علم الغلاف الجوي

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة
علوم الغلاف الجوي
الأرصاد الجوية
علم المناخ
علم الطيران
القواميس
  • ف
  • ت
  • هـ
جزء من سلسلة عن
طقس
الفصول المعتدلة والقطبية
المواسم الاستوائية
العواصف
تساقط
المواضيع
القواميس
رمز بوابة الطقس
  • ف
  • ت
  • هـ

علم الغلاف الجوي هو دراسة الغلاف الجوي للأرض والعمليات الفيزيائية المختلفة التي تحدث داخله. يشمل علم الأرصاد الجوية الكيمياء الجوية والفيزياء الجوية مع التركيز بشكل رئيسي على التنبؤ بالطقس . علم المناخ هو دراسة التغيرات الجوية (طويلة وقصيرة المدى) التي تحدد المناخات المتوسطة وتغيرها بمرور الوقت تقلب المناخ . علم الطيران هو دراسة الطبقات العليا من الغلاف الجوي، حيث يكون التفكك والتأين مهمين. تم توسيع علم الغلاف الجوي إلى مجال علم الكواكب ودراسة أجواء الكواكب والأقمار الطبيعية للنظام الشمسي .

تشمل الأدوات التجريبية المستخدمة في علم الغلاف الجوي الأقمار الصناعية ، ومسبارات الصواريخ ، ومسبارات الراديو ، والبالونات الجوية ، والرادارات ، والليزر .

يُستخدم مصطلح علم الغلاف الجوي (من الكلمة اليونانية ἀήρ، aēr ، " الهواء "؛ و-λογία، -logia ) أحيانًا كمصطلح بديل لدراسة الغلاف الجوي للأرض؛ [1] وفي تعريفات أخرى، يقتصر علم الغلاف الجوي على الغلاف الجوي الحر ، المنطقة الواقعة فوق طبقة الحدود الكوكبية . [2]

ومن بين الرواد الأوائل في هذا المجال ليون تيسيرينك دي بورت وريتشارد أسمان . [3]

الكيمياء الجوية

رسم تخطيطي يوضح تطور/دورات العناصر المختلفة في الغلاف الجوي للأرض.

الكيمياء الجوية هي فرع من فروع علم الغلاف الجوي يدرس كيمياء الغلاف الجوي للأرض والكواكب الأخرى. وهو مجال بحثي متعدد التخصصات ويعتمد على الكيمياء البيئية والفيزياء والأرصاد الجوية والنمذجة الحاسوبية وعلم المحيطات والجيولوجيا وعلم البراكين وغيرها من التخصصات. ويرتبط البحث بشكل متزايد بمجالات دراسية أخرى مثل علم المناخ.

إن تركيب الغلاف الجوي وكيمياءه يشكلان أهمية كبيرة لأسباب عديدة، ولكن السبب الرئيسي في ذلك يرجع إلى التفاعلات بين الغلاف الجوي والكائنات الحية. لقد تغير تركيب الغلاف الجوي للأرض نتيجة للأنشطة البشرية، وبعض هذه التغيرات ضارة بصحة الإنسان والمحاصيل والنظم البيئية. ومن الأمثلة على المشاكل التي عالجتها الكيمياء الجوية المطر الحمضي والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي والاحتباس الحراري العالمي. وتسعى الكيمياء الجوية إلى فهم أسباب هذه المشاكل، ومن خلال الحصول على فهم نظري لها، تسمح باختبار الحلول الممكنة وتقييم آثار التغييرات في السياسة الحكومية.

ديناميكيات الغلاف الجوي

ديناميكيات الغلاف الجوي هي دراسة أنظمة الحركة ذات الأهمية الجوية، ودمج الملاحظات في مواقع وأوقات ونظريات متعددة. تشمل الموضوعات الشائعة التي تمت دراستها ظواهر متنوعة مثل العواصف الرعدية والأعاصير وموجات الجاذبية والأعاصير المدارية والأعاصير خارج المدارية والتيارات النفاثة والدورات على نطاق عالمي. الهدف من الدراسات الديناميكية هو شرح الدورات المرصودة على أساس المبادئ الأساسية من الفيزياء . تتضمن أهداف مثل هذه الدراسات تحسين التنبؤ بالطقس وتطوير أساليب للتنبؤ بالتقلبات المناخية الموسمية والسنوية وفهم آثار الاضطرابات الناجمة عن الإنسان (على سبيل المثال، زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون أو استنفاد طبقة الأوزون) على المناخ العالمي. [4]

فيزياء الغلاف الجوي

الفيزياء الجوية هي تطبيق الفيزياء على دراسة الغلاف الجوي. يحاول علماء الفيزياء الجوية نمذجة الغلاف الجوي للأرض والغلاف الجوي للكواكب الأخرى باستخدام معادلات تدفق السوائل والنماذج الكيميائية وموازنة الإشعاع وعمليات نقل الطاقة في الغلاف الجوي والمحيطات والأرض الأساسية. من أجل نمذجة أنظمة الطقس، يستخدم علماء الفيزياء الجوية عناصر نظرية التشتت ونماذج انتشار الموجات وفيزياء السحب والميكانيكا الإحصائية والإحصاءات المكانية ، والتي تتضمن كل منها مستويات عالية من الرياضيات والفيزياء. ترتبط الفيزياء الجوية ارتباطًا وثيقًا بالأرصاد الجوية وعلم المناخ وتغطي أيضًا تصميم وبناء الأدوات لدراسة الغلاف الجوي وتفسير البيانات التي توفرها، بما في ذلك أدوات الاستشعار عن بعد .

