ما هي ملوثات الغلاف الجوي
وقد قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) بتتبع 6 عناصر أساسية ملوثة للهواء على كوكب الأرض، وهي أول أكسيد الكربون، والرصاص، وأكاسيد النيتروجين، والمركبات العضوية المتطايرة، وثاني أكسيد الكبريت، والمخلفات الصلبة.
أسباب تلوث الغلاف الجوي
يعد تلوث الهواء مشكلة كبرى في عالم اليوم، والكثير من الناس في مختلف أنحاء العالم يتنفسون الهواء الملوث، من دون حتى التفكير في الضرر الذي يسببه ذلك للرئتين ولكوكب الأرض بشكل عام.
أثبتت معظم الدراسات الحديثة التي أجريت في هذا الصدد أن ملوثات الهواء تؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري، مما يقود بالتالي إلى تغير طويل الأجل في مناخ كوكب الأرض، الأمر الذي من شأنه في النهاية أن يضر بالحياة على سطح الكرة الأرضية.
وقد قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) بتتبع 6 عناصر أساسية ملوثة للهواء على كوكب الأرض، وهي أول أكسيد الكربون، والرصاص، وأكاسيد النيتروجين، والمركبات العضوية المتطايرة، وثاني أكسيد الكبريت، والمخلفات الصلبة. ولكن ما هي أسوأ 10 أسباب حديثة لتلوث الهواء وفقا لبيانات وكالة حماية البيئة؟
1- انبعاثات السيارات
انبعاثات السيارات هي المصدر رقم واحد لأول أكسيد الكربون والرصاص وأكاسيد النيتروجين، والمركبات العضوية المتطايرة في الجو، وفقا لوكالة حماية البيئة.
وفي حين أن انبعاثات السيارة الواحدة عادة ما تكون منخفضة، إلا أنه بالنظر إلى وجود ملايين السيارات في المناطق الحضرية بالمدن الكبرى، يمكن أن يؤدي ذلك إلى خروج كمية هائلة جدا من الانبعاثات الضارة بكوكب الأرض.
ولهذا السبب، قررت وكالة حماية البيئة أن قيادة السيارات الخاصة هي بالفعل أهم اسباب تلوث الهواء الجوي في عالم اليوم.
ما الذي يمكن فعله حيال ذلك الأمر ؟
يمكن استخدام وسائل النقل العام كلما أمكن، والفحص الدوري للسيارة للحفاظ على مستوى الانبعاثات التي تخرج منها، وتجنب القيادة إذا لم يكن هناك حاجة إليها، والتفكير في استخدام السيارات الهيدروجينية أو الكهربائية في أقرب وقت ممكن، الأمر الذي يمكن ايضا أن يوفر الكثير من المال الذي يتم إنفاقه على البنزين، وكذلك على حماية البيئة.
2- احتراق الوقود
احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط يطلق ملوثات عديدة في الغلاف الجوي، والتي بدورها تتسبب في ظاهرة الضباب الدخاني والأمطار الحمضية وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وغيرها من المشاكل.
واحتراق الوقود هو المصدر الأول للتلوث بعنصر ثاني أكسيد الكبريت، وأيضا يأتي في المراتب العالية جدا بالنسبة لأسباب تلوث الهواء في عالم اليوم.
3- الغبار والأتربة
ويعد هذا الأمر غريبا بعض الشيء، لكن الغبار هو المصدر رقم 1 للجسيمات الدقيقة الموجودة في الهواء، ومصدر هذا الغبار يأتي من مواد البناء، وكذلك من قيادة السيارات على الطرق المعبدة وغير المعبدة.
4- الصناعة
تعد الصناعة السبب رقم 2 من أسباب التلوث بالرصاص في الهواء الجوي بعد انبعاثات السيارات.
والصناعة هي المصدر رقم 3 الأكثر شيوعا لأكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة، التي تنتج جميعها من مختلف العمليات الصناعية، مثل التعدين وإنتاج النفط والغاز والصناعات الكيميائية وصناعة الأسمنت، وتقع مصافي النفط أيضا تحت هذه الفئة.
5- استخدام المذيبات
ويعد هذا المصدر رقم 2 للمركبات العضوية المتطايرة في الهواء الجوي، بعد انبعاثات السيارات، وتأتي أسباب تلوث الهواء المتعلقة باستخدام المذيبات من عمليات مثل التنظيف الجاف وإزالة الشحوم وطلاء الأسطح.
6- محطات البنزين وغاز الطهي في المنازل
يعد استهلاك البنزين مصدرا رئيسيا من مصادر ملوثات الهواء المختلفة مثل المركبات العضوية المتطايرة والجسيمات، وهو يعتبر أيضا من أعلى مصادر أشكال أخرى من التلوث، تتبعها وكالة حماية البيئة الامريكية، ولكن بدرجة اقل من العناصر الخمسة السابقة.
7- الحرائق
تعتبر الحرائق مصدرا مشتركا لمعظم الملوثات التي تتابعها وكالة حماية البيئة، وخاصة الجسيمات، وبينما تعد الكثير من الحرائق طبيعية وتلعب دورا هاما في توازن النظام البيئي، إلا أن الكثير من الحرائق الاخرى يتم إشعالها عمدا من قبل مُشعلي الحرائق في الكثير من الممارسات الزراعية الخاطئة.
