طبقات الغلاف الجوي وخصائصها والمشاكل التي تواجهها

نشأت طبقات الغلاف الجوي نتيجة عدم تجانس الغلاف الجوي وتباينه من حيث درجات الحرارة والضغط. ليتشكل لدينا ست طبقات من الغلاف الجوي، لكل منها خصائصها التي تميزها عن غيرها من الطبقات. وهي بالترتيب من الأقرب إلى سطح الأرض إلى الأبعد، طبقة التربوسفير وطبقة الستراتوسفير وطبقة الميزوسفير وطبقة التيرموسفير وطبقة الأيونوسفير وأخيرًا طبقة الإكسوسفير. لذلك سنتعرف في هذا المقال عبر مفاهيم، على الغلاف الجوي وطبقاته بالتفصيل، لتتكون لديكم نظرة واسعة وشاملة لكل ما يحدث في غلاف كوكب الأرض الذي نحب.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• تعريف الغلاف الجوي
• غازات الغلاف الجوي
• طبقات الغلاف الجوي
  • طبقة المتكور الدوار- التربوسفير
  • طبقة المتكور الطبقي- الستراتوسفير
  • طبقة المتكور الأوسط- الميزوسفير
  • طبقة المتكور الحراري- الثيرموسفير
  • طبقة المتكور المتأين- الأيونوسفير
  • طبقة المتكور الخارجي- الإكسوسفير
• المشاكل التي يواجهها الغلاف الجوي حول الأرض
  • الاحتباس الحراري
  • التلوث من الغازات
  • أضرار طبقة الأوزون

تعريف الغلاف الجوي

يحيط الغلاف الجوي بكوكب الأرض، وهو يتكون من مجموعة منوعة من الغازات مما يساعد على توفر الحياة على كوكب الأرض. ولعل أبرز الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي، هو:

• غاز الأوكسجين الهام لإبقاء الكائنات الحية على قيد الحياة، إذ تصل نسبته في الغلاف الجوي إلى 20.95%. كما يعمل على حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تأتي مباشرةً من الشمس.
• من ناحية أخرى، يساهم الغلاف الجوي في بقاء درجة الحرارة مناسبة للعيش على سطح كوكب الأرض، من خلال تأثير الاحتباس الحراري.
• كما يمنع الاختلافات الحاة في درجات الحرارة بين الليل والنهار. وتجدر الإشارة إلى وجود أغلفة جوية محيطة بالكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي، إلا أنها تختلف في مكوناتها عن مكونات الغلاف الجوي المحيط بالأرض، مما يمنع تواجد الحياة على تلك الكواكب إلى حد هذه اللحظة.

غازات الغلاف الجوي

• يتكون الغلاف الجوي من خليط من الغازات التي توجد فيه نتيجةً للجاذبية الأرضية، وأهمها وأكثرها شيوعًا على الإطلاق هما غازي الأوكسجين والنتروجين.
• إذ يتكون الهواء الجاف من حوالي 78٪ نيتروجين (N2) و 21٪ أكسجين (O2)، إلى جانب الأرجون وثاني أكسيد الكربون والعديد من الغازات الأخرى وبخار الماء الذي يشكل نسبة 1% من نسبة خليط غازات الغلاف الجوي.
• كما يضم الغلاف الجوي مجموعة من الجسيمات الصلبة والسائلة العائمة فيه، التي تعرف علميًا باسم الهباء الجوي، إذ تضم الغبار والجراثيم والملح الناتج عن البحار إلى جانب الرماد البركاني والدخان وغيرها من الجزيئات التي تأتي من سطح الأرض بصورة أدق.

طبقات الغلاف الجوي

تبدأ طبقات الغلاف الجوي من سطح الأرض وصولًا إلى حدود الفضاء الخارجي، لتتباين فيما بينها من حيث الخصائص والوظيفة التي تؤديها لحماية كوكب الأرض وتسهيل الحياة على سطحه. وفيما يلي نظرة أقرب على هذه الطبقات:

طبقة المتكور الدوار- التربوسفير

• تعد طبقة التربوسفير الطبقة الأدنى والأقرب إلى سطح الأرض من طبقات الغلاف الجوي، وهي الجزء الذي نعيش فيه مع غيرنا من الكائنات الحية. كما أنها الطبقة المسؤولة عن المناخ وتغيراته، إذ تحدث فيها معظم التغيرات الجوية من سحاب ومطر وثلوج، وتقل درجة الحرارة كلما ارتفعنا في طبقة التربوسفير.
• وتحتوي طبقة التروبوسفير على حوالي 75٪ من كل الهواء الموجود في الغلاف الجوي، وتقريبًا كل بخار الماء الذي يشكل السحب والأمطار لذلك تعد أكثف الطبقات في الغلاف الجوي.
• ويسمى الجزء العلوي من طبقة التروبوسفير بالتروبوبوز وهو الأدنى عند القطبين، حيث يقع على ارتفاع حوالي 7-10 كيلومترات فوق سطح الأرض. أما أعلى نقطة تصل إلى حوالي 17-18 كم بالقرب من خط الاستواء.

