الغلاف الجوي : التعريف والتكوين والوظائف والخصائص
نفسر ماهية الغلاف الجوي وأين يقع وكيف يتكون. أيضا ما هي خصائصه وتلوثه.
يحتوي الغلاف الجوي للأرض على مزيج مناسب من الغازات لوجود الحياة.
ما هو الغلاف الجوي؟
الجو طبقات الغازات المختلفة التي تغطي النجوم السماوية ينجذب بفعل جاذبيته حتى يستقر حوله ويصل إلى ارتفاعات مختلفة. يمكن أن يكون تركيبه الكيميائي شديد التنوع ، وفي حالة كوكب الأرض ، فإنه يحتوي على الهواء الذي نتنفسه والغازات التي تسمح للحياة بالوجود.
يُعرف الغلاف الجوي للأرض باسم الغلاف الجوي للأرض وسوف تركز هذه المقالة على. الغلاف الجوي للأرض فريد من نوعه في تكوينه في النظام الشمسي لأنه يحتوي على التركيبة المناسبة من الغازات المهمة للحياة على سطح الكوكب.
في الغلاف الجوي يتم إعطاء ظروف درجة الحرارة والضغط التي تسمح بالدورة الهيدرولوجية، هي طبقة الأوزون التي تحمي الكوكب من الإشعاع الشمسي ، ويحدث الاحتكاك الذي يقلل النيازك القادمة من الفضاء إلى الغبار.
أنظر أيضا: دورة المياه.
موقع الغلاف الجوي
يقع 75٪ من الكتلة الغازية للغلاف الجوي في أول 11 كيلومترًا من الارتفاع.
الغلاف الجوي للأرض يوجد حول سطح الكوكب تمتد من الأرض حتى 10000 كيلومتر حول الكوكب ، في طبقات مختلفة من الغازات المنتظمة أكثر أو أقل.
75٪ من كتلته الغازية تقع في أول 11 كم للارتفاع عن سطح البحر ، وعندما يكتسب ارتفاعًا ، فإنه يكتسب أيضًا مقياسًا مهمًا للضغط.
تكوين الغلاف الجوي
النيتروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي.
لقد اختلف تكوين الغلاف الجوي على مدار تاريخ الكوكب ، خاصة منذ ظهور الكائنات الحية التي تستهلك غازات معينة وتنتج غازات أخرى. ومع ذلك ، فإن تكوينها نيتروجين في الغالب (78٪) وأكسجين (21٪)، إلى جانب الغازات المهمة الأخرى مثل الأوزون والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والأرجون والغازات النبيلة الأخرى. يحتوي أيضًا على وجود كبير لبخار الماء (H2O).
مناطق الغلاف الجوي
يتم تمييز منطقتين بشكل شائع في الغلاف الجوي للأرض ، وهما:
- Homosphere. يأتي اسمها من تكوينها الثابت والمنتظم ، الذي يحتل أول 100 كيلومتر من الغلاف الجوي من الأرض. توجد كل الغازات الضرورية للحياة بنسب مختلفة.
- مغاير. يأتي اسمها من حقيقة أنها مقسمة إلى طبقات مختلفة من الغازات ، والتي تختلف باختلاف الارتفاع والضغط:
- 80-400 كيلومتر ارتفاع: نيتروجين جزيئي (N2).
- ارتفاع 400-1100 كيلومتر: الأكسجين الذري (O).
- 1100-3500 كيلومتر ارتفاع: الهيليوم (He).
- 3500-10000 كيلومتر ارتفاع: الهيدروجين (H).
طبقات الغلاف الجوي
في الستراتوسفير ، يتحول الأكسجين إلى أوزون عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.
ينقسم الغلاف الجوي للأرض عادة إلى طبقات تستجيب لتغيره في درجة الحرارة والضغط ، وبالتالي تشكل مقياسًا يسمى التدرج الحراري للغلاف الجوي. ستكون هذه الطبقات:
- تروبوسفير. الطبقة السفلية ، والتي تمتد من أول 6 إلى 20 كيلومترًا. إنها الطبقة التي تحدث فيها الظواهر المناخية وتكون نهاية الطبقة عند درجة حرارة -50 درجة مئوية.
- الستراتوسفير. يتراوح ارتفاعها من 20 إلى 50 كيلومترًا ، مرتبة في طبقات أو مراحل مختلفة من الهواء (ومن هنا اسمها). يوجد فيه تحول الأكسجين إلى أوزون بواسطة الأشعة فوق البنفسجية ، وهي عملية تولد حرارة ، وهذا هو سبب ارتفاع درجات الحرارة في هذه الطبقة (-3 درجة مئوية).
- الأوزون. في الواقع ، إنها مرحلة من الستراتوسفير ، حيث يتم إنتاج أكبر كمية من الأوزون ، وبالتالي فهي طبقة الأوزون المعروفة التي تحمي الكوكب من التأثير المباشر لأشعة الشمس ، وتمتص أكثر من 95٪ منها.
- الميزوسفير. يمتد ارتفاعه بين 50 و 80 كيلومترًا ، ويحتوي على 0.1٪ فقط من كتلة الهواء في الغلاف الجوي. إنها أبرد منطقة في الغلاف الجوي بأكمله: تصل درجة حرارتها إلى -80 درجة مئوية.
- الأيونوسفير. يُطلق عليه أيضًا الغلاف الحراري ، ويتراوح ارتفاعه من 90 إلى 800 كيلومتر ، وفيه تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع ، وفقًا لوجود أشعة الشمس. تم تسجيل درجات حرارة 1500 درجة مئوية وحتى أعلى من ذلك هناك.
- إكزوسفير. الطبقة الخارجية للغلاف الجوي ، والتي تبدأ عند 800 كيلومتر وتنتهي عند 10000. هناك تهرب الذرات إلى الفضاء ، وهي منطقة العبور بين كوكبنا والفضاء الخارجي.
الاحتباس الحراري
تأثير الدفيئة ضروري للحفاظ على حرارة الأرض.
يُعرف تأثير الدفيئة بوجود غازات الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون التي تشكل طبقة كثيفة في الغلاف الجوي وتمنع هروب الحرارة الأرضية (على غرار جدران الدفيئة). هذا التأثير إنه حيوي للحفاظ على الحرارة الأرضيةلا غنى عنه مدى الحياة.
المزيد في: تأثير الاحتباس الحراري.
أهمية الغلاف الجوي
يؤدي الغلاف الجوي وظائف حيوية لاستقرار الكوكب ، كما قلنا. ليس فقط يسمح بإدامة الدورات البيوكيميائية من خلال توفير الغازات الأساسية، ولكنه يمنع أيضًا تسرب الحرارة إلى الفضاء الخارجي ، ويقينا من النيازك (الاحتكاك بالهواء يفككها) والإشعاع الشمسي. بدونها سنتعرض لعناصر الفضاء والاختلافات الدراماتيكية في درجة الحرارة بين النهار والليل.
الغلاف المغناطيسي
يمنع الغلاف المغناطيسي مرور الرياح الشمسية وأشكال أخرى من الإشعاع الشمسي.
الغلاف المغناطيسي هو الاسم الذي يطلق على منطقة الغلاف الجوي التي فيها المجال المغناطيسي للكوكب. ينتج هذا من خلال حركتها الدورانية وقلبها المصنوع من الحديد الزهر ، الذي يعمل كدينامو. هذا المجال حيوي أيضًا لمنع دخول الرياح الشمسية وأشكال أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى كوكبنا. عندما يحدث هذا ، يتم إنتاج ما يسمى بـ “الشفق القطبي”.
يمكن أن تساعدك: مغناطيسية الأرض.
يسافر في الفضاء
يمكن أن يتسبب إطلاق الصاروخ في تسخين أثناء مروره عبر الغلاف الجوي.
التغلب على مقاومة الغلاف الجوي هو أحد التحديات الرئيسية السفر إلى الفضاء ، وكذلك التغلب على الجاذبية بطريقة مستدامة. يمكن أن يؤدي الاحتكاك الذي يتعرض له مكوك الفضاء أثناء إقلاعه في الطبقات الأولية من الغلاف الجوي إلى تسخين وانحراف في المسار وحتى تكسير المواد. بدلاً من ذلك ، مرة واحدة في الطبقات الخارجية ، تسمح الكثافة المنخفضة للمواد الغازية بالإزاحة بطريقة أكثر رقة.
أصل الغلاف الجوي
عادة ما يُعزى أصل الغلاف الجوي إلى وجود غازات ناشئة عن المراحل الأولى للنظام الشمسي، التي علقت في جاذبية الكوكب ، وكذلك إطلاق الغازات من قشرة الأرض أثناء تبريدها. يجب أن يضاف إلى ذلك الجليد والماء من تأثير المذنبات على الأرض ، ثم ظهور الغازات النموذجية للحياة العضوية.
تلوث الغلاف الجوي
يعتبر الغاز الذي تنتجه المصانع من أسوأ ملوثات الهواء.
تلوث الغلاف الجوي يحدث في الغالب في شكل غازات، والتي لا تعزز تأثير الاحتباس الحراري فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى تآكل طبقة الأوزون ، مما يسمح بدخول الإشعاع الشمسي وزيادة درجة حرارة الكوكب. يجب أن يضاف إلى ذلك تعليق الجسيمات السامة في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، والتي يمكن أن تؤدي إلى هطول أمطار حمضية.