يقصد بالغلاف الجوي هو مجموعة من الغازات التي تحيط بالكرة الأرضية، ونظرًا لجاذبية الأرض يظل الغلاف الجوي ثابت كما هو، فالجاذبية تلعب دور هام في المحافظة على معظم الغازات في الغلاف الجوي.
ومن المعروف أن الغلاف الجوي يتكون من مجموعة عديدة من الغازات من أهمها غاز النيتروجين وكذلك الأكسجين بالإضافة لمجموعة قليلة من كل من غاز ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والأوزون والنيون والزينون والكربتون والميثان والهيليوم وكذلك الهيدروجين، ويعد غاز الأكسجين من أهم الغازات التي توجد في الغلاف الجوي، ويرجع ذلك لأهميته الكبيرة في عملية التنفس للبشر وللحيوانات أيضًا.
العلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي
تعرف الكثافة بأنها كتلة وحدة الحجوم من أي مادة، كما تعرف أيضًا بأنها كثافة الكتلة الحجمية وفي علم الفيزياء يعبر عنها بأنها خارج قسمة كل من الكتلة على الحجم، ومن الملاحظ أن كثافة جميع المواد تتغير مع تغير درجات الحرارة والضغط أيضًا، فعلى سبيل المثال يكون هذا التغير بسيط في كل من المواد الصلبة والمواد السائلة أيضًا، ولكن يبقي كبير في الغازات، وأما عن العلاقة بين كل من درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي فنلاحظ أن العلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي تكون علاقة عكسية حيث مع الإرتفاع في درجات الحرارة تكون الكثافة قليلة والعكس صحيح.
أهم طبقات الغلاف الجوي
يحتوي الغلاف الجوي على مجموعة عديدة من الطبقات المختلفة ومن أهمها ما يلي:
1- طبقة التروبوسفير ومن الملاحظ أن هذه الطبقة تقع عادة في أسفل الغلاف الجوي، ويصل ارتفاع هذه الطبقة لحوالي 8 كيلو متر في المناطق الحارة، بينما ارتفاعها يصل لحوالي 18 كم في المناطق القطبية.
2- طبقة الستراتوسفير ويصل ارتفاع هذه الطبقة إلى 50كم وتتميز هذه الطبقة بأنها لا تحتوي على أي سحب، ويوجد بها كمية قليلة من بخار الماء ويترتب على ذلك حدوث إضطرابات جوية عديدة.
3- طبقة الميزوسفير ويصل ارتفاع هذه الطبقة لأكثر من 60كم، ونلاحظ أن عملية احتراق الشهب تحدث في هذه الطبقة.
4- طبقة الثيرموسفير وهي تعتبر الطبقة الأخيرة من طبقات الغلاف الجوي ويصل درجة الحرارة في هذه الطبقة لحوالي 1000 م، ويوجد بها مجموعة عديدة من الأيونات المختلفة، فهي تقوم بتحويل الطاقة التي تأتي من الشمس سواء جزئيات أو ذرات لأيونات، ونلاحظ أن ظاهرة الشفق القطبي تدور في هذه الطبقة وتتسم هذه الظاهرة بأن لها مجموعة من الأضواء الجذابة سواء من الأحمر أو الأخضر وذلك بالقرب من كلا القطبين.
أهمية الغلاف الجوي
يتميز الغلاف الجوي بفوائده العديدة لسطح الأرض وكذلك لجميع الكائنات الحية التي تعيش على سطح الأرض ومن أهم هذه الفوائد ما يلي:
1- يعمل على حماية كوكب الأرض من خطر فقدان كمية كبيرة من حرارته من خلال الإشعاع الأرضي.
2- يساهم في توفير حماية كبيرة لكوكب الأرض من التعرض لخطر الإشعاعات الضارة مثل الأشعة الكونية وكذلك الأشعة الفوق بنفسجية.
3- يحافظ الغلاف الجوي على سطح الكرة الأرضية من أن تكتسب كمية كبيرة من الحرارة عن طريق الإشعاع الشمسي، حيث يلعب دور هام في المحافظة على أن تظل درجة حرارة الأرض معتدلة وبالتالي بدون هذا الإعتدال في درجات الحرارة فسوف تكون الحياة صعبة على كوكب الأرض ولتعرضت الكائنات الحية للتجمد.
