أَجواء

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة
تعمل الغازات الجوية المحيطة بالأرض على تشتيت الضوء الأزرق (الأطوال الموجية الأقصر) أكثر من الضوء نحو الطرف الأحمر (الأطوال الموجية الأطول) من الطيف المرئي ؛ وبالتالي، يمكن رؤية توهج أزرق فوق الأفق عند مراقبة الأرض من الفضاء الخارجي . يظهر القمر في الخلفية.

الغلاف الجوي (من الكلمة اليونانية القديمة ἀτμός ( atmós )  "بخار" و σφαῖρα ( sphaîra )  "كرة") [1] هو طبقة من الغازات التي تغلف الجسم الفلكي ، وتثبت في مكانها بواسطة جاذبية الجسم. يحتفظ الكوكب بغلاف جوي عندما تكون الجاذبية كبيرة ودرجة حرارة الغلاف الجوي منخفضة. الغلاف الجوي النجمي هو المنطقة الخارجية للنجم، والتي تشمل الطبقات فوق الغلاف الضوئي المعتم ؛ قد يكون للنجوم ذات درجة الحرارة المنخفضة أغلفة جوية خارجية تحتوي على جزيئات مركبة .

يتكون الغلاف الجوي للأرض من النيتروجين ( 78 ٪) والأكسجين (21٪) والأرجون (0.9٪) وثاني أكسيد الكربون (0.04٪) والغازات النزرة. [2] تستخدم معظم الكائنات الحية الأكسجين للتنفس ؛ تقوم البرق والبكتيريا بتثبيت النيتروجين الذي ينتج الأمونيا المستخدمة في صنع النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية ؛ تستخدم النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي . يقلل التركيب الطبقي للغلاف الجوي من التأثيرات الضارة لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية والرياح الشمسية والأشعة الكونية وبالتالي يحمي الكائنات الحية من التلف الجيني. التركيب الحالي للغلاف الجوي للأرض هو نتاج مليارات السنين من التعديل الكيميائي الحيوي للغلاف الجوي القديم بواسطة الكائنات الحية. [3]

الحدوث والتراكيب

الأصول

الغلاف الجوي عبارة عن سحب من الغاز مرتبطة بنقطة محورية فلكية ذات كتلة مهيمنة بشكل كافٍ وتحيط بها، مما يزيد من كتلتها، وربما يهرب منها أو ينهار عليها. وبسبب هذا الأخير، يمكن أن تتطور مثل هذه النواة الكوكبية من سحب جزيئية بين النجوم أو أقراص كوكبية أولية إلى أجسام فلكية صخرية ذات غلاف جوي متفاوت السُمك، أو كواكب غازية عملاقة أو مندمجة .

يتم تحديد التركيب والسمك في الأصل من خلال كيمياء السديم النجمي ودرجة حرارته، ولكن يمكن تحديدهما أيضًا من خلال العمليات المنتجة داخل الجسم الفلكي الذي يطلق غلافًا جويًا مختلفًا.

التراكيب

رسوم بيانية لسرعة الهروب مقابل درجة حرارة سطح بعض أجسام النظام الشمسي توضح الغازات المحتجزة. تم رسم الأجسام وفقًا لمقياس الرسم، ونقاط بياناتها موجودة عند النقاط السوداء في المنتصف.

تتكون أجواء كوكبي الزهرة والمريخ بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والأرجون والأكسجين . [ 4 ]

يتحدد تكوين الغلاف الجوي للأرض من خلال المنتجات الثانوية للحياة التي يدعمها. يحتوي الهواء الجاف (مزيج من الغازات) من الغلاف الجوي للأرض على 78.08% نيتروجين، و20.95% أكسجين، و0.93% أرجون، و0.04% ثاني أكسيد الكربون، وكميات ضئيلة من الهيدروجين والهيليوم وغازات "نبيلة" أخرى (حسب الحجم)، ولكن بشكل عام توجد أيضًا كمية متغيرة من بخار الماء، في المتوسط ​​حوالي 1% عند مستوى سطح البحر. [5]

إن درجات الحرارة المنخفضة والجاذبية العالية للكواكب العملاقة في النظام الشمسي - المشتري وزحل وأورانوس ونبتون - تسمح لها بالاحتفاظ بالغازات ذات الكتل الجزيئية المنخفضة بسهولة أكبر. تحتوي هذه الكواكب على غلاف جوي من الهيدروجين والهيليوم، مع كميات ضئيلة من المركبات الأكثر تعقيدًا.

