طبقات الغلاف الجوي بالترتيب من الأسفل للأعلى
قبل أن نتعرف على طبقات الغلاف الجوي بالترتيب سنقوم بذكر تعريف بسيط للغلاف الجوي، الغلاف الجوي هو عبارة عن خليط معقد من الغازات التي تحيط بالأرض، والغلاف الجوي هو واحد من أهم مقومات الحياة التي نعرفها. يتكون الغلاف الجوي في المقام الأول من النيتروجين حيث تصل نسبة النيتروجين في الغلاف الجوي إلي (78%) والأكسجين (21%)، كما يحتوي على كميات ضئيلة من الأرجون وثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى.
الغلاف الجوي هو غطاء من عدة طبقات من الغازات والغبار، حيث يمتد هذا الغلاف الغازي لعدة آلاف من الكيلومترات في الفضاء، مما يخلق درعًا واقيًا لجميع الكائنات الحية. تمامًا كما تحافظ علبة البسكويت على البسكويت طازجًا، فإن الغلاف الجوي يحافظ على استقرار الظروف للحياة على كوكبنا.
![]() |
ما هي طبقات الغلاف الجوي بالترتيب |
أهمية طبقات الغلاف الجوي وحماية كوكب الأرض
يتكون الغلاف الجوي من خمس طبقات، ولكل منها خصائص ووظائف فريدة، وتتحكم بشكل جماعي في المناخ والطقس. وإليك السبب وراء أهمية هذه الطبقات:
- الحماية من الأشعة فوق البنفسجية: تمتص طبقة الأوزون في الستراتوسفير الأشعة فوق البنفسجية الضارة، مما يحمي الكائنات الحية من الأضرار المحتملة.
- تنظيم الطقس: تحدث معظم الظواهر الجوية في طبقة التروبوسفير، مما يؤثر على الزراعة والنظم البيئية والأنشطة البشرية.
- التحول الفضائي: تشير الحدود بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي إلى تغييرات حاسمة تؤثر على عمليات الأقمار الصناعية وفهمنا لاستكشاف الفضاء.
يساعد فهم هذه الطبقات على رسم صورة أكثر وضوحًا لبيئة أرضنا المعقدة والتوازن الدقيق الذي تحافظ عليه. [1] [2]
1. طبقة التروبوسفير
طبقة التروبوسفير تحتل الترتيب الأول من الأسفل للأعلى وهي أدني طبقة في الغلاف الجوي للأرض، وتمتد من السطح حتى ارتفاع يتراوح بين 10 و12 كيلومترًا (6.2 و7.5 ميلًا). وهنا تزدهر الحياة! ما الذي يميز طبقة التروبوسفير عن الطبقات الأخرى؟
- تدرج درجة الحرارة: مع زيادة الارتفاع، تنخفض درجة الحرارة عمومًا - حوالي 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر صاعد.
- تكوين الهواء: تحتوي طبقة التروبوسفير على حوالي 75% من كتلة الغلاف الجوي وكل بخار الماء تقريبًا، مما يجعلها طبقة أساسية للحياة.
- الكثافة: هذه الطبقة هي الأكثر كثافة بسبب وزن الغلاف الجوي الذي فوقها، مما يخلق ظروفًا مواتية للسحب وأنظمة الطقس.
الأحداث الجوية في طبقة التروبوسفير
الطقس أكثر نشاطًا في طبقة التروبوسفير، مما يؤثر بشكل جذري على الحياة اليومية من خلال ظواهر مثل:
- العواصف: تحدث العواصف الرعدية عندما يرتفع الهواء الدافئ الرطب، ثم يبرد ويتكثف في شكل سحب.
- الأمطار: تتشكل هنا الأمطار والثلوج والبرد، وهي ضرورية لتجديد إمدادات المياه على الأرض.
- أنماط الرياح: تلعب حركة الهواء دورًا في أنماط المناخ والطقس، حيث تؤثر على كل شيء بدءًا من النسيمات المحلية وحتى تيارات الرياح العالمية.
سواء كنت تشاهد عاصفة تقترب أو تستمتع بيوم مشمس جميل، فإن فهم طبقة التروبوسفير يثري تقديرنا للغلاف الجوي الديناميكي للأرض. [3] [4]
2. طبقة الستراتوسفير
تقع طبقة الستراتوسفير فوق طبقة التروبوسفير ما يعني أن ترتيبها ضمن طبقات الغلاف الجوي للأرض هو الثاني، حيث تمتد من ارتفاع 12 كيلومترًا (7.5 ميلًا) تقريبًا إلى حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) فوق سطح الأرض. تتمتع هذه الطبقة بالعديد من الخصائص الرئيسية التي تجعلها فريدة من نوعها:
- ارتفاع درجة الحرارة: على عكس طبقة التروبوسفير، حيث تنخفض درجات الحرارة مع الارتفاع، تشهد طبقة الستراتوسفير ارتفاعًا في درجة الحرارة بسبب امتصاص الأوزون للطاقة الشمسية.
- الاستقرار: طبقة الستراتوسفير أكثر استقرارًا من طبقة التروبوسفير، مع وجود اضطرابات محدودة وحركات هوائية رأسية، مما يجعلها مثالية لرحلات الطيران التجارية.
- خالية من السحب: خالية بشكل عام من الطقس، على الرغم من أن السحب الستراتوسفيرية القطبية يمكن أن تتشكل في الظروف الباردة.
![]() |
طبقات الغلاف الجوي للأرض |
طبقة الأوزون ودورها في طبقة الستراتوسفير
ولعل أبرز ما يميز طبقة الستراتوسفير هو طبقة الأوزون التي توجد داخلها. وتعتبر هذه الطبقة بالغة الأهمية للحياة على الأرض بسبب وظائفها الحيوية:
- الحماية من الأشعة فوق البنفسجية: تمتص طبقة الأوزون حوالي 97-99% من الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس، والتي يمكن أن تؤدي إلى سرطان الجلد وإعتام عدسة العين لدى البشر ويمكن أن تلحق الضرر بالنظم البيئية.
- تنظيم المناخ: من خلال تصفية الأشعة فوق البنفسجية، تساعد طبقة الأوزون في الحفاظ على مناخ مستقر وتدعم العمليات البيولوجية المهمة لمختلف الكائنات الحية.
إن فهم أهمية طبقة الستراتوسفير وطبقة الأوزون يعزز وعينا بالقضايا البيئية المتعلقة باستنزاف الأوزون وأهمية الحفاظ على هذا الدرع الواقي. [5] [6]
3. طبقة الميزوسفير
تقع طبقة الميزوسفير مباشرة فوق طبقة الستراتوسفير، وتمتد على ارتفاع يتراوح بين حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) إلى 85 كيلومترًا (53 ميلًا) فوق سطح الأرض. تتمتع هذه الطبقة ببعض الخصائص المثيرة للاهتمام:
- انخفاض درجات الحرارة: هنا، تستمر درجات الحرارة في الانخفاض، لتصل إلى أبرد نقطة لها في الغلاف الجوي عند حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت) بالقرب من خط الاستواء.
- الهواء رقيق: الهواء رقيق للغاية، حيث ينخفض الضغط إلى أقل من 1% من الضغط عند مستوى سطح البحر، مما يجعل التنفس مستحيلاً تقريباً.
- السحب الليلية المضيئة: في حالات نادرة، يمكن لبخار الماء على ارتفاعات عالية جدًا أن يتجمد ويشكل سحبًا ليلية مضيئة مذهلة، والتي يمكن رؤيتها بسهولة أثناء الشفق.
زخات النيازك في طبقة الميزوسفير
تشتهر طبقة الميزوسفير أيضًا بأنها الملعب الأساسي للنيازك. فعندما تدخل النيازك هذه الطبقة، تصطدم بالهواء السميك، مما يتسبب في احتراقها وتكوين عروض مذهلة تُعرف باسم زخات النيازك.
- النجوم المتساقطة: يمكن رؤية هذه الخطوط الساطعة وهي تنطلق عبر السماء ليلاً عندما تمر الأرض عبر الحطام الذي تتركه المذنبات.
- زخات شهب البرشاويات والتوأميات: زخات نيازك شائعة تحدث سنويًا، مما يبهج مراقبي النجوم في جميع أنحاء العالم!
إن فهم طبقة الميزوسفير يضيف طبقة رائعة أخرى إلى تقديرنا للبنية الديناميكية للغلاف الجوي للأرض والأحداث غير العادية التي تحدث داخلها. [7] [8]
4. الغلاف الحراري
الغلاف الحراري هو طبقة رائعة من الغلاف الجوي للأرض، تمتد من حوالي 90 كيلومترًا (56 ميلًا) إلى أي مكان بين 500 و1000 كيلومتر (311 إلى 621 ميلًا) فوق السطح. ما يجعلها مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو تكوينها الفريد، والذي هو عبارة عن:
- الهواء الرقيق: كثافة الهواء في الغلاف الحراري منخفضة بشكل لا يصدق، مما يجعله يشبه الفضاء الخارجي أكثر من طبقة الغلاف الجوي النموذجية.