4- يتميز الغلاف الجوي بإحتوائه على بخار الماء والذي يلعب دور هام في تحديد كمية المياه العذبة على سطح كوكب الأرض.
ومن المعروف أن الغلاف الجوي يتكون من مجموعة عديدة من الغازات من أهمها غاز النيتروجين وكذلك الأكسجين بالإضافة لمجموعة قليلة من كل من غاز ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والأوزون والنيون والزينون والكربتون والميثان والهيليوم وكذلك الهيدروجين، ويعد غاز الأكسجين من أهم الغازات التي توجد في الغلاف الجوي، ويرجع ذلك لأهميته الكبيرة في عملية التنفس للبشر وللحيوانات أيضًا.
العلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي
تعرف الكثافة بأنها كتلة وحدة الحجوم من أي مادة، كما تعرف أيضًا بأنها كثافة الكتلة الحجمية وفي علم الفيزياء يعبر عنها بأنها خارج قسمة كل من الكتلة على الحجم، ومن الملاحظ أن كثافة جميع المواد تتغير مع تغير درجات الحرارة والضغط أيضًا، فعلى سبيل المثال يكون هذا التغير بسيط في كل من المواد الصلبة والمواد السائلة أيضًا، ولكن يبقي كبير في الغازات، وأما عن العلاقة بين كل من درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي فنلاحظ أن العلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي تكون علاقة عكسية حيث مع الإرتفاع في درجات الحرارة تكون الكثافة قليلة والعكس صحيح.
أهم طبقات الغلاف الجوي
يحتوي الغلاف الجوي على مجموعة عديدة من الطبقات المختلفة ومن أهمها ما يلي:
1- طبقة التروبوسفير ومن الملاحظ أن هذه الطبقة تقع عادة في أسفل الغلاف الجوي، ويصل ارتفاع هذه الطبقة لحوالي 8 كيلو متر في المناطق الحارة، بينما ارتفاعها يصل لحوالي 18 كم في المناطق القطبية.
2- طبقة الستراتوسفير ويصل ارتفاع هذه الطبقة إلى 50كم وتتميز هذه الطبقة بأنها لا تحتوي على أي سحب، ويوجد بها كمية قليلة من بخار الماء ويترتب على ذلك حدوث إضطرابات جوية عديدة.
3- طبقة الميزوسفير ويصل ارتفاع هذه الطبقة لأكثر من 60كم، ونلاحظ أن عملية احتراق الشهب تحدث في هذه الطبقة.
4- طبقة الثيرموسفير وهي تعتبر الطبقة الأخيرة من طبقات الغلاف الجوي ويصل درجة الحرارة في هذه الطبقة لحوالي 1000 م، ويوجد بها مجموعة عديدة من الأيونات المختلفة، فهي تقوم بتحويل الطاقة التي تأتي من الشمس سواء جزئيات أو ذرات لأيونات، ونلاحظ أن ظاهرة الشفق القطبي تدور في هذه الطبقة وتتسم هذه الظاهرة بأن لها مجموعة من الأضواء الجذابة سواء من الأحمر أو الأخضر وذلك بالقرب من كلا القطبين.
أهمية الغلاف الجوي
يتميز الغلاف الجوي بفوائده العديدة لسطح الأرض وكذلك لجميع الكائنات الحية التي تعيش على سطح الأرض ومن أهم هذه الفوائد ما يلي:
1- يعمل على حماية كوكب الأرض من خطر فقدان كمية كبيرة من حرارته من خلال الإشعاع الأرضي.
2- يساهم في توفير حماية كبيرة لكوكب الأرض من التعرض لخطر الإشعاعات الضارة مثل الأشعة الكونية وكذلك الأشعة الفوق بنفسجية.
3- يحافظ الغلاف الجوي على سطح الكرة الأرضية من أن تكتسب كمية كبيرة من الحرارة عن طريق الإشعاع الشمسي، حيث يلعب دور هام في المحافظة على أن تظل درجة حرارة الأرض معتدلة وبالتالي بدون هذا الإعتدال في درجات الحرارة فسوف تكون الحياة صعبة على كوكب الأرض ولتعرضت الكائنات الحية للتجمد.
4- يتميز الغلاف الجوي بإحتوائه على بخار الماء والذي يلعب دور هام في تحديد كمية المياه العذبة على سطح كوكب الأرض.
