الغلاف الجوي للأرض يحيط بنا في كل مكان. معظم الناس يعتبرونه أمرا مفروغا منه. لكن لا تفعل. من بين أمور أخرى ، فهو يحمينا من الإشعاع ويمنع مياهنا الثمينة من التبخر في الفضاء. إنه يحافظ على كوكب الأرض دافئًا ويزودنا بالأكسجين للتنفس. في الواقع ، يجعل الغلاف الجوي الأرض مكانًا مناسبًا للعيش ، ومحلًا محبوبًا للمنزل الجميل.
يمتد الغلاف الجوي من سطح الأرض إلى أكثر من 10000 كيلومتر (6200 ميل) فوق الكوكب. تلك الـ 10000 كيلومتر مقسمة إلى خمس طبقات متميزة. من الطبقة السفلية إلى الأعلى ، يكون للهواء في كل منها نفس التكوين. ولكن كلما تقدمت في مستوى أعلى ، كلما تباعدت جزيئات الهواء هذه.
هل أنت جاهز للوصول إلى السماء؟ إليك نظرة عامة ، طبقة تلو الأخرى:
تروبوسفير:طول سطح الأرض ما بين 8 و 14 كيلومترًا (5 و 9 أميال)
انطلق ، ألصق رأسك مباشرة في طبقة التروبوسفير (TROH-poh-sfear). تبدأ هذه الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي عند الأرض وتمتد 14 كيلومترًا (9 أميال) عند خط الاستواء. هذا هو المكان الأكثر سمكا. إنه أنحف فوق القطبين ، فقط 8 كيلومترات (5 أميال) أو نحو ذلك. تحتوي طبقة التروبوسفير على كل بخار الماء على الأرض تقريبًا. إنه المكان الذي تسير فيه معظم السحب مع الرياح ويحدث الطقس. يدور بخار الماء والهواء باستمرار في التيارات الحرارية المضطربة. ليس من المستغرب أن طبقة التروبوسفير هي أيضًا الطبقة الأكثر كثافة. يحتوي على ما يصل إلى 80 في المائة من كتلة الغلاف الجوي بأكمله. كلما تقدمت في هذه الطبقة ، كلما أصبحت أكثر برودة. هل تريد ثلجًا في الصيف؟ توجه إلى حيث يستحم التروبوسفير العلوي أعلى القمم. تُعرف الحدود بين التروبوسفير والطبقة التالية باسم التروبوبوز.
الستراتوسفير:14 إلى 64 كم (9 إلى 31 ميلاً)
على عكس طبقة التروبوسفير ، تزداد درجات الحرارة في هذه الطبقة مع الارتفاع. طبقة الستراتوسفير جافة جدًا ، لذلك نادرًا ما تتشكل السحب هنا. كما أنه يحتوي على معظم جزيئات الأوزون الموجودة في الغلاف الجوي ، وهي جزيئات ثلاثية مكونة من ثلاث ذرات أكسجين. عند هذا الارتفاع ، يحمي الأوزون الحياة على الأرض من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة. إنها طبقة مستقرة جدًا ، مع القليل من الدورة الدموية. لهذا السبب ، تميل شركات الطيران التجارية إلى الطيران في طبقة الستراتوسفير السفلى للحفاظ على سلاسة الرحلات الجوية. هذا النقص في الحركة العمودية يفسر أيضًا سبب ميل الأشياء التي تدخل في الستراتوسفير إلى البقاء هناك لفترة طويلة. قد تشمل هذه "الأشياء" جزيئات الهباء الجوي التي انطلقت باتجاه السماء بفعل الانفجارات البركانية ، وحتى الدخان الناتج عن حرائق الغابات. تحتوي هذه الطبقة أيضًا على ملوثات متراكمة ، مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية (Klor-oh-FLOR-oh-kar-buns). هذه المواد الكيميائية المعروفة باسم مركبات الكربون الكلورية فلورية ، يمكنها تدمير طبقة الأوزون الواقية ، مما يؤدي إلى ترققها إلى حد كبير. في الجزء العلوي من الستراتوسفير ، والتي تسمى الستراتوبوز ، يكون الهواء فقط جزء من ألف من كثافة سطح الأرض.
Mesosphere:64 إلى 85 كم (31 إلى 53 ميلاً)
لا يعرف العلماء الكثير عن هذه الطبقة. من الصعب الدراسة فقط. الطائرات وبالونات البحث لا تعمل بهذا الارتفاع والأقمار الصناعية تدور حول أعلى. نحن نعلم أن طبقة الميزوسفير (MAY-so-sfere) هي المكان الذي تحترق فيه معظم النيازك بشكل غير ضار أثناء اندفاعها نحو الأرض. بالقرب من قمة هذه الطبقة ، تنخفض درجات الحرارة إلى أدنى مستوياتها في الغلاف الجوي للأرض - حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت). يُطلق على الخط الذي يشير إلى الجزء العلوي من الغلاف الجوي ، كما خمنت ، اسم الميزوبوس. إذا سافرت إلى هذا الحد ، فتهانينا! أنت رسميًا مسافر فضائي - ويعرف أيضًا باسم رائد الفضاء - وفقًا لسلاح الجو الأمريكي.
