من خصائص طبقة التروبوسفير
طبقة التروبوسفير هي الطبقة الاقرب الى سطح الارض، وهي تتصف ب:
- تعتبر طبقة التروبوسفير غطاءً دافئًا للأرض، حيث توفر الحماية للكرة الأرضية من امتصاص الحرارة وتساعد في استمرار دورة الماء. كما أن الغازات الموجودة فيها ضرورية للاستمرارية الحياتية على الأرض.
- تُعَدُّ الطبقة الجوية الأثقل من طبقات الغلاف الجوي، وتُشكِّلُ حوالي 75% من وزن الغلاف الجوي بأكمله
- يتراوح طولها بين 7-20 كم اعتمادًا على موقعها على سطح الأرض، وهو أقل طولًا في القطب الجنوبي والشمالي
- تتناقص درجات الحرارة مع الارتفاع
- تحوي على 99% من بخار الماء
- يتألف تركيب الغاز فيها من: تتكون الغلاف الجوي من 78% نيتروجين وهو مهم لتكوين البروتين، و21% أكسجين الذي يساعد على التنفس، و 0.99% أرجون بالإضافة إلى كميات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون والميثان والأوزون والهيدروجين، ويتراوح نسبة بخار الماء بين 0-4%
طبقة التروبوسفير هي الطبقة التي نعيش فيها
التروبوسفير هي الطبقة الأقرب لسطح الأرض، وهي الطبقة التي نعيش عليها، ويبلغ امتدادها حوالي 20 كيلومترا فوق الأرض، وتعتبر هذه الطبقة من الطبقات الأهم لأنها تحتوي على الغازات التي نحتاجها للحفاظ على استمرارية الحياة على الأرض، وتتركز الغازات فيها على نسبة 78% نيتروجين، و21% أكسجين، ويتألف الباقي من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأرجون.
طبقة التروبوسفير استمدت اسمها من “Tropos” اي التغيير باللغة اليونانية، وهي ترمز الى الطبقة المتغيرة باستمرار، والتي تحوي مزيج من الغازات، وجميع تغيرات الطقس تحدث في هذه الطبقة، لانها تحوي اكبر كمية من بخار الماء فيها، مقارنةً بالطبقات الاخرى، حيث تحوي طبقة التروبوسفير تقريبًا جل بخار الماء. [1] [2]
الأوزون ودرجة الحرارة – هما الآلية اللتان تشكل طبقة الأوزون، وقد وصفهما عالم الرياضيات البريطاني سيدني تشابمان في عام 1930. يمتص الأكسجين الجزيئي أشعة الشمس العالية الطاقة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية-C عند أطوال موجية أقصر من 240 نانومتر، ويتحد الأكسجين الجزيئي مع ذرات الأكسجين لتشكيل الأوزون. يتحلل الأوزون بشكل أسرع من الأكسجين الجزيئي ويتميز بأقوى امتصاص للطاقة الشمسية عند الأطوال الموجية. ينتج من تفكك الأوزون الأكسجين الجزيئي الذي يصلح الأوزون ويفرج الحرارة. يؤدي التفكك الضوئي السريع للأوزون مع ارتفاع درجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير إلى تغيير درجة الحرارة، وهذا الزيادة في درجة الحرارة مع الارتفاع هي سمة رئيسية في الستراتوسفير، ومقاومتها للخلط العمودي يعني أنها طبقية وتزداد درجات حرارتها مع الارتفاع. يصل في القسم العلوي من الغلاف الجوي درجة الحرارة إلى حوالي 270 كلفن (-3 درجات مئوية أو 26.6 درجة فهرنهايت). يتميز الغلاف الجوي بتقسيم طبقي يتزايد الدفء في الأجزاء العلوية والبرودة في الأجزاء السفلى، مما يجعل طبقة الستراتوسفير مستقرة حيويا، ولا توجد الحرارة العادية والاضطراب المرتبط بها في هذا الجزء من الغلاف الجوي، ومع ذلك، قد تحدث العمليات الحرارية على أساس محلي جدا ومؤقت، مثل أعمدة الثورة البركانية التي تتجاوز القمم في العواصف الرعدية الشديدة .
ونحن نعرف الآن أن هناك آليات إضافية لفقدان الأوزون ، وأن هذه الآليات تعنى الحفاز وأن كمية صغيرة من عامل الحفاز يمكن أن تدمر عددا كبيرا من جزيئات الأوزون ، ويرجع ذلك إلى رد الفعل من جذور الهيدروكسيل OH • مع الأوزون ، و OH يتكون من تفاعل ذرات الأكسجين المتحمس إلكترونيا والتي تنتجها التحلل الضوئي للأوزون مع بخار الماء . في حين أن طبقة الستراتوسفير الجاف ، يتم إنتاج بخار الماء الإضافي في الموقع من قبل الأكسدة الضوئية لغاز الميثان ” CH4″ ، ويتم إعادة تدوير HO2 راديكالية التي تنتجها رد علي فعل OH مع O3 للOH من خلال التفاعل مع ذرات الأكسجين أو الأوزون . وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للبروتون الشمسي أن يؤثر بشكل كبير علي مستويات الأوزون عن طريق الإنحلال الإشعاعي مع تشكيل لاحق من OH ، ويتم إنتاج غاز الضحك أو أكسيد النيتروز ” N2O” حسب النشاط البيولوجي على سطح الأرض ويتأكسد إلى NO في طبقة الستراتوسفير . وما يسمى بالدورات الجذرية لأكاسيد النيتروجين تستنفد أيضا الأوزون في الستراتوسفير . وأخيرا ، تتحلل جزيئات مركبات الكربون الكلورية فلورية في طبقة الستراتوسفير للإفراج عن ذرات الكلور التي تتفاعل مع الأوزون وتعطي CLO وO2 ويتم تدوير ذرات الكلور عندما يتفاعل CLO مع O في طبقة الستراتوسفير العليا ، أو عندما يتفاعل CLO مع نفسه في الكيمياء من ثقب الأوزون فوق القطب الجنوبي . ولذا حصل بول كروتزن ، وماريو مولينا وشيروود رولاند على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1995 لعملهم في وصف وتشكيل وتحلل الأوزون في الستراتوسفير .