جدول المحتويات
الغلاف الجوّي (بالإنجليزية: Atmosphere) هو غلاف غير مرئي يتكون من الغازات ويحيط بالكرة الأرضيّة وينجذب لها بفعل الجاذبيّة الأرضيّة، ويقوم بحماية الكائنات الحيّة من الأضرار الجنينيّة الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجيّة، والرياح الشمسية، والأشعة الكونية، بالإضافة إلى المساعدة في اعتدال درجات حرارة سطح كوكب الأرض. الغلاف الجوي يعد بمثابة مستودع كبير الحجم للمياه، ويستخدم لنقل الماء حول الأرض، ويمكن أن يصل حجم الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى ما يقارب 12,900 كم3، ويتكوّن الغلاف الجوّي من مزيج متعدّد من الغازات، منها: غاز النيتروجين، وغاز الأكسجين، وغاز الأرجون، وغاز ثاني أكسيد الكربون، وبخار الماء، والغازات الدفيئة التي تسبِّب حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري مثل غاز الميثان.
يتحدث المقال عن طبقات الغلاف الجوي، ويشمل:
- تعريف الغلاف الجوي، ومكوناته، وعدد طبقاته.
- طبقات الغلاف الجوي بالتفصيل.ير.
- أهميّة طبقات الغلاف الجوي.
- خصائص طبقات الغلاف الجوي.
- رسم لطبقات الغلاف الجوي.
- إجابات للأسئلة المتداولة عن الغلاف الجوي.
تعريف الغلاف الجوي
يتكون الغلاف الجوّي (بالإنجليزية: Atmosphere) من الغازات ويحيط بالكرة الأرضيّة، ويقوم بحماية الكائنات الحيّة من الأضرار الجنينيّة الناتجة عم من الأشعة فوق البنفسجيّة، والرياح الشمسية، والأشعة الكونية، بالإضافة إلى المساعدة في اعتدال درجات حرارة سطح كوكب الأرض. يحمي هذا الغلاف الحياة على سطح الأرض، وذلك عن طريق خلق ضغط يسمح بوجود الماء السائل على سطح الأرض، مع العلم أنّ 98% من كتلة الغلاف الجوي تقع في أول 30 كم قريبة من سطح الأرض، وتختلف الكواكب والأقمار الأخرى عن بعضها بامتلاكها الغلاف الجوي، فمنها من يملك غلافاً جويّاً يختلف في تركيبه عن غلاف سطح الأرض الجوي اختلافاً كليّاً، ومنها من لا يملك أي غلاف.
الغلاف الجوي بُعد بمثابة مستودع كبير الحجم للمياه، ويستخدم لنقل الماء حول الأرض، ويمكن أن يصل حجم الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى ما يقارب 12,900 كم3، تتساقط معظمها على شكل أمطار في المحيطات، والبحار، ولو حدث وسقطت كل هذه المياه المتواجدة بالغلاف الجوي على شكل أمطار في نفس الوقت، فإنَّ الكرة الأرضيّة ستتغطى جميعها يعمق 2.5 سم تقريباً، ويبلغ مقدار ثقل السحب الذي يحتويها إلى آلاف المليارات من الأطنان.
مكونات الغلاف الجوي
يتكوّن الغلاف الجوّي من مزيج متعدّد من الغازات، وفيما يلي بيان لهذه الغازات، ونسبها، بالإضافة إلى تعريف بها كما يلي:
غاز النيتروجين
غاز النيتروجين (بالإنجليزيّة: Nitrogen) هو أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي للأرض، وتصل نسبته فيه إلى 78.08% تقريباً، ومن مصادره:
- المواد المتحللة.
- الأسمدة البشريّة المضافة إلى الأرض.