يمتلك قمرين من الكواكب الخارجية غلافين جويين مهمين. فلدى تيتان ، أحد أقمار زحل، وتريتون ، أحد أقمار نبتون، غلافين جويين يتكونان في الغالب من النيتروجين . [6] [7] وعندما يكون بلوتو في الجزء الأقرب من مداره إلى الشمس، يكون لديه غلاف جوي من النيتروجين والميثان مشابهًا لغلاف تريتون، لكن هذه الغازات تتجمد عندما يكون بعيدًا عن الشمس.

الأجسام الأخرى داخل النظام الشمسي لها غلاف جوي رقيق للغاية وغير متوازن. وتشمل هذه: القمر ( غاز الصوديوم )، وعطارد (غاز الصوديوم)، وأوروبا (الأكسجين)، وآيو ( الكبريت )، وجانيميد (الأكسجين)، وكاليستو (ثاني أكسيد الكربون)، وإنسيلادوس ( بخار الماء ).

أول كوكب خارجي تم تحديد تركيب غلافه الجوي هو HD 209458b ، وهو كوكب غازي عملاق يدور حول نجم في كوكبة بيجاسوس . تصل درجة حرارة غلافه الجوي إلى أكثر من 1000 كلفن، ويهرب بشكل مطرد إلى الفضاء. تم اكتشاف الهيدروجين والأكسجين والكربون والكبريت في الغلاف الجوي المتضخم للكوكب. [8]

الغلاف الجوي في النظام الشمسي

بنية الغلاف الجوي

أرض

ملف الغلاف الجوي للأرض

يتكون الغلاف الجوي للأرض من طبقات ذات خصائص مختلفة، مثل التركيب الغازي المحدد، ودرجة الحرارة، والضغط.

طبقة التروبوسفير هي أدنى طبقة من الغلاف الجوي. تمتد هذه الطبقة من سطح الكوكب إلى قاع طبقة الستراتوسفير . تحتوي طبقة التروبوسفير على 75-80% من كتلة الغلاف الجوي، [9] وهي الطبقة الجوية التي يحدث فيها الطقس؛ يتراوح ارتفاع طبقة التروبوسفير بين 17 كم عند خط الاستواء و7.0 كم عند القطبين.

تمتد طبقة الستراتوسفير من أعلى طبقة التروبوسفير إلى أسفل طبقة الميزوسفير ، وتحتوي على طبقة الأوزون ، على ارتفاع يتراوح بين 15 كم و35 كم. وهي الطبقة الجوية التي تمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية التي تتلقاها الأرض من الشمس.

تتراوح طبقة الميزوسفير بين 50 كم إلى 85 كم وهي الطبقة التي تحترق فيها معظم النيازك قبل الوصول إلى السطح.

تمتد طبقة الثيرموسفير من ارتفاع 85 كم إلى قاعدة الغلاف الخارجي عند 690 كم وتحتوي على طبقة الأيونوسفير ، حيث تؤين الإشعاعات الشمسية الغلاف الجوي. تكون كثافة طبقة الأيونوسفير أكبر على مسافات قصيرة من سطح الكوكب في النهار وتنخفض مع ارتفاع طبقة الأيونوسفير في الليل، مما يسمح لمجموعة أكبر من الترددات الراديوية بالسفر لمسافات أكبر.

تبدأ الطبقة الخارجية على مسافة تتراوح بين 690 إلى 1000 كيلومتر من السطح، وتمتد إلى حوالي 10000 كيلومتر، حيث تتفاعل مع الغلاف المغناطيسي للأرض.

ضغط

الضغط الجوي هو القوة (لكل وحدة مساحة) العمودية على وحدة مساحة من سطح الكوكب، كما يتم تحديده من خلال وزن العمود الرأسي للغازات الجوية. في النموذج الجوي المذكور، ينخفض ​​الضغط الجوي ، وزن كتلة الغاز، على ارتفاعات عالية بسبب تناقص كتلة الغاز فوق نقطة القياس البارومتري . تعتمد وحدات ضغط الهواء على الغلاف الجوي القياسي (atm)، وهو 101325  باسكال (ما يعادل 760  تور أو 14.696  رطل/بوصة مربعة ). يسمى الارتفاع الذي ينخفض ​​عنده الضغط الجوي بعامل e ( عدد غير نسبي يساوي 2.71828) ارتفاع المقياس ( H ). بالنسبة لجو ذي درجة حرارة موحدة، يكون ارتفاع المقياس متناسبًا مع درجة حرارة الغلاف الجوي ويتناسب عكسيًا مع حاصل ضرب الكتلة الجزيئية المتوسطة للهواء الجاف، والتسارع المحلي للجاذبية عند نقطة القياس الجوي.