طبقة المتكور الطبقي- الستراتوسفير

• تمتد طبقة الستراتوسفير من طبقة الترويوبوز إلى 50 كم صعودًا، وهي الطبقة التي تضم نسبة كبيرة من غاز الأوزون من طبقات الغلاف الجوي.
• مما يسبب زيادة في درجات الحرارة في هذه الطبقة، نتيجة لامتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. وتكمن أهمية طبقة الستراتوسفير في حماية كوكب الأرض من الأشعة الشمسية الضارة، من خلال طبقة الأوزون لتحمينا من الإصابة بسرطان الجلد بصورة رئيسية.
• من ناحية أخرى، تعرضت طبقة الأوزون إلى أضرار كبيرة أدت إلى ظهور واحدة من أبرز المشاكل البيئية وهي مشكلة ثقب الأوزون، التي حددت نتيجة الاستخدام الكبير لمركبات الكربون الكلورية فلورية التي كانت تستخدم في السابق في الثلاجات وعلب الرش وطفايات الحريق
• . أما الخبر الجيد في هذا الأمر هو توقف البشر عن إنتاج معظم مركبات الكربون الكلورية الفلورية الضارة، إذ يتوقع العلماء أن يتعافى ثقب الأوزون خلال القرن الحادي والعشرين، لكنها عملية بطيئة وتحتاج إلى الكثير من الوقت.

طبقة المتكور الأوسط- الميزوسفير

• ترتفع طبقة الميزوسفير 80 كم عن سطح البحر، وهي الطبقة التي تتميز بأنها أكثر طبقة باردة من طبقات غلافنا الجوي، إذ يمكن أن تصل فيها درجة الحارة إلى ما يقارب -100 درجة مئوية. هنا في هذه الطبقة حيث تحترق الملايين من الشهب قبل وصولها إلى سطح الأرض، وذلك بسبب امتداد الغلاف الجوي الكبير.

طبقة المتكور الحراري- الثيرموسفير

• ترتفع درجات الحرارة في هذه الطبقة من الغلاف الجوي كلما ارتفعنا إلى الأعلى باتجاه الفضاء الخارجي، وذلك بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية النشطة من الشمس من جهة، وكثافة الهواء القليلة جدًا مقارنة بسطح الأرض وغيرها من الطبقات.

طبقة المتكور المتأين- الأيونوسفير

• يعمل الإشعاع الشمسي النشط على قطع الإلكترونات عن الجزيئات والذرات، ويحولها إلى أيونات بشحنة موجبة. وتتفاوت درجة حرارة الغلاف الحراري بين الليل والنهار وبين الفصول، وكذلك تتفاوت أعداد الأيونات والإلكترونات الموجودة في هذه الطبقة.
• وتعكس طبقة الأيونوسفير الموجات الراديو وتمتصها، مما يسمح باستقبال البث الإذاعي على سطح الأرض.

طبقة المتكور الخارجي- الإكسوسفير

• تُعد من طبقات الغلاف الجوي ويزيد ارتفاع طبقة الإكسوسفير عن 500 كيلو متر عن سطح البحر، وتعرف بأنها منطقة الفضاء الخارجي. ويندر في هذه المنطقة وجود الهواء لوجود كمية قليلة من الغازات التي تجد طريقها خارج الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.

المشاكل التي يواجهها الغلاف الجوي حول الأرض

يعد الغلاف الجوي رقيقًا عند مقارنته بحجم الأرض، لذلك تسبب الأنشطة البشرية المختلفة الكثير من المشاكل التي تنعكس سلبًا على الأرض والكائنات التي تعيش فيها. مما يسبب تغيرًا حقيقيًا في تركيبة الغلاف الجوي نفسه، ليسبب فيما بعد أضرارًا كارثية في ظل اعتماد حضارتنا الحالية على مختلف أشكال الطاقة الضارة. وفيما يلي أشهر وأبرز المشاكل التي تواجه الغلاف الجوي:

الاحتباس الحراري

• يشكل غازي النيتروجين والأوكسجين النسبة الأكبر من غازات الغلاف الجوي، إلى جانب نسبة تصل إلى حوالي 0.04 في المائة من ثاني أكسيد الكربون. إذ تسمح هذه الكمية الصغيرة من ثاني أكسيد الكربون لضوء الشمس بالمرور عبر الغلاف الجوي، لكنها تحبس الحرارة الناتجة عن ضوء الشمس عندما تضرب سطح الأرض.
• لذلك يعمل حرق الوقود الأحفوري على زيادة كمية غاز ثنائي أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، بالتالي تفاقم الاحتباس الحراري الذي ينتج عنه عدة تغيرات أبرزها التغيرات المناخية الشديدة.

التلوث من الغازات

• تنتج المصانع ومحطات الطاقة العديد من الغازات الضارة بالغلاف الجوي، مثل أكاسيد الكبريت والنيتروجين. وكلها أسباب لتفاقم وانتشار أمراض الجهاز التنفسي مثل الربو، إلى جانب الأضرار الكبيرة على البيئة والكائنات الأخرى وتساقط المطر الحمضي.

أضرار طبقة الأوزون

• تحدثنا في الفقرات السابقة عن طبقة الأوزون وأهميتها في حماية كوكب الأرض من الأشعة الضارة القادمة من الشمس. وقد تعرضت هذه الطبقة إلى أضرار عدة نتيجة مواد التبريد مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية.
• التي تقلل من نسبة وجود الأوزون في الغلاف الجوي، وبالتالي المزيد من الطفرات والأضرار للنباتات والحيوانات والإنسان على سطح الأرض.