على كوكبنا يمكننا البقاء على قيد الحياة بفضل طبقة مختلفة من الغازات التي تحيط بكامل الأرض. تبقى هذه الطبقة على الأرض بفضل الجاذبية. إنه يتعلق بالغلاف الجوي للأرض ومن الصعب تحديد سمكها بالضبط ، لأن الغازات التي تتكون منها تصبح أقل كثافة مع الارتفاع ، حتى تختفي عمليا على بعد مئات الكيلومترات من السطح.
يؤدي الغلاف الجوي وظائف مختلفة للحياة على هذا الكوكب ، ولولا وجوده لما كان لنا أن نحيا الحياة كما نعرفها. هل تريد أن تعرف كل شيء عن الغلاف الجوي؟
تكوين الغلاف الجوي
يتكون الغلاف الجوي من مزيج من الغازات ، يتركز معظمها في ما يسمى الغلاف الجوي المتجانس ، والذي يمتد من الأرض حتى ارتفاع 80-100 كيلومتر. في الواقع تحتوي هذه الطبقة على 99,9٪ من الكتلة الكلية للغلاف الجوي.
من بين الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي ، يجب إبراز النيتروجين (N2) والأكسجين (O2) والأرجون (Ar) وثاني أكسيد الكربون (CO2) وبخار الماء. من المهم معرفة أن تركيز هذه الغازات يختلف باختلاف الارتفاع ، والتغيرات في بخار الماء تكون واضحة بشكل خاص ، والتي تتركز بشكل خاص في الطبقات القريبة من السطح.
إن وجود الغازات التي يتكون منها الهواء ضروري لتطور الحياة على الأرض. من ناحية ، يسمح O2 و CO2 بتنفيذ الوظائف الحيوية للحيوانات والنباتات ، ومن ناحية أخرى ، يسمح وجود بخار الماء وثاني أكسيد الكربون بدرجات حرارة على الأرض تكون كافية لوجود أوقات الحياة. بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، إلى جانب الغازات الأخرى الأقل وفرة مثل الميثان أو الأوزون ، يطلق عليهم غازات الاحتباس الحراري. يمكن للإشعاع الشمسي أن يمر عبر هذه الغازات دون صعوبة ، لكن الإشعاع المنبعث من الأرض (بعد تسخينه بالطاقة الشمسية) تمتصه جزئياً ، دون أن يتمكن من الهروب إلى الفضاء بأكمله. بفضل وجود تأثير الاحتباس الحراري ، يمكننا العيش بدرجة حرارة ثابتة. إن لم يكن لوجود هذه الغازات التي تحتفظ بالحرارة وتولد هذا التأثير ، سيكون متوسط درجات حرارة الأرض أقل من -15 درجة. تخيل تلك درجات الحرارة تقريبًا طوال العام؛ الحياة على الأرض كما نعرفها ستكون مستحيلة.
في الغلاف الجوي، تختلف كثافة الهواء وتكوينه ودرجة حرارته باختلاف الارتفاع. وهذا يجعل كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي لها خصائصها الخاصة، كما يمكن رؤيته في بنية الغلاف الجوي وأيضا في هذه المقالة عن تكوين الغلاف الجوي.
طبقات الغلاف الجوي
ينقسم الغلاف الجوي إلى عدة طبقات حسب تركيبته وكثافته ودرجة حرارته. هنا ملخص موجز عن طبقات الغلاف الجوي.
تروبوسفير: إنها الطبقة الدنيا التي تتطور فيها الحياة ومعظم ظواهر الأرصاد الجوية. يمتد على ارتفاع حوالي 10 كم عند القطبين و 18 كم عند خط الاستواء. في طبقة التروبوسفير ، تنخفض درجة الحرارة تدريجياً مع الارتفاع حتى تصل إلى -70 درجة مئوية. الحد الأعلى لها هو التروبوبوز.
الستراتوسفير: في هذه الطبقة ، تزداد درجة الحرارة حتى تصل إلى ما يقرب من -10 درجة مئوية على ارتفاع حوالي 50 كم. يوجد في هذه الطبقة أقصى تركيز للأوزون ، "طبقة الأوزون" ، وهو غاز يسمح بامتصاص جزء من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من الشمس بوجود ظروف مناسبة للحياة على سطح الأرض. الجزء العلوي من هذه الطبقة يسمى الستراتوبوز.
الميزوسفير: في ذلك ، تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى مع الارتفاع إلى -140 درجة مئوية. يصل ارتفاعه إلى 80 كم ، وفي نهايته فترة الميزوبوز.