لا يمكن للكائنات الحية استخدامه في حالته الموجود فيها في الغلاف الجوي رغم وفرته، لهذا السبب تحصل الكائنات الحية التي تحتاج إليه من مصادر أخرى، بالإضافة إلى أنّ بعض الميكروبات على عكس الكائنات الحية تستطيع أخذه من الهواء وتحويله إلى الأمونيا، وجعله متوفراً للنباتات والكائنات الحية أيضاً، وهذا في عملية تسمى تثبيت النيتروجين (بالإنجليزيّة: nitrogen fixation). يعتبر غاز النيتروجين غازاً خاملاً عند درجات الحرارة والضغط العاديين، وهو عديم اللون، والرائحة، والطعم، ويعود السبب في أنّه غاز خامل إلى الرابطة الثلاثية القوية بين الذرات المكوّنة لجزيء النيتروجين N2، وهو من العناصر المهمّة في كيمياء الكائنات الحية، ويشكّل جزء من الحمض الأميني الذي يمثّل البنية الأساسية لتركيب البروتين.
غاز الأكسجين
غاز الأكسجين (بالإنجليزيّة: Oxygen) هو الغاز الذي تحتاجه جميع الكائنات الحية للبقاء على قيد الحياة، وهو غاز شديد الاشتعال في النيران، ويمثّل ثاني أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي، وتصل نسبته إلى 20.95% تقريباً، وكان السبب في وجوده بالغلاف الجوي وزيادة نسبته النباتات والميكروبات التي تنتج طعامها عن طريق عملية البناء الضوئي؛ حيث في الماضي لم يكن غاز الأكسجين موجود في الغلاف الجوي للأرض، إضافةً إلى أنَّ النباتات تستهلكه أيضاً في عملية التنفس.
غاز الأرجون
غاز الأرجون (بالإنجليزية: Argon) تصل نسبته إلى 0.93% من الغلاف الجوي للأرض، وهو ثالث أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي.
غاز ثاني أكسيد الكربون
غاز ثاني أكسيد الكربون (بالإنجليزيّة: Carbon Dioxide) هو غاز عديم اللون، وغير قابل للاشتعال عند ظروف درجة الحرارة والضغط العادييّن، ورابع أكثر المكونات وفرة في الغلاف الجوي؛ حيث تصل نسبته إلى 0.04% في الغلاف الجوي للأرض. ومنذ بداية الأنشطة الصناعيّة للإنسان، أدى ذلك إلى ارتفاع نسبته إلى ما يقارب 40% في الغلاف الجوي كما يعتقد العلماء، ومن أهم مصادر ثاني أكسيد الكربون ما يلي:
- البراكين.
- حرائق الغابات.
- عملية التنفس في الكائنات الحيّة.
- عمليات الاحتراق في محركات الاحتراق الداخلي.
تؤدي عملية البناء الضوئي إلى إزالة غاز أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، كما كان الغلاف الجوي للأرض سابقاً يحتوي على نسبة أعلى بكثير من تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون، ولم يحتوي على غاز الأكسجين تقريباً، وأدت زيادة الكائنات الحيّة التي تقوم بعملية البناء الضوئي إلى زيادة نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض، وهذا أعطى فرصة لعيش الكائنات الحيّة التي تعتمد على الأكسجين للتنفس على سطح الأرض.
بخار الماء
تعتمد نسبة بخار الماء (بالإنجليزية: Water Vapor) في الغلاف الجوي والتي تصل إلى حوالي 0.00003% على عامليّن هما: الحرارة، وكثافة الهواء، والهواء الساخن يستطيع حمل كميّات أكبر من المياه مقارنةً مع الهواء البارد، ولهذا تكون نسبة بخار الماء في المناطق الحارّة الاستوائيّة أعلى من نسبته في المناطق الباردة والقطبيّة.
بعد أن تتعرّض الأجسام المائيّة للحرارة، يحدث التبخّر والذي يؤدي إلى دخول الماء للغلاف الجوّي، ويمكن بقياس مستويّات الرطوبة (بالإنجليزيّة: Humidity Level) التعبير عن نسبة بخار الماء في الغلاف الجوّي، والتي تكون مرتفعة عن الاقتراب من المسطّحات المائية والبحار.
