عدد طبقات الغلاف الجوي بالتفصيل مع شرح وافى لتعريفاتها وكم يبلغ عددها وماهى تكوينها كل ذلك فى هذه المقالة الشيقة.
غلاف الأرض الجوي
غلاف الأرض الجوي هو طبقة من خليط من غازات تحيط بالكرة الأرضية مجذوبة إليها بفعل الجاذبية الأرضية.ويحتوي على 78.09% من غاز النيتروجين و20.95% أكسجين و0.93% آرغون و 0.04% ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، وهيدروجين، وهيليوم، ونيون، وزينون. ويحمي الغلاف الجوي الأرض من امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ويعمل على اعتدال درجات الحرارة على سطح الكوكب.
يعتبر الغلاف الجوي مستودعاً كبيراً للمياه يستخدم لنقل الماء حول الأرض، إذ يصل حجم الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى حوالي 12.900 كيلومتر مكعب يتساقط معظمها على شكل أمطار في المحيطات والبحار حيث أنه إذا حدث وسقطت كل المياه الموجودة في الغلاف الجوي في آن واحد كأمطار فإنها ستغطي الكرة الأرضية بعمق يصل إلى 2.5 سم. ويقدر ثقل السحب التي يحتويها بآلاف المليارات من الأطنان.
تركيب الغلاف الجوي
يقسم العلماء الغلاف الجوي إلى أربع طبقات بناء على اختلاف درجـة الحـرارة. وهـذه الطبقات مرتبة مــن الأدنـى إلى الأعلى هي:
1- طبقة التروبوسفير
2- الستراتـوسـفير (الطبقة الجوية العليا)
3- الميزوسفير (الغلاف الأوسط)
4- الثيرموسفير (الغلاف الحراري).
يقل سُمك الغلاف الجوي كلما ارتفعنا عن سطح الأرض. وتتلاشى الطبقة الخارجية للغلاف الجوي بالتدريج في الفضاء الخارجي حيث تقابل الرياح الشمسية. والرياح الشمسية دفق مستمر من الجسيمات المشحونة من الشمس.
فوائد الغلاف الجوي
لم يخلق الله سبحانه وتعالى أي شيءٍ عبثاً، وللغلاف الجوي فوائد كثيرة، تجعل من وجوده ضرورة لاستمرار الحياة على كوكب الأرض، ومن أهم فوائده ما يلي :
-يعتبر درعاً واقياً وحامياً للأرض، يحميها من جميع الإشعاعات الضارة المتدفقة من الفضاء، كما يقلل نسبة الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس للأرض.
-يحمي الأرض من ارتطام الشهب والنيازك فيها، ويعمل على اشتعالها وتفتتها قبل وصول الأرض.
-يعمل على تنظيم عملية انتشار وتشتت الضوء بالشكل السليم، حيث يمتص بعض الإشعاعات، ويعكس بعضها.
-يسمح بمرور الأشعة المرئية، والأشعة تحت الحمراء، لاستمرار الحياة على الأرض.
-يوازن درجة الحرارة على كوكب الأرض، فيمنع ارتفاعها لدرجات عالية، أو انخفاضها لدرجات التجمد.
عدد طبقات الغلاف الجوي
اختلف العلماء في عدد طبقات الغلاف الجوي فمنهم من اعتبر أن عددها خمسة، وهناك من قسمها على أنها أربعة ومنهم من جعلها سبعة، وتباينت آراؤهم حول درجات الحرارة في كل طبقة ولكن أشهرها كالآتي:
-طبقة التروبوسفير: وهي طبقة سفلية تُلامس سطح القشرة الأرضية مباشرةً، ويتفاوت سمكها بين 5 أميال عند القطبين، إلى 11 ميلًا عند الأقاليم المدارية، وتقل درجة الحرارة في هذه الطبقة مع الارتفاع، وهي غير مستقرة لحدوث بعض المطبات الهوائية والطيران وبعض الظواهر الجوية وغيرها، وتحتوي هذه الطبقة على أبخرة المياه المتصاعدة من الأرض، ونهاية هذه الطبقة تسمى التروبوبوز.
-طبقة التروبوبوز: وهي الطبقة الهامشية بين طبقتي الستراتوسفير والتروبوسفير، وتبلغ درجة الهواء فيها 80 ف، كما أنها تتعرض لهبات من الرياح قوية السرعة تسمى “بالتيارات النفاثة”.
-طبقة الاستراتوسفير: وهي الطبقة التي تعتلي طبقة التروبوسفير وتُعرف “بالطبقة الجوية العليا”، وتبدأ من طبقة التوبوبوز ويصل حتى ارتفاع 50\55 كم من سطح الكرة الأرضية، وترتفع درجات الحرارة عند الارتفاع، وأهم ما يميزها استقرارها لخلو المطبات الهوائية فيها، وتحتوي على غاز الأوزون، ولكنها خالية من أبخرة المياه والظواهر الجوية، كما أن نهاية هذه الطبقة هي طبقة وهمية تسمى “بالاستراتوبوز”.
-طبقة الميزوسفير: وهي الطبقة الهوائية “الوسطى” التي تقع في خلف الأطراف العليا لطبقة الاستراتوبوز، وتتميز بارتفاع درجات الحرارة في الجزء السفلي منها، وتنخفض تدريجيًا عند الارتفاع وبلوغ الجزء العلوي من طبقة الميزوسفير والتي تبعد ما يقارب 50\45 ميلًا عن سطح الأرض، حيث تنعدم فيها نسبة أبخرة المياه، كما تتسم بحدوث بعض الدوامات الهوائية، إلا أنها مستقرة من حيث حدوث الظواهر الطبيعية، وهي الطبقة المسئولة عن احتراق الشهب والنيازك القادمة من الفضاء قبل وصولها إلى الأرض، وتنتهي عند طبقة وهمية تُدعى “الميزوبوز”.
– طبقة الثورموسفير: وهي الطبقة التي تمتدّ من الميزوبوز إلى نهاية الغلاف الجوي، أوضحت الأبحاث العلمية المختصة للطبقات العليا من الغلاف الجوي بأن درجات الحرارة في هذه الطبقة تتميز بارتفاعها، وقد تصل درجات الحرارة ما يقارب 2000 ف، وذلك نتيجةً لامتصاص ذرات الأكسجين للأشعة الفوق البنفسجية، وتنتشر فيها أيونات عديدة من الأكسجين والنيتروجين، كما يتجاوز سمكها 300 ميل.
أصل الغلاف الجوي
ليس هنالك تاريخ محدد يمكن أن يعوَّل عليه في تكوين فكرة صحيحة عن تاريخ تكوين الغلاف الجوي، على أن بعض الباحثين في تاريخ نشأة الأرض يرجحون أنها قد تشكلت منذ 4،5 مليار سنة، وغالبًا لم تكن تحتوي على غلاف جوي. وبالتدريج بدأت الغازات المنطلقة من الأرض تتجمع حولها. فعلى سبيل المثال، أطلقت أعداد هائلة من البراكين على الأرض الناشئة العديد من الغازات مثل النشادر وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والنيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وبخار الماء. وبذلك شكَّلت هذه الغازات المنبعثة من البراكين الجزء الأكبر من الغلاف الجوي القديم لسطح الأرض. وتكاثف جزء كبير من بخار الماء المنبعث من البراكين ليشكل الأنهار والبحيرات والمحيطات. أما بقية الغازات المكونة للغلاف الجوي القديم فقد ذابت في المحيطات أو كونت صخور القشرة الأرضية. ولكن معظم النيتروجين بقي في الغلاف الجوي، وأضيف إليه لاحقًا غاز الأرجون والزينون بفعل تحلل بعض العناصر المشعة على سطح الأرض. ويبدو أن الغلاف الجوي في الأزمنة القديمة لم يكن يحتوي على نسبة كبيرة من الأكسجين، ولكن بعد ظهور الطحالب وغيرها من الكائنات النباتية الخضراء في المحيطات قبل 3،5 مليار سنة، بدأت كمية الأكسجين بالازدياد نتيجة لعملية التركيب الضوئي. وبانتشار النباتات على سطح الأرض يضاف مزيد من الأكسجين إلى الغلاف الجوي. وقبل 400 مليون سنة كان الغلاف الجوي يحتوي غالبًا على نفس كمية الأكسجين التي يحتوي عليها الآن.ومع مرور الأيام أحدثت الأنشطة البشرية تغييرات مهمة في تركيب الغلاف الجوي. فمثلاً، يضاف ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي بفعل احتراق فحم أو زيت أو وقود يحتوي على الكربون. فمنذ عام 1900م، تسبب استخدام مثل هذه الأنواع من الوقود في إحداث زيادة في ثاني أكسيد الكربون قدرها 15% من حجم ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي. وعمومًا، بقيت نسبة الغازات في الغلاف الجوي كما هي تقريبًا عبر ملايين السنين.
