مما يتكون الغلاف الجوي للأرض؟ التركيب طبقات

الغلاف الجوي مقدمه

الغلاف الجوي (مأخوذ من الكلمة اليونانية ἀτμός-atomic “بخار” و σφαῖρα-sphaira “sphere”): عبارة عن طبقة من الغاز يمكن أن تحيط بمادة ذات كتلة كافية بواسطة جاذبية الجسم. إذا كانت الجاذبية عالية ، فستبقى لفترة أطول وتكون درجة حرارة الغلاف الجوي منخفضة. تتكون بعض الكواكب بشكل أساسي من غازات مختلفة ، ولكن الطبقة الخارجية فقط هي التي تعتبر غلافها الجوي وحاميها. الغلاف الجوي النجمي هو مصطلح يصف المنطقة الخارجية للنجم ، وعادة ما يتضمن الجزء الخارج من الغلاف الضوئي ، وقد يشكل النجم ذو درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا جسيمات معقدة في غلافه الجوي الخارجي. يحتوي الغلاف الجوي للأرض على الأكسجين الذي تستخدمه معظم الكائنات الحية للتنفس ، وثاني أكسيد الكربون الذي تستخدمه النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء في عملية التمثيل الضوئي ، كما أنه يحمي الكائنات الحية من التلف الوراثي الذي قد تسببه أشعة الشمس فوق البنفسجية. ويعود تكوينه الحالي إلى مليارات السنين المنتج يأتي من التحول الكيميائي الحيوي للغلاف الجوي القديم (الغلاف الجوي القديم) بواسطة الكائنات الحية.

يبدأ الغلاف الجوي عند سطح الأرض ويمتد حتى 10000 كيلومتر (6214 ميل) فوق السطح.
معظم الغلاف الجوي للأرض ليس أكسجين.
تقع معظم كتلة الغلاف الجوي على ارتفاع 8-15 كم فوق سطح الأرض.

يتكون الغلاف الجوي للأرض من حوالي 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين و 0.9٪ أرجون و 0.1٪ غازات أخرى. الكميات الضئيلة من ثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء والنيون هي بعض الغازات الأخرى التي تشكل النسبة المتبقية 0.1٪. بينما يتكون الغلاف الجوي للأرض من غازات بشكل أساسي ، فإنه يحتوي أيضًا على جزيئات صغيرة مثل الغبار وحبوب اللقاح. تتجمع بعض الجسيمات غير الطبيعية أيضًا في الغلاف الجوي وتسبب تلوث الهواء. وتشمل هذه أي شيء من الهباء الجوي إلى انبعاثات الكربون من المركبات ومحطات الطاقة.

كبشر ، نعتمد على الغلاف الجوي من حولنا مدى الحياة. نحن نتنفسه ، ونعيش فيه – بدونه ، لن نعيش. لا يقتصر الأمر على أن الغلاف الجوي من حولنا يجب أن يتكون من تركيبة معينة حتى نتمكن من الازدهار ، ولكن يجب أيضًا أن يكون تكوينًا يمكن أن تنمو فيه النباتات والأغذية ، وأن يحمينا من العناصر. إن وجود الأكسجين الذي يمكننا أن نتنفسه لا يقل أهمية عن الحماية من أشعة الشمس القاسية ، أو المساحات المفتوحة للفضاء ، والأرض لديها الموقع الصحيح والتركيب الكيميائي للغلاف الجوي للحفاظ على الحياة للبشر وجميع أشكال الحياة الأخرى التي تسمى الأرض بالمنزل .

الضغط الجوي

الضغط الجوي هو القوة الرأسية لكل وحدة مساحة على السطح التي ينتجها الغاز المحيط. يتم تحديده من خلال جاذبية الكوكب والكتلة الكلية لعمود الهواء فوق الموقع. وحدة الضغط الجوي المعترف بها دوليًا: الضغط الجوي (atm) ، والمُعرَّف بأنه 101.325 باسكال (أو 1.013.250 داين لكل سنتيمتر مربع). مع انخفاض كتلة الغاز في كل موقع ، يتناقص الضغط الجوي مع الارتفاع. يُطلق على ارتفاع عامل هبوط الضغط الجوي -E- (الرقم النيبري ، الذي تبلغ قيمته 2.71828) ارتفاع الضغط الجوي. عندما تكون درجة حرارة الهواء موحدة ، يكون الارتفاع القياسي متناسبًا مع درجة الحرارة ويتناسب عكسًا مع الكتلة الجزيئية لجزيئات الهواء الجاف مضروبة في تسارع جاذبية الكوكب. بالنسبة لمثل هذا النموذج الجوي ، ينخفض ​​الضغط بشكل حاد مع زيادة الارتفاع. لكن درجة حرارة الغلاف الجوي ليست موحدة ، لذلك من الصعب تحديد الضغط الجوي بدقة عند أي ارتفاع معين.