الغازات الدفيئة
هي الغازات التي تسبِّب حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري (بالانجليزيّة: GreenHouse Effect) أو ظاهرة الدفيئة، هذا لأنها تستطيع امتصاص الأشعة الحمراء المنّبعثة من سطح الأرض، ثمّ تشعّها إلى سطح الأرض من جديد.
- أنواع الغازات الدفيئة:
- غاز الميثان (بالإنجليزية: Methane): حيث يتكون الغلاف الجوي للأرض من حوالي 0.00017% من الميثان.
- بخار الماء.
- ثاني أكسيد الكربون الذي يعّد من أهم هذه الغازات.
- أنواع الغازات الخاملة:
- النيون (بالإنجليزية: Neon): تمثّل نسبته حوالي 0.0018% من الغلاف الجوي للأرض.
- الهيليوم (بالإنجليزية: Helium): تمثّل نسبته حوالي 0.0005% من الغلاف الجوي للأرض.
- الكريبتون (بالإنجليزية: Krypton): تمثّل نسبته حوالي 0.00016% من الغلاف الجوي للأرض.
- مكونات أخرى: مثل أكاسيد النيتروجين، ومركبات الكبريت، ومركبات الأوزون بكميات قليلة.
يضم الغلاف الجوي مكونات أخرى غير الغازات الطبيعية مثل: الغبار، والدخان، والتي تزيد نسبتها بالاقتراب من المدن، إلى جانب الأوزون، وأكاسيد النيتروز، والغازات المفلّورة (بالإنجليزيّة: fluorinated gases)، بالإضافة إلى مجموعة من الجسيّمات الصغيرة الصلبة والسائلة العائمة والتي تدعى الهباء الجوي (بالإنجليزيّة: Aerosols)، ومن الأمثلة عليها: حبوب اللقاح، والأبواغ، والرماد البركاني، والغبار، والأملاح المتكونة من رذاذ البحر المتطاير، وغيرها.
تتأثر ميزانيّة الطاقة لنظام سطح الأرض بالغازات الدفيئة بشكل كبير، وتراكيزها اختلفت في الغلاف الجوي لسطح الأرض عبر التاريخ، هذا ما سبَّبَ إلى الكثير من التغيّرات المناخيّة على نطاق كبير، ومن العوامل المهمّة التي أثرت على نسب تركيز هذه الغازات في الغلاف الجوي الأنشطة البشرية، وذلك منذ الثورة الصناعية، وخاصةً احتراق الوقود الأحفوري، والذي أدى إلى ازدياد تركيز العديد من غازات الدفيئة مثل: ثاني أكسيد الكربون، والميثان، والأوزون، و الكلوروفلوروكربونات (CFCs).
عدد طبقات الغلاف الجوي
يتألف الغلاف الجوي من ست طبقات رئيسيّة متعاقبة ومتداخلة في بعضها، لكلٍ منها خصائصها ومميّزاتها الخاصّة بها، وتداخلها سبب في جعل فصلها عن بعضها غير ممكن تقريباً.
طبقات الغلاف الجوي
- المتكور الدوّار – التروبوسفير: المتكور الدوّار (التروبوسفير) (بالإنجليزيّة: Troposphere) وهي أقرب طبقات الغلاف الجوي لسطح الأرض، وتمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 10 كم تقريباً عن سطح البحر، ويقع حد التروبوبوز الذي يمثّل الجزء الأعلى لطبقة التروبوسفير فوق القطبين الشمالي والجنوبي، وعلى ارتفاع 15 كم فوق خط الاستواء تقريبًا، وتكون درجة حرارة التروبوبوز فوق القطبين أعلى من درجة حرارته فوق خط الاستواء بـما يُقارب 30 درجة مئويّة.
- المتكور الطبقي – الستراتوسفير: المتكور الطبقي (الستراتوسفير) (بالإنجليزيّة: Stratosphere) وهي الطبقة الثانية بعداً عن سطح الأرض وتأتي بعد طبقة المتكور الدوّار (التروبوسفير)، ويصل سُمكها إلى حوالي 50 كم تقريباً فوق طبقة التروبوسفير (التي سُمكها حوالي 10 كم)، ويصل ارتفاعها إلى حوالي 60 كم فوق سطح البحر.
