في أي طبقات الغلاف الجوي تحدث معظم تغيرات الطقس؟

في أي طبقات الغلاف الجوي تحدث معظم تغيرات الطقس، يحتوي الغلاف الجوي للأرض على سلسلة من الطبقات، لكل منها سماتها الخاصة. بالانتقال إلى الأعلى من مستوى الأرض، تسمى هذه الطبقات طبقة التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي، يتلاشى الغلاف الخارجي تدريجيًا في عالم الفضاء بين الكواكب.

طبقات الغلاف الجوي

تروبوسفير

طبقة التروبوسفير هي الطبقة الدنيا من غلافنا الجوي. بدءًا من مستوى الأرض، يمتد صعودًا إلى حوالي 10 كيلومترات (6.2 ميل أو حوالي 33000 قدم) فوق مستوى سطح البحر.

نحن البشر نعيش في طبقة التروبوسفير، وتحدث جميع الأحوال الجوية تقريبًا في هذه الطبقة الدنيا. تظهر معظم السحب هنا ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود 99٪ من بخار الماء في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير. ينخفض ​​ضغط الهواء وتصبح درجات الحرارة أكثر برودة مع صعودك في طبقة التروبوسفير.

الستراتوسفير

الطبقة التالية تسمى الستراتوسفير. يمتد الستراتوسفير من قمة طبقة التروبوسفير إلى حوالي 50 كم (31 ميلاً) فوق سطح الأرض. تم العثور على طبقة الأوزون سيئة السمعة داخل الستراتوسفير.

وتمتص جزيئات الأوزون في هذه الطبقة ضوء الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة من الشمس ، وتحول طاقة الأشعة فوق البنفسجية إلى حرارة. على عكس طبقة التروبوسفير، فإن طبقة الستراتوسفير تزداد دفئًا كلما ارتفعت!

هذا الاتجاه المتمثل في ارتفاع درجات الحرارة مع الارتفاع يعني أن الهواء في الستراتوسفير يفتقر إلى الاضطرابات والحركات الصاعدة لطبقة التروبوسفير تحتها.

وتحلق طائرات الركاب التجارية في الجزء السفلي من الستراتوسفير ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن هذه الطبقة الأقل اضطرابًا توفر قيادة أكثر سلاسة. يتدفق التيار النفاث بالقرب من الحدود بين طبقة التروبوسفير والستراتوسفير.

الميزوسفير

يوجد فوق طبقة الستراتوسفير طبقة الميزوسفير يمتد صعودًا إلى ارتفاع حوالي 85 كيلومترًا (53 ميلًا) فوق كوكبنا. تحترق معظم الشهب في طبقة الميزوسفير. على عكس الستراتوسفير، تزداد درجات الحرارة مرة أخرى أكثر برودة مع صعودك عبر طبقة الميزوسفير.

وتم العثور على أبرد درجات الحرارة في الغلاف الجوي للأرض ، حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت) بالقرب من الجزء العلوي من هذه الطبقة. الهواء في طبقة الميزوسفير رقيق جدًا بحيث لا يمكن تنفسه (ضغط الهواء في الجزء السفلي من الطبقة أقل بكثير من 1٪ من الضغط عند مستوى سطح البحر ويستمر في الانخفاض كلما ارتفعت إلى أعلى).

ثيرموسفير

تسمى طبقة الهواء النادرة جدًا فوق طبقة الميزوسفير بالغلاف الحراري. يتم امتصاص الأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس في الغلاف الحراري، مما يرفع درجة حرارته إلى مئات أو أحيانًا آلاف الدرجات.

ومع ذلك فإن الهواء في هذه الطبقة رقيق جدًا لدرجة تجعلنا نشعر بالبرودة المتجمدة! من نواح كثيرة، يشبه الغلاف الحراري الفضاء الخارجي أكثر من كونه جزءًا من الغلاف الجوي.

والعديد من الأقمار الصناعية تدور حول الأرض داخل الغلاف الحراري! تؤثر التغيرات في كمية الطاقة القادمة من الشمس تأثيراً قوياً على ارتفاع قمة هذه الطبقة ودرجة الحرارة داخلها.

