الغلاف الجوي للأرض

الارض

التقط رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية هذه الصورة التي تظهر الغلاف الجوي والقمر للأرض في 31 يوليو 2011. (رصيد الصورة: تجربة أرصاد الأرض التابعة لمحطة الفضاء الدولية ISS ومختبر علوم وتحليل الصور / مركز جونسون للفضاء.)



اقفز إلى:

الارض هو الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي يتمتع بجو يمكنه الحفاظ على الحياة. إن غطاء الغازات الذي يحيط بكوكبنا لا يحتوي على الهواء الذي نتنفسه فحسب ، بل يحمينا أيضًا من انفجارات الحرارة والإشعاع المنبعث من الشمس. يسخن الكوكب نهارًا ويبرده ليلًا.



يبلغ سمك الغلاف الجوي للأرض حوالي 300 ميل (480 كيلومترًا) ، لكن معظمه يقع في نطاق 10 أميال (16 كيلومترًا) من السطح. ينخفض ​​ضغط الهواء مع الارتفاع. عند مستوى سطح البحر ، يبلغ ضغط الهواء حوالي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة (1 كيلوجرام لكل سنتيمتر مربع) ، والغلاف الجوي كثيف نسبيًا. عند 10000 قدم (3 كم) ، يكون ضغط الهواء 10 أرطال لكل بوصة مربعة (0.7 كجم لكل سم مربع) ، مما يعني أن جزيئات الغاز التي يتكون منها الغلاف الجوي أقل كثافة. هذا يجعل من الصعب على الشخص التنفس والحصول على ما يكفي من الأكسجين للعيش ، على الرغم من وجود أدلة على وجود حياة ميكروبية عاليا في السحب .

متعلق ب: ما هو حجم الأرض؟



مما يتكون غلافنا الجوي؟

وفق ناسا تشمل الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للأرض ما يلي:

  • نيتروجين - 78٪
  • الأكسجين - 21٪
  • الأرجون - 0.93 في المائة
  • ثاني أكسيد الكربون - 0.04٪
  • كميات ضئيلة من النيون والهيليوم والميثان والكريبتون والهيدروجين ، وكذلك بخار الماء

ما هي طبقات الغلاف الجوي للأرض؟

التقط رواد الفضاء هذه الصورة الرائعة لغروب الشمس على المحيط الهندي على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). تقدم الصورة عرضًا من الحافة أو الأطراف للغلاف الجوي للأرض كما يُرى من المدار.

التقط رواد الفضاء هذه الصورة الرائعة لغروب الشمس على المحيط الهندي على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). تقدم الصورة عرضًا من الحافة أو الأطراف للغلاف الجوي للأرض كما يُرى من المدار.(رصيد الصورة: ناسا)



ينقسم الغلاف الجوي للأرض إلى خمس طبقات رئيسية: الغلاف الخارجي والغلاف الحراري والغلاف الجوي والميزوسفير والستراتوسفير والتروبوسفير ، وفقًا لـ ناسا . يخف الغلاف الجوي في كل طبقة أعلى حتى تتبدد الغازات في الفضاء. لا توجد حدود مميزة بين الغلاف الجوي والفضاء ، ولكن هناك خطًا وهميًا على بعد حوالي 62 ميلاً (100 كيلومترًا) من السطح ، يُسمى خط كارمان ، وهو عادةً المكان الذي يقول العلماء فيه إن الغلاف الجوي يلتقي بالفضاء الخارجي.

الالتروبوسفيرهي الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض. يبلغ سمكها من 4 إلى 12 ميلاً (7 إلى 20 كم) وتحتوي على نصف الغلاف الجوي للأرض. يصبح الهواء أكثر دفئًا بالقرب من الأرض ويصبح أكثر برودة في الأعلى. يوجد تقريبًا كل بخار الماء والغبار في الغلاف الجوي في هذه الطبقة وهذا هو سبب وجود السحب هنا.

الالستراتوسفيرهي الطبقة الثانية. يبدأ فوق طبقة التروبوسفير وينتهي بحوالي 31 ميلاً (50 كم) فوق سطح الأرض. الأوزون وفير هنا وهو يسخن الغلاف الجوي بينما يمتص أيضًا الإشعاع الضار من الشمس. الهواء هنا جاف جدًا ، وهو أرق بحوالي ألف مرة مما هو عليه عند مستوى سطح البحر. لهذا السبب ، هذا هو المكان الذي تطير فيه الطائرات النفاثة وبالونات الطقس.



الالميزوسفيريبدأ من 31 ميلاً (50 كم) ويمتد إلى 53 ميلاً (85 كم). الجزء العلوي من الغلاف الجوي ، الذي يُطلق عليه اسم mesopause ، هو أبرد جزء من الغلاف الجوي للأرض ، حيث يبلغ متوسط ​​درجات الحرارة حوالي 130 درجة فهرنهايت (ناقص 90 درجة مئوية). هذه الطبقة يصعب دراستها. لا تتحرك الطائرات والبالونات عالياً بدرجة كافية ، والأقمار الصناعية والمكوكات الفضائية تدور حول ارتفاع كبير جدًا. العلماء يعرفون ذلك الشهب تحترق في هذه الطبقة.

الالغلاف الحرارييمتد من حوالي 56 ميلاً (90 كم) إلى ما بين 310 و 620 ميلاً (500 و 1000 كيلومتر). يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 2700 درجة فهرنهايت (1500 درجة مئوية) على هذا الارتفاع. يعتبر الغلاف الحراري جزءًا من الغلاف الجوي للأرض ، لكن كثافة الهواء منخفضة جدًا لدرجة أن معظم هذه الطبقة هي ما يُعتقد عادةً أنه فضاء خارجي. في الواقع ، هذا هو المكان الذي يوجد فيه ملف مكوك فضائي طار وحيث تدور محطة الفضاء الدولية حول الأرض. هذه هي أيضًا الطبقة التي يحدث فيها الشفق. تصطدم الجسيمات المشحونة من الفضاء بالذرات والجزيئات في الغلاف الحراري ، مما يثيرها في حالات أعلى من الطاقة. تطلق الذرات هذه الطاقة الزائدة عن طريق إصدار فوتونات من الضوء ، والتي نراها على أنها الشفق القطبي الملون والشفق الأسترالي.

الاكسوسفير، الطبقة العليا ، رقيقة للغاية حيث يندمج الغلاف الجوي في الفضاء الخارجي. يتكون من جزيئات مشتتة على نطاق واسع من الهيدروجين والهيليوم.

ما الفرق بين المناخ والطقس؟

تمتد الصحراء الكبرى شرقاً من المحيط الأطلسي بحوالي 3000 ميل إلى نهر النيل والبحر الأحمر ، وجنوباً من جبال الأطلس في المغرب وشواطئ البحر الأبيض المتوسط ​​على بعد أكثر من 1000 ميل إلى السافانا المسماة الساحل.

تتمتع الصحراء الكبرى في شمال إفريقيا بمناخ حار وجاف. يمكن أن يشمل الطقس في الصحراء العواصف الترابية والأيام التي تصل إلى أكثر من 117 درجة فهرنهايت (47 درجة مئوية).(رصيد الصورة: أداة MODIS التابعة لوكالة ناسا (مقياس طيف التصوير ذي الدقة المعتدلة).)

الأرض قادرة على دعم مجموعة واسعة من الكائنات الحية بسبب مناخاتها الإقليمية المتنوعة ، والتي تتراوح من البرودة الشديدة عند القطبين إلى الحرارة الاستوائية عند خط الاستواء. يتم تحديد المناخ الإقليمي من قبل المؤسسة الجامعية لأبحاث الغلاف الجوي كمتوسط ​​حالة الطقس في مكان ما على مدار أكثر من 30 عامًا. غالبًا ما يوصف مناخ المنطقة ، على سبيل المثال ، بأنه مشمس أو عاصف أو جاف أو رطب. يمكن أن تصف هذه أيضًا الطقس في مكان معين ، ولكن بينما يمكن أن يتغير الطقس في غضون ساعات قليلة ، يتغير المناخ على مدى فترة زمنية أطول.

المناخ العالمي للأرض هو متوسط ​​المناخ الإقليمي. لقد برد المناخ العالمي ودفأ عبر التاريخ. اليوم ، نشهد ارتفاعًا سريعًا غير عادي في درجات الحرارة. الإجماع العلمي ، وفق ما ذكره الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، هو أن غازات الدفيئة ، التي تتزايد بسبب الأنشطة البشرية ، تحبس الحرارة في الغلاف الجوي.

الأرض والزهرة والمريخ: قارن الهواء

لفهم تكوين وتكوين الأرض بشكل أفضل ، يقارن العلماء أحيانًا كوكبنا بالزهرة والمريخ. جميع هذه الكواكب الثلاثة صخرية بطبيعتها وهي جزء من النظام الشمسي الداخلي ، مما يعني أنها تقع بين الشمس وحزام الكويكبات.

كوكب الزهرة له جو ثاني أكسيد الكربون شبه كامل ، مع آثار النيتروجين وحمض الكبريتيك. ومع ذلك ، فإن للكوكب أيضًا تأثير الاحتباس الحراري الجامح على سطحه. يجب تعزيز المركبة الفضائية بشكل كبير لتحمل ضغط التكسير (90 مرة أثقل من الأرض) ، ودرجات الحرارة الشبيهة بالفرن (872 فهرنهايت أو 467 درجة مئوية) ، الموجودة على سطحها. كما أن الغيوم كثيفة لدرجة أن السطح غير مرئي في الضوء المرئي. نظرًا لعدم وصول الكثير من الشمس إلى السطح ، فهذا يعني أن كوكب الزهرة ليس لديه تغيرات كبيرة في درجات الحرارة الموسمية.

المريخ لديه أيضا في الغالب جو ثاني أكسيد الكربون ، مع آثار النيتروجين والأرجون والأكسجين وأول أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى. على هذا الكوكب ، يكون الغلاف الجوي أرق بحوالي 100 مرة من الغلاف الجوي للأرض - وهو وضع مختلف تمامًا عن الماضي القديم ، عندما أظهرت الأدلة الجيولوجية أن المياه كانت تتدفق على السطح منذ أكثر من 4.5 مليار سنة. يقترح العلماء أن الغلاف الجوي للمريخ ربما يكون ضعيفًا بمرور الوقت ، إما لأن الشمس جردت الجزيئات الأخف في الغلاف الجوي ، أو لأن تأثيرًا هائلاً لكويكب أو مذنب أدى إلى تجريد الغلاف الجوي بشكل كارثي. يخضع المريخ لتقلبات في درجات الحرارة تتأثر بكمية ضوء الشمس التي تصل إلى السطح ، مما يؤثر أيضًا على أغطية الجليد القطبية (تأثير كبير آخر على الغلاف الجوي).

يقارن العلماء بشكل روتيني الكواكب الخارجية الصخرية الصغيرة بالأرض والزهرة والمريخ للحصول على إحساس أفضل بصلاحيتها للعيش. التعريف المقبول بشكل روتيني لـ 'القابلية للسكن' هو أن الكوكب قريب بما يكفي من النجم لوجود الماء السائل على سطحه. بعيدًا جدًا ، يتحول الماء إلى مثلج ؛ قريب جدًا ، ويتبخر الماء. ومع ذلك ، لا تعتمد القابلية للسكن على المسافة بين النجم والكواكب فحسب ، بل تعتمد أيضًا على الغلاف الجوي للكوكب وتنوع النجم وعوامل أخرى.

مصادر إضافية

  • تحقق من NOAA's SciJinks صفحة لشرح على مستوى الأطفال حول كيفية تشكل الغلاف الجوي للأرض.
  • تعرف على المزيد حول الزيادة التاريخية في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من Climate.gov .
  • اقرأ عن العالم الرائع لـ الميكروبيوم الجوي في Scientific American.

شارك في التقرير إليزابيث هاول من موقع ProfoundSpace.org. تم تحديث هذه المقالة في 20 يوليو 2021 بواسطة المساهم في موقع demokratija.eu فيكي شتاين.