الغلاف الجوي

أ. تعريف الغلاف الجوي

        يعرَّف الغلاف الجوي بأنه طبقة من الغازات المختلفة بأنواعها وبنسبها، وهو بالنسبة للأرض كحجم قشرة التفاحة بالنسبة إلى حجم التفاحة نفسها.
وتنقسم غازات الغلاف الجوي بحسب أنواعها إلى نوعين:
    1 / غازات ذات نسب ثابتة:

      2 / غازات ذات نسب متغيرة:
  - بخار الماء:
        يعتبر بخار الماء العنصر الرئيسي الذي يعتمد عليه في الأرصاد الجوية، فبدونه لا يمكن أن تحدث الظواهر الجوية، ولن يكون هناك سحاب وبالتالي لا تهطل الأمطار ولا تستمر الحياة، وتـتراوح نسبتـه في الغلاف الجوي من 1 - 5 % ولا يمكن أن تزيد نسبته على 5 % مهما اختلف الزمان والمكان، ويكون تركيزه منخفض جدا في المناطق الصحراوية من العالم، ويرتفع تركيزه في المناطق الاستوائية الساحلية، ويستغرق جزيء الماء من بداية التبخر وحتى العودة إلى الماء ثانية من خمسة أيام إلى أسبوع.
  - غاز ثاني أكسيد الكربون:
        تتراوح نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من 0 - 0.03 %، وإنه كما يخبر العلماء في هذا الزمان أنه لو زادت نسبته عن هذا الرقم فإنه سيكون هناك تأثير في المناخ وزيادة في متوسط حرارة الأرض، وينتج من تنفس الإنسان والحيوان وتحلل مخلفات نباتات التربة وعمليات احتراق الوقود، ويستهلك بواسطة النباتات والمحيطات، لذلك فهو يكون في حالة اتزان.
  - غاز الأوزون:
        يعتبر غاز الأوزون أحد الغازات المتغيرة المهمة جدا في الغلاف الجوي، ويوجد غالبا في الارتفاعات العليا، وهذا لا يعني أنه لا يوجد قريبا من سطح الأرض، إنما يبدأ تركيزه قريبا من سطح الأرض ويزيد مع الارتفاع إلى مسافة 30 كلم ثم يبدأ بعد ذلك بالنقصان، وهو غاز مهم جدا في عملية امتصاص الأشعة الفوق بنفسجية في طبقات الجو العليا والعمل على تقليلها، لأن هذا النوع من الأشعة ضار على الكائنات الحية. 

ب. التقسيم الرأسي للغلاف الجوي 

        إن التقسيم الرأسي للغلاف الجوي يعتمد على درجة الحرارة، وقد تم التقسيم لما له من أهمية لدى خبراء الأرصاد الجوية وذلك عند تنبؤهم بسلوك الغلاف الجوي المستقبلي وما سيحدث فيه، وقد قسم كالآتي :

   1/ طبقة التروبوسفير ( Troposphere ):

        طبقة التروبوسفير هي الطبقة القريبة من سطح الأرض، يبلغ ارتفاعها تقريبا 10كلم يزيد في فصل الصيف ويقل في فصل الشتاء، تتناقص درجة الحرارة فيها مع الارتفاع بمعدل يختلف من 6 – 10 ْم، وتحدث فيها جميع الظواهر الجوية المختلفة من سحب وهطول وعواصف وضباب ..إلخ، كما تقل درجة الحرارة فيها كلما اتجهنا بعيدا عن خط الاستواء باتجاه الأقطاب.

وتوجد في آخرها طبقة التروبوبوز، وهي الطبقة التي تثبت فيها درجة الحرارة مع الارتفاع.

   2/ طبقة الستراتوسفير ( Stratosphere ):

        طبقة الستراتوسفير هي الطبقة الواقعة فوق طبقة التروبوسفير وتمتد من التروبوبوز وحتى ارتفاع تقريبي يتراوح من 50 – 55 كلم عن سطح الأرض، وترتفع درجة الحرارة في هذه الطبقة من جديد إلى قيم مثل التي كانت على سطح الأرض وهذا ناتج عن امتصاص غاز الأوزون الذي يتركز بشكل كبير في هذه الطبقة للأشعة الفوق بنفسجية القادمة من الشمس، ويكاد ينعدم بخار الماء في هذه الطبقة، وتتحرك فيها الرياح أفقيا موازية لسطح الأرض.

وتوجد في آخرها طبقة الستراتوبوز والتي تثبت فيها درجة الحرارة مع الارتفاع.

   3/ طبقة الميزوسفير( Mesosphere ):

        يبلغ ارتفاع هذه الطبقة تقريبا 80 كلم عن سطح الأرض وتتناقص درجة الحرارة فيها حتى تصل إلى 95 ْ تحت الصفر، وبعد ذلك توجد طبقة الميزوبوز والتي تثبت فيها درجة الحرارة.

   4/ طبقة الثرموسفير( Thermosphere ):

        هي الطبقة الواقعة فوق مستوى الميزوبوز وتمتد حتى ارتفاع 400 كلم وخلال فترات نشاط الشمس يمكن أن تصل إلى حوالي 500 كلم، وتزيد درجة الحرارة فيها بالارتفاع بشكل كبير جدا.

   5/ طبقة الإكزوسفير ( Exospher ):

        تمتد هذه الطبقة المكونة من الأيونات والإلكترونات إلى الخارج حتى تندمج مع الغاز القليل الكثافة الموجود بين الكواكب.

 ويوضح الشكل التالي هذه الطبقات وعلاقتها مع درجة الحرارة :