La جو هو الغلاف الغازي الذي يحيط بالأرض ويرتبط بها بقوة الجاذبية. لا تحتوي هذه الطبقة الحيوية على الغازات الضرورية لبقاء الكائنات الحية فحسب، بل تعمل أيضًا كدرع ضد الإشعاع الشمسي الضار وهي ضرورية لدورة المياه. لمعرفة المزيد عن أهمية الغلاف الجوي على كوكبنا، يمكنك زيارة الغلاف الجوي للأرض.
منذ تأسيسها تقريبًا 4600 مليون سنةلقد خضع الغلاف الجوي لعدد من التغييرات الهامة في تركيبته. في البداية، كان الغلاف الجوي يتكون في معظمه من ثاني أكسيد الكربون (CO2)2)، مع وجود القليل من الأكسجين أو عدم وجوده على الإطلاق. ولم يبدأ الأكسجين في التراكم إلا من خلال النشاط الضوئي للكائنات الحية الأولى، مما أدى في نهاية المطاف إلى إنشاء غلاف جوي مماثل للغلاف الجوي الذي نعرفه اليوم. لمعرفة المزيد عن تركيب الغلاف الجوي، انظر هذه المقالة عن تركيب الغلاف الجوي.
يمكن تقسيم الغلاف الجوي إلى طبقات أفقية يتم تحديدها من خلال متغيرات مختلفة، مثل: الضغط، درجة الحرارة، الكثافة، التركيب الكيميائي y الحالة الجزيئية الكهربائية والمغناطيسية. هذه الطبقات ليست موحدة في جميع أنحاء الكوكب، حيث أن سمكها وخصائصها يمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على الموقع الجغرافي والظروف المناخية. وفيما يتعلق بطبقات الغلاف الجوي، يمكن العثور على تحليل مفصل في هذا المورد عن طبقات الغلاف الجوي.
فيما يلي وصف تفصيلي للطبقات الرئيسية للغلاف الجوي، بدءًا من سطح الأرض وحتى الفضاء الخارجي:
1. هوموسفير
La هوموسفير ويمتد إلى ارتفاع يبلغ حوالي 80 كم. في هذه الطبقة الأولى، يكون التركيب الكيميائي للغازات موحدًا نسبيًا. هنا، تنطبق قوانين الغاز المثالي، ويلاحظ اختلاط مستمر للمكونات الجوية، مما يؤدي إلى اختلافات في الكثافة والضغط على ارتفاعات مختلفة. إن الغلاف الجوي هو المكان الذي تتطور فيه الظواهر الجوية وتحدث فيه معظم الأحداث الجوية التي نشهدها. إن التغيرات في بنية الغلاف الجوي، بما في ذلك الغلاف الجوي المتجانس، ضرورية لفهم المناخ، لذا لا تتردد في قراءة المزيد على تتناول هذه المقالة تغير درجات الحرارة مع الارتفاع.
2. الغلاف الجوي غير المتجانس
فوق الغلاف الجوي هو الغلاف الجوي المتغاير، والتي تبدأ على ارتفاع 80 كم وتمتد إلى الفضاء. في هذه المنطقة، يبدأ التركيب الكيميائي بالتغير، حيث تميل الغازات الأخف، مثل الهيليوم والهيدروجين، إلى التواجد في الطبقات العليا، بينما توجد الغازات الأثقل، مثل الأكسجين والنيتروجين، بالقرب من الأرض. هنا ينخفض الضغط ودرجة الحرارة بشكل كبير، ويصبح خليط الغاز أقل تجانساً. للحصول على معلومات حول الظواهر في هذه الطبقة، ننصحك بزيارة هذه المقالة عن الغلاف الجوي.
تنقسم الطبقة غير المتجانسة إلى عدة طبقات فرعية: طبقة النيتروجين (حتى 200 كم)، وطبقة الأكسجين الذري (بين 200 و1.000 كم)، وطبقة الهيليوم (بين 1.000 و3.500 كم). يحدث فصل الغاز بسبب الانتشار، مما يؤدي إلى انخفاض الكثافة مع زيادة الارتفاع.
3. التروبوسفير
La التروبوسفير وهي الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض والتي يتراوح ارتفاعها بين 9 و 18 كم اعتمادًا على الموقع: أقل عند القطبين وأعلى عند خط الاستواء. لا يستضيف هذا الغطاء الجوي معظم أشكال الحياة على الأرض فحسب، بل يحتوي أيضًا على ما يقرب من 75% من كتلة الغلاف الجوي. في هذه الطبقة، تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع، بمتوسط انخفاض يبلغ حوالي 0.65 درجة مئوية لكل 100 متر من الارتفاع. لمزيد من المعلومات حول كيفية عمل هذه الطبقات، نقترح عليك القراءة هذه المقالة عن طبقات الأرض.
تعد طبقة التروبوسفير هي الطبقة التي تحدث فيها الظواهر الجوية مثل الأمطار والرياح والعواصف. في الجزء العلوي من طبقة التروبوسفير يوجد تروبوبوز، والتي تمثل الحدود بين طبقة التروبوسفير وطبقة الستراتوسفير، حيث تظل درجة الحرارة ثابتة نسبيًا، ويتم تقليل النشاط الحملي إلى أدنى حد. لمعرفة المزيد عن أنواع السحب التي تتشكل في هذه الطبقة، راجع هذه المقالة عن السحب الركامية المتوسطة.
