ما هو الغلاف الجوي؟ ما العناصر التي تشكل الغلاف الجوي للأرض؟

ما هو الغلاف الجوي؟

الغلاف الجوي للأرض عبارة عن طبقة رقيقة جدًا من الغاز تغطي طبقة رقيقة جدًا من الغاز فوق سطح الأرض. تبلغ سماكة هذه الطبقة من الغاز حوالي 150 كيلومترًا (93 ميلًا) وتحتفظ بها الجاذبية. تنقسم هذه الطبقة بعد ذلك إلى خمس طبقات رئيسية: طبقة التروبوسفير والستراتوسفير والطبقة الوسطى والطبقة الحرارية والطبقة الخارجية. يوجد اثنان من الغازات بكميات كبيرة ، بينما توجد الغازات المتبقية بكميات صغيرة فقط. وفقًا للعديد من العوامل التي تختلف اختلافًا كبيرًا مع الارتفاع ، ينقسم الغلاف الجوي إلى طبقات مختلفة. تنخفض كل من كثافة الهواء والضغط الجوي بشكل موحد مع الارتفاع. هذا يجعل الغلاف الجوي أرق مع زيادة الارتفاع. يحافظ الضغط الجوي على معظم الغازات في نطاق 5.5 كيلومتر (3.4 ميل) فوق سطح الأرض. يوجد أكثر من ثلاثة أرباع الغاز الذي يتكون منه الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير ، والطقس الذي نشهده يحدث في هذه الطبقة. يوجد الهواء المناسب لعملية التمثيل الضوئي فقط في الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض (طبقة التروبوسفير). يحمي الغلاف الجوي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية ويدفئ الأرض بالحفاظ على الحرارة. جو الأرض الغلاف الجوي الغلاف الخارجي هو الطبقة العليا من الغلاف الجوي للأرض ويتكون بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم. يتم توزيع هذه الجسيمات على نطاق واسع ونادرًا ما تصطدم ببعضها البعض. كثافة الغلاف الخارجي منخفضة للغاية ، مما يسهل على الجسيمات الهروب من جاذبية الأرض. يُعتبر الغلاف الخارجي عادةً جزءًا من الفضاء الخارجي لأن حدوده ليس لها حدود واضحة. تشتمل الغازات الموجودة في الغلاف الخارجي على أخف الغازات ، مثل الهيدروجين والهيليوم والأكسجين الذري وثاني أكسيد الكربون ، وهي قريبة من انقطاع الحرارة. تبدأ الطبقة الحرارية بحوالي 85 كيلومترًا (53 ميلاً). في هذه الطبقة ، بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 1500 درجة مئوية (2700 درجة فهرنهايت). يتم توزيع الجسيمات على نطاق واسع ، وقد تسافر جزيئات الأكسجين كيلومترًا واحدًا (0.62 ميلًا) قبل أن تصطدم بالجزيئات الأخرى. يدور تلسكوب هابل الفضائي حول المنطقة العلوية من هذا الطابق على ارتفاع 580 كيلومترًا (360 ميلًا). يعمل مكوك الفضاء أيضًا على هذا المستوى من المدار. عندما تصطدم الجسيمات المشحونة من الفضاء بالذرات والجزيئات التي تثيرها بحالات طاقة أعلى ، تنتج هذه الطبقة عرضًا ملونًا للأضواء الشمالية. عندما تعود الإلكترونات المثارة إلى حالتها الطبيعية ، فإنها ستصدر فوتونات ، وتنتج شفقًا قطبيًا عند القطبين. تشمل المكونات الرئيسية للطبقة الحرارية العليا الأكسجين الذري والهيدروجين والهيليوم.

تمتد طبقة الميزوسفير من الستراتوبوز ، على ارتفاع 50 كم (31 ميلاً) ، إلى حوالي 80-85 كم (50-53 ميلاً) في الارتفاع. هذه هي الطبقة التي تحترق فيها معظم النيازك عندما تدخل الغلاف الجوي. في طبقة الميزوسفير ، تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع ، وتصل درجة الحرارة إلى أدنى مستوياتها عند فترة اليأس عند -85 درجة مئوية تقريبًا (-120 درجة فهرنهايت). في الجزء العلوي من هذه الطبقة ، يشكل تكثف بلورات جليد الماء حول بخار الماء المتجمد غيومًا ليلية.

تمتد طبقة الستراتوسفير من حوالي 11 كم (6.8 ميل) إلى حوالي 50 كم (31 ميلاً). تحدث معظم الرحلات الجوية التجارية في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير. تظل درجة الحرارة عند الطبقة السفلى من الستراتوسفير باردة -57 درجة مئوية ؛ ومع ذلك ، من المنطقة الوسطى وما فوق ، تزداد درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع بسبب تركيزات الأوزون العالية. تمتص تركيزات الأوزون الأشعة فوق البنفسجية ، وبالتالي تحمي الحياة على الأرض. الأوزون الجوي ، وهو شكل تفاعلي من الأكسجين ، يتركز في طبقة رقيقة في الجزء العلوي من الستراتوسفير على بعد حوالي 20-30 كم (12-19 ميلاً).

تحتل طبقة التروبوسفير ، وهي الطبقة السفلية من الغلاف الجوي ، أول 11 كم (6.8 ميل) من الغلاف الجوي ، وتحتوي على 80٪ من حجم الغلاف الجوي بأكمله. في طبقة التروبوسفير ، الغازات التي يتكون منها الهواء الذي نتنفسه تدور باستمرار. في هذه الطبقة تنخفض درجة الحرارة بحوالي 6.4 درجة مئوية (14 درجة فهرنهايت) لكل كيلومتر مع زيادة الارتفاع. تحدث معظم التغيرات المناخية ، بما في ذلك هطول الأمطار ودرجة الحرارة والرياح والضغط الجوي ، في طبقة التروبوسفير. يتم توزيع العناصر المكونة للستراتوسفير بشكل موحد باستثناء بخار الماء الموجود بكثرة على سطح الأرض.

النيتروجين والأكسجين وآثار الغازات الأخرى

تكوين الغلاف الجوي

تحتوي الطبقة الرقيقة المحيطة بالأرض والتي نعرفها كغلاف جوي على مزيج من الغازات. الغاز الأكثر وفرة هو النيتروجين ، ويشكل 78٪. ثاني أكثر الغازات وفرة هو الأكسجين بنسبة 21٪. يتكون الأرجون من 0.9٪ من محتويات الغاز. يتواجد ثاني أكسيد الكربون بحوالي 0.039٪. الهيليوم ، الكريبتون ، النيون ، الهيدروجين ، الزينون ، من بين غازات أخرى موجودة بكميات صغيرة. كل هذه الغازات محتجزة في الغلاف الجوي بفعل قوة الجاذبية. إنه في طبقة التروبوسفير حيث يكثر 80٪ من هذه الغازات ، مما يجعل طبقة التروبوسفير طبقة كثيفة. ينخفض ​​الضغط الجوي وكثافة الهواء مع الارتفاع ، لذلك يختلف خليط الغازات بين الطبقات.

يعتبر الجزء السفلي من الغلاف الجوي 75-100 كم (46.5-62 ميلًا) متجانسًا بشكل أساسي مع نسبة ثابتة من الغازات من القاعدة إلى القمة. فوق 100 كم (62 ميلاً) ، أصبح توزيع النيتروجين والأكسجين ، الغازات الأكثر كثافة ، مستقرًا في القاعدة ، في حين أن الغازات الأخف ، بما في ذلك الهيليوم والهيدروجين ، قد تسربت إلى مستوى أعلى. يحتوي الجزء العلوي من الغلاف الجوي ، المعروف باسم الأيونوسفير ، على جزيئات مشحونة كهربائيًا تعرف باسم الأيونات. يمتص الأيونوسفير موجات الراديو ويعكسها ، مما يؤثر على الإرسال اللاسلكي وتشكيل الشفق القطبي عند القطبين.

غازات الغلاف الجوي

يستخدم الأكسجين للتنفس من قبل معظم الكائنات الحية على الأرض. يتم تحويل النيتروجين عن طريق البكتيريا والبرق إلى أمونيا وتستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي.

يحمي الغلاف الجوي جميع الكائنات الحية على الأرض من أشعة الشمس فوق البنفسجية وغيرها من الجسيمات عالية الطاقة – الأشعة الكونية والرياح الشمسية القادمة من الفضاء. التركيب الحالي للغلاف الجوي للأرض هو نتاج بلايين السنين من التعديل الكيميائي الحيوي بواسطة الكائنات الحية.

يظهر الفيديو التالي الجو من بيئة حقيقية. يحلق الطيارون عبر أول طبقتين من الغلاف الجوي. في الفيديو ، ستتمكن من مشاهدة أطول سقوط حر تمت محاولته على الإطلاق من مسافة تزيد عن 30 كم (19 ميلاً) عبر الستراتوسفير والتروبوسفير.

نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول