طبقات الغلاف الجوي السبعة

طبقات الغلاف الجوي السبعة

الغلاف الجوي هو الحزام الغازي الذي يحيط بكوكب الأرض ويؤثر على الحياة والظروف البيئية على سطحه. يتكون الغلاف الجوي من عدة طبقات تميزها خصائص في درجة الحرارة، الكثافة، التكوين، والسلوك الديناميكي. في هذا المقال، سنتناول تفصيلًا طبقات الغلاف الجوي السبعة التي تشمل الطبقة المنخفضة (التروبوسفير) وصولًا إلى الطبقات العليا التي تحتوي على مكونات معقدة ونادرة. يساهم فهم هذه الطبقات في توضيح كيفية تأثير الغلاف الجوي في الحياة اليومية، وكيفية تأثير النشاطات البشرية عليها.

1. التروبوسفير (Troposphere)

التروبوسفير هي الطبقة الأولى من الغلاف الجوي والتي تبدأ من سطح الأرض وتصل إلى ارتفاع يتراوح بين 8 إلى 15 كيلومترًا حسب الموقع الجغرافي. تعتبر هذه الطبقة أكثر الطبقات كثافة واحتواءً على معظم الغازات التي تشكل الغلاف الجوي مثل الأوكسجين والنيتروجين، إلى جانب بخار الماء الذي يساهم في تكوين السحب وهطول الأمطار.

الخصائص الرئيسية للتروبوسفير:

• التغير في درجة الحرارة: تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع في هذه الطبقة بمعدل يتراوح بين 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر.

• الظواهر الجوية: جميع الظواهر الجوية مثل الرياح والأمطار والعواصف تحدث في هذه الطبقة. تُعتبر التروبوسفير مكانًا حيويًا للحياة البرية والنباتات.

• التركيب الكيميائي: يتكون الهواء في التروبوسفير بشكل رئيسي من الأوكسجين (21%) والنيتروجين (78%)، إضافة إلى نسبة صغيرة من ثاني أكسيد الكربون.

2. الستراتوسفير (Stratosphere)

الستراتوسفير تقع فوق التروبوسفير وتبدأ من ارتفاع 15 كيلومترًا وصولًا إلى حوالي 50 كيلومترًا. يتميز هذا الطبقة بوجود طبقة الأوزون التي تلعب دورًا أساسيًا في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس.

الخصائص الرئيسية للستراتوسفير:

• زيادة درجة الحرارة: على عكس التروبوسفير، فإن درجة الحرارة ترتفع في الستراتوسفير مع الارتفاع. يعود السبب في ذلك إلى امتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية.

• الطبقة الأوزونية: تمثل الأوزون في هذه الطبقة خط الدفاع الأول ضد الأشعة الضارة، مما يساعد في الحفاظ على الحياة على سطح الأرض.

• الرياح: الرياح في هذه الطبقة تكون ثابتة وتتحرك بشكل أفقي مقارنة بالرياح في التروبوسفير.

3. الميزوسفير (Mesosphere)

الميزوسفير هي الطبقة التي تبدأ من حوالي 50 كيلومترًا وتصل إلى حوالي 85 كيلومترًا. هذه الطبقة تعد من أكثر الطبقات برودة في الغلاف الجوي. في هذه الطبقة يحدث انكسار معظم الشهب والنيازك التي تدخل الغلاف الجوي، حيث تتبخر بفعل الاحتكاك مع الجزيئات الهوائية.

الخصائص الرئيسية للميزوسفير:

• انخفاض درجة الحرارة: تقل درجة الحرارة بشكل ملحوظ في هذه الطبقة وتصل إلى نحو -90 درجة مئوية في أعلى النقاط.

• الشهب: معظم الشهب التي نراها تسقط في هذه الطبقة وتتساقط بسبب الاحتكاك مع الهواء مما يؤدي إلى انبعاث الضوء.

• الغيوم: تكون الغيوم التي تظهر في هذه الطبقة نادرة جدًا، وتسمى “الغيوم الليلية المضيئة” حيث يظهر بريقها في الليل نتيجة لتأثيرات كهربائية في الغلاف الجوي العلوي.

