الغلاف الجوي
27-10-2010, 12:21 PM
الغلاف الجوِّي الهواء المحيط بالأرض. وقد قسم العلماء طبقاته إلى أربع طبقات: التروبوسفير (الطبقة السفلى)، الإستراتسفير (الطبقة الجوية العليا)، الميزوسفير (الغلاف الأوسط)، الترموسفير (الغلاف الحراري).
التروبوسفير، طبقة. التروبوسفير هي طبقة الغلاف الجوي السفلى الأقرب إلى الأرض، والتي نعيش عليها. وتحدث فيها جميع أجواء الأرض. والحدود ا لعليا للتروبوسفير هي التروبوبوز حيث يختلف ارتفاعها. ويمتد التروبوبوز حوالي 16كم فوق خط الاستواء وحوالي 10كم فوق القطبين الشمالي والجنوبي. تقع الطبقة الجوية العليا فوق التروبوبوز ويأتي بعده الغلاف الأوسط ثم الغلاف الحراري.
تقل درجة حرارة الجو داخل نطاق التروبوسفير وفقاً لزيادة الارتفاع. كما تختلف درجة الحرارة أيضاً وفقاً لخط العرض حيث يُصبح متوسط درجة الحرارة حوالي 15°م بالقرب من سطح الأرض وتنخفض إلى حوالي -65°م على ارتفاع 16كم فوق السطح. وتصل برودة التروبوبوز إلى -80°م على خط الاستواء كما أن درجة الحرارة توقف انخفاضها فوق التروبوبوز وفقاً للارتفاع. ويؤدي انخفاض درجة الحرارة في التروبوسفير في الارتفاعات العليا دورًا مهماً في تغييرات الطقس. فالهواء في التروبوسفير يمكنه الاختلاط لأن الهواء البارد المكثف (الثقيل) يقع فوق الهواء الدافئ الأقل كثافة. فإذا استمر الهواء في التحرك إلى أعلى فإنه يستمر في الارتفاع لأنه سوف يبقى دافئاً وأقل كثافة مما يحيط به. ويبقى الهواء الهابط بارداً مقارنة بما حوله، ويستمر في الهبوط. وهذه الاختلاطات التروبوسفيرية هي أنظمة الطقس الرئيسية التي تؤثر على الأرض. فالهواء المرتفع يُكوّنُ السحب والأمطار والهواء الهابط يجلب الطقس الجميل.
يساعدُ التروبوسفير في المحافظة على مناخ الأرض وبقائها دافئة. فأغلب ضوء الشمس يمر عبر التروبوسفير لتسخين سطح الأرض، ثم تشع الطاقة الحرارية في السطح وتهرب في الفضاء وتتم محاصرة بعضها بواسطة الغازات التروبوسفيرية ـ خاصة بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون وكذلك بوساطة السحب. وتُسمى هذه المحاصرة للطاقة الحرارية تأثير البيت المحمي
وللطبقة الجوية العليا طبقة سفلى بدرجة حرارة ثابتة تقريبًا، وطبقة فوقها، تزداد درجة حرارتها مع الارتفاع. درجة حرارة الطبقة السفلى حوالي-55°م. وبالقرب من أعلاها تصل درجة حرارة الطبقة الجوية العليا إلى حد أقصى يُقدر بحوالي -2°م. وتُعزى الزيادة في درجة الحرارة، مع زيادة الارتفاع بصفة رئيسية، إلى امتصاص طبقة الأوزون (وهو من أنواع الأكسجين) لضوء الشمس، في الجزء الأعلى من الطبقة الجوية العليا. وتقي طبقة الأوزون الإنسان أيضًا من الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس. فحوالي 80 إلى 90% من جملة الأوزون في الجو يوجد في الطبقة الجوية العليا. انظر:.
وبالرغم من تعقيد أنظمة هبوب الرياح في الطبقة الجوية العليا فلا تحدث فيها عواصف عاتية. والطبقة الجوية العليا تكاد تكون خالية من السحب. وهي جافة جدًا، ما عدا المناطق القطبية منها التي تتكون السحب الثلجية فيها أثناء الشتاء
الغلاف الأوسط طبقة من طبقات الغلاف الجوي، بين الطبقة الجوية العليا (الإستراتوسفير) والغلاف الحراري، وهي أعلى طبقة من الغلاف الجوي. وتبدأ حدود الغلاف الأوسط على ارتفاع 45كم من سطح الأرض، وتمتد إلى مسافة 100 كيلومتر.
