الدرس العاشر: الغلاف الجوي

الغلاف الجوي هو غلاف غازي يحيط بالكرة الأرضية ويحميها بفضل الجاذبية التي تمنع الغازات من التشتت في الفضاء. يتكون من عدة طبقات تختلف في سمكها وخصائصها ودرجات حرارتها. الغاز الأكبر نسبة هو النيتروجين بنسبة %78 ثم الأكسجين بنسبة %21. وله وظائف عظيمة تشمل تنظيم وصول الضوء، وحماية الأرض من الإشعاعات الضارة، وتنظيم الحرارة ودورة الماء. كمثال، طبقة التروبوسفير السفلي هي التي نعيش فيها وتحدث فيها السحب والأمطار، وكلما ارتفعنا فيها انخفضت درجة الحرارة بمعدل درجة موية واحدة كلما ارتفعت 150 مترا.

الفكرة الأساسية

الغلاف الجوي هو غلاف غازي يحمي الكرة الأرضية ويدعم الحياة عليها، وينقسم إلى خمس طبقات رئيسية تزداد سمكاً كلما ابتعدنا عن سطح الأرض.

الشرح

يحيط بالكرة الأرضية غلاف غازي ليس له لون ولا طعم ولا رائحة، وتبلغ سمك طبقاته المحيطة بالأرض 10000 كم. وتجذب الأرض هذه الغازات بفعل الجاذبية لئلا تتشتت في الفضاء. يتكون الغلاف الجوي من غاز النيتروجين بنسبة %78، والأكسجين بنسبة %21، والأرجون بنسبة %0.93، وثاني أكسيد الكربون بنسبة %0.04، إضافة إلى غازات أخرى نادرة.

تتعدد فوائد الغلاف الجوي في تنظيم وصول الضوء وانتشاره، والسماح بمرور الأشعة المفيدة مثل الأشعة تحت الحمراء وتوزيع الحرارة، وحماية الأرض من فقدان حرارتها الطبيعية، وحدوث دورة الماء بإعادته إلى الأرض مطراً بإذن الله.

ينقسم الغلاف الجوي إلى خمس طبقات:

1. طبقة الغلاف الجوي السفلي (التروبوسفير): الطبقة الأولى التي تعلو سطح الأرض وتعيش المخلوقات الحية فيها، وتحتوي على نحو %50 من هواء الغلاف الجوي كاملًا، وتحدث فيها السحب والأمطار، وتنخفض درجات الحرارة فيها تدريجياً بمعدل درجة موية واحدة كلما ارتفعنا 150 متراً.
2. طبقة الغلاف الجوي العلوي (الستراتوسفير): تقع فوق الطبقة السابقة مباشرة، وتضم طبقة الأوزون التي تحمي كوكب الأرض من الأشعة فوق البنفسجية عبر امتصاصها، وتتميز بأنها مستقرة جداً وتطير فيها الطائرات.
3. طبقة الغلاف الجوي المتوسط (الميزوسفير): أبرد طبقات الغلاف الجوي، وتتخفض درجات الحرارة فيها بنحو 100 درجة موية، وفيها يحترق كثير من النياذك التي تسقط على الأرض.
4. طبقة الغلاف الجوي الحراري (الثيرموسفير): ترتفع فيها درجات الحرارة إلى ما يقارب 1000 درجة موية، وينتج عنها ظاهرة الشفق الققطبي، وفيها مكان المكوك الفضائي والرحلات الفضائية، وتمتص الأشعة السينية.
5. طبقة الغلاف الجوي الخارجي (الإكسوسفير): الطبقة الأخيرة وهي طبقة نحيلة يندمج الغلاف الجوي بعدها في الفضاء الخارجي لحماية الكوكب من الإشعاعات الضارة.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا كانت طائرة تحلق في طبقة الغلاف الجوي العلوي (الستراتوسفير)، فلماذا تكون في مأمن من السحب وتقلبات الجو التي تحدث في طبقة التروبوسفير؟

• الخطوة الأولى: نحدد خصائص طبقة الستراتوسفير من الدرس وهي أنها طبقة مستقرة جداً.
• الخطوة الثانية: نقارنها بطبقة التروبوسفير التي توجد فيها السحب والأمطار والعواصف.
• النتيجة: لأن طبقة الستراتوسفير مستقرة وخالية من السحب التقليدية الموجودة في الطبقة السفلية، فإن الطائرات تطير فيها بأمان من تقلبات الجو.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن جميع طبقات الغلاف الجوي تتطابق في درجات الحرارة؛ والصحيح أن درجات الحرارة تتباين بشكل كبير بين طبقة وأخرى، فتنخفض في الميزوسفير وتصل إلى نحو 1000 درجة موية في الثيرموسفير.
• الخلط بين الطبقة التي تحدث فيها الأمطار والسحب (التروبوسفير) والطبقة التي تحتوي على طبقة الأوزون (الستراتوسفير).

سؤالان للتدريب مع الإجابة

• السؤال الأول: ما الغاز الذي يشكل النسبة الكبرى في الغلاف الجوي للأرض؟
• الإجابة: غاز النيتروجين بنسبة %78.
• السؤال الثاني: أي طبقة من طبقات الغلاف الجوي تتميز بأنها أبرد طبقات الغلاف الجوي وتتخفض فيها درجات الحرارة بنحو 100 درجة موية؟
• الإجابة: طبقة الغلاف الجوي المتوسط (الميزوسفير).