كما أسلفنا فان غازات الغلاف الغازي توجد فيه حسب وزنها. لذلك سيتكون الغلاف الغازي من عدة طبقات. وطبقات الغلاف الغازي تختلف باختلاف الزاوية التي ينظر إليه من خلالها ما يهمنا نحن هنا هو كيف يتصرف الغلاف الغازي مع عناصر الطقس المختلفة. من هذا المنظار سيقسم الغلاف الغازي إلى أربع طبقات رئيسية والى ثلاثة أنطقه ثانوية. تقسيم الغلاف الغازي هنا تم على أساس كيفية تصرف درجة الحرارة في كل طبقة. فسوف نرى من خلال معالجة الموضوع إن لكل طبقة من الطبقات الرئيسية تأثير مختلف على درجة الحرارة، وذلك يعود إلى نوع الغازات التي تتواجد في تلك الطبقة. أما النطاقات الثانوية فهي ليست طبقات بالمعنى الحرفي للكلمة، وإنما أنطقه انتقالية بين الطبقات، تتميز باحتوائها على صفات الطبقة التي أسفل منها والطبقة التي أعلى منها التقسيم هذا يعكس بالضرورة نوعية الغازات الموجودة في كل طبقة. ويقسم الغلاف الغازي إلى أربع طبقات رئيسية والى ثلاثة أنطقه ثانوية وكما يأتي:

(1) طبقة التروبوسفير Troposphere طبقة الاضطراب

(2) طبقة الستراتوسفير Stratosphere طبقة المستويات

(3) طبقة الميزوسفير Mesosphere الطبقة الوسطى

(4) طبقة الثرموسفير Thermosphere (الطبقة الحرارية).

أما النطاقات الثانوية فهي:

(1) نطاق التروبوبوز Tropopause

(2) نطاق الستراتوبوز Stratopause

(3) نطاق الميزوبوز Mesopause

 والتقسيم هذا يوضح ويعطي معدل ارتفاع كل طبقة لأن ارتفاعها يختلف باختلاف العروض التي تتواجد فوقها. فالحرارة المرتفعة تؤدي إلى ارتفاع الطبقة نتيجة تمدد الهواء، بينما العروض الباردة تؤدي إلى تقلص الطبقة نتيجة انكماش الهواء وسنلاحظ هذا التباين واضحاً في الطبقة الأولى.

(1) طبقة التروبوسفير Troposphere: ومعناها طبقة الاضطراب، حيث تحدث فيها كل الاضطرابات الجوية. ففيها كل بخار الماء، لذلك كل الأمطار تسقط منها، إن قدرة الماء على التحول إلى حالاته الثلاث ضمن درجة حرارة الأرض جعلت من غير الممكن لبخار الماء أن يغادر هذه الطبقة. فانخفاض درجة حرارة الهواء في أعلى هذه الطبقة إلى اقل من - 50 يجعل الهواء غير قادر على حمل بخار الماء مما يؤدي إلى تكاثف كل بخار الماء قبل وصول إلى أعلى هذه الطبقة. كما فيها أكثر من 90% من الضغط الجوي، أي إن نسبة عالية من الهواء موجود فيها. وفيها 75% من كتلة الهواء المكون للغلاف الغازي، كما إن معظم الإشعاع الأرضي يمتص فيها، حيث إن قرب الهواء من سطح الأرض يساعد على امتصاص الإشعاع الأرضي فالطبقة الهوائية القريبة من سطح الأرض وبسمك كيلومتر واحد تسمى الطبقة الحدية وذلك لأنها تتأثر بسطح الأرض بشكل مباشر، حيث إن قوة الاحتكاك موجودة فيها كما إن التغيرات الحاصلة لسطح الأرض تؤثر فيها.

سمك هذه الطبقة فوق خط الاستواء يصل إلى 16 كم، وذلك لشدة التسخين مما يرفع الهواء كثيراً إلى الأعلى. أما سمكها فوق القطبين فلا يزيد عن 8 كم. درجة الحرارة تتناقص في هذه الطبقة بالارتفاع وبمعدل 6م لكل كيلو متر ارتفاع. فقد تصل درجة الحرارة إلى اقل من - 60م في أعلى هذه الطبقة. إن سبب تناقص الحرارة بالارتفاع في هذه الطبقة يعود إلى:

(أ) إن مصدر التسخين لهذه الطبقة هو الإشعاع الأرضي وذلك لوجود غاز ثاني اوكسيد الكاربون وبخار الماء القادران على امتصاص الإشعاع الطويل الموجة. لذلك كلما اقتربنا من الأرض زاد الامتصاص مما يرفع درجة الحرارة قرب سطح الأرض وتتناقص بالارتفاع.

(ب) إن الارتفاع يخفض الضغط الجوي مما يساعد الهواء على الانتشار أكثر، وبذلك تتوزع كمية الطاقة المكتسبة على وحدة المساحة. فلو فرضنا أن متر مربع من الهواء يمتص سعرة واحدة قرب سطح الأرض، ففي حالة رفعة إلى ارتفاع 500 متر فانه سينتشر ليحتل حيز 4 متر مربع وبذلك فان كمية الطاقة في هذا الارتفاع ستتوزع على 4 متر مربع، أي إن كل متر مربع سيحصل على ربع سعرة، وبذلك تقل كمية الطاقة في وحدة المساحة مما يخفض درجة الحرارة.

تنتهي هذه الطبقة بنطاق يعزلها عن الطبقة اللاحقة يسمى نطاق التروبوبوز، وهو نطاق انقلاب حراري انتقالي يحمل صفات الطبقتين الأولى والثانية. ففيه جزء من غاز الأوزون كما فيه امتدادات الغازات للطبقة الأولى، لذلك تستقر درجة الحرارة فيه. سمك هذا النطاق يصل إلى 3 كم، وهو مقطع وغير مستمر. إن تقطع هذا النطاق سببه اختلاف سمك طبقة التروبوسفير فقد ذكرنا إن سمك الطبقة يختلف بسبب اختلاف التسخين. فيوجد نطاق التروبوبوز فوق المنطقة الاستوائية على ارتفاع 16 كم ، بينما فوق العروض الوسطى يكون على ارتفاع 12كم، وفوق القطبين على ارتفاع 8كم إن لتقطع هذا النطاق أثار مناخية مهمة. فهو المكان الملائم لظهور التيارات النفاثة ومالها من تأثير مباشر على الطقس. التروبوبوز يمنع الهواء الساخن المتصاعد من سطح الأرض من الاستمرار بالتصاعد، لذلك يقتصر وجود التقلبات الطقسية على الطبقة الأولى. فالانقلاب الحراري الذي يتميز به هذا النطاق يعمل مثل الغطاء المانع للهواء من الاستمرار بالتصاعد. يظهر بين تروبوبوزي العروض الوسطى والمدارية التيار النفاث المداري، وبين تروبوبوزي العروض العليا والوسطى تيار الجبهة القطبية النفاث.

(2) طبقة الستراتوسفير Stratosphere وهي الطبقة الثانية ويصل ارتفاعها إلى 50 كم عن سطح الأرض. حيث تبدأ من معدل ارتفاع 16 كم إلى ارتفاع 50كم. يتناقص الضغط الجوي فيها ولكن بشكل أبطئ من تناقصه في الطبقة الأولى، فيسجل ضغط مقداره 100 مليبار في أسفلها ويصل إلى 1 مليبار في أعلاها. لذلك فهي تحتوي على 24% فقط من حجم الهواء. تخلو تماماً من أي تقلبات أو اضطرابات جوية، حيث لا يصل بخار الماء إلى هذه الطبقة كما ذكرنا فهي خالية من الغيوم، لذلك يكون الهواء فيها على شكل طبقات.

تعتبر هذه الطبقة مهمة جداً للحياة على سطح الأرض، لان فيها غاز الأوزون والذي يحدد كمية الأشعة الفوق بنفسجية الواصلة إلى سطح الأرض. تعرف هذه الطبقة بأنها مصنع لغاز الأوزون، فقد ذكرنا سابقاً كيفية تكون غاز الأوزون في هذه الطبقة، لذلك تحتوي هذه الطبقة على 95 من غاز الأوزون في الغلاف الغازي. وفي هذه الطبقة يوجد ما يطلق علية ألان فتحة الأوزون، فالملوثات الأرضية الغازية الخفيفة الوزن تتصاعد لتصل إلى هذه الطبقة فتعمل على تفتيت الأوزون. ولان تكون الأوزون فوق المناطق القطبية يكون قليلاً خاصة في فترات الليل القطبي الطويل، فان سمك الأوزون فوق هذه المناطق يقل كثيراً ويظهر على شكل فتحة عندما نصوره، أطلقت عليها فتحة الأوزون.

درجة الحرارة في هذه الطبقة تتزايد بالارتفاع، بسبب إن تكون الأوزون يحتاج إلى استهلاك كمية من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. لذلك كلما ارتفعنا في هذه الطبقة إلى الأعلى زاد استهلاك الطاقة فارتفعت درجة الحرارة تسجل درجات حرارة متدنية جداً في أسفل هذه الطبقة حيث تسجل درجة حرارة - 60 م ، ولكنها في أعلى الطبقة ترتفع الحرارة لتتعدى الصفر المئوي . لذلك تتصرف الحرارة في هذه الطبقة بشكل معاكس لتصرفها في الطبقة الأولى.

تنتهي هذه الطبقة بنطاق عازل هو نطاق الستراتوبوز، وفية كمية قليلة من الأوزون، كما تقل فيه بقية الغازات، لذلك تستقر فيه درجة الحرارة. وكما في النطاق الأول فان هذا النطاق هو نطاق انقلاب حراري، مما يمنع الأوزون من الانتقال إلى الطبقة الثالثة.

(3) طبقة الميزوسفير Mesosphere الطبقة الثالثة من طبقات الغلاف الغازي، ويصل ارتفاعها إلى 80كم، حيث تبدأ من ارتفاع 50كم. تظهر فيها غيوم خفيفة تسمى الغيوم القضية. تنخفض فيها درجة الحرارة بالارتفاع، وذلك لخلوها من غاز الأوزون، كما إن الغازات فيها قليلة، حيث يتراوح الضغط فيها بين 1 مليبار إلى 0.1 مليبار. ليس لهذه الطبقة أي تأثير على الفعاليات الطقسية على سطح الأرض كما نعرف لحد الآن. في الحقيقة إن الوصول إليها وتسجيل ما فيها من ضغط وحرارة ليس من السهولة تنخفض فيها الحرارة بمعدل 3م لكل كيلو متر، حيث تكون الحرارة في أسفلها أكثر من الصفر، بينما تسجل حرارة في أعلاها - 90 م . تنتهي هذه الطبقة بنطاق الميزوبوز، الذي هو نطاق انقلاب حراري حيث تستقر فيه درجة الحرارة.

(4) طبقة الثرموسفير Thermosphere وهي الطبقة الرابعة والأخيرة من طبقات الغلاف الغازي، الغازات في هذه الطبقة متأينه، أي تحمل شحنات كهربائية، وخاصة في جزئها الأسفل. لذلك يعمل هذا الجزء على إعادة الموجات القصيرة اللاسلكية إلى سطح الأرض. كما ان كهربائية هذه الطبقة هي المسئولة عن ظهور الشفق القطبي. غازات هذه الطبقة هي الأوكسجين O والنتروجين N الذريان، لذلك تعمل هذه الغازات على اقتناص الأشعة الشمسية فترتفع حرارتها بشكل كبير جداً. ارتفاع هذه الطبقة يصل إلى 200 - 400 كم عن سطح الأرض. الحقيقة إن الاختلاف في تقدير ارتفاع هذه الطبقة يعود إلى إن الغازات في هذه الطبقة نادرة لعدم وجود أي ضغط مسلط عليها، لذلك تتحرك الغازات بحرية كبيرة وتكون سرعتها كبيرة جداً. بعبارة أخرى إن الذي يصل إلى هذه الطبقة ولنفرض إن لديه جهاز يتحسس وجود الغازات فان هذا الجهاز سيعطيه إشارات متقطعة فقد يقطع عدة كيلومترات دون أن يعثر على عنصر غازي. الحرارة ترتفع في هذه الطبقة بالارتفاع وبشكل سريع جداً، فقد تصل الحرارة في هذه الطبقة إلى 2000م. لذلك يلاحظ أن مركبات الفضاء عندما تعود إلى الأرض فان جسمها الخارجي ترتفع حرارته بشكل كبير جداً عندما تدخل الغلاف الغازي، أي عندما تدخل هذه الطبقة. فبالإضافة إلى أن الاحتكاك بالهواء يرفع حرارة الجسم الخارجي للمركبة، فان احتفاظ غازات هذه الطبقة بدرجات حرارة عالية تساهم في رفع درجة حرارة الجسم الخارجي للمركبة.

مواضيع ذات صلة

الضباب (fog)

درجة الحرارة

التيارات البحرية (marine currents)

الرطوبة

التيارات الشاطئية

الأعاصير (Hurricanes)

المناخ الموسمي المطير صيفا Am

أشعة الشمس ولون ماء البحار

انواع الرياح السطحية الدائمة

مجموعة أنماط المناخ المداري الرطب A

مجموعة انماط المناخ الجاف B

المناخ المعتدل الجاف صيفا Cs