0.4٪ على الغلاف الجوي بأكمله.
تركيبة الهواء ودرجة الحرارة و الضغط الجوي تختلف مع الارتفاع، والهواء مناسبة للاستخدام في عملية التمثيل الضوئي من النباتات البرية و التنفس من الحيوانات البرية وجدت فقط في الأرض التروبوسفير وفي أجواء اصطناعية.
مكونات الغلاف الجوي للأرض
المكونات الرئيسية الثلاثة من الغلاف الجوي للأرض هي النيتروجين ، الأكسجين ، و الأرجون ، يشكل بخار الماء حوالي 0.25٪ من الغلاف الجوي بالكتلة ، يختلف تركيز بخار الماء بشكل كبير من حوالي 10 جزء في المليون بالحجم في الأجزاء الأكثر برودة من الغلاف الجوي إلى ما يصل إلى 5٪ بالحجم في كتل الهواء الحار والرطب ، وعادة ما يتم ذكر تركيزات الغازات الجوية الأخرى في شروط الهواء الجاف بدون بخار الماء.
غالبًا ما يشار إلى الغازات المتبقية باسم الغازات النزرة ، ومن بينها غازات الاحتباس الحراري ، وبشكل رئيسي ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز والأوزون ، بالإضافة إلى الأرجون ، وغازات نبيلة أخرىوالنيون والهيليوم والكريبتون والزينون موجودون أيضًا ، يتضمن الهواء المصفى كميات ضئيلة من العديد من المركبات الكيميائية الأخرى ، قد يكون العديد من المواد ذات المنشأ الطبيعي موجودة بكميات صغيرة محليا والمتغيرة موسميا كما الهباء الجوي في عينة من الهواء غير المرشحة ، بما في ذلك الغبار المعدنية والتركيب العضوي وحبوب اللقاح والأبواغ ورذاذ البحر والرماد البركاني ، قد توجد أيضًا ملوثات صناعية مختلفة على شكل غازات أو هباء ، مثل الكلور ومركبات الفلور وبخار الزئبق العنصري ومركبات الكبريت مثل كبريتيد الهيدروجين و ثاني أكسيد الكبريت وقد يكون مشتقا من مصادر طبيعية أو من تلوث الهواء الصناعي.
طبقات الغلاف الجوي
طبقة التروبوسفير
التروبوسفير هي أدنى طبقات الغلاف الجوي ، بدءًا من مستوى سطح الأرض ، يمتد لأعلى إلى حوالي 10 كم (6.2 ميل أو حوالي 33000 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، نحن نعيش في طبقة التروبوسفير ، وكل الطقس تقريبًا يحدث في هذه الطبقة الدنيا ، تظهر معظم السحب في هذه الطبقة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود 99٪ من بخار الماء في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير ، ينخفض ضغط الهواء وتصبح درجات الحرارة أكثر برودة ، كلما صعدت أعلى في طبقة التروبوسفير.
طبقة الستراتوسفير
هي الطبقة التالية لأعلى تسمى الستراتوسفير ، يمتد الستراتوسفير من أعلى طبقة التروبوسفير إلى حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) فوق سطح الأرض ، تم العثور على طبقة الأوزون السيئة داخل الستراتوسفير ، تمتص جزيئات الأوزون في هذه الطبقة ضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة من الشمس ، وتحول طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى حرارة ، على عكس التروبوسفير يصبح الستراتوسفير أكثر دفئًا كلما ارتفع هذا الاتجاه لارتفاع درجات الحرارة مع الارتفاع يعني أن الهواء في الستراتوسفير يفتقر إلى الاضطراب وتحديثات التروبوسفير تحتها ، تطير طائرات الركاب التجارية في طبقة الستراتوسفير السفلى ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن هذه الطبقة الأقل اضطرابًا توفر قيادة أكثر سلاسة ، يتدفق التيار النفاث بالقرب من الحدود بين التروبوسفير والستراتوسفير.