وتساهم هذه الحرائق التي يصنعها الإنسان ليس فقط في تدمير الحياة البرية، بل إنها أيضا تُسهم في إزالة الغابات الهامة جدا لكوكب الأرض، مما يسهم أيضا في زيادة تلوث الهواء على كوكب الأرض.
8- الزراعة
تدخل المركبات العضوية المتطايرة الغلاف الجوي نتيجة لعمليات زراعية، مثل الغبار الناتج من المحاصيل والماشية والمخلفات الحيوانية واستخدام الأسمدة.
هذا ويمكن للمزارعين الحد من تلوث الهواء الناتج من العمليات الزراعية عن طريق اتباع أساليب الزراعة العضوية وتجنب استخدام الأسمدة والمبيدات الحشرية الضارة.
9- التخلص من النفايات
يُصنف التخلص من النفايات من قبل وكالة حماية البيئة كنشاط “متنوع” يسبب تلوث الهواء بشكل أقل حدة من العوامل السابقة، ويمكن دمج هذا العامل مع عوامل أخرى مثل محطات الغاز والمصادر المتعلقة باستخدام البنزين كوقود.
10- النفايات المشعة
لحسن الحظ أن التخلص من النفايات المشعة ليس أمرا شائعا بكثرة، ولكن وكما حدث في كارثة فوكوشيما النووية في اليابان عام 2011، أثبتت هذه الكارثة إنه حتى وقوع حادثة إشعاعية واحدة يمكن أن يسبب ذلك تلوثا واسع النطاق بشكل هائل.
فبعد وقوع الكارثة، تم اخلاء منطقة بمساحة حوالي 20 كلم مربع حول المفاعل المتضرر، بسبب مخاوف من تسرب الغازات المشعة إلى الغلاف الجوي، وحُظرت مبيعات المواد الغذائية في المنطقة.
وفي حين أن هذه التدابير المؤقتة جعلت الوضع تحت السيطرة إلى حد كبير الآن، إلا أن الإشعاع لا يزال يتسرب من المفاعل حتى اليوم، والتلوث الناجم عن هذه الكارثة من المحتمل أن يسبب عددا من المشاكل الصحية الخطيرة للسكان المحليين في السنوات المقبلة، حيث أن أكثر من ثلث الأطفال في فوكوشيما الآن لديهم نمو غير طبيعي في الغدة الدرقية.
أيضا تسببت كارثة تشيرنوبل النووية الشهيرة في إصدار الكثير جدا من الإشعاعات، حتى أن السماح بعمل جولات في هذه المنطقة لا يتم إلا بموافقة وزارة حالات الطوارئ في أوكرانيا منذ عام 2011.
والتلوث الإشعاعي قد لا يكون النوع الاكثر شيوعا من ملوثات الغلاف الجوي الأخرى، ولكنه بالتأكيد من بين الأنواع الأكثر تدميرا، وهذا هو السبب في اعتبار محطات الطاقة النووية خطرة جدا من قبل العديد من العلماء.
مصادر تلوث الغلاف الجوي
مصادر تلوث الغلاف الجوي تُعرف ملوثات الغلاف الجوي بمصطلح ملوثات الهواء، وهي المواد تتراكم في الهواء بكميات تؤدّي إلى إحداث ضرر بالكائنات الحية، ولعل الدخان والضباب الدخاني والغازات مثل أكاسيد النتروجين والكبريت أكثر هذه الملوثات شهرة، وتتنوع هذه الملوثات فمنها ما هو غازي لا يمكن رؤيته بسهولة، في حين يمكن رؤية الملوثات الصلبة والسائلة بسهولة، هذا ويعتبر اتحاد أكاسيد الكبريت والنتروجين مع الرطوبة الجوية لإنتاج الكبريتيك والنيتريك أحد أكثر الأشكال الضارة التي تنتج من مصادر تلوث الغلاف الجوي المختلفة ، وفيما يأتي توضيح لبعض أهم مصادر تلوث الغلاف الجوي: الاحتراق من الصناعة: تعتبر الصناعة من أهم من مصادر تلوث الغلاف الجوي، حيث يتم إنتاج جميع الملوثات الشائعة عن طريق الصناعة والوقود الأحفوري الذي يدفع هذه العملية، كما أنه يزيد من نسبة الأوزون وأكاسيد الهيدروجين في الجو. انبعاثات النقل: تستهلك وسائل النقل المختلفة مثل السيارات والطائرات الوقود الأحفوري، حيث يؤدي حرق الوقود الأحفوري إلى انبعاث جزيئات أول أكسيد الكربون وأكاسيد النتروجين والأوزون. التلوث الناتج من الزراعة: حيث يستخدم المزارعون الآلات خاصة تعتمد على الوقود الأحفوري لإنتاج المحاصيل وفي الحراثة، كما أن الحيوانات التي تربى بكميات كبيرة تعمل على زيادة نسبة غاز الميثان حيث إنه ينتج من أمعاء الماشية، ويساهم هذا الغاز في عملية الاحتباس الحراري التي تعمل على رفع درجة حرارة الأرض.