يُعرف الميزوبوس أيضًا باسم خط كرمان. سميت على اسم الفيزيائي المجري المولد ثيودور فون كارمان. كان يتطلع إلى تحديد الحافة السفلية لما يمكن أن يشكل الفضاء الخارجي. قام بإعداده على ارتفاع حوالي 80 كيلومترًا (50 ميلاً). قبلت بعض وكالات الحكومة الأمريكية ذلك باعتباره تحديدًا للمكان الذي يبدأ منه الفضاء. وتقول وكالات أخرى إن هذا الخط التخيلي أعلى قليلاً:100 كيلومتر (62 ميلاً).
الأيونوسفير عبارة عن منطقة من الجسيمات المشحونة تمتد من طبقة الستراتوسفير العليا أو الطبقة الوسطى من الغلاف الجوي على طول الطريق إلى الغلاف الخارجي. الأيونوسفير قادر على عكس موجات الراديو ؛ هذا يسمح بالاتصالات اللاسلكية.
درجة الحرارة:85 إلى 600 كم (53 إلى 372 ميلاً)
الطبقة التالية هي الغلاف الحراري. يمتص الأشعة السينية والطاقة فوق البنفسجية من الشمس ، مما يحمي منا على الأرض من هذه الأشعة الضارة. كما أن الصعود والهبوط في تلك الطاقة الشمسية يجعل الغلاف الحراري يتغير بشكل كبير في درجة الحرارة. يمكن أن ينتقل من بارد جدًا إلى حار مثل حوالي 1980 درجة مئوية (3600 درجة فهرنهايت) بالقرب من القمة. يتسبب ناتج الطاقة المتغير للشمس أيضًا في تمدد سماكة هذه الطبقة أثناء تسخينها وتقلصها أثناء تبريدها. مع كل الجسيمات المشحونة ، يعد الغلاف الحراري أيضًا موطنًا لعروض الضوء السماوية الجميلة المعروفة باسم الشفق. تسمى الحدود العليا لهذه الطبقة بالانقطاع الحراري.
Exosphere:600 إلى 10000 كم (372 إلى 6200 ميل)
تسمى الطبقة العلوية من الغلاف الجوي للأرض الغلاف الخارجي. تُعرف حدودها الدنيا باسم exobase. الغلاف الخارجي ليس له قمة محددة بدقة. بدلاً من ذلك ، يتلاشى أكثر في الفضاء. جزيئات الهواء في هذا الجزء من غلافنا الجوي متباعدة جدًا لدرجة أنها نادراً ما تصطدم ببعضها البعض. لا تزال جاذبية الأرض تتمتع ببعض الشد هنا ، لكنها كافية للحفاظ على معظم جزيئات الهواء المتناثرة من الانجراف بعيدًا. ومع ذلك ، فإن بعض جزيئات الهواء - أجزاء صغيرة جدًا من الغلاف الجوي - تطفو بعيدًا ، وتضيع على الأرض إلى الأبد.
حقائق ممتعة
- يمكن أن تنتشر موجات الصدمة من الزلازل والانفجارات البركانية والانفجارات على سطح الأرض عبر الغلاف الجوي.
- تدور محطة الفضاء الدولية حول الأرض على ارتفاع متوسط يبلغ حوالي 400 كيلومتر (250 ميلاً). هذا داخل الغلاف الحراري. تعمل الأقمار الصناعية أيضًا في هذه المنطقة وأعلى ، في الغلاف الخارجي.
- الغلاف الحراري مليء بالحطام من صنع الإنسان ، مثل الأقمار الصناعية القديمة وقطع الصواريخ. كل عام ، تؤدي الاصطدامات بين هذه العناصر إلى مزيد من الحطام. بالدوران بمعدلات سرعة لا تصدق ، حتى الجسيمات في حجم حبة البازلاء يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة للأقمار الصناعية العاملة. تعرضت محطة الفضاء الدولية للعديد من الحوادث الوشيكة مع الحطام الفضائي ، ثم تغير موقعها في المدار بين الحين والآخر لتجنب الاصطدامات.
- تحدث غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء وأكسيد النيتروز بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. لكن النشاط البشري عزز مستوياتها. تمتص الحرارة من الأرض وتعود إلى السطح مرة أخرى ، مما يزيد من ارتفاع درجة الحرارة.
