قد نأخذ الهواء الذي نتنفسه كأمر مسلم به ، لكن الغلاف الجوي للأرض فريد من نوعه بين جميع الكواكب. يُعتقد أن الغلاف الجوي المحيط بالأرض موجود منذ تكوينه قبل 4.5 مليار سنة. ومع ذلك ، فقد تطور جونا وتغير كثيرًا عبر الزمن. بدون غلافنا الجوي العزيز ، لكان كوكبنا بلا حياة ، مخبوزًا بأشعة الشمس الحارقة وإشعاع الشمس أثناء النهار وبرودة شديدة البرودة أثناء الليل. في هذا الدرس ، سوف نستكشف بعض الأشياء التي تجعل غلافنا الجوي مميزًا للغاية.
هذا الدرس سوف نتعلم:
الغلاف الجوي للأرض هو طبقة الغازات حول الأرض. الغلاف الجوي مثبت في مكانه بفعل جاذبية الأرض.
الغلاف الجوي يحمي الأرض مثل غطاء كبير من العزل. تمتص حرارة الشمس وتحافظ على الحرارة داخل الغلاف الجوي مما يساعد الأرض على البقاء دافئة - وهذا ما يسمى تأثير الاحتباس الحراري. كما أنه يحافظ على درجة حرارة الأرض الإجمالية ثابتة إلى حد ما ، خاصة بين الليل والنهار. لذلك لا نشعر بالبرودة الشديدة في الليل وحرارة شديدة أثناء النهار.
يوجد أيضًا جزء من الغلاف الجوي يسمى طبقة الأوزون ، والتي تساعد على حماية الأرض من إشعاع الشمس. تساعد هذه البطانية الكبيرة أيضًا في تشكيل أنماط الطقس لدينا ومناخنا. يمنع الطقس الكثير من الهواء الساخن من التكون في مكان واحد ويسبب العواصف والأمطار. كل هذه الأشياء مهمة للحياة وبيئة الأرض.
لا ينتهي الجو في مكان معين. كلما صعدت إلى مستوى أعلى على الأرض ، يصبح الغلاف الجوي أرق. لا توجد حدود واضحة بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي.
75٪ من الغلاف الجوي يقع على بعد 11 كيلومترًا (6.8 ميل) من سطح الأرض.
في حين أن الأكسجين ضروري لمعظم الحياة على الأرض ، فإن غالبية الغلاف الجوي للأرض ليس أكسجين.
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 نسبة 0.1٪ المتبقية.
تحتاج الحيوانات إلى الأكسجين للتنفس وتستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي.
الجسيمات الصلبة ، بما في ذلك الرماد والغبار والرماد البركاني وما إلى ذلك ، هي أجزاء صغيرة من الغلاف الجوي. هم مهمون في صنع السحب والضباب.
ينقسم الغلاف الجوي للأرض إلى خمس طبقات (من أعلى إلى أسفل):
1. التروبوسفير - التروبوسفير هو الطبقة المجاورة للأرض أو سطح الأرض. يمتد إلى حوالي 20 كم (12 ميلاً) فوق سطح الأرض. هذا هو المكان الذي نعيش فيه وحتى حيث تطير الطائرات. يوجد حوالي 80٪ من كتلة الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير. يتم تسخين طبقة التروبوسفير بواسطة سطح الأرض.
2. الستراتوسفير - الستراتوسفير هي الطبقة الثانية من الغلاف الجوي للأرض ، وتقع فوق طبقة التروبوسفير وتحت طبقة الميزوسفير. يبلغ سمك طبقة الستراتوسفير 35 كم. على عكس طبقة التروبوسفير ، فإن الستراتوسفير تحصل على حرارتها من طبقة الأوزون التي تمتص الإشعاع من الشمس. ونتيجة لذلك ، يصبح الجو أكثر دفئًا كلما ابتعدت عن الأرض. ترتفع بالونات الطقس إلى ارتفاع الستراتوسفير.