وتقل درجة حرارة الجو في الغلاف الأوسط مع زيادة الارتفاع. وعند قاعدة الغلاف الأوسط يكون متوسط درجة الحرارة -2°م. وتصل أقل درجة حرارة للغلاف الجوي للأرض، عند قمة الغلاف الأوسط، وتسمى حد الغلاف الأوسط. وقد تنخفض درجة الحرارة لتصل إلى - 109°م، فوق القطبين الشمالي والجنوبي. وتوجد أقل درجات حرارة في منطـقة حد الغلاف الأوسط فـوق القـطب في فصل الصيف.
ويعتقد العلماء أنّ الهواء في الغلاف الأوسط، قد يختلط، كما يحدث في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، والمعروفة باسم التروبوسفير. وتنخفض درجة الحرارة في كلا الطبقتين، مع ازدياد الارتفاع. وتهب الرياح القوية في الغلاف الأوسط. وإحدى الدلالات على حركة الهواء المتغيرة، في الغلاف الأوسط، تأتي نتيجة مشاهدة الآثار المتعرجة للشُّهب التي تمر من خلاله. وقد شوهدت غيوم رقيقة في الأقاليم القطبية للغلاف الأوسط أثناء فصل الصيف.
الغلاف الحراريّ أعلى منطقة من الغلاف الجوي للأرض. وهي تبدأ من ارتفاع حوالي 85كم، وتمتد إلى ارتفاع حوالي 480كم في الفضاء. والغلاف الحراري به جزء ضئيل فقط من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي. ونتيجة لذلك، فإن الضغط الجوي في الجزء الأسفل من الغلاف الحراري يكون جزءًا من مليون جزء أو أقل من ذلك، من مقدار الضغط الجوي عند سطح البحر.
والغلاف الحراري مكشوف تمامًا لإشعاع الشمس. ويسخن الإشعاع الغلاف الحراري الرقيق إلى درجات حرارة عالية. وتتصاعد درجة الحرارة بسرعة من حوالي - 93°م عند ارتفاع 89كم إلى أكثر من 1500°م في أعلى منطقة من الغلاف الحراري (الثيرموبوز).
ويقوم الإشعاع الشمسي مع الأشعة الكونية بتغيير التركيب الكيميائي للجو في الغلاف الحراري. فعند ارتفاع 80 إلى 97كم، تتفكك جزيئات الأكسجين إلى ذرات، وفوق ارتفاع 400كم يتكون الجو بصفة رئيسية من ذرات الهيليوم والهيدروجين. كذلك تقوم الأشعة بتأيين الذرات "أي شحنها كهربائيًا" في الغلاف الجوي. وتسمى منطقة الذرات المتأينة الغلاف الأيوني، وتمتد داخل الغلاف الحراري.
التروبوسفير، طبقة. التروبوسفير هي طبقة الغلاف الجوي السفلى الأقرب إلى الأرض، والتي نعيش عليها. وتحدث فيها جميع أجواء الأرض. والحدود ا لعليا للتروبوسفير هي التروبوبوز حيث يختلف ارتفاعها. ويمتد التروبوبوز حوالي 16كم فوق خط الاستواء وحوالي 10كم فوق القطبين الشمالي والجنوبي. تقع الطبقة الجوية العليا فوق التروبوبوز ويأتي بعده الغلاف الأوسط ثم الغلاف الحراري.
تقل درجة حرارة الجو داخل نطاق التروبوسفير وفقاً لزيادة الارتفاع. كما تختلف درجة الحرارة أيضاً وفقاً لخط العرض حيث يُصبح متوسط درجة الحرارة حوالي 15°م بالقرب من سطح الأرض وتنخفض إلى حوالي -65°م على ارتفاع 16كم فوق السطح. وتصل برودة التروبوبوز إلى -80°م على خط الاستواء كما أن درجة الحرارة توقف انخفاضها فوق التروبوبوز وفقاً للارتفاع. ويؤدي انخفاض درجة الحرارة في التروبوسفير في الارتفاعات العليا دورًا مهماً في تغييرات الطقس. فالهواء في التروبوسفير يمكنه الاختلاط لأن الهواء البارد المكثف (الثقيل) يقع فوق الهواء الدافئ الأقل كثافة. فإذا استمر الهواء في التحرك إلى أعلى فإنه يستمر في الارتفاع لأنه سوف يبقى دافئاً وأقل كثافة مما يحيط به. ويبقى الهواء الهابط بارداً مقارنة بما حوله، ويستمر في الهبوط. وهذه الاختلاطات التروبوسفيرية هي أنظمة الطقس الرئيسية التي تؤثر على الأرض. فالهواء المرتفع يُكوّنُ السحب والأمطار والهواء الهابط يجلب الطقس الجميل.