- المتكور الأوسط – الميزوسفير: المتكور الأوسط (الميزوسفير) (بالإنجليزيّة: Mesosphere) وهي ثالث طبقات الغلاف الجوّي بعد كل من الطبقة الأولى التروبوسفير (المتكوّر الدوار) والطبقة الثانية الستراتوسفير (المتكور الطبقي)، ويصل سمكها من 20 كم إلى 25 كم فوق طبقة الستراتوسفير، ويصل ارتفاعها من 80 كم إلى 85 كم عن سطح البحر، ويسمى الجزء العلوي من طبقة الميزوسفير الميزوبوز أي حد الغلاف الأوسط.
- المتكور الحراري – الثرموسفير: المتكور الحراري (الثرموسفير) (بالإنجليزية: Thermosphere) وهو الطبقة الرابعة من طبقات الغلاف الجوي، واسمها مُشّتَق من الكلمة الإغريقيّة (Thermo) والتي تعني حار، وذلك دلالة على شدّة الحرارة فيها، ويبلغ سُمكها فوق حد طبقة الميزوسفير من 420 كم إلى 670 كم، ويبلغ ارتفاعها فوق سطح البحر إلى ما يقارب 500 كم عندما تكون الشمس نشيطة، وما يقارب 1000 كم عندما تكون الشمس هادئة، وهي أقرب إلى الفضاء الخارجي من قربها من الغلاف الجوي، وتبدأ من نهاية حد الميزوبوز وتستمر إلى الفضاء الخارجي، والإكسوسفير اسم الجزء العلوي والغلاف الخارجي لطبقة الثرموسفير، ويصل ارتفاعها إلى ما يُقارب 480 كم عن سطح الأرض، ويوجد فيه القليل من الهواء، وعندما ترتطم أشعة الشمس بطبقة الثرموسفير، فهذا يسبِّب شحن الجزيئات والذرات بالكهرباء أي ما يسمى بعمليّة التأين، ويُطلق على هذه الذرات المشحونة بالكهرباء اسم أيونات، وتتواجد معظم هذه الأيونات في الأجزاء السفليّة من طبقة الثيروموسفير، لهذا يطلق اسم الغلاف الأيوني (الأيونوسفير) على هذه الأجزاء.
- المتكور المتأين – الأيونوسفير: المتكور المتأين أو ما يسمى بالغلاف الأيوني (بالإنجليزيّة: Ionosphere) وهي الطبقة التي تأتي بعد طبقة الميزوسفير بارتفاع يقارب 80 كم ويمكن أن يصل إلى 125 كم أو أكثر، ويعود سبب تسميتها إلى اصطدام الأشعة المنبعثة من الشمس ذات الطاقة العالية بالذرّات والجزيّئات المكوّنة لها، ما ينتج عن هذا الاصطدام انفصال الإلكترونات، وتسريبها، وشحنها بالطاقة الكهربائية، وهذا ما يكون سبباً في منحها عدة مميّزات خاصة بها عن باقي طبقات الغلاف الجوي.
- المتكور الخارجي – الإكسوسفير: المتكور الخارجي (الإكسوسفير) (بالإنجليزيّة: Exosphere) وهي الطبقة الخارجية للغلاف الجوي وآخر طبقة فيه، واسمها مُشّتَق من الكلمة الإنجليزيّة (Exo) والتي تعني خارج، وتمتد طبقة الإكسوسفير من فوق طبقة الثرموسفير وحتى نهاية الغلاف الجوي، ويُمكن أن يصل ارتفاعها إلى 64,400 كم تقريباً، واختلف آراء العلماء حول الحدود النهائيّة والحقيقيّة لها، وهي تضم عدداً قليلاً من الجزيئات التي ترتبط بشكل ضعيف بالأرض.