3. Mesosphere - يقع الميزوسفير مباشرة فوق طبقة الستراتوسفير وتحت الغلاف الحراري. يمتد من حوالي 50 إلى 85 كم. هذا هو المكان الذي تحترق فيه معظم الشهب عند الدخول. يقع أبرد مكان على وجه الأرض في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.
4. الغلاف الجوي - الغلاف الحراري هو التالي والهواء رقيق جدًا هنا. يمكن أن تصبح درجات الحرارة شديدة الحرارة في الغلاف الحراري. هذه الطبقة مهمة جدًا في الاتصالات الراديوية لأنها تساعد على عكس موجات الراديو AM. تدور محطة الفضاء الدولية داخل الجزء العلوي من الغلاف الحراري ، على ارتفاع يتراوح بين 320 و 380 كيلومترًا فوق الأرض.
5. إكزوسفير - الطبقة الأخيرة والأنحف. يصل طوله إلى 10000 كيلومتر فوق سطح الأرض. هذه هي الطبقة العليا وتندمج في الفضاء بين الكواكب.
حيث تتغير إحدى الطبقات إلى الطبقة التالية ليتم تسميتها "توقف مؤقت". لذا فإن التروبوبوز هو المكان الذي ينتهي فيه التروبوسفير. الستراتوبوز في نهاية الستراتوسفير. يقع الميزوبوس في نهاية طبقة الميزوسفير. هذه تسمى الحدود.
خط كارمان ، أو خط كرمان ، هو محاولة لتحديد الحدود بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء الخارجي.
بعض أجزاء الغلاف الجوي حارة أو باردة حسب الارتفاع. إذا صعد جسم ما بشكل مستقيم ، فسيصبح أكثر برودة ، ولكن بعد ذلك سيزداد سخونة كلما ارتفع الجسم إلى أعلى.
يبلغ متوسط درجة حرارة الغلاف الجوي على سطح الأرض 14 درجة مئوية (57 درجة فهرنهايت).
التروبوسفير: كلما زاد الارتفاع ، تنخفض درجة حرارة الهواء. ترتفع درجة حرارة طبقة التروبوسفير بالقرب من سطح الأرض لأن الحرارة المنبعثة من الأرض تسخن هذا الهواء. مع زيادة الارتفاع ، يتناقص عدد جزيئات الهواء ؛ وبالتالي ، فإن متوسط طاقتها الحركية ينخفض. هذه النتيجة هي انخفاض في درجة حرارة الهواء مع زيادة في الارتفاع.
الستراتوسفير: مع زيادة الارتفاع ، تزداد درجة حرارة الهواء. يحتوي الستراتوسفير على طبقة من الأوزون تسمى طبقة الأوزون. تمتص هذه الطبقة معظم الأشعة فوق البنفسجية من ضوء الشمس. ينتج عن هذا أن طبقة الستراتوسفير أكثر دفئًا.
Mesosphere: كلما زاد الارتفاع ، تنخفض درجة حرارة الهواء. الغلاف الجوي ، مثل طبقة التروبوسفير ، لديه انخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع بسبب الانخفاض في كثافة جزيئات الهواء.
الغلاف الجوي: مع زيادة الارتفاع ، تزداد درجة حرارة الهواء. يتم تدفئة الغلاف الحراري عن طريق امتصاص الأشعة السينية الشمسية بواسطة جزيئات النيتروجين والأكسجين في هذه الطبقة الخارجية. وبالتالي ، تزداد درجة حرارة هذه الطبقة مع الارتفاع.
الغلاف الجوي له ضغط. هذا لأنه على الرغم من أن الهواء عبارة عن غاز ، إلا أنه له وزن. يبلغ متوسط الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر حوالي 101.4 كيلو باسكال (14.71 رطل / بوصة مربعة).
تبلغ كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر حوالي 1.2 كيلوجرام لكل متر مكعب. تصبح هذه الكثافة أقل في الارتفاعات العالية بنفس المعدل الذي يصبح فيه الضغط أقل. تبلغ الكتلة الكلية للغلاف الجوي حوالي 5.1 × 1018 كجم ، وهو جزء صغير جدًا من الكتلة الكلية للأرض.