أضرار تلوث الغلاف الجوي
الوفاة المبكرة يُشكّل تلوث الهواء تهديداً كبيراً لصحة الإنسان، حيث تتسبّب آثار تلوث الهواء مجتمعةً في الوفاة المبكّرة لسبعة ملايين شخص سنوياً، وذلك نتيجةً للإصابة بأمراض القلب، والسكتة الدماغية، وداء الانسداد الرئوي المزمن، وسرطان الرئة، والالتهابات الحادة التي تُصيب الجهاز التنفسي، فمثلاً يتعرّض أكثر من 80% من الأشخاص الذين يُقيمون في المناطق الحضريّة لنسبة تلوث هوائي تتجاوز المستوى المسموح به والمُقرّر من منظمة الصحة العالمية البالغ 10 ميكروغرام لكلّ متر مكعب. التأثيرات الصحية يُسبّب تراكم الملوثات في الهواء بتركيزات عالية إلى إلحاق الضرر بالإنسان والتأثير على صحته، إذ يعيش كثير من الأشخاص في المناطق التي يتشكّل فيها الضباب الدخاني، والذي يُعرّف على أنّه أحد أنواع التلوث الهوائي الناتج عن تفاعل انبعاثات الوقود الأحفوري المحترق مع أشعة الشمس، وقد يؤدّي إلى الإصابة بحساسية العينين والحلق، وتلف الرئتين، خاصةً بالنسبة للأشخاص الذين يقضون وقتاً أطول في الخارج للعمل أو ممارسة الرياضة، كما أنّه يؤثّر على الأطفال وكبار السن على حدّ سواء، بالإضافة إلى زيادة شدّة أعراض الربو أو الحساسية لمن يُعانون منها. المطر الحمضي يتشكّل المطر الحمضي بشكل رئيسي من خلال أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت الناتجة عن عمليات حرق الوقود الأحفوري؛ لذلك فهو يحتوي على كميات ضارة من أحماض النيتريك والكبريت، والتي قد تتسبّب في العديد من الأضرار للبيئة؛ كإتلاف الأشجار والنباتات، وزيادة نسبة الحموضة في التربة وفي أجسام الكائنات المائية، بالإضافة إلى التسبّب في تآكل التماثيل، والمنحوتات، والمباني، والتعجيل في انهيارها. أضرار أخرى لتلوث الهواء من بين أهم الأضرار الأخرى التي يُلحقها تلوث الهواء ما يأتي: الإثراء الغذائي أو التخثّث: وهي عملية زيادة تركيز المواد الغذائية مثل النيتروجين في أجسام الكائنات المائية، ممّا يؤدّي إلى قتل الأسماك وفقدان التنوع النباتي والحيواني، وعلى الرغم من أنّ عملية التخثّث عملية طبيعية تحدث في بعض البحيرات ومصبات الأنهار، إلّا أنّ الأنشطة البشرية تزيد من معدل دخول العناصر الغذائية إلى النظم المائية، وبالتالي تُسرّع من عملية التخثّث بشكل كبير. تشكّل الضباب: يؤثّر الضباب على جودة اللون، والملمس، والرؤية، ويتشكّل نتيجة انبعاث بعض الملوثات مباشرةً إلى الغلاف الجوي من قِبل محطات توليد الكهرباء، والمنشآت الصناعية، والسيارات، والشاحنات، وغيرها، كما قد يتشكّل عندما تُكوّن الغازات المنبعثة في الهواء جزيئات، مثل: ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين. التأثير على الحياة البرية: بالإضافة إلى تأثيرات تلوث الهواء على الإنسان، فهي تؤثّر على الحيوانات، فقد تواجه بعض الحيوانات مشاكل صحية مختلفة في حال تعرّضها لتركيزات كافية من الملوثات الهوائية؛ كالإصابة ببعض العيوب الخلقية، كما تُشكّل الملوثات خطراً كبيراً على الكائنات المائية فهي تتراكم في أجسامها وقد تتضخّم في أنسجتها حتّى تصل إلى تركيزات أعلى عدّة مرّات ممّا هي عليه في الماء أو الهواء.
تلوث الغلاف الجوي pdf
لتحميل الملف اضفط هنا
نتائج الغلاف الجوي
الغلاف الجوي (من ἀτμός اليونانية — atoms “بخار” وσφαῖρα — sphaira “المجال”:هو عبارة عن طبقة من الغازات التي قد تحيط بجسم مادي ذي كتلة كافية، من خلال جاذبية الجسم. ويتم الاحتفاظ بها لمدة أطول إذا كانت الجاذبية عالية، ودرجة الحرارة للغلاف الجوي منخفضة. بعض الكواكب تتكون أساسا من غازات مختلفة، ولكن فقط الطبقة الخارجية منها تعتبر غلافها الجوي وحاميها.
-الغلاف الجوي النجمي مصطلح يصف المنطقة الخارجية للنجم، وعادة ما يتضمن الجزء بدءا من الفوتوسفير نحو الخارج. نسبيا النجوم ذات درجة الحرارة المنخفضة قد تشكل جزيئات مركبة في غلافها الجوي الخارجي.