طبقة ميزوسفير
فوق طبقة الستراتوسفير هي ميزوسفير تمتد إلى أعلى على ارتفاع حوالي 85 كم (53 ميلاً) فوق كوكب الارض ، تحترق معظم النيازك في الغلاف الجوي ، على عكس طبقة الستراتوسفير ، فإن درجات الحرارة تنمو مرة أخرى أكثر برودة كلما ارتفعت من خلال الغلاف الجوي ، توجد أبرد درجات الحرارة في الغلاف الجوي للأرض ، حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت) بالقرب من أعلى هذه الطبقة ، الهواء الموجود في الغلاف الجوي رقيق للغاية بحيث لا يستطيع احد التنفس ، ضغط الهواء في الجزء السفلي من الطبقة أقل بكثير من 1٪ من الضغط عند مستوى سطح البحر ، ويستمر في الانخفاض كلما ارتفعت.
الغلاف الجوي
تسمى طبقة الهواء فوق الغلاف الجوي الغلاف الحراري ، يتم امتصاص الأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة فوق البنفسجية من الشمس في الغلاف الحراري ، مما يرفع درجة حرارته إلى مئات أو في بعض الأحيان آلاف الدرجات ، ومع ذلك فإن الهواء في هذه الطبقة رقيق للغاية لدرجة أنه سيشعر بالتجميد البارد ، من اتجاهات كثيرة يشبه الغلاف الحراري الفضاء الخارجي ، العديد من الأقمار الصناعية في الواقع تدور الأرض داخل الغلاف الحراري ، إن الاختلافات في كمية الطاقة القادمة من الشمس لها تأثير قوي على كل من ارتفاع قمة هذه الطبقة ودرجة الحرارة داخلها ، وبسبب هذا يمكن العثور على الجزء العلوي من الغلاف الحراري في أي مكان بين 500 و 1000 كيلومتر (311 إلى 621 ميلاً) فوق سطح الأرض ، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة في الغلاف الحراري العلوي من حوالي 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) إلى 2000 درجة مئوية (3،632 درجة فهرنهايت) أو أعلى ، يحدث الشفق والأضواء الشمالية والأضواء الجنوبية ، في الغلاف الحراري.
طبقة اكزوسفير
على الرغم من أن بعض الخبراء يعتبرون الغلاف الحراري الطبقة العليا للغلاف الجوي ، فإن آخرين يعتبرون الغلاف الخارجي بمثابة الحدود النهائية الفعلية للغلاف الغازي للأرض ، كما أن الهواء في الغلاف الخارجي رقيق جدًا ، مما يجعل هذه الطبقة تشبه الفضاء أكثر من الغلاف الحراري ، في الواقع الهواء في الغلاف الخارجي موجود باستمرار على الرغم من أنه تدريجي جدًا يتسرب من الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء الخارجي ، لا يوجد حد علوي واضح حيث يتلاشى الغلاف الخارجي أخيرًا في الفضاء ، تضع تعريفات مختلفة الجزء العلوي من الغلاف الخارجي في مكان ما بين 100000 كم (62000 ميل) و 190،000 كم (120،000 ميل) فوق سطح الأرض ، القيمة الأخيرة هي في منتصف الطريق إلى القمر.
الأيونوسفير
الأيونوسفير ليس طبقة متميزة مثل الآخرين ولكنها عبارة عن سلسلة من المناطق في أجزاء من الغلاف الجوي والغلاف الحراري حيث أطاح الإشعاع عالي الطاقة من الشمس بالإلكترونات فضفاضة من ذراتها وجزيئاتها ، تسمى الذرات والجزيئات المشحونة كهربائيًا التي يتم تشكيلها بهذه الطريقة أيونات ، مما يمنح الأيونوسفير اسمه ويمنح هذه المنطقة بعض الخصائص الخاصة