أهمية طبقات الغلاف الجوي
تكمُن أهمية الغلاف الجوي ودوّره المهم في حماية الحياة على سطح الأرض من المخاطر التي تسبِّب تهديد واضح للكائنات الحيّة والعناصر الماديّة على سطح الأرض، ومن الأمثلة على أهمية ودور الغلاف الجوّي ما يلي:
- يُزوّد المخلوقات الحيّة بالهواء الذي يلزمّها للتنفس.
- حماية الأرض من الإشعاعات فوق البنفسجيّة التي تضّر الكائنات الحيّة، ويمكن أن تسبِّب أمراض جلديّة وبصريّة كثيرة مثل سرطان الجلد.
- يسمح بنفاذ الأشعّة المرئية والأشعّة تحت الحمراء، بالإضافة إلى الأشعّة الضوئيّة القادمة من الشمس، والتي تمتصها الأرض وهذا ما يُساعد في توفير الدفء والمحافظة على اعتدال درجات حرارة الأرض، ولو لم يكن الغلاف الجّوي موجوداً لوصلت درجة الحرارة اليوميّة إلى 200 درجة مئوية وأكثر.
- ينظّم وصول أشعة الشمس لسطح الأرض، ويمنع وصولها إلى الفضاء الخارجي، وينظّم انتشار الضوء بشكل مناسب.
- حماية الأرض من المواد الفضائية.
- الحفاظ على دورة المياه على الأرض، وتوزيع بخار الماء على جميع مناطق سطح الأرض.
- تكوّن الطقس، وسماع الأصوات، وتجويّة الصخور.
- يحمي سطح الأرض من النيازك والشهب ويمثّل بذلك درع لسطح الأرض، ويسبّب تفتيت معظمها قبل وصولها إلى سطح الأرض بسبب احتكاكها بالهواء واحتراقها.
- يُعتبر بمثابة واسطة للاتصال، فالطائرات تستخدمه لأنه ينقل الأصوات، فدون وجود الهواء في الغلاف الجوي لعمّ السكون والهدوء المخيف سطح الأرض.
خصائص طبقات الغلاف الجوي
تتميّز طبقات الغلاف الجوي عن بعضها البعض بمميّزات وصفات خاصة بكل طبقة، وتختلف درجة الحرارة بالصعود للأعلى وزيادة الارتفاع، وسيتم ذكر الطبقات بالترتيب مع مميّزاتها وخصائصها كما يلي:
المتكور الدوّار – طبقة التروبوسفير (Troposphere):
أكثر طبقات الغلاف الجوّي دفئاً، هذا لأن الأشعة الشمسيّة تمر من خلال الغلاف الجوّي وتعمل على تسخين سطح الأرض، ثمّ تقوم الأرض بدورها في تسخين الهواء الملامس لها، وفي أثناء فصل الشتاء، يكون الهواء الملامس للسطح أبرد من الهواء الأعلى منه، لهذا تزداد درجة الحرارة عند الارتفاع إلى الأعلى، وتسمّى هذه الحالة بالانقلاب الحراري، والتي يُسبِّب حدوثها ظهور أسوأ حالات التلوث الجوي، ذلك لأن الهواء البارد القريب من سطح الأرض يعمل على حجز الملوّثات، بالإضافة إلى أنّهُ يمنعها من الانتشار والصعود إلى الأعلى، وتستمر حالة الانقلاب الحراري حتى تقضي الأمطار أو الرياح على هذه الطبقة الهوائية الدافئة، ونذكر من ميزاته:
- يتواجد فيها معظم بخار الماء والهواء الجوي.
- تحدث فيها جميع تقلبّات الطقس التي نشعر بها يوميّاً، ويعود هذا لأنها تحتوي على 99% من بخار الماء، بالإضافة إلى أنّها تحتوي على الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
- تتواجد فيها معظم الغيوم والسحب.
- تتركّز فيها انشطة الإنسان.
- تقل فيها درجة الحرارة بمقدار 6,5 درجة مئوية كلما ارتفعنا إلى أعلى 1000 م، ويقل الضغط أيضاً كل ما زاد الارتفاع وتوجهّنا إلى الأعلى.