الغلاف الجوي للأرض، والذي يحتوي على الأوكسجين الذي تستخدمه معظم الكائنات الحية للتنفس، وثاني أكسيد الكربون الذي تستخدمه النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء لعملية التمثيل الضوئي، يحمي أيضا الكائنات الحية من الضرر الجيني الذي قد ينجم عن أشعة الشمس فوق البنفسجية. تركيبته الحالية هي نتاج بلايين السنين من التعديلات البيوكيميائية للغلاف الجوي القديم (paleoatmosphere) بواسطة الكائنات الحية.
بنية الغلاف الجوي الأولية عموما مرتبطة بالتركيب الكيميائي ودرجة الحرارة للسديم الشمسي المحلي أثناء تشكيل الكواكب والهروب المتتابع للغازات الداخلية. الأغلفة الجوية الأصلية خضعت لتطور كبير على مر الزمن، والخصائص المتباينة لكل كوكب أسفرت عن نتائج مختلفة جدا.
الغلاف الجوي لكوكبي الزهرة والمريخ يتكون أساسا من ثاني أكسيد الكربون، مع كميات صغيرة من النيتروجين والآرغون والأكسجين وآثار من غازات أخرى.
تكوين الغلاف الجوي على الأرض محكوم إلى حد كبير بالمنتجات اللازمة لتدوم الحياة. يحتوي الغلاف الجوي للأرض تقريبا (بالمحتوى المولي / حجم) 78.08 ٪ من النيتروجين و 20.95 ٪ من الأكسجين، وكمية متغيرة (في المتوسط حوالي 0.247 ٪، المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي) بخار الماء، و 0.93 ٪ الآرجون، 0.038 ٪ من ثاني أكسيد الكربون، وآثار من الهيدروجين والهليوم، وغيرها من الغازات الأخرى النبيلة (والملوثات المتطايرة).
انخفاض درجات الحرارة وارتفاع الجاذبية للغازات للكواكب الضخمة -مثل المشتري وزحل واورانوس ونبتون- يسمح لها بالاحتفاظ بالغازات ذات الكتلة الجزيئية المنخفضة بسهولة أكبر. إن هذه الكواكب تملك غلاف جوي من الهيدروجين والهيليوم، مع كميات ضئيلة من مركبات أكثر تعقيدا.
يمتلك قمران للكواكب الخارجية غلاف جوي جدير بالاهتمام وهما:
تيتان، وهو قمر زحل.
تريتون، وهو قمر نبتون.
وحيث يتكون الغلاف الجوي لهما أساسا من النيتروجين. بلوتو، في الجزء الأقرب من مداره، يملك غلاف جوي من النتروجين والميثان مماثل للغلاف الجوي الخاص بتريتون، ولكن هذه الغازات تكون مجمدة عندما تبعد عن الشمس.
الأجسام الأخرى داخل النظام الشمسي تملك أغلفة جوية رقيقة للغاية وليست في التوازن. وتشمل هذه القمر (غاز الصوديوم)، وعطارد (غاز الصوديوم)، ويوروبا (الأوكسجين)، ايو (الكبريت)، وإنسيلادوس (بخار الماء).
تركيب الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية تم تحديده لأول مرة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي.
كوكب أوزيريس هو كوكب غازي عملاق لديه مدار قريب من نجم في مجموعة بيجاسوس النجمية الفرس الأعظم (كوكبة). يسخن الغلاف الجوي لدرجات حرارة أكثر من 1,000 كلفن ويستمر في الهروب إلى الفضاء. الهيدروجين، الأكسجين، الكربون، والكبريت تم اكتشافها في الغلاف الجوي المضخم للكوكب.
كيفية المحافظة على الغلاف الجوي
ينبغي اتخاذ عدّة تدابير وقائية للحفاظ على سلامة الغلاف الجويّ، منها: محاولة التقليل من استخدام الوقود الحفري، مثل البنزين والسولار. محاولة استخدام الطاقة البديلة والمتجددة متل الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح. استخدام الطاقة الكهربائية وهي الطاقة النظيفة، بدلًا من إشعال النيران. التقليل من استخدام غاز الفريون، إذ إن هذا الغاز يُعد المسبب الأول لثقب طبقة الأوزون. تكثيف زراعة الاشجار والحدائق والغابات لامتصاص ثاني أكسيد الكربون ومنح الأكسجين للبيئة. محاولة السيطرة على مخلفات المصانع والسيارات. التقليل من إنتاج واستهلاك مركبات الكلوروفلوروكربون، والهالون التي تزيد من تآكل طبقة الأوزون.
حلول تلوث الغلاف الجوي
العمل على صيانة المركبات بين الفترة والأخرى من أجل التأكد من سلامة وصحة المداخن وعدم قيامها بنفث أي دخان ضار يؤثر على الهواء، بالإضافة إلى تشجيع استعمال السيارات الكهربائية التي تعتبر صديقة للبيئة. وضع التشريعات والقوانين التي تحتوي على عقوبات تعمل على ردع الأشخاص الذين يعملون على تلويث الهواء من خلال المركبات أو المصانع. إلزام المعامل والمصانع بضرورة وضع المصافي على كافة مداخنها من أجل منع خروج الملوثات نحو الهواء الخارجي، ومن أجل العمل على استعمال التقنيات الحديثة للحد والتقليل من تلوث الهواء كالمرسبات الدوارة التي تعمل على تخفيض معدل انبعاث المواد الصلبة داخل الهواء الجوي، وتقنية غرف الترسيب، بالإضافة إلى أنه من الممكن تقليل تأثير الغازات التي تنبعث في الهواء عن طريق تغيير نوع آلية الاستخدام أو نوع الوقود المستخدم، ومن الممكن كذلك تحويله إلى عدة أشكال تكون أقل ضرراً ويمكن الاستفادة منها. إنشاء المعامل والمصانع داخل المناطق التي تبعد قليلاً عن المناطق التي تحتوي على سكان. القيام بزراعة الأشجار في عدة مناطق من أجل إنتاج الأكسجين والتقليل من نسبة ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء، حيث تعمل الأشجار والنباتات من خلال عملية البناء الضوئي على أخذ ثاني أكسيد الكربون من الهواء وإنتاج الأكسجين الهام والضروري من أجل عملية التنفس التي تقوم بها كافة الكائنات الحية على سطح الأرض. توعية المواطنين بضرورة الحفاظ على الغلاف الجوي الذي يعد أكثر الأغلفة المحيطة بسطح الأرض أهمية، وكذلك إطلاعهم على مدى خطورة تلوث هذا الغلاف، وتكثيف الندوات والمحاضرات التي تعقد للطلاب داخل الجامعات والمدارس حول مدى أهمية الغلاف الجوي وكيفية الحد من تلوثه.
بحث كامل عن الغلاف الجوي مع المراجع
تعريف الغلاف الجوي الغلاف الجوّي هو غلاف غير مرئي من الغازات يحيط بكوكب الأرض، ويتكوّن من مزيج من الأكسجين والنيتروجين بنسبة تصل إلى 99%، أمّا ما تبقى وهو 1% فهو مزيج من غازات ثاني أكسيد الكربون، والأرجون، الهيليوم، والنيون، وغيرها من الغازات، إضافة إلى بخار الماء، والغبار، وتقع 98% من كتلة الغلاف الجوي في أول 30 كم قريبة من سطح الأرض، وتختلف الكواكب والأقمار الأخرى من حيث امتلاكها للغلاف الجوي، حيث يمتلك بعضها غلافاً جوياً بمكوّنات تختلف تماماً عن كوكب الأرض، في حين يفتقر بعضها الآخر لوجوده أصلاً. يعمل الغلاف الجوّي الذي يحيط بكوكبنا كمصفاة عملاقة تسمح بدخول أشعة الشمس إلى الأرض، وتبقي معظم الأشعة فوق البنفسجيّة خارجه؛ نظراً للضرر الكبير الذي تسببه هذه الأشعة للكائنات الحيّة، ويتشكل الغلاف الجوّي من عدة طبقات متعاقبة لا تفصل بينها حدود واضحة، حيث تتغيّر تبعاً لدوائر العرض وفصول السنة، وتترتب على النحو الآتي من الأقرب إلى الأبعد عن سطح الأرض: طبقة التروبوسفير، وطبقة الستراتوسفير، وطبقة الميزوسفير، وطبقة الثيرموسفير، وطبقة الإكسوسفير، وهناك طبقة تمتد من طبقة الميزوسفير إلى طبقة الإكسوسفير تسمى طبقة الأيونوسفير (الغلاف الأيوني). طبقات الغلاف الجوي للأرض يتألف الغلاف الجوّي للأرض من عدّة طبقات متعاقبة، تملك كلّ طبقة منها خصائص وسمات خاصّة بها، وتترتب هذه الطبقات من الأقرب إلى الأبعد عن سطح الأرض كالآتي: طبقة التروبوسفير طبقة التروبوسفير (بالإنجليزيّة: Troposphere) هي أقرب طبقات الغلاف الجوّي لسطح الأرض، وتمتد من سطح الأرض وحتى 10 كم فوق مستوى سطح البحر، ويقع في هذه الطبقة أغلب أحداث الطقس وتقلباته؛ نظراً إلى وجود حوالي 99% من بخار الماء في هذه الطبقة، وينخفض فيها كل من الضغط ودرجات الحرارة بالتوجّه نحو الأعلى. طبقة الستراتوسفير طبقة الستراتوسفير (بالإنجليزيّة: Stratosphere) هي الطبقة الثانية من طبقات الغلاف الجوي بعداً عن سطح الأرض، وتمتد من طبقة التروبوسفير إلى ما يُقارب 50 كم من مستوى سطح الأرض، وتتواجد فيها طبقة الأوزون المميّزة، حيث تمتص جزيئات الأووزن الأشعة فوق البنفسجيّة القادمة من الشمس، ثمّ تحويلها إلى حرارة، وعلى عكس طبقة