يشير الغلاف الجوي إلى مجموعة الغازات المحيطة بالكرة الأرضية، ونظرا للجاذبية الأرضية، يبقى الغلاف الجوي ثابتا. فالجاذبية تلعب دورا هاما في الحفاظ على الغازات في الغلاف الجوي.
يتكون الغلاف الجوي من مجموعة من الغازات، ومن بينها غاز النيتروجين والأكسجين اللذين يعتبران من الغازات الأساسية، بالإضافة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والأوزون والنيون والزينون والكربتون والميثان والهيليوم والهيدروجين. يعتبر غاز الأكسجين من أهم الغازات الموجودة في الغلاف الجوي، وذلك بسبب أهميته الكبيرة في عملية التنفس للإنسان والحيوانات.
العلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي
الكثافة تعني كتلة وحدة الحجم من أي مادة، وتسمى أيضا كثافة الكتلة الحجمية، وفي علم الفيزياء يتم تعبير عنها عن طريق قسمة الكتلة على الحجم، ومن الملاحظ أن كثافة المواد تتغير مع تغير درجات الحرارة والضغط، فهذا التغير يكون بسيطا في المواد الصلبة والسائلة، ولكنه يكون كبيرا في الغازات، وفيما يتعلق بالعلاقة بين درجات الحرارة والكثافة في الغلاف الجوي، نجد أن العلاقة بينهما عكسية، حيث تقل الكثافة مع زيادة درجة الحرارة، والعكس صحيح.
أهم طبقات الغلاف الجوي
يحتوي الغلاف الجوي على مجموعة من الطبقات المختلفة ومن أهمها ما يلي:
تقع طبقة التروبوسفير عادةً في الجزء السفلي من الغلاف الجوي، ويتراوح ارتفاعها حوالي 8 كيلومتر في المناطق الحارة، بينما يصل ارتفاعها إلى حوالي 18 كيلومتر في المناطق القطبية.
الطبقة الثانية هي الستراتوسفير وتمتد إلى ارتفاع 50 كم، وتتميز بعدم وجود سحب فيها، وتحتوي على كمية قليلة من بخار الماء، وبسبب ذلك تحدث اضطرابات جوية متعددة.
يصل ارتفاع طبقة الميزوسفير لأكثر من 60 كم وتتم فيها عملية احتراق الشهب.
الطبقة الثيرموسفير هي الطبقة الأخيرة من الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة فيها تصل إلى حوالي 1000 مئوية، وتحتوي على العديد من الأيونات المختلفة التي تحول الطاقة من الشمس إلى أيونات. كما تحدث ظاهرة الشفق القطبي في هذه الطبقة، وهي تتميز بأنها تعرض أضواء جميلة بالقرب من القطبين، سواء كانت حمراء أو خضراء.
أهمية الغلاف الجوي
يتميز الغلاف الجوي بالعديد من الفوائد لسطح الأرض وجميع الكائنات الحية على سطح الأرض، ومن بين أهم هذه الفوائد
يعمل على حماية الأرض من خطر فقدان كمية كبيرة من الحرارة من خلال الإشعاع الأرضي.
يساهم في توفير حماية كبيرة للأرض من التعرض للإشعاعات الضارة، مثل الأشعة الكونية والأشعة فوق البنفسجية.
3- يحافظ الغلاف الجوي على سطح الكرة الأرضية من أن تكتسب كمية كبيرة من الحرارة عن طريق الإشعاع الشمسي، حيث يلعب دور هام في المحافظة على أن تظل درجة حرارة الأرض معتدلة وبالتالي بدون هذا الإعتدال في درجات الحرارة فسوف تكون الحياة صعبة على كوكب الأرض ولتعرضت الكائنات الحية للتجمد.
يتميز الغلاف الجوي بوجود بخار الماء الذي يلعب دورا هاما في تحديد كمية المياه العذبة على سطح الأرض.