في المملكة المتحدة، تعتمد الدراسات الجوية على مكتب الأرصاد الجوية. وتشرف أقسام الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة على مشاريع البحث ونمذجة الطقس التي تنطوي على الفيزياء الجوية. كما يقوم المركز الوطني للفلك والأيونوسفير في الولايات المتحدة بإجراء دراسات على الغلاف الجوي المرتفع.

يتفاعل المجال المغناطيسي للأرض والرياح الشمسية مع الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة الأيونوسفير ، وأحزمة فان ألن الإشعاعية ، والتيارات الأرضية ، والطاقة الإشعاعية .

علم المناخ

هو علم يستند في معرفته العامة على التخصصات الأكثر تخصصًا في علم الأرصاد الجوية وعلم المحيطات والجيولوجيا وعلم الفلك، والتي تستند بدورها إلى العلوم الأساسية في الفيزياء والكيمياء والرياضيات. وعلى النقيض من علم الأرصاد الجوية ، الذي يدرس أنظمة الطقس قصيرة المدى التي تستمر حتى بضعة أسابيع، يدرس علم المناخ تردد واتجاهات تلك الأنظمة. ويدرس دورية الأحداث الجوية على مدى سنوات إلى آلاف السنين، فضلاً عن التغيرات في أنماط الطقس المتوسطة طويلة الأجل، فيما يتعلق بالظروف الجوية. يدرس علماء المناخ ، أولئك الذين يمارسون علم المناخ، كل من طبيعة المناخ - المحلية أو الإقليمية أو العالمية - والعوامل الطبيعية أو البشرية التي تسبب في تغير المناخ. يدرس علم المناخ الماضي ويحاول التنبؤ بتغير المناخ في المستقبل .

تشمل الظواهر ذات الأهمية المناخية الطبقة الحدودية الجوية وأنماط الدورة وانتقال الحرارة ( الإشعاعي والحملي والكامن ) والتفاعلات بين الغلاف الجوي والمحيطات وسطح الأرض ( وخاصة النباتات واستخدام الأراضي والتضاريس ) والتركيب الكيميائي والفيزيائي للغلاف الجوي . تشمل التخصصات ذات الصلة الفيزياء الفلكية والفيزياء الجوية والكيمياء وعلم البيئة والجغرافيا الطبيعية والجيولوجيا والجيوفيزياء وعلم الجليد وعلم المياه وعلم المحيطات وعلم البراكين .

علم الطيران

علم الغلاف الجوي هو الدراسة العلمية للغلاف الجوي العلوي للأرض - الطبقات الجوية فوق طبقة الستراتوبوز - والمناطق المقابلة للغلاف الجوي للكواكب الأخرى، حيث قد يتوافق الغلاف الجوي بالكامل مع الغلاف الجوي العلوي للأرض أو جزء منه. علم الغلاف الجوي هو فرع من الكيمياء الجوية والفيزياء الجوية، ويتناقض مع علم الأرصاد الجوية، الذي يركز على طبقات الغلاف الجوي أسفل طبقة الستراتوبوز. [5] في المناطق الجوية التي يدرسها علماء الغلاف الجوي، يعد التفكك الكيميائي والتأين ظاهرتين مهمتين.

الأجواء على الأجرام السماوية الأخرى

صورة ملونة زائفة لأجواء كوكب الزهرة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، التقطتها مركبة أكاتسوكي في أكتوبر 2021

جميع كواكب النظام الشمسي لها غلاف جوي. وذلك لأن جاذبيتها قوية بما يكفي لإبقاء الجسيمات الغازية قريبة من السطح. الكواكب الغازية الأكبر حجمًا ضخمة بما يكفي لإبقاء كميات كبيرة من الغازات الخفيفة الهيدروجين والهيليوم قريبة منها، بينما تفقد الكواكب الأصغر هذه الغازات في الفضاء . [6] يختلف تكوين الغلاف الجوي للأرض عن الكواكب الأخرى لأن العمليات الحيوية المختلفة التي حدثت على الكوكب أدخلت الأكسجين الجزيئي الحر . [ 7 ] لقد تم تفجير جزء كبير من الغلاف الجوي لعطارد بواسطة الرياح الشمسية . [8] القمر الوحيد الذي احتفظ بغلاف جوي كثيف هو تيتان . يوجد غلاف جوي رقيق على تريتون ، وأثر للغلاف الجوي على القمر .