- يُصبح الهواء رقيقاً جداً ولا يكفي للحياة عند حد التروبوبوز.
- أبرد جزء في التروبوسفير هو التروبوبوز، وتتكون فيه السحب من بلوّرات الثلج، ويتصاعد فيه الهواء إلى أقصى حد، ممّا يؤدي إلى هبوط درجة حرارة الهواء إلى أقل من 80 درجة مئويّة.
المتكور الطبقي – طبقة الستراتوسفير
من المتكور الطبقي – طبقة الستراتوسفير (الطبقة الجوية العليا) (stratosphere) ما يلي:
- تخلوا هذه الطبقة من أيٍ نوع من التقلّبات المختلفة في الطقس أو العواصف، ولهذا تُفضِّل خطوط الطيران الجوية والطائرات التجاريّة الطيران في هذه الطبقة تجنبًا لهذه التقلّبات، وخاصةً في الجزء السفلي منها.
- يوجد بهذه الطبقة طبقة الأوزون (O3) المميّزة، والتي تعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية القادمة من الشمس على عكس طبقة التروبوسفير، ثمّ تعمل على تحويلها إلى حرارة، وبذلك تحمي سطح الأرض من المخاطر التي تسبّبها الأشعة فوق البنفسجية.
- تفتقر إلى التيارات الصاعدة، والاضطرابات، هذا ما يُسبِّب ارتفاع درجات الحرارة في هذه الطبقة كلّما توجهّنا إلى الأعلى.
- تتميّز بكميّات الرطوبة القليلة جداً، والتي تصل من الغلاف الجوي إليها، لهذا تكون الغيوم نادرة فيها.
- ترتفع درجات الحرارة فيها بالارتفاع إلى أعلى، وتصل درجة الحرارة في الطبقة السفلى إلى 55 درجة مئويّة تحت الصفر، في حين تصل درجة الحرارة في الجزء العلوي منها إلى 2 درجة مئويّة تحت الصفر فقط.
الغلاف الأوسط – طبقة الميزوسفير
تتميّز الغلاف الأوسط – طبقة الميزوسفير (الغلاف الأوسط) (mesosphere): عن غيرها من طبقات الغلاف الجوي بما يلي:
- تتناقص فيها درجات الحرارة مع الارتفاع إلى الأعلى، ويُمكن أن تصل درجة الحرارة في الأجزاء العليا منها إلى أدنى درجة ممّكنة في الغلاف الجوي المحيط بسطح الأرض، وتصل درجة الحرارة في هذا الجزء فوق القطبين إلى أقل من 109 درجة مئويّة تحت الصفر خلال فصل الصيف.
- ارتفاع درجة حرارة الهواء في قسمها السفلي.
- يقل الضغط الجوي فيها عند الاتجاه إلى الأعلى.
- تحترق فيها أغلب الشهب، والنيازك الساقطة باتجاه سطح الكرة الأرضية، وذلك بسبب الامتداد العظيم للغلاف الجوّي في الفضاء، وهذا يساعد في حماية الحياة على سطح الأرض.
- أبرد طبقة في طبقات الغلاف الجوي، ويُمكن أن تصل درجة الحرارة فيها إلى مائة درجة مئوية تحت الصفر.
- تنساب فيها الغازات الحارّة بفعل الشهب، والتي يمكن ويمكن مشاهدة ذيّلها.
- يمكن ملاحظة هبوب الرياح العنيفة جداً ضمن هذه الطبقة، ويكون اتجاه هذه الرياح من الغرب إلى الشرق في فصل الشتاء، ومن الشرق إلى الغرب في فصل الصيف.
الغلاف الحراري – طبقة الثرموسفير
تتمّيز الغلاف الحراري – طبقة الثرموسفير (الغلاف الحراري) (thermosphere): عن غيرها من طبقات الغلاف الجوي بما يلي:
- يمتاز الهواء في طبقة الثرموسفير بأنه خفيف جدًا، و 99,99% من الغلاف الجوي يقع أسفل منّه.
- لا يوجد بينها وبين الطبقة الجوية التي تليها حد حراري.
- تثبت درجة حرارتها عند درجة الحرارة 93 مئوية تحت الصفر لعدة كيلومترات في أسفلها.
- التركيب الكيميائي للهواء في طبقة الثرموسفير يختلف اختلافاً كليّاً عن التركيب الكيميائي لباقي طبقات الغلاف الجوي، وjتحطم جزيئات الأكسجين في الأجزاء الدنيّا من الطبقة إلى ذرات الأكسجين، وتتواجد الهيدروجين والهيليوم في الأجزاء العليا منها بشكل رئيسي.
- تصل درجة الحرارة إلى 600 درجة مئويّة على ارتفاع 200 كم فوق سطح الأرض، وتصل إلى ما يُقارب 2000 درجة مئويّة على ارتفاع 400 كم فوق سطح الأرض.
- يؤدي امتصاص الأشعّة السينيّة ذات الطاقة العالية، بالإضافة إلى الأشعة فوق البنفسجيّة فيها إلى ارتفاع درجات حرارتها، ويعمل الاختلاف في كميّات الطاقة المنبعثة من الشمس إليها في تحديد درجة حرارة هذه الطبقة وفي ارتفاع الجزء العلوي منها.
- لهذه الطبقة دور كبير في الاتصالات الراديوية بعيدة المدى، هذا لما تفعله من عكس للموجات الكهرومغناطيسيّة إلى سطح الأرض بدلاً من انتشارها في الفضاء.
- يُطلق على الضوء الطبيعي الموجود في هذه هذه الطبقة اسم الشفق أو ظاهرة الشفق القطبي والتي تسمى الأورورا (بالإنجليزيةّ: aurora)، والذي يحدث عندما تجذب الأرض تلك الذرات المتأيّنة في طبقة الثرموسفير إليها، وبعدها تتحطم هذه الجزيئات وتُكوِّن حلقة حول الأقطاب المغناطيسيّة للأرض، وينتج عنه طاقة على شكل ضوء، والشفق الذي يظهر في شمال الكرة الأرضيّة يسمى الشفق الشمالي، والذي يظهر في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية يدعى الشفق الجنوبي.
- السفن الفضائية والأقمار الصناعية لا تملك في هذه الطبقة أي مقاومة، وتمتلك بعض الذرات والجزيئات في هذه الطبقة سرعة هائلة جدًا تساعدها في التغلب على قوة الجاذبية الأرضيّة.
المتكور المتأين – الأيونوسفير
للمتكور المتأين – الأيونوسفير (الغلاف الأيوني) (بالإنجليزيّة: Ionosphere)عدة مميّزات خاصة بها عن باقي طبقات الغلاف الجوي، ومن هذه المميّزات ما يلي:
- خفة الغازات فيها، وتواجدها بالحالة المتأيّنة ومنها غاز النيتروجين، وغاز الأكسجين، وغاز الهيليوم.
- يتواجد في الجزء العلوي منها غاز الهيدروجين بنسبة عالية.
- تمتد من أكثر من نطاق في أجزاء بين طبقة الميزوسفير وطبقة الثرموسفير، لذلك هي ليست طبقة مثل باقي طبقات الغلاف الجوي بحد ذاتها.
المتكور الخارجي – الإكسوسفير
من ميزات المتكور الخارجي – الإكسوسفير (بالإنجليزيّة: Exosphere) ما يلي:
- تشبه هذه الطبقة الفضاء الخارجي، وذلك لقلّة وجود الهواء الذي يكون على هيئة طبقات رقيقة جداً فيها.
- جزيّئات الهواء فيها نادرة إلى حد عدم وجودها.
- يُمكن أن تتحرك الذرّات الغازيّة فيها مسافة 10 كم تقريباً قبل أن تصطدم بذرّات أخرى، وأطلق العلماء على هذه المسافة التي تسبق الاصطدام بين الذرّات تسمى الممر الحر.
رسم طبقات الغلاف الجوي
أسئلة متداولة عن الغلاف الجوي
على أي طبقات الارض يكون الغلاف الجوي ؟
يتواجد الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير، وهي أقرب طبقات الغلاف الجوي لسطح الأرض وأولها، وتمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 10 كم تقريباً عن سطح البحر، ويوجد فيها معظم بخار الماء والهواء الجوي، وتتواجد فيها معظم الغيوم والسحب، وتتركّز فيها انشطة الإنسان، وهي أكثر الطبقات دفئاً لأن الأشعة الشمسيّة تمر من خلال الغلاف الجوّي وتعمل على تسخين سطح الأرض، ثمّ تقوم الأرض بدورها في تسخين الهواء الملامس لها، وتقل فيها كل من درجة الحرارة بمقدار 6,5 درجة مئوية كلما ارتفعنا إلى أعلى 1000 م، ويقل فيها الضغط أيضاً كل ما زاد الارتفاع وتوجهّنا إلى الأعلى.
أي طبقات الغلاف الجوي تحوي الأوزون ؟
توجد طبقة الأوزون (O3) المميّزة في طبقة الستراتوسفير، والتي تعمل على حماية الأرض من الأشعّة الضارّة عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية القادمة من الشمس على عكس طبقة التروبوسفير، ثمّ تعمل على تحويلها إلى حرارة، وبذلك تحمي سطح الأرض من المخاطر التي تسبّبها الأشعة فوق البنفسجية، ويحدث تلوّث الغلاف الجوي عند تواجد مواد غريبة معلقّة بالجو بالحالة الصلبة أو السائلة أو الغازيّة، أو عندما يحدث تغيير مهم في النسب الخاصة بمكوّناته، ومن أهم مصادر التلوث الجوي في الوقت الحالي:
- مخلّفات المصانع.
- المركبات والسيّارات ذات المحركات.
- نواتج الإحتراق.
- التجارب النووية.
- المبيدات الحشرية.
أصبح التلوّث سبباً مهمّاً في تهديد طبقة الأوزون، فضلاً عن تأثيره على البيئة والتوازن الحيوي، وقد ذكر العلماء أكثر من مائة مادّة ملوّثة للجو، ومن أهم طرق مكافحة التلوّث السيطرة على انتشاره، ومن أبرز الطرق في ذلك المحافظة على الغطاء النباتي لما لها من فوائد في تنّقية وتصّفية الجو من التلوّث.
في أي طبقات الغلاف الجوي تحدث معظم تغيرات الطقس ؟
تحدث جميع تقلبّات الطقس التي نشعر بها يوميّاً في طبقة التروبوسفير، ويعود هذا لأنها تحتوي على 99% من بخار الماء، بالإضافة إلى أنّها تحتوي على الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، وتتواجد فيها معظم الغيوم والسحب، ويكون التروبوبوز أبرد جزء في هذه الطبقة، وتتكون فيه السحب من بلوّرات الثلج، ويتصاعد فيه الهواء إلى أقصى حد، ممّا يؤدي إلى هبوط درجة حرارة الهواء إلى أقل من 80 درجة مئويّة.
ما هو أقرب طبقات الغلاف الجوي إلى سطح الأرض ؟
أقرب طبقات الغلاف الجوي لسطح الأرض وأولها هي طبقة التروبوسفير، وتمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 10 كم تقريباً عن سطح البحر.
ما هي أعلى طبقات الغلاف الجوي ؟
طبقة الإكزوسفير هي أعلى وآخر طبقة من طبقات الغلاف الجوي والطبقة الخارجية له، واسمها مُشّتَق من الكلمة الإنجليزيّة (Exo) والتي تعني خارج، وتمتد طبقة الإكسوسفير من فوق طبقة الثرموسفير وحتى نهاية الغلاف الجوي، ويُمكن أن يصل ارتفاعها إلى 64,400 كم تقريباً، واختلف آراء العلماء حول الحدود النهائيّة والحقيقيّة لها، وهي تضم عدداً قليلاً من الجزيئات التي ترتبط بشكل ضعيف بالأرض.