يهرب

تختلف الجاذبية السطحية بشكل كبير بين الكواكب. على سبيل المثال، تحتفظ القوة الجاذبية الكبيرة للكوكب العملاق المشتري بالغازات الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم التي تهرب من الأجسام ذات الجاذبية المنخفضة. ثانيًا، تحدد المسافة من الشمس الطاقة المتاحة لتسخين الغاز الجوي إلى النقطة التي تتجاوز فيها نسبة معينة من الحركة الحرارية لجزيئاته سرعة إفلات الكوكب ، مما يسمح لتلك الجزيئات بالإفلات من قبضة جاذبية الكوكب. وبالتالي، فإن تيتان وتريتون وبلوتو البعيدين والباردين قادرين على الاحتفاظ بغلافهم الجوي على الرغم من جاذبيتهم المنخفضة نسبيًا.

نظرًا لأن مجموعة من جزيئات الغاز قد تتحرك بنطاق واسع من السرعات، فسيكون هناك دائمًا بعضها سريعًا بما يكفي لإنتاج تسرب بطيء للغاز إلى الفضاء. تتحرك الجزيئات الأخف وزناً أسرع من الجزيئات الأثقل بنفس الطاقة الحركية الحرارية ، وبالتالي فإن الغازات ذات الوزن الجزيئي المنخفض تُفقد بسرعة أكبر من تلك ذات الوزن الجزيئي المرتفع. يُعتقد أن كوكبي الزهرة والمريخ ربما فقدا الكثير من مياههما عندما هرب الهيدروجين بعد تفككه ضوئيًا إلى هيدروجين وأكسجين بواسطة الأشعة فوق البنفسجية الشمسية. يساعد المجال المغناطيسي للأرض في منع ذلك، حيث تعمل الرياح الشمسية عادةً على تعزيز هروب الهيدروجين بشكل كبير. ومع ذلك، على مدار الثلاثة مليارات سنة الماضية، ربما فقدت الأرض غازات عبر المناطق القطبية المغناطيسية بسبب النشاط الشفقي، بما في ذلك صافي 2٪ من الأكسجين الجوي. [10] التأثير الصافي، مع مراعاة أهم عمليات الهروب، هو أن المجال المغناطيسي الجوهري لا يحمي الكوكب من الهروب الجوي وأنه بالنسبة لبعض المغناطيسيات فإن وجود مجال مغناطيسي يعمل على زيادة معدل الهروب. [11]

ومن بين الآليات الأخرى التي يمكن أن تسبب استنزاف الغلاف الجوي التناثر الناجم عن الرياح الشمسية ، وتآكل التأثير ، والعوامل الجوية ، والحجز - والذي يشار إليه أحيانًا باسم "التجميد" - في الريجوليث والقمم القطبية .

التضاريس

تؤثر الغلاف الجوي بشكل كبير على أسطح الأجسام الصخرية. فالأجسام التي لا تحتوي على غلاف جوي، أو التي تحتوي فقط على غلاف خارجي، تكون تضاريسها مغطاة بالحفر . وبدون الغلاف الجوي، لا يتمتع الكوكب بأي حماية من النيازك ، وجميعها تصطدم بالسطح على شكل نيازك وتخلف حفرًا.

بالنسبة للكواكب ذات الغلاف الجوي الكبير، تحترق معظم النيازك قبل أن تصطدم بسطح الكوكب. وعندما تصطدم النيازك، غالبًا ما يتم محو التأثيرات بفعل الرياح. [12]

إن التعرية الناتجة عن الرياح هي عامل مهم في تشكيل تضاريس الكواكب الصخرية ذات الغلاف الجوي، ويمكنها بمرور الوقت أن تمحو آثار كل من الحفر والبراكين . بالإضافة إلى ذلك، بما أن السوائل لا يمكن أن توجد بدون ضغط، فإن الغلاف الجوي يسمح بوجود السوائل على السطح، مما يؤدي إلى ظهور البحيرات والأنهار والمحيطات . ومن المعروف أن الأرض وتيتان تحتويان على سوائل على سطحهما، وتشير التضاريس على الكوكب إلى أن المريخ كان يحتوي على سائل على سطحه في الماضي.

خارج النظام الشمسي

التوزيع

تحدث دورة الغلاف الجوي بسبب الاختلافات الحرارية عندما يصبح الحمل الحراري ناقلًا أكثر كفاءة للحرارة من الإشعاع الحراري . على الكواكب حيث يكون المصدر الأساسي للحرارة هو الإشعاع الشمسي، يتم نقل الحرارة الزائدة في المناطق الاستوائية إلى خطوط العرض الأعلى. عندما يولد كوكب كمية كبيرة من الحرارة داخليًا، كما هو الحال بالنسبة لكوكب المشتري ، يمكن للحمل الحراري في الغلاف الجوي نقل الطاقة الحرارية من الداخل ذي درجة الحرارة الأعلى إلى السطح.

