الدرس الأول: الغلاف الجوي
أولًا: مفهوم الغلاف الجوي وتركيبه
الغلاف الجوي هو طبقة من الغازات التي تحيط بالكرة الأرضية وتمتد من سطحها حتى الفضاء الخارجي.
يتكوّن الغلاف الجوي أساسًا من:
1-النيتروجين (78%)
2-الأكسجين (21%)
غازات أخرى بنِسَب قليلة01٪ مثل:
الأرغون
ثاني أكسيد الكربون
الأوزون
بخار الماء
كميات ضئيلة من الغازات النادرة
ويمثل هذا المزيج الغازي النظام الحيوي الذي يجعل الحياة ممكنة على سطح الأرض.
ثانيًا: أهمية الغلاف الجوي
تتجلّى أهمية الغلاف الجوي في أدوار حيوية متعددة، أهمها:
1️⃣ الحماية
يحمي الأرض من الأشعة الشمسية الضارة،
يحترق فيه معظم الشهب والنيازك الصغيرة قبل وصولها إلى سطح الأرض.
2️⃣ تنظيم درجة الحرارة
يمنع حدوث التباين الحراري الكبير بين الليل والنهار .
ينقل الحرارة والرطوبة بواسطة الرياح
3️⃣ توفير الغازات الضرورية للكائنات الحية
يزوّد الكائنات الحية بالأكسجين اللازم للتنفس.
يوفّر ثاني أكسيد الكربون الضروري لعملية البناء الضوئي في النباتات.
4️⃣ تهيئة البيئة المناسبة التي
تحدث فيها الظواهر الجوية مثل:
تشكّل السحب
هطول الأمطار
العواصف
الرياح
5️⃣ مصدر للطاقة المتجددة
مثل طاقة الرياح.والطاقة الشمسية
ثالثًا: طبقات الغلاف الجوي:
يقدر سمك الغلاف الجوي الذي يحيط بالكرة الارضية بنحو (1000)
يتكوّن الغلاف الجوي من خمس طبقات رئيسة، تختلف في خصائصها ودرجة حرارتها ووظيفتها:
1️⃣ طبقة التروبوسفير (Troposphere)
أهم خصائصها:
تحدث فيها جميع الظواهر الجوية.( امطار 'رياح' سحب) وتنخفض درجة الحرارة فيها كلما ارتفعنا للاعلى
تعتبر اهم طبقات الغلاف الجوي حيث انه
١ـ تشكل نحو 75٪ ـ 80% من كتلة الغلاف الجوي.
تمتدمن سطح الارض حتى 12كم. يختلف ارتفاعها مابين المناطق القطبية والمناطق الاستوائية انخفاض درجة الحرارة في المناطق القطبية يزيد من كثافة الهواء.
٢ـ يتركّز فيها بخار الماء الناتج عن تبخر المياه من اليابسة والمسطحات المائية .
نتيجة وجود بخار الماء فيها والتدرج الحراري الذي يسهم في حدوث الاضطراباتالجوية
يحدث فيها التكاثف وهطول الامطار والثلوج وحدوث العواصف الرعدية.
٣ـ تنخفض درجة الحرارة بمعدل 6.5°م لكل 1000 متر ارتفاع.لان
مصدر تسخينها هو سطح الأرض.
مالنتائج المترتبة على تركز بخار الماء في طبقة الترويوسفير ؟
يحدوث التكاثف. وهطول الامطار والثلوج وحدوث العواصف الرعدية.
2️⃣ طبقة الستراتوسفير (Stratosphere)
تحتوي على طبقة الأوزون التي
تمتص الأشعة فوق البنفسجية.
و تزداد درجة الحرارة فيها كلما ارتفعنا للاعلى
3️⃣ طبقة الميزوسفير (Mesosphere)
تحترق فيها معظم الشهب والنيازك.
تُعد أبرد طبقات الغلاف الجوي.حيث تصل الحرارة فيها الى ادنى مستوياتها
4️⃣ طبقة الثرموسفير (Thermosphere)
طبقة مرتفعة الحرارة بسبب
امتصاصها جزءًا كبيرًا من الأشعة الشمسية السينية والاشعة الفوق بنفسجية
تظهر فيها ظاهرة الشفق القطبي.
5️⃣ طبقة الإكسوسفير (Exosphere)
أقل الطبقات سمكا".
تندمج تدريجيًا مع الفضاء الخارجي.
تتناثر فيها جزيئات الغازات.
رابعًا: مصدر الطاقة على الأرض:
الشمس هي المصدر الرئيس للطاقة على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي
يتكوّن الإشعاع الشمسي من ثلاثة أطياف رئيسة:
1-الضوء المرئي
2-الأشعة فوق البنفسجية
3-الأشعة تحت الحمراء
خامسًا: العوامل المؤثرة في الإشعاع الشمسي
1️⃣ اختلاف المسافة بين الأرض والشمس
بسبب الشكل البيضوي لمدار الارض واختلاف المسافة بين الارض والشمس وتتغير كمية الاشعة الشمسي الواصلة لقمة الغلاف الجوي
تكون الأرض :
- في تموز تكون الارض باقرب نقطة لها من الشمس (الحضيض)وتكون المسافة 147 مليون كم
- تكون الارض في ابعد نقطة (الاوج)في شهر كانون الثاني والمسافة تكون152مليون كم
النتيجة يزيد الإشعاع في الحضيض بنسبة تقارب 7%.مقارنه بالاوج
مالنتائج المترتبة على اختلاف المسافة بين الارض والشمس؟
تكون الأرض في:
في تموز تكون الارض باقرب نقطة لها من الشمس (الحضيض)وتكون المسافة 147 مليون كم وتكون في ابعد نقطة (الاوج) في شهر كانون الثاني والمسافة تكون 152 مليون كم
النتيجة يزيد الإشعاع في الحضيض بنسبة تقارب 7%.مقارنة بالاوج
2️⃣ اختلاف زاوية سقوط الأشعة الشمسية على الارض
كلما كانت الأشعة العمودية او شبه عمودية → طاقة مركزة على مساحة صغيرة → حرارة تزيد شدتها مثل (المناطق الاستوائية) وبالتالي حرارة مرتفعة
الأشعة المائلة → طاقة موزعة على مساحة اوسع فتفقد جزء من طاقتها فتقل شدتها ويضعف تأثيرها الحراري → مثل (المناطق القطبية).
3️⃣ اختلاف عدد ساعات سطوع الشمس
علاقة طردية: كلما زادت ساعات النهار زادت كمية الإشعاع الشمسي الواصلة.
تعميم: تزداد كمية الإشعاع الشمسي بزيادة مدة سطوع الشمس،خلال اليوم وتقلّ بنقصانها.
4️⃣ حالة الجو
مثل الغيوم في السماء ونسبة بخار الماء والشوائب العالقة في الهواء.
اتحقق من تعليمي
اكون تعميما" بين مدة سطوع الشمس وكمية الاشعاع الشمسي الواصل الى قمة الغلاف الجوي
علاقة طردية : كلما زادت ساعات النهار زادت كمية الإشعاع الشمسي الواصلة.
تعميم: تزداد كمية الإشعاع الشمسي بزيادة مدة سطوع الشمس,خلال اليوم وتقلّ بنقصانها.
سابعًا: الموازنة الإشعاعية
1-الموازنة الإشعاعية هي :عملية التوازن بين الإشعاع الشمسي التي تستقبلها الارض (قصير الموجة)من الشمس وبين الإشعاع الأرضي الحراري التيتعيد الارض اطلاقها نحو الغلاف الجوي.
2-آلية حدوث الموازنة الشمسية:
يصل الإشعاع الشمسي إلى الأرض. على شكل طاقة حرارية (اشعة قصيرة الموجه)
يُعاد جزء منها إلى الفضاء بالانعكاس. من سطح الارض والسحب والغلاف الجوي
ما بقي من الاشعة تمتصه اليابسة والمسطحات المائية فترتفع حرارة سطح الارض ثم يعاد اطلاقها على شكل اشعة طويلة الموجه (الاشعة تحت الحمراء) التي تمتصها غازات الدفيئة بالغلاف الجوي مثل بخار الماء وثاني اكسيد الكربون وتحتجز جزء منها والنتيجة تسخين الغلاف الجوي وارتفاع درجة الحرارة وتعرف هذه الظاهرة باسم (ظاهرة الدفيئة) والتي تجعل الحياة ممكنة على الارض
معلومة :-
ظاهرة الدفيئة والاحترار الحراري :
ظاهرة الدفيئة:هي عملية طبيعية تحدث الغلاف الجوي حيث تحتجز بعض الغازات جزءًا من الإشعاع الحراري، من هذه الغازات
ثاني أكسيد الكربون
الميثان
بخار الماء
أهمية ظاهرة الدفيئة :
تجعل الأرض صالحة للحياة.
تحافظ على درجة حرارة معتدلة.
الاحترار العالمي :هو الارتفاع التدريجي في درجات الحرارة عالميًا نتيجة:
زيادة تركيز غازات الدفيئة.بسبب الأنشطة الطبيعية والبشرية
و بعض العوامل الطبيعية.