التروبوسفير، تمتاز هذه الطبقة بارتفاع درجة الحرارة فيها بالتوجه نحو الأعلى؛ بسبب افتقارها للاضطرابات والتيارات الصاعدة من طبقة التروبوسفير، لذا تُعدّ هذه الطبقة مناسبة لحركة الطائرات التجارية خاصة في الجزء السفلي منها. طبقة الميزوسفير طبقة الميزوسفير (بالإنجليزيّة: Mesosphere) هي الطبقة الثالثة من طبقات الغلاف الجوّي، وتمتد لمسافة 85 كم من مستوى سطح الأرض، وتحترق فيها أغلب النيازك، وهنا تعود درجات الحرارة إلى الانخفاض، كما يقل فيها الضغط الجوي بالتوجه نحو الأعلى. طبقة الثيرموسفير طبقة الثيرموسفير (بالإنجليزيّة: Thermosphere) هي الطبقة الأقرب إلى الفضاء الخارجي منها إلى الغلاف الجوي، وتمتاز هذه الطبقة بوجود الأقمار الصناعيّة في نطاقها، ويتمّ فيها امتصاص الأشعة السينيّة ذات الطاقة العالية والأشعة فوق البنفسجيّة المنبعثة من الشمس، ما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة هذه الطبقة، كما ويؤثر اختلاف كميّات الطاقة القادمة من الشمس نحوها في تحديد ارتفاع الجزء العلوي منها ودرجة حرارة هذه الطبقة، ويتراوح ارتفاع هذه الطبقة بين 500-1000 كم فوق مستوى سطح الأرض، وتصل درجات الحرارة فيها بين 500°-2000° درجة مئوية، وتحدث في هذه الطبقة ظاهرة الشفق القطبي الذي يظهر في القطبين الشمالي والجنوبي. طبقة الإكسوسفير طبقة الإكسوسفير (بالإنجليزيّة:Exosphere) تشبه هذه الطبقة من الغلاف الجوّي الفضاء الخارجي، خاصة في قلّة وجود الهواء فيها، والذي يتواجد على هيئة [[خصائص طبقات الغلاف الجوي|طبقة] رقيقة جداً، واختلف العلماء في تحديد الحدود النهائيّة الفعليّة لها، إذ يقدّرون الحد النهائي للجزء العلوي لهذه الطبقة بين 100,000-190,000 كم فوق سطح الأرض. طبقة الأيونوسفير طبقة الأيونوسفير (بالإنجليزيّة: Ionosphere) هي ليست طبقة بحد ذاتها كباقي طبقات الغلاف الجوي، وتمتد من عدة نطاقات في أجزاء بين طبقتي الميزوسفير والثيرموسفير، وسُميت بذلك بسبب اصطدام الأشعة ذات الطاقة العالية المنبعثة عن الشمس بالذرات والجزيئات المكوّنة لها، وينتج عن هذا الاطصدام انفصال الإلكترونات وتسريبها، أي شحنها بالطاقة الكهربائيّة، مما يمنح هذه الطبقة عدداً من الميزات الخاصّة بها. مكونات الغلاف الجوي للأرض يتكوّن الغلاف الجوّي من مزيج متعدد من الغازات، معظمها غازي النيتروجين (N2) نسبة 78%، والأكسجين (O2) نسبة 21%، والنسبة المتبقية وهي 1% عبارة عن خليط من غازات أخرى بكميات أقل، كما يحتوي الغلاف الجوي على بخار الماء، وعلى مجموعة من الجسيمات الصغيرة الصلبة والسائلة العائمة تسمى الهباء الجوي (بالإنجليزية: Aerosols) منها: حبوب اللقاح، والأبواغ، والرماد البركاني، والغبار، والأملاح المتكونة من رذاذ البحر المتطاير، وغيرها.
مراحل تكون الغلاف الجوي للأرض تكوّن الغلاف الجوّي للأرض على عدّة مراحل يمكن تلخيصها على النحو الآتي: مرحلة تكوين الغلاف الجوي الأول تكوّن الغلاف الجوي الأول من غازي الهيليوم (He)، والهيدروجين (H2)، ويُعدّ هذان الغازان الأكثر ندرة على الأرض مقارنة مع الأماكن الأخرى في الكون، ويرجح أنّهما تبددا في الفضاء نتيجة الأسباب الآتية: عدم قدرة جاذبية الأرض المنخفضة على الاحتفاظ بالغازات خفيفة الوزن. انحراف الغلاف الجوي الأرضي المحمل بهذه الغازات بعيداً بسبب الرياح الشمسية الشديدة؛ ويعةد ذلك إلى عدم امتلاك الأرض للمجال المغناطيسي -بسبب عدم وجود نواة متمايزة لكوكب الأرض- الذي يساهم في الحفاظ على هذه الغازات. مرحلة تكوين الغلاف الجوّي الثاني تكوّن الغلاف الجوّي الثاني بشكل رئيسي من الغازات الناتجة عن البراكين، والتي تشبه في تكوينها الغازات التي تخرج من البراكين الحالية، مثل: ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وأول أكسيد الكربون (CO)، وبخار الماء (H2O)، والهيدروجين (H2)، والنيتروجين (N2)، والكبريت (S2 )، والكلور (Cl2)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وبعض المركبات الأخرى، مثل: الأمونيا (NH3)، والميثان (CH4) باستثناء الأكسجين الذي لا يوجد في غازات البراكين. مرحلة إضافة غاز الأكسجين تصل نسبة وجود غاز الأكسجين في الجو في وقتنا الحالي إلى ما يُقارب 21%، في حين أنّها كانت أقل من ذلك بكثير، وتلخص طريقة تكونه على النحو الآتي: ساهمت الأشعة فوق البنفسجية بتفكيك جزيئات الماء، ما أدّى إلى زيادة غاز الأكسجين (O2) في الجو إلى نسبة تراوحت بين (1-2)%، بالإضافة إلى ذلك تشكّل غاز الأوزون (O3)، الذي يساهم بشكل كبير في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجيّة. ساهمت عمليّة التمثيل الضوئي -تفاعل بخار الماء مع ثاني أكسيد الكربون بوجود أشعة الشمس والبكتيريا الخضراء المُزرقة- بإطلاق غاز الأكسجين إلى الجو وإنتاج الغذاء. ساهمت عملية التجوية الكيميائية بأكسدة سطوح الصخور الموجودة على الأرض، ما أدّى إلى تحرير كمية من غاز الأكسجين إلى الجو. زادت البكتيريا الخضراء المزرقة من نسبة غاز الأكسجين في الجو، حيث وصلت إلى حوالي 10%. أهمية الغلاف الجوي للأرض يمتلك الغلاف الجوي أهميّة كبرى نظراً إلى دوره البارز في حماية الأرض من العوامل التي قد تسبب تهديداً لها ولعناصرها الماديّة، أو للكائنات الحيّة والعوائل التي تعيش عليها، وتبرز أهميّة الغلاف الجوي تبعاً للأمور الآتية: حماية الأرض من الإشعاعات يشكل الغلاف الجوّي درعاً واقياً للأشعة الناجمة عن الشمس، إذ تحجب طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية التي قد تسبب أضراراً جسيمة للبشرة والعينين، وتمتص طبقات الغازات الجزيئية الأشعة الكونية، وأشعة غاما، وأشعة إكس التي يمكن أن تصيب الكائنات الحية، وتسبب العديد من الطفرات والمشاكل الجينية. حماية الأرض من المواد الفضائية يشكّل الغلاف الجوّي درع حماية فريد تجاه الحطام والجزيئات المنتشرة في الفضاء الناتجة عن تكوّن الكواكب والاصطدامات التي تحدث في حزام الكويكبات، ولولاه لكان سطح الأرض يشبه في شكله سطح القمر، ووفقاً لوكالة ناسا (بالإنجليزية: NASA) فإنّ حوالي 100 طن من حطام الفضاء يصل إلى الأرض يومياً، معظمها على شكل غبار أو جزيئات متناهية الصغر، ولكن يصد الغلاف الجوي هذه الأجسام قبل وصولها إلى سطح الأرض، كذلك الأمر بالنسبة للنيازك فإنّها تتحطم قبل وصولها إلى سطح الأرض؛ بسبب الضغط الناتج عن إعادة دخولها إلى الغلاف الجوي. الحفاظ على درجات حرارة الأرض تشكّل الغازات الموجودة في الغلاف الجوّي حاجز حماية بين الأرض والفضاء الخارجي، حيث تحتفظ بدرجات الحرارة ضمن الحدود المناسبة لبقاء الحياة على سطح الأرض، فخلال النهار تحتفظ هذه الغازات بالحرارة، وفي الليل تبقى هذه الحرارة قريبة من سطح الأرض ولا يُعاد إشعاعها إلى الفضاء الخارجي. الحفاظ على دورة المياه على الأرض يقوم الغلاف الجوّي بدور بالغ الأهميّة في تكوين المياه على سطح الأرض من خلال ما يسمى بدورة المياه، إذ تتبخرالمياه من سطح الأرض وتكوّن بخار الماء الذي يرتفع بدوره إلى الأعلى ليبرد ويتكاثف على شكل قطرات الماء مكوناً بذلك السحب، وما أن تتجمع قطرات ماء كافية حتى تسقط على شكل أمطار عذبة وتعود إلى الأرض مرة أخرى. سماع الأصوات يُعرّف الصوت بأنّه أحد أشكال الطاقة التي تنتقل وتتحرّك على شكل موجات، ولا تستطيع هذه الموجات الانتقال في الفراغ، بل تحتاج إلى وجود هواء محمّل بالغازات، ولولا الغلاف الجوي لما تمكن الإنسان من سماع العديد من الأصوات المختلفة على هذا الكوكب. تكوّن الطقس يلعب الغلاف الجوي دوراً رئيسياً في تشكّل الطقس وتقلباته، إذ تنتج كافة تقلبات الطقس وحالاته عن ارتفاع حرارة الغلاف الجوي في أماكن معيّنة، وانخفاضها في أماكن أخرى. تجوية الصخور تحدث تجوية الصخور كنتيجة لتغيّرات الطقس، وتعرف التجوية بأنّها التقشر البطيء لصخور سطح الأرض، ومن العوامل التي تساهم في عمليات التجوية: الرمال التي تنتقل بسبب حركة الهواء مسببة صنفرة الصخور شيئاً فشيئاً، والكتل الجليدية التي تكشط الأسطح الصخريّة، وحبيبات الماء المتسربة داخل الشقوق الصخريّة والتي تنتفخ عند تجمّدها مسببة تكسّر هذه الصخور. الحفاظ على الكائنات الحيّة يحتوي الغلاف الجوي على العديد من الغازات الضروريّة