4. الستراتوسفير
La الستراتوسفير يمتد من التروبوبوز، الذي يقع تقريبًا 15 كم على السطح، حتى طبقة الستراتوبوز 50 كم عالي. في هذه الطبقة تبدأ درجة الحرارة بالارتفاع مع الارتفاع، وهي ظاهرة تحدث بسبب وجود طبقة الاوزون. وتعتبر طبقة الأوزون بالغة الأهمية، لأنها تمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس، وبالتالي تحمي الحياة على الأرض. للتعمق أكثر في أهمية هذه الطبقة، قم بزيارة هذه المقالة عن طبقة الأوزون.
يتركز الأوزون بين 20 و 30 كم من الارتفاع. وتعد طبقة الستراتوسفير أيضًا المكان الذي تطير إليه الطائرات التجارية لتجنب التأثيرات المضطربة لطبقة التروبوسفير.
5. Mesosphere
تقع بين 50 و 85 كم من الارتفاع، الميزوسفير إنها أبرد طبقة في الغلاف الجوي، حيث يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى 85-C ° على ارتفاعها الأقصى. هذه هي الطبقة التي تتفكك فيها النيازك بسبب الكثافة الجوية العالية. بالإضافة إلى ذلك، تحدث ظاهرة النجوم المتساقطة في هذه المنطقة. لمعرفة المزيد عن كيفية حدوث هذه الظواهر، راجع تشرح هذه المقالة كيفية تشكل السحب الرقيقة.
La انقطاع الطمث هو المصطلح المستخدم للإشارة إلى الحد العلوي لهذه الطبقة.
6. ثيرموسفير
La الغلاف الحراري، والذي يمتد من 85 كم فوق 600 كم، تشهد ارتفاعًا كبيرًا في درجات الحرارة، والتي قد تصل إلى 1500 ° C. في هذه الطبقة، يبرز تأين الغازات، مما يؤدي إلى تشكل الأضواء الشمالية والجنوبية. عندما تتأين الغازات، فإنها تصبح جزيئات مشحونة كهربائيًا تؤثر على الاتصالات اللاسلكية وغيرها من الأنظمة التكنولوجية. لفهم كيفية تغير درجة الحرارة مع الارتفاع، قم بزيارة .
تدور محطة الفضاء الدولية في هذه الطبقة، وتعمل كمختبر أبحاث دولي.
7. إكزوسفير
La اكسوسفير وهي الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي، وتمتد من 600 كم فوق 10.000 كم. في هذه الطبقة، تكون الغازات نادرة للغاية وتتواجد في حالة ذرية، مما يعني أن احتمالية اصطدامها ببعضها البعض منخفضة للغاية. تحتوي هذه الطبقة على أقمار صناعية منخفضة المدار وثابتة بالنسبة للأرض، وهي أيضًا المنطقة التي يبدأ فيها الغلاف الجوي بالاندماج مع الفضاء الخارجي. هنا، تتحرك الأقمار الصناعية بسرعة كبيرة، والغلاف الجوي غير موجود تقريبًا.
كما تستضيف الطبقة الخارجية أيضًا أحزمة فان ألين، وهي مناطق من الإشعاع المكثف حيث يتم حبس الجسيمات المشحونة بواسطة المجال المغناطيسي للأرض. لمزيد من المعلومات حول كيفية مقارنة أجواء الكواكب الأخرى بأجواء كوكبنا، ندعوك لقراءة هذه المقالة عن الغلاف الجوي لكوكب المشتري.
تأثير تغير المناخ على بنية الغلاف الجوي
أظهرت الأبحاث الحديثة أن النشاط البشري يؤدي إلى تغيير بنية الغلاف الجوي. على سبيل المثال، غازات الاحتباس الحراري وقد تسببت في تمدد طبقة التروبوسفير وانكماش طبقة الستراتوسفير. وقد تكون هذه الظاهرة مسؤولة عن التغيرات في أنماط الطقس وتكرار الأحداث الجوية المتطرفة. للحصول على منظور أوسع حول تأثير الغازات المسببة للاحتباس الحراري، يمكنك زيارة تتناول هذه المقالة تحويل الغازات المسببة للاحتباس الحراري إلى أحجار.
لقد ارتفعت طبقة التروبوبوز، التي تفصل طبقة التروبوسفير عن طبقة الستراتوسفير، بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية، مما يشير إلى أن طبقة الغلاف الجوي الأقرب إلى الحياة على الأرض تزداد سماكة مع تقدم ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي. وقد يؤدي هذا التكاثف إلى زيادة شدة العواصف والظواهر الجوية الأخرى.
وعلاوة على ذلك، ارتبط ترقق طبقة الستراتوسفير بتغيرات في توزيع درجات الحرارة، مما يدل على أن تغير المناخ لا يزال يؤثر على الغلاف الجوي بطرق متعددة، مما يسلط الضوء على الحاجة الملحة لمعالجة انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
إن الغلاف الجوي، بطبقاته المعقدة، ليس فقط مكونًا أساسيًا للحياة على الأرض، بل إنه أيضًا مؤشر حيوي للتغيرات البيئية التي نشهدها. ومن الأهمية بمكان أن نستمر في دراسة وفهم هذه التغيرات لحماية كوكبنا وضمان مستقبل مستدام.
