تنقسم طبقات الغلاف الجوي و سمك الغلاف الجوي و طبقة الغلاف الجوي السفلى و فوائد وجود الغلاف الجوي، هذا ما سوف نتعرف عليه فيما يلي.
تنقسم طبقات الغلاف الجوي
-طبقة التروبوسفير
التروبوسفير هي أدنى طبقات الغلاف الجوي ، بدءًا من مستوى سطح الأرض ، يمتد لأعلى إلى حوالي 10 كم (6.2 ميل أو حوالي 33000 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، نحن نعيش في طبقة التروبوسفير ، وكل الطقس تقريبًا يحدث في هذه الطبقة الدنيا ، تظهر معظم السحب في هذه الطبقة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود 99٪ من بخار الماء في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير ، ينخفض ضغط الهواء وتصبح درجات الحرارة أكثر برودة ، كلما صعدت أعلى في طبقة التروبوسفير.
-طبقة الستراتوسفير
هي الطبقة التالية لأعلى تسمى الستراتوسفير ، يمتد الستراتوسفير من أعلى طبقة التروبوسفير إلى حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) فوق سطح الأرض ، تم العثور على طبقة الأوزون السيئة داخل الستراتوسفير ، تمتص جزيئات الأوزون في هذه الطبقة ضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة من الشمس ، وتحول طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى حرارة ، على عكس التروبوسفير يصبح الستراتوسفير أكثر دفئًا كلما ارتفع هذا الاتجاه لارتفاع درجات الحرارة مع الارتفاع يعني أن الهواء في الستراتوسفير يفتقر إلى الاضطراب وتحديثات التروبوسفير تحتها ، تطير طائرات الركاب التجارية في طبقة الستراتوسفير السفلى ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن هذه الطبقة الأقل اضطرابًا توفر قيادة أكثر سلاسة ، يتدفق التيار النفاث بالقرب من الحدود بين التروبوسفير والستراتوسفير.
-طبقة ميزوسفير
فوق طبقة الستراتوسفير هي ميزوسفير تمتد إلى أعلى على ارتفاع حوالي 85 كم (53 ميلاً) فوق كوكب الارض ، تحترق معظم النيازك في الغلاف الجوي ، على عكس طبقة الستراتوسفير ، فإن درجات الحرارة تنمو مرة أخرى أكثر برودة كلما ارتفعت من خلال الغلاف الجوي ، توجد أبرد درجات الحرارة في الغلاف الجوي للأرض ، حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت) بالقرب من أعلى هذه الطبقة ، الهواء الموجود في الغلاف الجوي رقيق للغاية بحيث لا يستطيع احد التنفس ، ضغط الهواء في الجزء السفلي من الطبقة أقل بكثير من 1٪ من الضغط عند مستوى سطح البحر ، ويستمر في الانخفاض كلما ارتفعت.
-الغلاف الجوي
تسمى طبقة الهواء فوق الغلاف الجوي الغلاف الحراري ، يتم امتصاص الأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة فوق البنفسجية من الشمس في الغلاف الحراري ، مما يرفع درجة حرارته إلى مئات أو في بعض الأحيان آلاف الدرجات ، ومع ذلك فإن الهواء في هذه الطبقة رقيق للغاية لدرجة أنه سيشعر بالتجميد البارد ، من اتجاهات كثيرة يشبه الغلاف الحراري الفضاء الخارجي ، العديد من الأقمار الصناعية في الواقع تدور الأرض داخل الغلاف الحراري ، إن الاختلافات في كمية الطاقة القادمة من الشمس لها تأثير قوي على كل من ارتفاع قمة هذه الطبقة ودرجة الحرارة داخلها ، وبسبب هذا يمكن العثور على الجزء العلوي من الغلاف الحراري في أي مكان بين 500 و 1000 كيلومتر (311 إلى 621 ميلاً) فوق سطح الأرض ، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة في الغلاف الحراري العلوي من حوالي 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) إلى 2000 درجة مئوية (3،632 درجة فهرنهايت) أو أعلى ، يحدث الشفق والأضواء الشمالية والأضواء الجنوبية ، في الغلاف الحراري.
