سمك الغلاف الجوي وتركيبه

سمك الغلاف الجوي وتركيبه
مدخل
...
سمك الغلاف الجوي وطبقاته:
ليس من السهل معرفة سمك الغلاف الجوي، وإن كان من المعروف أنه يبدأ في التلاشي تدريجيًّا على ارتفاع يتراوح ما بين 300 و 500 كيلو متر. ومن الثابت على العموم أن معظم الغازات التي يتكون منها الهواء تختفي غالبًا قبل الوصول إلى هذا الارتفاع، ويقدر على وجه الإجمال أن حوالي 50% من الوزن الكلي للغازات التي يتألف منها الهواء تتجمع في الطبقات السفلى من الجو حتى ارتفاع 6 كيلو مترات تقريبًا، وأن 25% من هذا الوزن توجد في الستة كيلو مترات والنصف التي تعلو ذلك.
وينقسم الغلاف الغازي بصفة عامة إلى أربع طبقات أو أغلفة كبرى وهي بالترتيب من أسفل إلى أعلى:
(1/242)
____
1- التروبوسفير Troposphere:
ويبلغ ارتفاعه في المتوسط حوالى 11 كيلو مترًا تقريبًا من سطح البحر؛ ولكن هذا الارتفاع يزيد عن ذلك في الأقاليم المدارية الحارة؛ بحيث يصل أحيانًا إلى 18 كيلو مترًا، بينما يقل عند القطبين بحيث يصل إلى 8 كيلو مترات. وهذه الطبقة هي التي تهمنا دائمًا عند دراسة الجو والمناخ؛ لأنها هي الميدان الذي تتمثل فيه جميع الظاهرات الجوية والمناخية مثل السحب والأمطار والعواصف والأعاصير وغيرها، ويلاحظ أن درجة الحرارة في التروبوسفير تتناقص كلما زاد الارتفاع بمعدل درجة مئوية واحدة لكل 150
(1/242)
____
مترًا تقريبًا. وهذه الطبقة عظيمة الثقل جدًّا بسبب عظم كثافة هوائها من جهة، وبسبب الضغط الذي يقع عليها من الطبقات التي فوقها من جهة أخرى1. ويقدر وزن هذه الطبقة وحدها بنحو 5/4 وزن الغلاف الجوي كله.
ويطلق اسم التروبوبوز Tropopause على القسم الأعلى من هذه الطبقة، وهو عبارة عن منطقة انتقال بين التروبوسفير وما فوقها، وهي قليلة السمك نسبيًّا، وتتميز بأن درجة حرارتها منخفضة جدًّا حوالي -55درجة مئوية ولا تتناقص تناقصًا محسوسًا بالارتفاع.
__
1 يقدر بعض الكتاب الأمريكيين أن وزن طبقة التروبوسفير يعادل وزن طبقة من الذهب سمكها حوالي 25 مترًا واتساعها يعادل اتساع الولايات المتحدة
انظر Neuberger H.H & Stephens. T.B Weather & 1948 p9
(1/243)
____
2- الاستواتوسفير Stratosphere:
وهو أعظم سمكًا من التروبوسفير، ويبلغ سمكه في العروض المتوسطة حوالي 50 كيلو مترًا؛ ولكنه يقل عن ذلك كثيرًا قرب خط الاستواء، حتى أنه قد يختفي تقريبًا. ودرجة حرارته منخفضة جدًّا، ولا تتغير كثيرًا بالارتفاع؛ إلا أنها تتزايد ببطء في القسم الأعلى منه. وعلى العكس مما يحدث في التروبوسفير، الذي تتناقص حرارته أفقيًّا كلما اتجهنا نحو القطبين فإن حرارة الاستراتوسفير تتزايد في هذا الاتجاه. وتخلو هذه الطبقة من جميع الاضطرابات الجوية، ولكنها تحتوي على نسبة ضئيلة من بخار الماء.
ويطلق اسم الاستراتوبوز Stratopuse على القسم الأعلى من الاستراتوسفير. ويبلغ متوسط ارتفاعه في العروض المتوسطة حوالي 20 كيلو مترًا، وفيه تتجمع أعلى نسبة من غاز الأوزون الموجود في الجو، وهو يساعد على رفع درجة حرارته بعض الشيء.
(1/243)
____
3- الميزوسفير Mesosphere:
وفيه تتناقص درجة الحرارة بحيث تبلغ حدها الأدنى في أعلى أجزاء هذا الغلاف على ارتفاع يتراوح بين 70 و 75 كيلو مترًا من سطح الأرض. وفي هذا الغلاف تحترق الشهب التي تندفع من الفضاء نحو الأرض.
(1/243)
____
ويطلق اسم الميزوبوز "Mesopause" على القطاع العلوي من هذا الغلاف، وهو الذي يمثل منطقة الانتقال بينه وبين الغلاف الذي فوقه، وهو الأيونوسفير.
(1/244)
____
4- الأيونوسفير Ionosphere:
ويتراوح سمكه بين 75 و 375 كيلو مترًا، وهو عبارة عن القسم السفلي من الغلاف العلوي الذي يعرف اسم الثرموسفير Themospere، الذي يتميز عمومًا بارتفاع درجة حرارته، التي قد تصل في أعلاه إلى أكثر من 1000 ْ مئوية.
ومما يعرف عن الأيونوسفير أن له بعض الخصائص الكهربائية التي تجعل له القدرة على عكس الموجات اللاسلكية القصيرة نحو الأرض. وفيه تنتقل كذلك بعض الإشعاعات المغناطيسية والكهربائية نحو القطبين؛ فتؤدي إلى شحنات كهربائية في أعلى الجو تكون سببًا في ظهور الوهج المشهور باسم الأورورا Aurora وهو يظهر بكثرة عند القطب على شكل قوس هائل مكون من مزيج من الألوان، وتخترقه سهام من الأشعة الزرقاء.
(1/244)
____
شكل "86" طبقات الغلاف الجوي
شكل "87" تباين سمك التروبوسفير في العروض المختلفة
(1/245)