يساعدُ التروبوسفير في المحافظة على مناخ الأرض وبقائها دافئة. فأغلب ضوء الشمس يمر عبر التروبوسفير لتسخين سطح الأرض، ثم تشع الطاقة الحرارية في السطح وتهرب في الفضاء وتتم محاصرة بعضها بواسطة الغازات التروبوسفيرية ـ خاصة بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون وكذلك بوساطة السحب. وتُسمى هذه المحاصرة للطاقة الحرارية تأثير البيت المحمي
· الطبقة الجوية العليا طبقة من طبقات الغلاف الجوي للأرض، وتقع فوق التروبوسفير (الطبقة السفلى من الغلاف الجوي الأقرب إلى الأرض). ترتفع الطبقة الجوية العليا بحوالي 10كم فوق سطح الأرض في المنطقة القطبية، وبحوالي 16كم قرب خط الاستواء. ويقع الحد الأعلى، المسمى الفاصل الطبقي، على ارتفاع يبلغ حوالي 48كم.
وبالرغم من تعقيد أنظمة هبوب الرياح في الطبقة الجوية العليا فلا تحدث فيها عواصف عاتية. والطبقة الجوية العليا تكاد تكون خالية من السحب. وهي جافة جدًا، ما عدا المناطق القطبية منها التي تتكون السحب الثلجية فيها أثناء الشتاء
الغلاف الأوسط طبقة من طبقات الغلاف الجوي، بين الطبقة الجوية العليا (الإستراتوسفير) والغلاف الحراري، وهي أعلى طبقة من الغلاف الجوي. وتبدأ حدود الغلاف الأوسط على ارتفاع 45كم من سطح الأرض، وتمتد إلى مسافة 100 كيلومتر.
وتقل درجة حرارة الجو في الغلاف الأوسط مع زيادة الارتفاع. وعند قاعدة الغلاف الأوسط يكون متوسط درجة الحرارة -2°م. وتصل أقل درجة حرارة للغلاف الجوي للأرض، عند قمة الغلاف الأوسط، وتسمى حد الغلاف الأوسط. وقد تنخفض درجة الحرارة لتصل إلى - 109°م، فوق القطبين الشمالي والجنوبي. وتوجد أقل درجات حرارة في منطـقة حد الغلاف الأوسط فـوق القـطب في فصل الصيف.
ويعتقد العلماء أنّ الهواء في الغلاف الأوسط، قد يختلط، كما يحدث في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، والمعروفة باسم التروبوسفير. وتنخفض درجة الحرارة في كلا الطبقتين، مع ازدياد الارتفاع. وتهب الرياح القوية في الغلاف الأوسط. وإحدى الدلالات على حركة الهواء المتغيرة، في الغلاف الأوسط، تأتي نتيجة مشاهدة الآثار المتعرجة للشُّهب التي تمر من خلاله. وقد شوهدت غيوم رقيقة في الأقاليم القطبية للغلاف الأوسط أثناء فصل الصيف.
الغلاف الحراريّ أعلى منطقة من الغلاف الجوي للأرض. وهي تبدأ من ارتفاع حوالي 85كم، وتمتد إلى ارتفاع حوالي 480كم في الفضاء. والغلاف الحراري به جزء ضئيل فقط من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي. ونتيجة لذلك، فإن الضغط الجوي في الجزء الأسفل من الغلاف الحراري يكون جزءًا من مليون جزء أو أقل من ذلك، من مقدار الضغط الجوي عند سطح البحر.
والغلاف الحراري مكشوف تمامًا لإشعاع الشمس. ويسخن الإشعاع الغلاف الحراري الرقيق إلى درجات حرارة عالية. وتتصاعد درجة الحرارة بسرعة من حوالي - 93°م عند ارتفاع 89كم إلى أكثر من 1500°م في أعلى منطقة من الغلاف الحراري (الثيرموبوز).
ويقوم الإشعاع الشمسي مع الأشعة الكونية بتغيير التركيب الكيميائي للجو في الغلاف الحراري. فعند ارتفاع 80 إلى 97كم، تتفكك جزيئات الأكسجين إلى ذرات، وفوق ارتفاع 400كم يتكون الجو بصفة رئيسية من ذرات الهيليوم والهيدروجين. كذلك تقوم الأشعة بتأيين الذرات "أي شحنها كهربائيًا" في الغلاف الجوي. وتسمى منطقة الذرات المتأينة الغلاف الأيوني، وتمتد داخل الغلاف الحراري.