- المكونات الرئيسية: تشمل الغازات الأساسية الموجودة هنا الأكسجين الذري (O)، والنيتروجين الذري (N)، والهيليوم (He)، مع وجود جزيئات منتشرة بما يكفي بحيث نادرًا ما تصطدم.
- تأثير النشاط الشمسي: يمكن أن يتغير التركيب بسرعة مع الإشعاع الشمسي؛ حيث تعمل الأشعة فوق البنفسجية النشطة والأشعة السينية من الشمس على تقسيم الجزيئات، مما يؤدي إلى تغيير تركيبة الهواء ودرجة حرارته.
الشفق القطبي وعلاقته بالغلاف الحراري
من أكثر الظواهر المذهلة المرتبطة بالغلاف الحراري هي الشفق القطبي، المعروف باسم الأضواء الشمالية والجنوبية. وإليك كيفية ارتباطهما:
- عملية التأين: تصطدم الرياح الشمسية التي تحمل جسيمات مشحونة بالغازات الموجودة في الغلاف الحراري، مما يؤدي إلى التأين.
- العروض الملونة: عندما تعود هذه الجزيئات المؤينة إلى حالتها الطبيعية، فإنها تصدر الضوء، مما يخلق الألوان المذهلة الدوامة للشفق القطبي - في الغالب الأخضر والأحمر والأرجواني.
- الموقع: مراقبة الشفق القطبي من ارتفاعات عالية، مثل أثناء الرحلات الجوية فوق المناطق القطبية، توفر مناظر خلابة لهذا العرض الضوئي الطبيعي.
لا تعمل طبقة الغلاف الحراري كحدود للفضاء الخارجي فحسب، بل إنها أيضًا بمثابة لوحة فنية سماوية! إن فهم هذه الطبقة يعزز تقديرنا للارتباطات المعقدة بين النشاط الشمسي والظواهر الجوية للأرض. [9] [10]
5. طبقة اكسوسفير
طبقة الأكسوسفير هي التي تمثل الغلاف الخارجي "الطبقة الخارجية" من الغلاف الجوي للأرض، وتمتد من حوالي 600 كيلومتر (375 ميلاً) إلى حوالي 10000 كيلومتر (6200 ميل) فوق السطح. تعمل هذه الطبقة كمنطقة انتقالية بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي. فيما يلي بعض السمات الرئيسية لحدود الغلاف الخارجي:
- التلاشي التدريجي: على عكس الحدود الملحوظة للطبقات الجوية الأخرى، تتلاشى الطبقة الخارجية بلطف في فراغ الفضاء.
- خط كارمان: على الرغم من اعتباره في كثير من الأحيان حدود الفضاء، فإن خط كارمان يقع عند 100 كيلومتر (62 ميل)، وهو أقل بكثير من البداية الفعلية للغلاف الخارجي.
- الكثافة المتفرقة: الهواء رقيق للغاية، ويتكون بشكل أساسي من ذرات الهيدروجين والهيليوم، مما يجعل الاصطدامات الجزيئية نادرة.
هل الاقمار الصناعية داخل الغلاف الجوي الخارجي
هي موجودة بالفعل في الغلاف الجوي للأرض، حيث تلعب الأقمار الصناعية دورًا حاسمًا في كيفية استخدامنا للغلاف الخارجي. يدور العديد منها داخل هذه الطبقة العلوية والمعروفة باسم طبقة الأكسوسفير، مستفيدة من خصائصها الفريدة:
- بيئة السحب المنخفض: نظرًا لانخفاض كثافة الجسيمات، تتعرض الأقمار الصناعية لسحب جوي ضئيل، مما يجعل من الأسهل عليها الحفاظ على مداراتها.
- ميكانيكا المدارات: يجب على المهندسين حساب المسارات المدارية مع مراعاة الاختلافات في الكثافة داخل الغلاف الخارجي التي يمكن أن تؤثر على حركة الأقمار الصناعية.
- أنظمة الاتصالات: تعتبر الأقمار الصناعية الموجودة في الغلاف الخارجي حيوية للاتصالات العالمية ومراقبة الطقس ومراقبة الأرض.
مع تقدم البشرية في التكنولوجيا، لا تعمل طبقة الغلاف الخارجي فقط كحدود نهائية للغلاف الجوي للأرض، بل تعمل أيضًا كطريق سريع لجهودنا الفضائية المتنامية باستمرار. إن فهم هذه الطبقة أمر بالغ الأهمية بينما نستمر في استكشاف الفضاء والاستفادة منه![11] [12]