تركيب الغلاف الجوي

ترتبط بنية الغلاف الجوي الأولية عمومًا بالتركيب الكيميائي ودرجة حرارة السديم الشمسي المحلي والهروب المتتالي للغاز الداخلي أثناء تكوين الكوكب. بمرور الوقت ، شهد الغلاف الجوي البدائي تطورًا كبيرًا ، وأنتجت الخصائص المختلفة لكل كوكب نتائج مختلفة جدًا. يتكون الغلاف الجوي لكوكب الزهرة والمريخ أساسًا من ثاني أكسيد الكربون ، مع كميات صغيرة من النيتروجين والأرجون والأكسجين وآثار غازات أخرى. يعتمد تكوين الغلاف الجوي للأرض إلى حد كبير على المنتجات اللازمة لاستمرار الحياة. يحتوي الغلاف الجوي للأرض على ما يقرب من (من حيث محتوى الخلد / الحجم) 78.08٪ نيتروجين و 20.95٪ أكسجين بكميات متفاوتة (حوالي 0.247٪ في المتوسط ​​، المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي) بخار الماء ، 0.93٪ أرجون ، 0.038٪ ثاني أكسيد الكربون ، و كميات ضئيلة من الهيدروجين والهيليوم والغازات النادرة الأخرى (والملوثات المتطايرة). تسهل درجة الحرارة المنخفضة والجاذبية الغازية العالية للكواكب الضخمة (مثل كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) من احتواء الغازات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. تحتوي هذه الكواكب على أغلفة جوية من الهيدروجين والهيليوم ، بالإضافة إلى آثار لمركبات أكثر تعقيدًا. يحتوي قمرا الكواكب الخارجية على أجواء مثيرة للاهتمام: تيتان ، قمر زحل. قمر نبتون تريتون. يتكون غلافهم الجوي بشكل أساسي من النيتروجين. يحتوي بلوتو على جو من النيتروجين والميثان مشابه لتريتون في الجزء الأقرب من مداره ، لكن هذه الغازات تتجمد عندما تكون بعيدة عن الشمس. الأجرام السماوية الأخرى في النظام الشمسي لها أغلفة جوية رقيقة جدًا وليست في حالة توازن. وتشمل هذه القمر (غاز الصوديوم) وعطارد (غاز الصوديوم) ويوروبا (أكسجين) وآيو (كبريت) وإنسيلادوس (بخار الماء). تم تحديد تكوين الغلاف الجوي للكواكب الخارجية لأول مرة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. أوزوريس هو كوكب غازي عملاق يقع مداره بالقرب من نجم في كوكبة بيغاسوس. يسخن الغلاف الجوي إلى درجة حرارة تزيد عن 1000 كلفن ويستمر في الهروب إلى الفضاء. تم اكتشاف الهيدروجين والأكسجين والكربون والكبريت في اتساع الغلاف الجوي للكوكب.

ما هو الغلاف الجوي؟

الغلاف الجوي هو كل شيء فوق سطح الأرض ، يصل مباشرة إلى الأعلى لمسافة 10000 كيلومتر (6214 ميل) في الفضاء. كل شيء يتجاوز هذه المسافة يعتبر من الفضاء الخارجي. بينما يمتد الغلاف الجوي للأرض بعيدًا جدًا ، يقع الجزء الأكثر كثافة بالقرب من السطح ، على مسافة 8 إلى 15 كم. تم العثور على حوالي 75٪ من كتلة الغلاف الجوي في هذا الجزء الكثيف. هذا هو السبب في أنه يمكن وصف الارتفاعات العالية بأنها ذات أغلفة جوية “أرق” ، ولماذا يمكن أن يتسبب تسلق الجبال الكبيرة أو زيادة الارتفاع بسرعة في غثيان المرتفعات. هذا “المرض” هو رد فعل جسم الإنسان لوجوده في بيئة غير مضيافة ، منطقة بها هواء أرق لا تحتوي على تركيز قوي من الغازات التي اعتدنا عليها.

انخفاض ضغط الهواء هو السبب الذي يجعلنا نشعر بفرقعة في آذاننا عندما نزيد الارتفاع. يحدث هذا الضغط المنخفض بسبب وجود قوة جاذبية أقل في الأجزاء العلوية من الغلاف الجوي مقارنة بالقوة الأقرب للسطح ، حيث يمكن الشعور بكل وزن الغلاف الجوي.

طبقات الغلاف الجوي

نظرًا لأن الغلاف الجوي بعيد جدًا عن سطح الأرض ، فقد تم تقسيمه إلى عدة طبقات مختلفة. بصرف النظر عن السطح نفسه ، هناك خمس طبقات أخرى في غلافنا الجوي: طبقة التروبوسفير ، والستراتوسفير ، والميزوسفير ، والغلاف الحراري ، وأخيرًا ، الأبعد عن السطح ، الغلاف الخارجي. يتم تقسيم هذه الطبقات على أساس درجة الحرارة.

تروبوسفير

طبقة التروبوسفير هي أقرب طبقة إلى سطح الأرض. هي مساحة من الفضاء تتراوح بين 8 إلى 15 كم تقريبًا فوق سطح الأرض. تشمل هذه الطبقة معظم طبقات السحب جنبًا إلى جنب مع غالبية جزيئات الماء والغبار.

طبقة التروبوسفير ليست بنفس السماكة في جميع أنحاء الأرض. ومن المعروف في الواقع أنه في أنحف درجاته في القطبين الجنوبي والشمالي وأثخن حول خط الاستواء. عندما ترتفع داخل طبقة التروبوسفير ، تبدأ درجات الحرارة في الانخفاض. فوق هذه الطبقة هو ما يشار إليه باسم التروبوبوز.

الستراتوسفير

الستراتوسفير هي الطبقة الثانية من الغلاف الجوي فوق طبقة التروبوسفير مباشرة. يتراوح من حوالي 15 كم فوق سطح الأرض إلى 50 كم (30 ميلاً) فوق سطح الأرض. يشتهر الستراتوسفير باحتوائه على كمية كبيرة من غاز الأوزون ، وهو مركب أكسجين. لهذا السبب ، غالبًا ما يشار إلى هذه المنطقة باسم “طبقة الأوزون”.

غالبًا ما يشار إلى طبقة الأوزون فيما يتعلق بتغير المناخ ، أو يشار إليها على أنها تحتوي على “ثقب”. هذا مهم لأن الأوزون يشكل حاجزًا وقائيًا بين أشعة الشمس القاسية والحياة على الأرض. بدون هذا الحاجز ، سترتفع درجات الحرارة ، وسيزداد التعرض لأشعة الشمس ، مما يجعل الأرض غير صالحة للسكن. هذا هو السبب في أن ضعف طبقة الأوزون كان له مثل هذه الآثار المثيرة للقلق على مناخ الأرض. وبالمثل ، تزداد درجة الحرارة داخل الستراتوسفير مع الارتفاع ، على عكس ما يحدث في الطبقة السفلى. فوق الستراتوسفير ، بينه وبين الطبقة الرسمية التالية ، يوجد الستراتوبوز.

الميزوسفير

تُعرف الطبقة التالية في الغلاف الجوي للأرض باسم الغلاف الجوي الأوسط. يصل الغلاف الجوي إلى 85 كم (53 ميلاً) من سطح الأرض. يكون الجو باردًا جدًا ، حيث توجد أبرد درجات الحرارة في الجزء العلوي من هذه الطبقة حيث يمكن أن تصل إلى -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت). الغلاف الجوي هنا أرق بكثير مما هو أقرب إلى الأرض ، ولكن لا تزال هناك كثافة كافية للتسبب في احتراق الحطام الفضائي عند دخوله إلى هذه الطبقة. هذا هو السبب في أننا نرى النجوم الساطعة ، وهي صخور فضائية تحترق عبر الغلاف الجوي. بالطريقة نفسها ، تحتاج المركبة الفضائية إلى قذائف خاصة مقاومة للحرارة لضمان عدم احتراق الهياكل عند المرور عبر الغلاف الجوي أو إعادة دخوله. مثل الطبقات السابقة ، تعلو طبقة الميزوسفير فترة توقف ، تسمى هذه الطبقة الميزوبوز.

ثيرموسفير
فوق الميزوبوز ، ينتهي الغلاف الحراري بحوالي 600 كيلومتر (372 ميل) من سطح الأرض. كما تقترح البادئة Thermo ، فإن هذه الطبقة بها درجات حرارة أعلى بكثير. نظرًا لأن هذه الطبقة أقرب كثيرًا إلى الشمس ، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 2000 درجة مئوية (3600 درجة فهرنهايت).

إكزوسفير
الطبقة الأخيرة هي المكان الذي يلتقي فيه الغلاف الجوي للأرض بالفضاء الخارجي. تُعرف هذه المنطقة باسم الغلاف الخارجي ، لأنها تدور حول جميع الطبقات الأخرى. هذه الطبقة رقيقة مثل الفضاء نفسه تقريبًا ، حيث أن جاذبية الأرض أضعف من أن تحمل العديد من الجزيئات. هذا يعني أن الطبقة رقيقة للغاية ، وتندمج في الفضاء الخارجي حيث تطفو الجزيئات متحررة من الأرض.

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