الغلاف الجوي: هو عبارة عن مجموعة من الطبقات التي تطوّق الأرض، يساعد الغلاف الجوّي على التحكم بمناخ الأرض، كذلك يمدنا بالأكسجين الضروري للحياة، كما أنه يحافظ على درجة حرارة الكرة الأرضية. يتكون الغلاف الجوي للأرض من مجموعة من الغازات بنسب متفاوتة منها: النيتروجين، والهليوم، والهيدروجين، وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وغيرها.

تكوّن ونشأة الغلاف الجوي:

تشير الدراسات إلى أن الغلاف الجوي للأرض مر بعدة مراحل حتى وصل إلى شكله هذا، سأشرح لك ذلك بالتفصيل:

  • الغلاف الجوي الأول: كان الغلاف الجوي في بداية تكوينه مؤلفًا من الهليوم والهيدروجين، ورجح العلماء هذين الغازين لأنهما الغازات الرئيسة المتواجدة حول الشمس، ونجحت ذرات هذه الغازات بسبب حركتها السريعة في الهروب من جاذبية الأرض، والخروج إلى الفضاء الخارجي.
  • الغلاف الجوي الثاني: يعتقد العلماء أن أصل هذا الغلاف قد جاء من البراكين التي كانت منتشرة بشكل كبير في الأرض آنذاك، وبسبب هذه البراكين قد انطلقت كمية كبيرة جدًّا من الغازات بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وغيرها، وكان هنالك نوع من البكتريا البدائية التي تطورت وعاشت على الطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون التي ذاب في الماء، ونتج بعد ذلك الأكسجين نتيجةً لأيض البكتريا، ومع مرور الوقت أخذت نسبة غاز الأكسجين تزداد وتتراكم في الجو، مقابل الانخفاض الواضح في نسبة ثاني أكسيد الكربون، ووصل غاز الهيدروجين إلى آخر طبقات الغلاف الجوي.
  • الغلاف الجوي الثالث: وهو الغلاف الحالي الذي يحيط بالأرض ويحميها، ويحقق هذا الغلاف توازنًا بين كمية غاز ثاني أكسيد الكربون وكمية غاز الأكسجين، وبالتالي فإن ذلك سيكون مناسبًا للعيش على الأرض.

الطبقات المكونة للغلاف الجوي:

يتكون الغلاف الجوي منذ تشكله من خمس طبقات رئيسية، وهي بالترتيب:

  • الترابوسفير: هي الطبقة الاولى والأقرب إلى الأرض، تتميز بدرجة الحرارة الدافئة، والتي تزداد برودة كلما ارتفعنا فيها إلى الأعلى، تتكون في هذه الطبقة السحب وذلك لاحتوائها على بخار الماء، تقع هذه الطبقة على نحو 7 كم من سطح الكرة الأرضية، ويتراوح سمكها بين 7_20 كم.
  • الستراتوسفير: هي الطبقة الثانية للغلاف الجوي للأرض التي تلي الترابوسفير، والتي تحلّق فيها الطائرات، وتُدعى بطبقة الأوزون، تمتد حتى 50 كم فوق سطح الكرة الأرضية، بسبب جفاف الجو في هذه الطبقة فإنها مناسبة لتحليق الطائرات، وتزداد درجة حرارة هذه الطبقة عندما تمتصّ بعض أشعة الشمس الضارة.
  • الميزوسفير: الطبقة الثالثة للغلاف الجوي، تمتدّ  حتى 85 كم فوق سطح الأرض، وتتميز هذه الطبقة ببرودتها الشديدة حيث تصل درجة الحرارة أحيانًا إلى (90_) درجة مئوية، ويعتقد العلماء أن لهذه الطبقة الفضل الأكبر في حماية كوكبنا من الأجسام القادمة من الفضاء، والتي ستحترق في هذه الطبقة شديدة البرودة.
  • الثرموسفير: تمتد هذه الطبقة نحو 500_ 1000 كم في الغلاف الجوي، وتتميّز هذه الطبقة بحرارتها العالية والتي تصل أحيانًا إلى حوالي 1500 درجة مئوية، تحدث في هذه الطبقة ظاهرة الشفق، حيث تصطدم جزيئات طبقة الغلاف الجوي هذه بالجزيئات المشحونة والقادمة من الفضاء، مما يفضي بالنهاية إلى انبعاث طاقة متجليّة بالفوتونات الضوئية.
  • الأيونيوسفير: سميت هذه الطبقة بهذا الاسم، نتيجة لاحتوائها على الإلكترونات المتأينة بفعل الفضاء الخارجي والشمس، وتمتد حوالي 75_1000 كم عن سطح الكرة الأرضية.
  • الأكسوسفير: وهي أقل طبقات الغلاف الجوي سماكةً، وتتكون من الهيدروجين والهليوم ويتلاقى عندها الغلاف الجوي والفضاء الخارجي.

أكمل القراءة

الغلاف الجوي

الغلاف الجوي عبارة عن طبقة من الغازات تحيط بغالبية الكواكب والأرض منها، حيث يمثل النيتروجين والأوكسجين نسبة 99% من الغازات في الهواء الجاف، إضافة لوجود غازات أخرى منها الأرجون وثاني أكسيد الكربون والهيليوم والنيون، التي تشكل أجزاء صغيرة جداً منه، إضافة لوجود بخار الماء والغبار اللذان يعتبران أيضاً جزءًا من الغلاف الجوي للأرض، أما الكواكب والأقمار الأخرى فلها غلاف جوي مختلف تماماً عن الغلاف الجوي الأرضي وبعضها ليس به غلاف جوي.

يمكن أن نقول أن الغلاف الجوي يساوي طبقة من الماء يزيد عمقها عن 10 أمتار (34 قدماً) تغطي سطح الأرض بكامله، ويحتوي الجزء السفلي للغلاف الجوي البالغ ارتفاعه 30 كيلومتر (19 ميلاً) حوالي 98% من كتلته.

يقول العلماء أن العديد من الغازات الموجودة في غلافنا الجوي لم تكن موجودة في بداية تشكل الأرض وإنما أُطلقت فيما بعد في الهواء من البراكين، وأيضاً الأوكسجين الحر لم يكن موجوداً، ويعتقد العلماء أنه أُضيف إلى الغلاف الجوي بواسطة الكائنات البدائية ومنها البكتريا خلال عملية التمثيل الضوئي التي يتم من خلالها تركيب الغذاء والأوكسجين من ثاني أوكسيد الكربون والماء، ومع مرور الزمن أضافت الأشكال النباتية الأكثر تعقيداً المزيد من الأوكسجين إلى الغلاف الجوي، وبالتالي ربما استغرق الأوكسجين الموجود في الغلاف الجوي اليوم ملايين السنين حتى وصل إلى هذه الكمية.

يعمل الغلاف الجوي كطبقة حماية إذ لا تسمح للأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء الضارة بالأحياء بالمرور عبره بينما تسمح لأشعة الشمس الدافئة الضرورية للأحياء بالوصول إلى سطح الأرض. ويتكون الغلاف الجوي للأرض من عدة طبقات تمتد من سطح الأرض نحو الأعلى وهي:

  • التربوسفير.
  • الستراتوسفير.
  • الميزوسفير.
  • الثيرموسفير (يضم الأيونوسفير والأكزوسفير).

يأتي الفضاء الخارجي بعد طبقات الغلاف الجوي، ولا يوجد حدود واضحة بين هذه الطبقات.

التربوسفير هو أدنى طبقة في الغلاف الجوي، وهو الجزء الذي نعيش فيه ويتميز بوجود السحب والأمطار والثلوج والرياح، يمتد التربوسفير من مستوى سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 10 كيلومتر (6 أميال)، ويمتد عند القطبين من حوالي 6 كيلومتر (4 أميال) إلى 16 كيلومتر (10 أميال) عند خط الاستواء، ويكون الجزء العلوي من طبقة التربوسفير أعلى في الصيف منه في الشتاء، وينخفض وزن الهواء في هذه الطبقة مع الارتفاع ويقل عدد جزيئات الأوكسجين، كما تنخفض درجات الحرارة مع الارتفاع بنحو 6,5 درجة مئوية لكل كيلومتر، وتحتوي هذه الطبقة على 75% من كتلة الهواء الموجود في الغلاف الجوي وتقريباً كامل حجم بخار الماء.

أما طبقة الستراتوسفير تكون شديدة الجفاف والغيوم نادرة فيها، تمتد هذه الطبقة من نهاية التربوسفير إلى ارتفاع حوالي 50 كيلومتر، ولهذه الطبقة أهمية بالغة للأحياء على الأرض لاحتوائها على غاز الأوزون الذي يمتص الأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء الضارة بالأحياء، وبالتالي يحمينا من سرطان الجلد والأضرار الصحية الأخرى، وفي هذه الطبقة تزداد درجات الحرارة مع الارتفاع.

تمتد طبقة الميزوسفير فوق الستراتوسفير، وفي هذه الطبقة تنخفض درجات الحرارة مع الارتفاع، وتعد الميزوسفير أبرد طبقة في الغلاف الجوي إذ تنخفض درجة الحرارة إلى -120 درجة مئوية (-184 درجة فهرنهايت)، كما تمتد إلى حوالي 85 كيلومتر (53 ميلاً) فوق سطح الأرض.

طبقة الثيرموسفير التي تتكون من الأيونوسفير والإكزوسفير:

نعد الأيونوسفير طبقة من الإلكترونات والأيونات الحرة التي تعكس موجات الراديو، وتقسم هذه الطبقة إلى D,E,F1,F2 التي تختلف باختلاف الموسم وخط العرض. أما طبقة الإكزوسفير فتحتوي على كميات ضئيلة من الهيليوم وثاني أكسيد الكربون والأكسجين وغازات أخرى، وتدور في هذه الطبقة الأقمار الصناعية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما المقصود بالغلاف الجوى؟ "؟