للكائنات الحيّة، منها: الأكسجين، والنيتروجين، وثاني أكيد الكربون، وبخار الماء، ومن دون وجود الأكسجين وثاني أكسيد الكربون قد تكون الأرض خالية من الحياة، إذ تحتاج النباتات إلى غاز ثاني أكسيد الكربون إلى جانب ضوء الشمس للقيام بعمليّة البناء الضوئي لصنع الغذاء، وينتج عن هذه العمليّة إطلاق غاز الأكسجين الضروري للكائنات الحيّة، والتي بدورها تُطلق غاز ثاني أكسيد الكربون اللازم للنباتات، وهكذا دواليك. ولكن يمكن أن تسبب بعض الظواهر الطبيعية العديد من الكوارث المختلفة، مثل: الفيضانات، والأعاصير، وغيرها، كما تساهم أنشطة الإنسان في تلوث الغلاف الجوي والتي نتج عنها ثقب طبقة الأوزون، وتكوين الضباب الدخاني، إذ تسبب هذه الأمور العديد من الأمراض والسرطانات. الغلاف الجوي للكواكب والأقمار تمتلك بعض الكواكب والأقمار الخارجية أغلفة جوية كما الأرض، لكنها تختلف عنه اختلافاً كلياً من حيث المكوّنات والتركيب على الرغم من احتوائها على عناصر تتواجد في الغلاف الجوّي للأرض، ويمكن تقسيم الكواكب في النظام الشمسي إلى نوعين: الكواكب الأرضيّة: تضم الكواكب الآتية: عطارد، والزهرة، والأرض، والمريخ، وتتشابه أغلفتها الجوية مع الغلاف الجوي لكوكب الأرض، إذ يحتوي الغلاف الجوي لكوكب عطارد فقط على طبقة رقيقة من الإكسوسفير بنسبة عالية من الغازات الآتية: الهيليوم، والهيدروجين، والأكسجين، أمّا عن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة فهو أسمك من الغلاف الجوي للأرض، ويتكون بشكل أساسي من طبقة سميكة من غاز ثاني أكسيد الكربن، وسحب دواميّة من حمض الكبريتيك، ما يجعل رؤية الكوكب أقل وضوحاً، بينما يحيط بكوكب المريخ غلاف جوي رقيق من غاز ثاني أكسيد الكربون. الكواكب الغازية: تضم الكواكب الآتية: المشتري، وزحل، وأورانوس ونيبتون، وسميت الكواكب الغازية بهذا الاسم؛ لأنّ أغلفتها الجوية تتكون بشكل أساسي من غازي الهيدروجين، والهيليوم، ويمتلك كل من أورانوس ونيبتون غاز الميثان في أغلفتها الجوية ما يجعلهما يظهران باللون الأزرق، أمّا الشرائط الواضحة لكوكبي زحل والمشتري، فهي نتيجة وجود سحب الأمونيا، والماء، وكبريتيد الهيدروجين في الجزء السفلي من أغلفتها، وتفصل الرياح السريعة هذه الأشرطة عن بعضها إلى مناطق باللون الفاتح، وأحزمة باللون الغامق، وتكوّن بعض الظواهر الجوية كالأعاصير والبرق أنماطاً معينة في هذه المناطق والبقع، ومن الأمثلة على ذلك البقعة الحمراء الضخمة الموجودة على كوكب المشتري، والتي تمثل العاصفة الأضخم في تاريخ المجموعة الشمسيّة، وتعود إلى مئات القرون. أمّا ما يخص الأقمار التي تتبع الكواكب، فيلاحظ امتلاك كل منها أغلفة جوية خاصة بها، ومن الأمثلة عليها الغلاف الجوي للقمر تيتان (أكبر أقمار كوكب زحل)، حيث يتكوّن من غلاف سميك يتألّف من غازي النيتروجين والميثان، ويتميز هذا القمر بلونه البرتقالي الناتج عن الطريقة التي تكسر فيها أشعة الشمس غاز الميثان.
المراجع
1-^ أ ب “Atmosphere”, www.nationalgeographic.org, Retrieved 16-12-2019. Edited.
2-^ أ ب ت ث ج ح خ “Layers of Earth’s Atmosphere”, scied.ucar.edu, Retrieved 13-1-2020. Edited.
3-↑ “Earth’s Atmosphere”, scied.ucar.edu, Retrieved 12-12-2019. Edited.
4- ↑ “The Composition of our Atmosphere”, www.e-education.psu.edu, Retrieved 16-12-2019. Edited.
5-^ أ ب ت ث ج “Origin of the Earth’s Atmosphere”, www.ux1.eiu.edu, Retrieved 16-12-2019. Edited.
6-↑ FRASER CAIN (9-3-2009), “Earth’s Early Atmosphere”، universetoday.com, Retrieved 31-12-2019. Edited.
7-^ أ ب ت Milton Kazmeyer (13-3-2018), “Importance of the Earth’s Atmosphere”، sciencing.com, Retrieved 10-12-2019. Edited.
8-^ أ ب ت ث ج ح “Importance of the Atmosphere”, www.ck12.org, Retrieved 16-12-2019. Edited.
9-↑ “Why do we care about the ATMOSPHERE?”, earth.rice.edu, Retrieved 16-12-2019. Edited.
10-^ أ ب ت ث “Atmosphere”, www.nationalgeographic.org, Retrieved 16-12-2019. Edited.