لهذا السبب، يمكن العثور على الجزء العلوي من الغلاف الحراري في أي مكان بين 500 و 1000 كيلومتر (311 إلى 621 ميلاً) فوق سطح الأرض. يمكن أن تتراوح درجات الحرارة في الغلاف الحراري العلوي من حوالي 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) إلى 2000 درجة مئوية (3632 درجة فهرنهايت) أو أعلى. الشفق القطبي، الشفق القطبي الشمالي والأضواء الجنوبية، تحدث في الغلاف الحراري.

إكزوسفير

على الرغم من أن بعض الخبراء يعتبرون الغلاف الحراري هو الطبقة العلوية من غلافنا الجوي، فإن آخرين يعتبرون الغلاف الخارجي هو "الحد النهائي" الفعلي للغلاف الغازي للأرض.

كما قد تتخيل، فإن الهواء في الغلاف الخارجي رقيق جدًا، مما يجعل هذه الطبقة أشبه بالفضاء أكثر من الغلاف الحراري. في الواقع ، فإن الهواء الموجود في الغلاف الخارجي يتسرب باستمرار من الغلاف الجوي للأرض إلى الفضاء الخارجي.

ولا توجد حدود عليا واضحة حيث يتلاشى الغلاف الخارجي أخيرًا في الفضاء. تضع التعريفات المختلفة الجزء العلوي من الغلاف الخارجي في مكان ما بين 100،000 كيلومتر (62،000 ميل) و 190،000 كيلومتر (120،000 ميل) فوق سطح الأرض. القيمة الأخيرة في منتصف الطريق تقريبًا إلى القمر!

الأيونوسفير

الأيونوسفير ليس طبقة مميزة مثل الطبقات الأخرى المذكورة أعلاه. بدلاً من ذلك، فإن الأيونوسفير عبارة عن سلسلة من المناطق في أجزاء من الغلاف الجوي والغلاف الحراري حيث تسببت الإشعاعات عالية الطاقة القادمة من الشمس في إفلات الإلكترونات من الذرات والجزيئات الأم.

تسمى الذرات والجزيئات المشحونة كهربائيًا التي تتشكل بهذه الطريقة أيونات، مما يعطي الغلاف المتأين اسمه ويمنح هذه المنطقة بعض الخصائص الخاصة.

كوكب الأرض

يبلغ عمر الأرض أكثر من 4.5 مليار سنة وخلال أول ملياري سنة من وجودها، كان الغلاف الجوي خاليًا إلى حد كبير من الأكسجين. ثم حدث حدث الأكسدة العظيم. من غير المعروف بالضبط كيف حدث هذا أو متى بالضبط، لكن يُعتقد عمومًا أن البكتيريا الزرقاء في المحيط بدأت في ضخ ما يكفي من الأكسجين لتغيير تكوين الغلاف الجوي للكوكب.

ظهرت الكائنات وحيدة الخلية لأول مرة على الأرض منذ حوالي 3.5 مليار سنة وكان هذا التغيير قاتلاً للعديد منها. ومع ذلك استخدم آخرون هذا المورد الجديد لتشكيل هياكل أكثر تعقيدًا وتطوروا إلى أشكال حياة متعددة الخلاياوفي النهاية تركوا المحيط على ارتفاع.

قبل ما لا يقل عن 6000 عام كان ما يعرفه العالم الحديث باسم الصحراء الكبرى خضراء كانت المنطقة عبارة عن أراضٍ عشبية شاسعة مع هطول غزير للأمطار ومجموعة من الحياة النباتية والحيوانية.

ولا يزال الباحثون يستكشفون التغير في المناخ الذي حول المشهد الأفريقي لكن الأدلة تشير إلى أن البشر لعبوا دورًا.

يُعتقد على نطاق واسع أن جبل إتنا في جزيرة صقلية هو أحد أقدم البراكين على هذا الكوكب. جبل إتنا هو بركان طبقي وهو النوع الأكثر عنفًا ولا يزال نشطًا. سجلات اندلاعه يعود تاريخها إلى 1500 قبل الميلاد.