مكونات الغلاف الجوي

إن الغلاف الجوي الأرضي يعرف على أنه غلاف مكون من الهباء الجوي والغازات حيث يمتد من المحيط والأرض والسطوح المغطاة بالجليد وحتى الفضاء الخارجي.

نلاحظ أن كثافة الغلاف الجوي تنخفض كلما اقتربنا من الخارج وذلك لأن جاذبية كوكب الأرض تسحب كل المكونات وبالتالي تكون أكثف كلما كنا قريبين من سطح الأرض.

سنتحدث في هذا المقال عن الغلاف الجوي الأرضي، ما هو؟ ما هي مكونات الغلاف الجوي؟ وأيضًا عن طبقاته العديدة.

مكونات الغلاف الجوي الأساسية

كما سبق وذكرنا فإن كتلة الغلاف الجوي لكوكب الأرض تتركز ضمن الطبقات الأولى منه أي على ارتفاع هو ما بين ال64 كيلو متر وحتى 80 كيلو متر عن مستوى سطح الأرض.

إن نسبة الغازات في هذه المسافة تكون متساوية تقريبًا مع استثناء التركيز العالي لغاز الأوزون الذي يشكل طبقة كاملة تماما بالتالي يصبح الغلاف الجوي متضمن لعدة غازات هي كالتالي:

• غاز النتروجين بنسبة 78.09%.
• غاز الأكسجين بنسبة 20.95%.
• غاز الآرغون بنسبة 0.93%.
• غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 0.03%.

نسبة ضئيلة جداً من كل من الغازات التالية:

• غاز النيون.
• غاز الزينون.
• غاز الأوزون.
• غاز الهيدروجين.
• غاز الهيليوم.
• غاز الكريبتون.
• غاز الميثان.

إن الغلاف الجوي السفلي من الأرض يتضمن بخار الماء وهو العنصر الأساسي الذي يحدد نسبة الرطوبة الموجودة فيه.

يتضمن أيضًا الغلاف الجوي كائنات حية دقيقة جدًا وحبوب الطلع مع بعض الشوائب الصلبة والغازية التي تنتج عن الأنشطة البشرية.

ما هي طبقات الغلاف الجوي

يمتلك الغلاف الجوي ست طبقات مختلفة هي كالتالي بالترتيب:

•  طبقة التروبوسفير: وهي الطبقة الأولى ضمن الغلاف الجوي وتعد أيضًا الطبقة التي نعيش بها حيث تمتد من سطح الأرض وحتى ارتفاع عشرة كيلو متر فوق مستوى سطح البحر.

إن كل العمليات المناخية والجوية تحدث في هذه الطبقة وذلك لأن بخار الماء يتواجد فيها حيث ينخفض مستوى ضغط الهواء وتقل درجة الحرارة كلما زاد الارتفاع.

• طبقة الستراتوسفير: وهي الطبقة الثانية في الغلاف الجوي وتعد أقل اضطرابًا بكثير من طبقة التروبوسفير حيث تسير فيها الرحلات الجوية بالقسم السفلي منها وتكون ميسرة وسهلة.

تمتد هذه الطبقة من أعلى التروبوسفير وحتى ٥٠ كيلو متر فوق سطح الارض، وتتوضع فيها طبقة الأوزون الضارة جدًا والتي تمتص الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة من الشمس وتقوم بتحويلها لحرارة.

نلاحظ هنا أن درجة الحرارة تزداد كلما ارتفعنا بعكس طبقة التروبوسفير.

• طبقة الميزوسفير: إن هذه الطبقة تقع فوق الستراتوسفير وتمتد لحتى ارتفاع ٨٥ كيلو متر فوق مستوى سطح الارض وتحترق النيازك في هذه الطبقة ولكن نلاحظ أن درجة الحرارة تنخفض كلما زاد الارتفاع.

•  طبقة الثيرموسفير: توجد طبقة الثيرموسفير على ارتفاع يتراوح بين ال٥٠٠ إلى ١٠٠٠ كيلو متر فوق مستوى الارض وهي طبقة مفتقدة للهواء.

ترتفع درجة الحرارة فيها بشكل كيير حيث أنه يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية ضمنها وبالتالي تتراوح بين المئات والى الآلاف وعادة تكون بين ال٥٠٠ وال٢٠٠٠ درجة مئوية.

تدور في هذه الطبقة العديد من الأقمار الصناعية.

•  طبقة الإكزوسفير: يعتقد أغلب الخبراء أن هذه الطبقة تعد الأخيرة من بين طبقات الغلاف الجوي حيث توجد تقريبًا على ارتفاع يصل لمئة الف كيلو متر وحتى المئة وتسعين الف كيلو متر فوق مستوى الارض.

يكون الهواء ضمن الإكزوسفير رقيق جدًا وهذا يجعلها مشابهة للفضاء الخارجي أكثر بكثير من شبهها للغلاف الجوي المحيط بالكرة الأرضية.

• طبقة الآينوسفير: تسمى أيضًا بالغلاف الأيوني وهي لا تعد طبقة فعلية وإنما مجرد سلسلة من المناطق في الثيرموسفير والميزوسفير وذلك لأن الإشعاعات المنبعثة من الشمس قد أدت لتسريب الإلكترونات عبر الذرات والجزيئات التي يطلق عليها أيضًا ايونات.

أسباب تلوث الغلاف الجوي

إن تلوث الغلاف الجوي يحدث بشكل أساسي بعد احتراق الوقود الأحفوري الذي يتضمن الكبريت والفحم حيث تكون النتيجة انبعاث كميات ضخمة من ثاني أكسيد الكبريت والدخان وهو أمر يحدث في الصناعات المتقدمة.

إن استخدام وسائل النقل المتعددة يسبب أيضًا انبعاث أكسيد النتروجين وكميات كبيرة من أول أكسيد الكربون وغيره من المواد والمركبات المتطايرة العضوية والجزيئات المسببة والمساهمة بعملية التلوث.

لا ننسى أن ثاني أكسيد النتروجين وغيره من المركبات العضوية المتطايرة سوف يتعرض لأشعة الشمس وبالتالي سيكون الأوزون وهو أمر يؤثر بشكل سلبي بكل الحياة الطبيعية وبصحة الإنسان بشكل خاص.

أهمية وجود الغلاف الجوي

• يتضمن الغازات الضرورية لاستمرار الحياة:

يشكل غاز النتروجين النسبة الأكبر في تركيب الغلاف الجوي، كما يضم أيضًا غازي الأوكسجين وثاني أوكسيد الكربون المهمان للتنفس واستمرار الحياة على سطح الأرض. حيث يلزم غاز الأوكسجين لتنفس الإنسان والحيوان، كما يلزم ثاني أوكسيد الكربون في عملية التركيب الضوئي للنبات، حيث يتحول إلى كربوهيدرات تشكل الغذاء الرئيسي لنمو النبات وإنتاجه.

• حماية الأرض من الإشعاعات الضارة:

يلعب الغلاف الجوي دورًا هامًا في حماية كوكب الأرض من أشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية الضارة، كما يساهم في الحفاظ على درجات الحرارة ضمن نطاق يصلح للحياة على سطح الأرض، وذلك عن طرق جزيئات الغاز الموجودة ضمن تركيب الغلاف الجوي، فهي تمتص الأشعة الشمسية أثناء النهار، وبذلك تحفظ بعضًا من حرارة الشمس، وتطلق هذه الحرارة أثناء الليل لتعديل تفاوت درجات الحرارة.

• دورة المياه على سطح الأرض:

للغلاف الجوي دور فاعل ومؤثر في دورة المياه على سطح الأرض، حيث تساعد الغازات الموجودة في الغلاف الجوي على تكثيف بخار الماء عند ارتفاعه إلى الطبقات العليا الباردة من الغلاف، ونتيجة التكاثف يتحول إلى قطرات مياه تتجمع مشكلةً السحب التي يدفعها الهواء من منطقة إلى أخرى، وتتساقط على هيئة أمطار فتعود المياه مرةً أخرى إلى الأرض.

من الجدير بالذكر أن التأثير الأكبر الملاحظ للغلاف الجوي هو تأثيره على الطقس والأحوال الجوية، بدونه لا تتشكل الغيوم ولا تسقط الأمطار.