نبذه عن الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي الذي يحيط بالارض احاطة كاملة. ويتكون الجزء الاسفل من الغلاف الجوي من العديد من غازات رييسية عديمة اللون والطعم والرايحة تتحد بنسب ثابتة على سطح الارض باستثناء حالات محددة تتغاير فيها نسبة ثاني اكسيد الكربون، حيث يعتمد تشكل ذلك الغاز ونسبته على وجود مصادره كالمدن الصناعية، حيث ترتفع فيها نسب ثاني اكسيد الكربون الى 1%، كما تختفي نسبته كليا في اماكن اخرى. وتتاثر نسبة الاتحاد بين الغازات بنسبة غاز الاوزون التي تتاثر بالاحوال الجوية، فترتفع في الطقس المضطرب اكثر من الطقس الساكن.[١][٢]
مكونات الغلاف الجوي
يتكون الغلاف الجوي من العديد من غازات بنسب محددة كما يلي:[٣]
| اسم الغاز | نسبته في الغلاف الجوي |
|---|---|
| نيتروجين | 78.084% |
| اكسجين | 20.934 % |
| ثاني اكسيد الكربون | 0.033 % |
| ارغون | 0.934% |
| نيون | 0.00182% |
| هيليوم | 0.00053% |
| كريبتون | 0.00012% |
| زينون | 0.00009% |
| هيدروجين | 0.00005% |
| ميثان | 0.00002% |
| اكسيد نيتروز | 0.00005% |
| بخار الماء | نسبة غير محددة |
ومن الجدير بالذكر ان هناك اجساما صلبة معلقة في الرياح منها ما يرى بالعين المجردة ومنها لا يرى، ومن تلك الاجسام الصلبة غبار ارضي واخر كوني؛ ويتشكل ذلك الغبار الكوني حصيلة احتراق الشهب واجزاء من النيازك نحو احتكاكها بالغلاف الجوي، اما الغبار الارضي فيتكون حصيلة البراكين ورمادها واحتراق بعض المواد وما تثيره العواصف من تراب ورمال. كما تشارك المساحات المايية احيانا في اصدار الاجسام الصلبة التي تعلق في الغلاف الجوي الناتجة من الملح الذي توجد بعد تبخر قطرات الماء التي تصاعدت من رذاذ الامواج، حيث تكون تلك الاجسام بكمية ميكروسكوبي لا يمكن رويته بالعين المجردة.[٤]
سمك الغلاف الجوي
من العسير علم سمك الغلاف الجوي، لكنه من المعلوم انه يزول على صعود 300 – 500 كيلومتر، فالغازات المكونة للغلاف الجوي تختفي قبل ان تبلغ الى ذلك الارتفاع.[٥]
وتتناقص غزارة الغلاف الجوي متى ما ارتفعنا عن سطح الارض وهذا بسبب:[٦]
- يتمركز نصف وزن الغلاف الجوي في اول 6 كيلومترات منه.
- تكون غزارة الرياح على صعود 20 كيلومترا من سطح الارض مساوية لواحد من مية من غزارة الرياح نحو السطح، ذلك يقصد ان الجزء الممتد من السطح حتى صعود 20 كيلومترا يساوي 99% من كتلته.
