ما هي الطبقة المتقلبة ؟ .. ومميزاتها

ما هي الطبقة المتقلبة

الطبقة المتقلبة هي الطبقة السفلى من طبقات الغلاف الجوي للأرض وتسمى بالطبقة المتقلبة. تحتوي معظم الكتلة الغلاف الجوي بنسبة حوالي 75% إلى 80% في طبقة التروبوسفير. وتوجد معظم أنواع السحب المختلفة في طبقة التروبوسفير ، لذلك تحدث جميع الأحوال الجوية تقريبا داخل طبقة التروبوسفير. وبالتالي تعتبر طبقة التروبوسفير الأكثر رطوبة بين جميع طبقات الغلاف الجوي الأخرى التي تحتوي جميعها على القليل جدا من الرطوبة.

مميزات الطبقة المتقلبة ” التروبرسفير”

يقع القسم السفلي لطبقة التروبوسفير على سطح الأرض، ومن خصائصها يمتد طولها في الارتفاع حتى 10 كيلومترات، أي حوالي 6.2 ميل، ويقدر بـ 33000، وقد يختلف ارتفاع القسم العلوي من طبقة التروبوسفير باختلاف خط العرض، وهذا هو أدنى مستوى فوق القطبين وأعلى مستوى فوق خط الاستواء، ولكن هذا ليس ثابتا، فقد يختلف باختلاف فصول السنة، حيث يكون أدنى في فصل الشتاء وأعلى في فصل الصيف.

يمكن أن يكون ارتفاع قرب خط الاستواء حوالي 20 كيلومترا، أي ما يعادل 12 ميلا و65000 قدما، وفي فصل الشتاء يمكن أن يصل ارتفاعه فوق القطبين إلى حوالي 7 كيلومترات، أي ما يعادل 4 ميلا و23000 قدما. يحتوي الهواء في قعر طبقة التروبوسفير على أعلى درجات الحرارة، وهذا يعتبر أدفأ مستوى للهواء بالقرب من سطح الأرض. وبالتالي، يتبرد الهواء بشكل تدريجي في طبقات التروبوسفير الأعلى، وبالتالي ينخفض ضغط الهواء وكثافته.

الغلاف الجوي وطبقاته

يتم تقسيم الغلاف الجوي إلى عدة طبقات وفقا لاختلاف درجة الحرارة، مثل طبقة التروبوسفير وطبقة الستراتوسفير وطبقة الميزوسفير والغلاف الحراري، بالإضافة إلى طبقات أخرى تبدأ بعد ارتفاع 500 كيلومترا فوق سطح الأرض. وتشمل طبقات الغلاف الجوي

التروبوسفير

التروبوسفير هي الطبقة السفلى من طبقات الغلاف الجوي التي نعيش فيها، وتشمل الظواهر الجوية مثل السحب والمطر والثلج. كلما ارتفعنا أكثر عن سطح الأرض، تزداد برودة الطقس، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر. يختلف الطقس من يوم لآخر، ويمكن للتروبوسفير أن تحتوي على 75٪ من الهواء وكمية كبيرة من بخار الماء الذي يتحول إلى سحب وأمطار داخل الطبقة. ومن الممكن أن تنخفض درجة الحرارة مع انخفاض الضغط.

يطلق على الجزء الأدنى من طبقة التروبوسفير اسم الطبقة الحدودية، وهو المكان الذي يحدث فيه حركة الهواء داخل هذا الجزء، مثلما يحدث عندما تهب الرياح فوق سطح الأرض، أو عندما ترتفع الحرارة من الأرض بسبب تسخينها بفعل الشمس. ويرجع هذا السبب إلى توزيع الحرارة والرطوبة داخل هذه الطبقة، بالإضافة إلى التحكم في الملوثات والمكونات الأخرى داخل الغلاف الجوي. ويطلق على الجزء العلوي من التروبوسفير اسم التروبوبوز، ويقع هذا الجزء الأدنى بالقرب من القطبين، ويصل ارتفاعه إلى ما بين 7 و10 كيلومتر فوق سطح الأرض، فيما يقع الجزء الأعلى عند حوالي 17 إلى 18 كيلومتر بالقرب من خط الاستواء.

الستراتوسفير

هناك طبقة تسمى الستراتوسفير فوق طبقة التروبوبوز بحوالي 50 كيلومترا، وتحتوي على نسبة عالية من طبقة الأوزون الموجودة في الغلاف الجوي. قد يحدث ارتفاع في درجة الحرارة عندما تمتص طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. تكون درجات الحرارة في الستراتوسفير فوق القطب الصيفي مرتفعة، بينما تكون أقل في الستراتوسفير فوق القطب الشتوي.

عندما تمتص الأشعة فوق البنفسجية الخطيرة والضارة، يحمينا الأوزون المتواجد في طبقة الستراتوسفير من إصابات سرطان الجلد وأمراض خطيرة أخرى، ولكن هناك العديد من المواد الكيميائية التي تضر بالأوزون مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية أو الفريونات والهالونات، وحدث ثقب في طبقة الأوزون عند القطب الجنوبي.

الميزوسفير

الميزوسفير هي الطبقة الواقعة فوق الستراتوسفير وتتميز بانخفاض درجة الحرارة فيها حتى تصل إلى تسعين درجة مئوية تحت الصفر.

الغلاف الحراري والأيونوسفير

الغلاف الحراري هو طبقة توجد فوق منطقة الميزوبوز والتي تشهد ارتفاعا في درجات الحرارة. يحدث هذا الارتفاع نتيجة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية النشطة من خلال الشمس. يقع الغلاف الحراري على ارتفاع يبلغ حوالي 80 كيلومترا فوق طبقة الأيونوسفير. يعد الإشعاع الشمسي النشط هو الذي يجعل الجزيئات والذرات تتحول إلى أيونات موجبة الشحنة. تختلف درجة حرارة الغلاف الحراري بين الليل والنهار وبين الفصول، وكذلك تختلف أعداد الأيونات والإلكترونات الموجودة فيه.

إكزوسفير

تُعرف المنطقة التي يزيد ارتفاعها عن 500 كيلومتر بالغلاف الخارجي؛ نظراً لاحتوائها بشكل كبير على ذرات الأكسجين والهيدروجين.

الغلاف المغناطيسي

الغلاف المغناطيسي هو الغلاف الذي يحتوي على الإلكترونات ذات الشحنة السالبة، ويحتوي أيضا على البروتونات ذات الشحنة الموجبة. يوجد الغلاف المغناطيسي في نطاقين، على بعد حوالي 3000 و16000 كيلومتر فوق الأرض. يطلق على الجزء المحيط للأرض اسم أحزمة “فان آلن” الإشعاعية، وذلك بسبب وجود الجسيمات المشحونة على خطوط المجال المغناطيسي.

مميزات طبقة الستراتوسفير

الأرتفاع

يصل ارتفاع طبقة الستراتوسفير من 10 إلى 50 كيلومترًا فوق سطح الأرض، ويبلغ المتوسط في القطبين 40 كيلومترًا، ويبدأ الستراتوسفير على ارتفاع حوالي 8 كيلومترات، مما يجعلها أقرب إلى القطبين.

انعكاس درجة الحرارة

تتميز طبقة الستراتوسفير بأن الجزء الأسفل منها أكثر برودة، وكلما اتجهنا إلى الأعلى زادت درجة الحرارة، وهذا هو الفرق بين طبقة الستراتوسفير والطبقات الأخرى.

طبقة هادئة ومستقرة

الستراتوسفير هي طبقة هادئة جدا ومستقرة بالمقارنة مع طبقات أخرى مثل التروبوسفير التي تعتبر مضطربة. تتميز الستراتوسفير بالهدوء والاستقرار لأنها لا تحتوي على تيارات هوائية عمودية. السبب وراء ذلك هو أن الهواء العمودي يتدفق من الطبقة الدافئة الأدنى إلى الطبقة الباردة العلوية.

مناسب للطائرات الطائرة

يتميز طبقة الستراتوسفير بأنها خالية من أي اضطرابات مناخية مثل العواصف الرعدية أو الغيوم أو أي أنواع أخرى من الاضطرابات، ويعود ذلك إلى عدم وجود أي تدفق في التيار الهوائي، ولذلك فهي مناسبة للطائرات النفاثة حيث يتدفاء الطائرة دائمًا حتى يصل ارتفاعها إلى أكثر من 10 كم.

منطقة تكوين الأوزون

تحتوي طبقة الستراتوسفير على الأوزون بنسبة تصل إلى حوالي 90%، والأوزون هو غاز يتكون نتيجة تأثير أشعة الشمس على الأكسجين. ويعد الأوزون مهمًا جدًا لأنه يمتص الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس، حيث تحتوي هذه الأشعة على خطورة على خلايا الجسم البشري.

تدفق التيارات النفاثة

تتميز الطبقة الاستراتوسفير بأنها تسمح بتدفق التيارات الهوائية الأفقية، وهي تعرف أيضا باسم التيارات النفاثة. التيارات النفاثة هي تيارات هوائية سريعة التدفق تتجه من الغرب إلى الشرق، وقد تصل سرعتها إلى حوالي 340 كيلومترا في الساعة. ولذلك، غالبا ما تحلق الطائرات في اتجاه من الغرب إلى الشرق.