تتأثر أجواء الكواكب بدرجات متفاوتة من الطاقة المستلمة إما من الشمس أو من داخلها، مما يؤدي إلى تكوين أنظمة الطقس الديناميكية مثل الأعاصير (على الأرض)، والعواصف الغبارية التي تغطي الكوكب بأكمله ( على المريخ )، والإعصار المضاد بحجم الأرض على كوكب المشتري (يسمى البقعة الحمراء العظيمة )، والثقوب في الغلاف الجوي (على نبتون). [9] وقد زُعم أن كوكبًا واحدًا على الأقل خارج المجموعة الشمسية، HD 189733 b ، يمتلك مثل هذا النظام الجوي، على غرار البقعة الحمراء العظيمة ولكنه أكبر بمرتين. [10]

لقد ثبت أن كواكب المشترى الساخنة تفقد غلافها الجوي في الفضاء بسبب الإشعاع النجمي، تمامًا مثل ذيول المذنبات. [11] [12] قد يكون لهذه الكواكب اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين جانبيها النهاري والليلي مما ينتج عنه رياح تفوق سرعة الصوت، [13] على الرغم من أن جانبي النهار والليل لـ HD 189733b يبدو أن درجات حرارتهما متشابهة جدًا، مما يشير إلى أن الغلاف الجوي للكوكب يعيد توزيع طاقة النجم حول الكوكب بشكل فعال. [10]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "Aerology". OED Online . Oxford University Press . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2019 .
  2. ^ "Aerology - AMS Glossary". glossary.ametsoc.org . تم الاسترجاع في 2019-09-08 .
  3. ^ الأشعة فوق البنفسجية في النظام الشمسي بقلم مانويل فاسكيز، أرنولد هانسلماير
  4. ^ جامعة واشنطن . ديناميكيات الغلاف الجوي. تم الاسترجاع في 1 يونيو 2007.
  5. ^ براسور، جاي (1984).علم الغلاف الجوي الأوسط: الكيمياء والفيزياء لطبقتي الستراتوسفير والميزوسفير. Springer. ص. xi. ISBN 978-94-009-6403-7.
  6. ^ شيبرد، إس إس؛ جيويت، دي؛ كلاينا، جيه. (2005). "مسح عميق للغاية للأقمار غير المنتظمة لأورانوس: حدود الاكتمال". المجلة الفلكية . 129 (1): 518-525. arXiv : astro-ph/0410059 . رمز Bibcode :2005AJ....129..518S. doi :10.1086/426329. S2CID  18688556.
  7. ^ زيليك، مايكل أ.؛ جريجوري، ستيفان أ. (1998). مقدمة في علم الفلك والفيزياء الفلكية (الطبعة الرابعة). دار نشر سوندرز كوليدج. ص. 67. رقم ISBN 0-03-006228-4.
  8. ^ هانتن دي إم، شيمانسكي دي إي، مورجان تي إتش (1988)، الغلاف الجوي لعطارد ، في: عطارد (A89-43751 19–91). مطبعة جامعة أريزونا، ص 562–612
  9. ^ هارفي، سامانثا (1 مايو 2006). "الطقس، الطقس، في كل مكان؟". ناسا. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2007. تم الاسترجاع في 9 سبتمبر 2007 .
  10. ^ ab Knutson, Heather A.; Charbonneau, David; Allen, Lori E .; Fortney, Jonathan J. (2007). "خريطة التباين بين الليل والنهار للكوكب خارج المجموعة الشمسية HD 189733b". Nature . 447 (7141): 183–6. arXiv : 0705.0993 . Bibcode :2007Natur.447..183K. doi :10.1038/nature05782. PMID  17495920. S2CID  4402268.(بيان صحفي ذو صلة)
  11. ^ Weaver, D.; Villard, R. (31 January 2007). "Hubble Probes Layer-cake Structure of Alien World's Atmosphere". جامعة أريزونا، مختبر القمر والكواكب (بيان صحفي) . مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2007. تم الاسترجاع في 15 أغسطس 2007 .
  12. ^ باليستر، جيلدا إي؛ سينج، ديفيد كيه؛ هربرت، فلويد (2007). "توقيع الهيدروجين الساخن في الغلاف الجوي للكوكب خارج المجموعة الشمسية HD 209458b". نيتشر . 445 (7127): 511–4. رمز Bibcode :2007Natur.445..511B. doi :10.1038/nature05525. hdl : 10871/16060 . PMID  17268463. S2CID  4391861.
  13. ^ هارينجتون، جيسون؛ هانسن، براد م؛ لوسزكز، ستاتيا هـ؛ سيجر، سارة (2006). "سطوع الأشعة تحت الحمراء المعتمد على الطور للكوكب خارج المجموعة الشمسية أندروميدا ب". ساينس . 314 (5799): 623–6. arXiv : astro-ph/0610491 . Bibcode :2006Sci...314..623H. doi :10.1126/science.1133904. PMID  17038587. S2CID  20549014.(بيان صحفي ذو صلة)
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ علوم الغلاف الجوي .
  • ديناميكيات السوائل الجوية المطبقة على خرائط الطقس - مبادئ مثل الحمل الحراري والتشوه والدوامة
  • أرشيف المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR)، يوثق تاريخ العلوم الجوية
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Atmospheric_science&oldid=1249270548"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate