الغلاف الجوي
يُحيط الغلاف الجوي بكوكب الأرض، وهو عبارة عن جسم من الهواء أو الغازات التي تحمي الكوكب، وتجعله صالحاً للحياة، ويقع معظم الغلاف الجوي قرب من سطح الأرض، ويتكون الهواء فيه من نسبة 79% من النيتروجين، ونسبة أقل من 21% من الأكسجين، ويشكل ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الكميات الصغيرة المتبقية منه، ويُقسم الغلاف الجوي الارضي إلى خمس طبقات لكل منها خصائصها ومميزاتها، وهذه الطبقات ومميزاتها هي:
طبقة التروبوسفير
تعدّ طبقة التروبوسفير (بالإنجليزية: Troposphere) الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض ، وهي الطبقة التي يحدث فيها الطقس، وهي تبدأ من سطح الأرض وتمتد إلى قرابة 4 إلى 12 ميلاً، وتنخفض درجة حرارة هذه الطبقة مع الارتفاع، وهي تُعرف باسم الغلاف الجوي السفلي، ويتم تسخين جزء كبير من الطبقة السفلية منها بحرارة سطح الأرض، ويمكن للهواء الساخن الصاعد أن يسبب اضطرابات في جميع أنحاء التروبوسفير، كما تتواجد معظم جزيئات الغبار وبخار الماء في الغلاف الجوي في هذه الطبقة، وهي المسؤولة عن تكوين المطر.
ينقص الهواء كلما ارتفعنا في طبقة التروبوسفير، حيث تحتوي قمة إيفرست على على كميات أقل من جزيئات الأكسجين مقارنة بشاطئ هاواي، وكلما نقص الهواء مع الارتفاع فإنّ درجة الحرارة تنخفض، ولهذا السبب تكون درجات الحرارة في قمم الجبال أقل من تلك في قيعان الوديان، وتخترق الحرارة الشمسية طبقة التروبوسفير بسهولة، كما تعمل هذه الطبقة على امتصاص الحرارة المنعكسة من الأرض على عملية تسمى الاحتباس الحراري ، والتي تعد ضرورية للحياة على سطح الأرض، وأكثر غازات الدفيئة وفرة في الغلاف الجوي هي ثاني أكسيد الكربون، وبخار الماء، والميثان.
طبقة الستراتوسفير
تمتد طبقة الستراتوسفير (بالإنجليزية: Stratosphere) إلى ما يقارب من 30-35 ميلاً فوق سطح الأرض، وترتفع درجة الحرارة داخل هذه الطبقة مع بقائها أقل بكثير من درجة التجمد، وتختلف نقطة بداية هذه الطبقة حول الأرض؛ بسبب الفرق في قوة الجاذبية بسبب الدوران، حيث تبدأ هذه الطبقة بالقرب من القطبين عند ارتفاع 5 أميال فوق سطح الأرض، بينما تبدأ على ارتفاع 10 أميال أو أكثر عند خط الاستواء، وفي هذه الطبقة تتجمع ثلاث ذرات من الأكسجين لتكوين طبقة الأوزون، والتي تمتص معظم أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة بالإنسان، وهي التي تسبب ارتفاع درجة حرارة هذه الطبقة، وتعدّ طبقة الستراتوسفير طبقة مستقرة جداً، ولا يحدث فيها الكثير من الطقس لذلك تحلق معظم الطائرات في الجزء السفلي منها.
تميل طبقة التروبوسفير إلى التغير بشكل فجائي وعنيف، أما طبقة الستراتوسفير فهي تعدّ طبقة هادئة، وجافة جداً والغيوم فيها نادرة، ويُطلق على المنطقة التي يتم العثور فيها على القشرة الرقيقة من الأوزون اسم طبقة الأوزون ، وهذه الطبقة غير متساوية؛ فهي أرق بالقرب من القطبين، كما أنّ كمية الأوزون في الغلاف الجوي للأرض تقل باطراد، لذلك يربط العلماء بين استخدام المواد الكيميائية مثل مركبات الكلوروفلوروكربون واستنزاف الأوزون.
طبقة الميزوسفير
تبدأ طبقة الميزوسفير (بالإنجليزية: Mesosphere) من ارتفاع 35 إلى 50 ميلاً فوق سطح الأرض، وتحتوي هذه الطبقة على هواء رقيق، وجزيئات تفصل بينها مسافات كبيرة، وتشكل الطبقتان الستراتوسفير، والميزوسفير الغلاف الجوي المتوسط، وتمتد طبقة الميزوسفير إلى نحو 85 كيلومتراً فوق سطح الأرض، وهي تعدّ أبرد طبقة في الغلاف الجوي؛ حيث تبلغ متوسط درجات الحرارة فيها قرابة -90 درجة مئوية، وتحترق معظم الشهب في الغلاف الجوي في هذه الطبقة.
طبقة الأيونوسفير
تعدّ طبقة الأيونوسفير (بالإنجليزية: Ionosphere) طبقة مكوّنة من الإلكترونات والذرات المتأينة والجزيئات، والتي تمتد من قرابة 48 كيلومتراً فوق سطح الأرض إلى ما يقارب من 965 كيلومتراً، وهي تتداخل في طبقتي الميزوسفير، والثيرموسفير، وهذه الطبقة موصلة للتيار الكهربائي، وهي تعكس موجات الراديو، بالإضافة إلى جزيئات من الرياح الشمسية، والتي هي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة للغاية التي تطلقها الشمس .
طبقة الثيرموسفير
ترتفع طبقة الثيرموسفير (بالإنجليزية: Thermosphere) لعدة مئات من الأميال فوق سطح الارض، حيث تبدأ هذه الطبقة تقريباً من ارتفاع 50 ميلاً وتمتد إلى نحو 400 ميل، وتزداد درجة الحرارة فيها مع الارتفاع، ويمكن لها أن تصل إلى إلى 2000 درجة مئوية، وتُعرف هذه الطبقة باسم الغلاف الجوي العلوي، ويعود سبب ارتفاع درجة الحرارة في هذه الطبقة إلى حرارة الشمس المباشرة، وتدور معظم الأقمار الاصطناعية بما في ذلك محطة الفضاء الدولية في هذه الطبقة على الرغم من ارتفاع درجة حرارتها، وتعدّ هذه الطبقة الأكثر سمكاً في الغلاف الجوي، ويتم العثور على الغازات الخفيفة فقط فيها؛ مثل: الأكسجين ، والهيليوم، والهيدروجين.
طبقة الإكسوسفير
تمتد طبقة الإكسوسفير (بالإنجليزية: Exosphere) من الجزء العلوي للثيرموسفير إلى ارتفاع 10000 كيلومتر فوق سطح الأرض، وتمتلك هذه الطبقة عدداً قليلاً جداً من الجزيئات في الغلاف الجوي، وهي تعدّ المكان الذي تفلت فيه الذرات والجزيئات من جاذبية الأرض إلى الفضاء، وهذه الطبقة هي الطبقة العليا من الغلاف الجوي.
حدود تفصل بين طبقات الغلاف الجوي
هناك حدود تفصل بين كل طبقتين من طبقات الغلاف الجوي، ويُطلق على الطبقة التي تقع فوق التروبوسفير اسم التروبوبوس (بالإنجليزية: Tropopause)، وعلى الطبقة التي تعلو الستراتوسفير اسم الستراتوبوس (بالإنجليزية: Stratopause)، وتلك التي تقع فوق الميسوسفير هي الميسوبوس (بالإنجليزية: Mesopause)، أما الطبقة التي تعلو الثيرموسفير فهي الثيرموبوس (بالإنجليزية: Thermopause).