4. الثرموسفير (Thermosphere)

الثرموسفير هي طبقة الغلاف الجوي التي تمتد من حوالي 85 كيلومترًا إلى 550 كيلومترًا. تعتبر هذه الطبقة من أكثر الطبقات ارتفاعًا، حيث تتميز بدرجات حرارة مرتفعة جدًا تصل إلى أكثر من 2000 درجة مئوية في بعض الأحيان.

الخصائص الرئيسية للثرموسفير:

• ارتفاع درجة الحرارة: بسبب امتصاص الأشعة الشمسية، ترتفع درجة الحرارة بشكل كبير. ولكن، بسبب كثافة الهواء المنخفضة في هذه الطبقة، فإن الإحساس بالحرارة يكون ضئيلًا.

• الآيونات: في هذه الطبقة تتأين الجزيئات الهوائية بسبب الأشعة الشمسية، مما يؤدي إلى تشكيل الأيونات والإلكترونات.

• الشفق القطبي: تحدث الظواهر الضوئية المدهشة مثل الشفق القطبي في هذه الطبقة نتيجة لتفاعل الجسيمات المشحونة من الشمس مع الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي.

5. الإكزوسفير (Exosphere)

الإكزوسفير هي الطبقة العليا والغنية بالغازات النادرة، وهي تبدأ من حوالي 550 كيلومترًا وتستمر حتى الفضاء. في هذه الطبقة، يكون الغلاف الجوي رقيقًا جدًا لدرجة أن الجزيئات تتبع مسارات بعيدة عن بعضها البعض ولا تتفاعل إلا نادرًا.

الخصائص الرئيسية للإكزوسفير:

• الجزيئات المتناثرة: في هذه الطبقة، تتوزع الجزيئات الغازية (مثل الهيدروجين والهيليوم) في الفراغ، ويعتبر الفضاء الخارجي هو امتداد لهذه الطبقة.

• عدم وجود تركيزات كثيفة: لا يوجد تفاعل كيميائي كبير أو ظواهر جوية. هذا ما يجعل الإكزوسفير غير صالح للعيش أو الوجود البشري.

• انتقال الجزيئات إلى الفضاء: بسبب ضعف الجاذبية، يمكن للجزيئات أن تتسرب إلى الفضاء الخارجي.

6. الطبقة التروبوسفيرية العليا (Mesopause)

الطبقة التروبوسفيرية العليا هي الحدود بين الميزوسفير والثرموسفير. في هذه الطبقة، تكون درجات الحرارة في أدنى مستوياتها. وهي تمثل الخط الفاصل بين الطبقات الباردة والدافئة في الغلاف الجوي.

7. الطبقة الانتقالية (Ionosphere)

الطبقة الانتقالية تتداخل مع طبقات أخرى مثل الثرموسفير والإكزوسفير. وتتميز بوجود الجسيمات المشحونة التي تشكل حزامًا من الأيونات في الغلاف الجوي.

الخصائص الرئيسية للطبقة الانتقالية:

• الآيونات والأيونوسفير: تقوم الأشعة الشمسية بتفكيك الجزيئات الهوائية مما ينتج عنه طبقة من الجسيمات المشحونة التي تلعب دورًا في الإشارات اللاسلكية.

• التأثيرات على الاتصال: يمكن للطبقة الانتقالية أن تؤثر في الاتصال عبر الأقمار الصناعية بسبب وجود الجسيمات المشحونة.

خاتمة

الغلاف الجوي للأرض يتكون من طبقات متعددة تعكس التنوع الكبير في ظروفه البيئية والفيزيائية. من الطبقات القريبة من سطح الأرض مثل التروبوسفير، حيث تحدث الظواهر الجوية، وصولًا إلى الطبقات العليا مثل الإكزوسفير التي تمثل التفاعل بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي. فكل طبقة من هذه الطبقات تساهم بشكل فريد في دعم الحياة على كوكب الأرض، وكذلك في حماية الكوكب من العديد من المؤثرات الضارة القادمة من الفضاء.