أهمية

من وجهة نظر عالم جيولوجيا الكواكب ، يعمل الغلاف الجوي على تشكيل سطح الكوكب. تلتقط الرياح الغبار والجزيئات الأخرى التي، عندما تصطدم بالتضاريس، تتسبب في تآكل التضاريس وتترك رواسب ( عمليات الرياح ). كما يؤثر الصقيع والأمطار ، التي تعتمد على التركيب الجوي، على التضاريس. يمكن أن تؤثر تغيرات المناخ على التاريخ الجيولوجي للكوكب. وعلى العكس من ذلك، فإن دراسة سطح الأرض تؤدي إلى فهم الغلاف الجوي ومناخ الكواكب الأخرى.

بالنسبة لعالم الأرصاد الجوية ، فإن تكوين الغلاف الجوي للأرض هو عامل يؤثر على المناخ وتغيراته.

بالنسبة لعلم الأحياء أو علم الحفريات ، فإن تكوين الغلاف الجوي للأرض يعتمد بشكل وثيق على ظهور الحياة وتطورها .

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Liddell, Henry George; Scott, Robert (2015-09-24). "ἀτμός". معجم يوناني إنجليزي . مكتبة بيرسيوس الرقمية . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015.
  2. ^ "تركيب الغلاف الجوي للأرض: النيتروجين والأكسجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون". Earth How . 2017-07-31. مؤرشف من الأصل في 2022-04-19 . تم الاسترجاع 2019-10-22 .
  3. ^ "تطور الغلاف الجوي". globalchange.umich.edu . مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 30 أبريل 2023 .
  4. ^ ويليامز، مات (2016-01-07). "ما هو الغلاف الجوي على الكواكب الأخرى؟". Universe Today . مؤرشف من الأصل في 2019-10-22 . تم الاسترجاع 2019-10-22 .
  5. ^ "تكوين الغلاف الجوي". قسم علوم الأرض والمناخ . جامعة ولاية سان فرانسيسكو. مؤرشف من الأصل في 2020-04-20 . تم الاسترجاع في 2019-10-22 .
  6. ^ لورينز، رالف د. (2014). "تيتان: البيئة الداخلية والسطحية والغلاف الجوي والفضاء، تحرير آي. مولر-وودارج، سي إيه جريفيث، إي. ليلوش، وتي إي كرافينز. كامبريدج، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج، 2014، 474 صفحة. 135 دولارًا، غلاف مقوى". علم النيازك والكواكب . 49 (6): 1139-1140. doi : 10.1111/maps.12317 . ISBN 978-0-521-19992-6.ISSN 1945-5100  .
  7. ^ إنجرسول، أندرو ب. (1990). "ديناميكيات الغلاف الجوي لتريتون". مجلة الطبيعة . 344 (6264): 315-317. رمز Bibcode :1990Natur.344..315I. doi :10.1038/344315a0. S2CID  4250378.
  8. ^ Weaver, D.; Villard, R. (2007-01-31). "مسبار هابل يرصد بنية طبقية من الغلاف الجوي لعالم غريب". مركز أخبار هابل. مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2007. تم الاسترجاع في 11 مارس 2007 .
  9. ^ "الغلاف الجوي". الجمعية الجغرافية الوطنية . مؤرشف من الأصل في 2022-06-10 . استرجاع 2022-06-09 .
  10. ^ سيكي ، ك. إلفيك، RC؛ هيراهارا، م.؛ تيراساوا، ت.؛ موكاي، ت. (2001). “حول فقدان أيونات الأكسجين في الغلاف الجوي من الأرض من خلال عمليات الغلاف المغناطيسي”. علوم . 291 (5510): 1939-1941. بيب كود :2001Sci...291.1939S. سيتيسيركس 10.1.1.471.2226 . دوى :10.1126/science.1058913. بميد  11239148. S2CID  17644371 . تم الاسترجاع 2007-03-07 . 
  11. ^ Gunell, H.; Maggiolo, R.; Nilsson, H.; Stenberg Wieser, G.; Slapak, R.; Lindkvist, J.; Hamrin, M.; De Keyser, J. (2018). "لماذا لا يحمي المجال المغناطيسي الجوهري الكوكب من الهروب الجوي". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 614 : L3. رمز Bibcode : 2018A&A...614L...3G. doi : 10.1051/0004-6361/201832934 .
  12. ^ "اكتشف العلماء كويكبًا قادمًا بحجم سيارة الأسبوع الماضي - لماذا يهمنا ذلك". فوربس . 2019-06-27. مؤرشف من الأصل في 2019-07-26 . تم الاسترجاع 2019-07-26 .

قراءة إضافية

يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ الغلاف الجوي .
  • خصائص طبقات الغلاف الجوي – بيئة الطيران في الغلاف الجوي
  • الجو – كل ما تحتاج إلى معرفته
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الغلاف الجوي&oldid=1262973472"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate