ممکن است هوایی را که تنفس می کنیم مسلم بدانیم، اما جو زمین در بین تمام سیارات منحصر به فرد است. تصور می شود که جو اطراف زمین از زمان شکل گیری آن در 4.5 میلیارد سال پیش وجود داشته است. با این حال، فضای ما در طول زمان بسیار توسعه یافته و تغییر کرده است. بدون اتمسفر عزیزمان، سیاره ما بی جان خواهد بود، در طول روز توسط پرتوهای سوزان و تابش خورشید پخته می شود و در طول شب به شدت سرد می شود. در این درس، ما برخی از چیزهایی را که فضای ما را بسیار خاص می کند، بررسی خواهیم کرد.
من در این درس خواهیم آموخت:
جو زمین لایه ای از گازهای اطراف زمین است. اتمسفر توسط گرانش زمین در جای خود ثابت می شود.
اتمسفر زمین را مانند یک پوشش عایق بزرگ محافظت می کند. گرمای خورشید را جذب می کند و گرمای داخل جو را حفظ می کند و به زمین کمک می کند گرم بماند - این اثر گلخانه ای نامیده می شود. همچنین دمای کلی زمین را به خصوص بین شب و روز نسبتاً ثابت نگه می دارد. بنابراین در شب خیلی سرد و در روز خیلی گرم نمی شویم.
همچنین بخشی از جو به نام لایه اوزون وجود دارد که به محافظت از زمین در برابر تشعشعات خورشید کمک می کند. این پتوی بزرگ همچنین به شکل گیری الگوهای آب و هوا و آب و هوای ما کمک می کند. آب و هوا مانع از تشکیل هوای بیش از حد گرم در یک مکان می شود و باعث طوفان و بارندگی می شود. همه این موارد برای زندگی و اکولوژی زمین مهم هستند.
فضا به مکان خاصی ختم نمی شود. هرچه روی زمین بالاتر می روید، جو نازک تر می شود. هیچ مرز مشخصی بین جو و فضای بیرونی وجود ندارد.
75 درصد جو در 11 کیلومتری (6.8 مایل) سطح زمین قرار دارد.
در حالی که اکسیژن برای بیشتر حیات روی زمین ضروری است، اکثر جو زمین از اکسیژن نیست.
جو زمین از حدود 78% نیتروژن، 21% اکسیژن، 0.9% آرگون و 0.1% گازهای دیگر تشکیل شده است.
مقادیر کمی از دی اکسید کربن، متان، بخار آب و نئون از دیگر گازهایی هستند که 0.1 درصد باقیمانده را تشکیل می دهند.
اکسیژن مورد نیاز حیوانات برای تنفس است و دی اکسید کربن توسط گیاهان در فتوسنتز استفاده می شود.
ذرات جامد از جمله خاکستر، گرد و غبار، خاکستر آتشفشانی و غیره، بخش های کوچکی از جو هستند. آنها در ایجاد ابر و مه مهم هستند.
جو زمین به پنج لایه (بالا به پایین) تقسیم می شود:
1. تروپوسفر - تروپوسفر لایه ای است که در کنار زمین یا سطح زمین قرار دارد. این تا حدود 20 کیلومتر (12 مایل) بالاتر از سطح زمین گسترش می یابد. اینجا جایی است که ما زندگی می کنیم و حتی هواپیماها در آن پرواز می کنند. حدود 80 درصد از جرم جو در تروپوسفر است. تروپوسفر توسط سطح زمین گرم می شود.
2. استراتوسفر - استراتوسفر دومین لایه جو زمین است که در بالای تروپوسفر و زیر مزوسفر قرار دارد. لایه استراتوسفر 35 کیلومتر ضخامت دارد. برخلاف تروپوسفر، استراتوسفر گرمای خود را از لایه اوزون جذب کننده تشعشعات خورشید می گیرد. در نتیجه، هر چه از زمین دورتر شوید، گرمتر می شود. بالون های هواشناسی به ارتفاع استراتوسفر می روند.
3. مزوسفر - مزوسفر مستقیماً بالای استراتوسفر و زیر ترموسفر قرار دارد. از حدود 50 تا 85 کیلومتر امتداد دارد. این همان جایی است که اکثر شهاب ها هنگام ورود می سوزند. سردترین مکان روی زمین در بالای مزوسفر است.
4. ترموسفر - ترموسفر بعدی است و هوا در اینجا بسیار رقیق است. دما در ترموسفر می تواند به شدت گرم شود. این لایه در ارتباطات رادیویی بسیار مهم است زیرا به بازتاب امواج رادیویی AM کمک می کند. ایستگاه فضایی بین المللی در قسمت بالایی ترموسفر، در حدود 320 تا 380 کیلومتری بالای زمین می چرخد.
5. اگزوسفر - آخرین لایه و نازک ترین. تا ارتفاع 10000 کیلومتری از سطح زمین می رود. این لایه بالایی است و در فضای بین سیاره ای ادغام می شود.
جایی که یک لایه به لایه بعدی تغییر می کند که "مکث" نامیده می شود. بنابراین تروپوپوز جایی است که تروپوسفر به پایان می رسد. استراتوپوز در انتهای استراتوسفر قرار دارد. مزوپوز در انتهای مزوسفر قرار دارد. به اینها مرز گفته می شود.
خط کارمان یا خط کارمان تلاشی برای تعیین مرز بین جو زمین و فضای بیرونی است.
برخی از قسمت های جو، بسته به ارتفاع، گرم یا سرد هستند. اگر جسمی مستقیماً بالا برود، سردتر می‌شود، اما با بالا رفتن جسم داغ‌تر می‌شود.
میانگین دمای جو در سطح زمین 14 درجه سانتیگراد (57 درجه فارنهایت) است.
تروپوسفر: با افزایش ارتفاع، دمای هوا کاهش می یابد. تروپوسفر در نزدیکی سطح زمین گرمتر است زیرا گرمای زمین این هوا را گرم می کند. با افزایش ارتفاع، تعداد مولکول های هوا کاهش می یابد. بنابراین، میانگین انرژی جنبشی آنها کاهش می یابد. این نتیجه کاهش دمای هوا با افزایش ارتفاع است.
استراتوسفر: با افزایش ارتفاع، دمای هوا افزایش می یابد. استراتوسفر دارای یک لایه ازن به نام لایه اوزون است. این لایه بیشتر اشعه ماوراء بنفش نور خورشید را جذب می کند. این منجر به گرمتر شدن استراتوسفر می شود.
مزوسفر: با افزایش ارتفاع، دمای هوا کاهش می یابد. مزوسفر، مانند لایه تروپوسفر، به دلیل کاهش تراکم مولکول های هوا، با افزایش ارتفاع، دما کاهش می یابد.
ترموسفر: با افزایش ارتفاع، دمای هوا افزایش می یابد. ترموسفر با جذب اشعه ایکس خورشیدی توسط مولکول های نیتروژن و اکسیژن در این لایه بیرونی گرم می شود. بنابراین دمای این لایه با افزایش ارتفاع افزایش می یابد.
جو فشار دارد. این به این دلیل است که اگرچه هوا گازی است، اما وزن دارد. میانگین فشار اتمسفر در سطح دریا حدود 101.4 کیلو پاسکال (14.71 psi) است.
چگالی هوا در سطح دریا حدود 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب است. این چگالی در ارتفاعات بالاتر با همان سرعتی که فشار کمتر می شود کمتر می شود. جرم کل جو حدود 1018 × 5.1 کیلوگرم است که تنها بخش بسیار کوچکی از جرم کل زمین است.