-طبقة اكزوسفير
على الرغم من أن بعض الخبراء يعتبرون الغلاف الحراري الطبقة العليا للغلاف الجوي ، فإن آخرين يعتبرون الغلاف الخارجي بمثابة الحدود النهائية الفعلية للغلاف الغازي للأرض ، كما أن الهواء في الغلاف الخارجي رقيق جدًا ، مما يجعل هذه الطبقة تشبه الفضاء أكثر من الغلاف الحراري ، في الواقع الهواء في الغلاف الخارجي موجود باستمرار على الرغم من أنه تدريجي جدًا يتسرب من الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء الخارجي ، لا يوجد حد علوي واضح حيث يتلاشى الغلاف الخارجي أخيرًا في الفضاء ، تضع تعريفات مختلفة الجزء العلوي من الغلاف الخارجي في مكان ما بين 100000 كم (62000 ميل) و 190،000 كم (120،000 ميل) فوق سطح الأرض ، القيمة الأخيرة هي في منتصف الطريق إلى القمر.
-الأيونوسفير
الأيونوسفير ليس طبقة متميزة مثل الآخرين ولكنها عبارة عن سلسلة من المناطق في أجزاء من الغلاف الجوي والغلاف الحراري حيث أطاح الإشعاع عالي الطاقة من الشمس بالإلكترونات فضفاضة من ذراتها وجزيئاتها ، تسمى الذرات والجزيئات المشحونة كهربائيًا التي يتم تشكيلها بهذه الطريقة أيونات ، مما يمنح الأيونوسفير اسمه ويمنح هذه المنطقة بعض الخصائص الخاصة
سمك الغلاف الجوي
تبلغ سماكة الغلاف الجوي للأرض حوالي 300 ميلًا (480 كيلومترًا)، ولكن معظمه على بعد 10 أميال (16 كيلومتر) عن سطح الأرض . يتناقص ضغط الهواء مع الارتفاع، فعند مستوى سطح البحر تبلغ قيمة ضغط الهواء حوالي 14.7 باوند/إنش مربع (1 كيلوغرام/سنتيمتر مربع). على الارتفاع 10000 قدم (3 كيلومتر)، تبلغ قيمته 10 باوند/إنش مربع (0.7 كيلوغرام/سنتيمتر مربع)، حيث يصعب التنفس بسبب قلة الأكسجين
طبقة الغلاف الجوي السفلى
التروبوسفير: هي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي وتعادل 80% من 5 ترليون طون من الهواء، هذه الطبقة على اتصال مباشر مع الأرض. وهي التي تحدث فيها تبادلات حرارية مهمة مسؤولة عن الظواهر الجوية. وعند الارتفاع في هذه الطبقة ينخفض كل من الضغط ودرجة الحرارة.
فوائد وجود الغلاف الجوي
-يمتص الغلاف الجوي أشعة الشمس الضارة كالأشعة فوق البنفسجية، فيحمي بذلك سطح الارض من الأشعة الكونية، إذ بدون الغلاف الجوي ستصل هذه الأشعة الضارة المسببة للعديد من الأمراض كالأمراض الجلدية أو المؤذية بالعينين، وتساهم طبقة الأوزون في النسبة الأكبر من مكونات الغلاف الجوي في إمتصاص هذه الاشعة، كما إنَّ طبقات الغلاف الجوي المحتوية على الغازات الكثيفة، تمتص أشعة جاما والأشعة السينية، والتي تسبب طفرات وأضرار جينية في حال وصولها لسطح الأرض، حتى أثناء فترة توهج الشمس العالية.
– تمتص جزيئات الغاز في الغلاف الجوي الطاقة الحرارية من الشمس، ثمَّ تنشرها على جميع أنحاء سطح الارض ما يوفر الدفء للكائنات الحية، كما يمتص الغلاف الجوي الأشعة المنعكسة من سطح الأرض ويمنع تسربها للفضاء، الأمر الذي يحمي الأرض من الانخفاض الشديد لدرجة الحرارة ليلًا.
– يحمي سطح الأرض من سقوط الأجسام الفضائية كحطام الكواكب وغيرها، كما يقلل من حدة النيازك المتساقطة على سطح الأرض، إذ تحتك النيازك قبل وصولها للأرض بالغلاف الجوي وتفقد جزءًا من كتلتها، فبدون الغلاف الجوي ستبدو الأرض كسطح القمر مليئًا بالثقوب.
-يعدُّ الغلاف الجوي وسيطًا تتم فيه دورة المياه، إذ تتبخر وتتكاثف وتتساقط الأمطار من خلاله، وفيه تتنتقل الغيوم لمناطق سطح الأرض لتتوزع الأمطار عليه، وبدون الغلاف الجوي ستُغلى المياه وتذهب للفضاء، أو تظل متجمدةً في التجاويف تحت سطح الأرض.