طبقات الغلاف الجوي
ينقسم الغلاف الجوي الى اربع طبقات تتنوع في صفاتها وارتفاعها عن سطح البحر. اما مواصفات تلك الطبقات فهي كالاتي طليعة من اسفلها وانتهاء باعلاها:[٧]
التروبوسفير
هي الطبقة التي نهتم بدراستها لمعرفة الظواهر الجوية والمناخية. يبلغ صعود طبقة التروبوسفير الى 11 كيلومترا عن سطح البحر، وهو صعود غير ثابت في جميع المناطق؛ فيقل صعود تلك الطبقة في القطبين الى نحو 8 كيلومترات، اما في الانحاء المدارية الحارة فيصل احيانا الى 18 كيلومترا تقريبا. وتتناقص درجات الحرارة في تلك الطبقة متى ما ارتفعنا الى الاعلى حيث ترتفع درجة ميوية واحدة لكل 150 مترا، كما ان تلك الطبقة ثقيلة للغاية نسبة الى الطبقات الاخرى حيث تزن 4/5 من وزن الغلاف الجوي ككل نتيجة لـ كثافة الرياح فيها من جهة، وبسبب ضغط الطبقات من فوقها من ناحية اخرى.[٧]
الطبقة العليا من طبقة التروبوسفير تسمى بطبقة التروبوزور حيث تعتبر مساحة انتقال بين التروبوسفير والطبقات العليا، وتتميز بقلة سمكها نسبيا ودرجة حرارتها المنخفضة جدا، حيث تبلغ الى -55 درجة ميوية غير متناقصة مع الارتفاع.[٧]
الستراتوسفير
هي الطبقة التي تخلو من جميع القلاقل الجوية، وتحتوي على اعداد ضييلة من بخار الماء، كما يصل معتدل سمكها عند 50 كيلومترا تقل متى ما اتجهنا الى مساحة الاستواء، اما درجات الحرارة فيها فمنخفضة للغاية تتزايد متى ما اتجهنا اعلى الطبقة، وكلما تحركنا افقيا عند القطبين.
القسم الاعلى من تلك الطبقة يسمى بالستراتوبوز، معتدل ارتفاعه 20 كيلومترا، وتعد درجة حرارة ذلك القسم مرتفعة بعض الشيء نتيجة لـ وجود اعلى نسبة اوزون في الطقس فيه.[٧]
ميزوسفير
في تلك الطبقة تحترق الشهب، وتتناقص درجات الحرارة حيث تبلغ الى اقل مستوى درجاتها في الجزء العلوي من الطبقة على صعود 70-75 كيلومترا. ويسمى القسم العلوي من الغلاف بالميزوبوز.[٧]
الايونوسفير
تتميز تلك الطبقة بصعود درجات الحرارة فيها التي من المحتمل ان تبلغ الى اكثر من 1000 درجة ميوية، ويتراوح سمكها بين 75 و375 كيلومترا. ويقع في اعلى تلك الطبقة ما يعلم بالثرموسفير.[٧]
تمتاز طبقة الايونوسفير بوجود خاصية كهربايية حيث تعكس الموجات اللاسلكية القصيرة نحو الارض. ويظهر في تلك الطبقة وهج هايل لمزيج من الالوان على شكل قوس تخترقه سهام من الاشعة الزرقاء يسمى الاورورا حصيلة وجود شحنات كهربايية في اعلى الطقس تكونت باجراء انتقال بعض الاشعاعات المغناطيسية والكهربايية عند الاقطاب.[٧]
تطور الغلاف الجوي
بدا تطور تاريخ الغلاف الجوي ومعرفته بالفرضيات العلمية، فقد كان هناك افتراض يقول بوجود غازي الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الجوي في زمن قديم، وبفضل خواصهما تم تحريرهما الى الفضاء الخارجي هاربين من جاذبية الارض.[٨]
من ثم اتت البراكين لتلعب دورا ايا كان في اخراج مقادير من الغازات التي قد كانت تختزنها الارض في داخلها، من اهمها غاز ثاني اكسيد الكربون والهيدروجين والميثان وغيرها.[٨]
يظن كذلك ان غاز ثاني اكسيد الكربون قد تم امتصاصه من المحيطات فلم يتبق في الغلاف الجوي سوى سيارات الكربون والهيدروجين والميثان، مع نسب هزيلة لغاز الاكسجين، ومن هنا لم يستطيع الغلاف الجوي من تكوين غاز الاوزون الا بعد تدخل الاشعة فوق البنفسجية وتفاعل الميثان مع الحجم المتواجدة من الاكسجين، ليخرج الميثان ويبدا الاوزون بالتكوين، فكانت النسبة الاكبر من غازات الغلاف الجوي هي نسبة غاز النيتروجين.[٨]
بعدها اتاحت المساحات الخضراء تزويد الغلاف الجوي بالمزيد من الاكسجين، لتتزايد مع الدهر فتصل الى نسبة 10% من نسبته في الطقس الراهن، ومن ثم ارتفع مبالغة عظيمة تبلغ الى التدهور تقريبا، والتي تقدر بـ 20.934% من الغلاف الجوي ليتوازن الغلاف حتى هذا النهار بنسب ثابتة بين غازاته.[٨]