الحرارة: وهي الطبقة الأخيرة التي تمتد إلى عدة مئات من الكيلومترات في الارتفاع، وتتميز بارتفاع درجات الحرارة حتى 1000 درجة مئوية. هنا تكون كثافة الغازات منخفضة جدًا وتكون مؤينة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن تغير درجة الحرارة مع الارتفاع، يمكنك الرجوع إلى الموارد الإضافية.
لماذا الجو مهم؟
غلافنا الجوي مهم لعدة أشياء. أكثر من مهم ، يجب أن نقول أنه ضروري. بفضل الغلاف الجوي ، يمكن أن تتطور الحياة على كوكبنا ، لأنه يمتص جزءًا كبيرًا من الأشعة فوق البنفسجية من الشمس في طبقة الأوزون. في حالة دخول نيزك إلى مدار مع الأرض ويضربنا ، الغلاف الجوي مسؤولة عن تفكيكها إلى مسحوق بسبب الاحتكاك الذي تعاني منه عند ملامستها للهواء. في حالة عدم وجود الغلاف الجوي ، ستكون سرعة اصطدام هذه الأجسام هي مجموع سرعتها بالقصور الذاتي في الفضاء (تقاس من كوكبنا) بالإضافة إلى التسارع الناجم عن جاذبية الأرض ، لذلك من المهم للغاية الحصول عليها.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى حقيقة أن الغلاف الجوي للأرض لم يكن له نفس التكوين دائمًا. لملايين السنين ، تغير تكوين الغلاف الجوي وولد أنواعًا أخرى من الحياة. على سبيل المثال ، عندما كان الغلاف الجوي بالكاد يحتوي على أي أكسجين ، كان كذلك غاز الميثان الذي ينظم المناخ وكانت الحياة السائدة هي حياة الميثانوجينات. بعد ظهور البكتيريا الزرقاء، زادت كمية الأكسجين في الغلاف الجوي، مما أتاح أشكالًا مختلفة من الحياة، مثل النباتات والحيوانات والبشر. هذه العملية مرتبطة بـ أهمية الغلاف الجوي للأرض.
وظيفة أخرى مهمة للغلاف الجوي هي الغلاف المغناطيسي. هذه منطقة من الغلاف الجوي وجدت في المنطقة الخارجية للأرض يحمينا من خلال انحراف الرياح الشمسية المحملة بالإشعاع الكهرومغناطيسي. بفضل المجال المغناطيسي للأرض ، لا تستهلكنا العواصف الشمسية.
الغلاف الجوي له أهمية كبيرة في تطوير الدورات البيوجيوكيميائية. يرجع التكوين الحالي للغلاف الجوي إلى عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات. كما أنه يتحكم في المناخ والبيئة التي نعيش فيها نحن البشر (في طبقة التروبوسفير)، مما يؤدي إلى توليد الظواهر الجوية مثل المطر (الذي نحصل منه على الماء) والحفاظ على التركيز الضروري من النيتروجين والكربون والأكسجين. علاوة على ذلك، فإن دراستها ضرورية لفهم جوانب مثل البعد الرأسي للسحب.
عمل الرجل على الغلاف الجوي
لسوء الحظ، يتسبب البشر في حدوث تغيير في تكوين الغلاف الجوي. بسبب الأنشطة الصناعية ، يتم زيادة انبعاثات غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وانبعاثات أكاسيد النيتروجين التي تسبب الأمطار الحمضية.
الزيادة المستمرة في هذه الغازات المسببة للاحتباس الحراري الاحتباس الحرارى. ترتفع درجات الحرارة المتوسطة في كل مكان على الكوكب، مما يؤدي إلى زعزعة استقرار توازن كافة النظم البيئية. ويؤدي هذا إلى تغير المناخ، مما يؤدي إلى تحول في أنماط الطقس. على سبيل المثال، يؤدي تغير المناخ إلى زيادة وتيرة وشدة الأحداث الجوية المتطرفة مثل الأعاصير والعواصف والفيضانات والجفاف وما إلى ذلك. وتتغير أيضًا دورات الظواهر المناخية مثل النينيو والنينيا، حيث يتم تهجير العديد من الأنواع أو موتها بسبب التغيرات في مواطنها، كما تذوب القمم الجليدية، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات سطح البحر، وهكذا دواليك. لفهم تأثيرات الاحتباس الحراري على الغلاف الجوي بشكل أفضل، يمكنك قراءة المزيد حول هذا الموضوع في هذه المقالة ذات الصلة المدن التي يمكن أن تختفي.
كما ترى، يلعب الغلاف الجوي دورًا أساسيًا في حياة كوكبنالهذا السبب يجب علينا مكافحة تغير المناخ وضمان استقرار تركيزات غازات الاحتباس الحراري كما في الماضي ، قبل الثورة الصناعية.
أعجبني شرح التغييرات المختلفة في الغلاف الجوي