يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال بحث علمي عن الغلاف الجوي ، و مكونات الغلاف الجوي ، وطبقات الغلاف الجوي ، و أهمية الغلاف الجوي ، و أسباب تلوّث الغلاف الجوّي ، و طرق الحد من تلوث الغلاف الجوي ، الغلاف الجوي هو عبارة عن طبقة رقيقة تحيط بالكرة الأرضية لتحفظ لها عوامل الحياة، وتتكوّن هذه الطبقة من بعض الغازات، والمركبات الكيميائية والتي تقلّ كثافتها كلّما اتجهنا إلى الأعلى، كما أنّها تنجذب إلى سطح الأرض بفعل الجاذبية الأرضية، ويمتدّ الغلاف الجوي إلى مئات الكيلومترات فوق سطح الأرض. في هذا المقال نستعرض بحث علمي عن الغلاف الجوي.
بحث علمي عن الغلاف الجوي
الغلاف الجوّي (بالإنجليزية: Atmosphere) 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.
مكونات الغلاف الجوي
تتركز كتلة الغلاف الجوّي للأرض في الطبقات الأولى منه، أي على ارتفاع 64 كم إلى 80 كم عن سطح الأرض، وتكون نسبة الغازات في هذه المسافة متساوية تقريباً، باستثناء التركيز العالي للأوزون الذي يُشكل طبقة كاملة وهي طبقة الأوزون، والغلاف الجوّي يتكون من مجموعة غازات، وهي كما يأتي:
- النتروجين بنسبة 78.09%.
- الأكسجين بنسبة 20.95%.
- الآرجون بنسبة 0.93%.
- ثاني أكسيد الكربون بنسبة 0.03%.
- نسبة ضئيلة جداً من:
- النيون.
- الهيليوم.
- الزينون.
- الأوزون.
- الهيدروجين.
- الميثان.
- الكريبتون.
- الغلاف الجوّي السُّفلي من الأرض يحتوي على بخار الماء الذي يُحدد نسبة الرطوبة فيه.
- كائنات حية دقيقة، وحبوب لُقاح، وبعض الشوائب الغازيّة والصلبة الناتجة عن الأنشطة البشرية.
- غبار.
طبقات الغلاف الجوي
للغلاف الجوّي سلسلة من الطبقات، وهي:
التروبوسفير
هي الطبقة الأولى في الغلاف الجوّي، وهي الطبقة التي نعيش فيها، وتمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع 10كم تقريباً فوق مستوى سطح البحر، ونظراً لوجود بخار الماء في هذه الطبقة فإن العمليات الجويّة والمناخية تحدث في هذه الطبقة، وفيها ينخفض ضغط الهواء وتقل درجات الحرارة كلما زاد الارتفاع.
الستراتوسفير
هي الطبقة الثانية للغلاف الجوّي، وهي طبقة أقل اضطراباً من التروبوسفير لذلك تطير طائرات الركّاب في الجزء السُّفلي منها، حيث تكون الرحلات فيه سهلة ميسرة.
وتمتد من أعلى طبقة التروبوسفير إلى حوالي 50كم فوق سطح الأرض، وفيها تقع طبقة الأوزون الضارّة، والتي تَمتص الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة من الشمس وتحوِّلها إلى حرارة، وفيها ترتفع درجة الحرارة كلما زاد الارتفاع.
الميزوسفير
تقع هذه الطبقة فوق الستراتوسفير وتمتد إلى ارتفاع 85كم فوق سطع الأرض، وفيها تحترق النيازك، إلّا أن درجات الحرارة تعود فيها للبرودة كلما زاد الارتفاع.
الثيرموسفير
تقع هذه الطبقة على ارتفاع 500كم إلى 1000كم فوق سطح الأرض، وهي طبقة تفتقد للهواء، ويتم امتصاص الأشعة السينية والأشعّة فوق البنفسجية من الشمس، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة هذه الطبقة إلى المئات وتصل إلى الآلاف أحياناً، حيث تتراوح درجة الحرارة بين 500 إلى 2000 درجة مئوية، وتدور فيها العديد من الأقمار الصناعية.
إكزوسفير
يَعتقد الخبراء أنها نهاية الغلاف الجوّي، وتقع تقريباً على ارتفاع 100,000كم إلى 190,000كم فوق سطح الأرض، والهواء في هذه الطبقة رقيق جداً جداً، مما يجعلها تشبه الفضاء الخارجي أكثر من الغلاف الجوّي الذي يحيط بالأرض.
الآينوسفير
أو ما يُسمّى بالغلاف الأيوني، وهي ليست طبقة فعلية وإنّما عبارة عن سلسلة من المناطق في أجزاء من الميزوسفير والثيرموسفير، حيث تسببت الإشعاعات المنبعثة من الشمس في تسريب الإلكترونات من ذراتها وجزيئاتها التي يُطلق عليها أيونات، مما يُميز هذه الطبقة بخصائص خاصّة بها.
أهمية الغلاف الجوي
- يزود الكائنات الحية الموجودة على سطح الكرة الأرضية بالهواء اللازم للتنفّس من أجل البقاء على قيد الحياة، حيث أنه يحتوي على العديد من المكوّنات الأساسية اللازمة للحياة كالأوكسجين، والنيتروجين، وثاني أوكسيد الكربون، بالإضافة إلى غازات ومركّبات كيميائية أخرى تدخل في معظم أنشطة الإنسان سواء بطريقة مباشرة أو غير مباشرة.
- يسمح بمرور الأشعة الضوئيّة والحراريّة الصادرة من الشمس، بحيث تعمل الأرض على امتصاصها، مما يوفر لها الحماية والدفء.
- يمنع وصول الأشعة فوق البنفسجية الضارّة إلى سطح الأرض.
- يساعد على توزيع درجة الحرارة على سطح الأرض، حيث إنّه ينظم وصول أشعة الشمس، كما أنّه يمنع نفاذ كل الأشعاع الأرضي إلى الفضاء الخارجي، فلولا وجود الغلاف الجوي لتجاوز المدى اليومي لدرجة الحرارة على سطح الأرض حوالي 200 درجة مئوية.
- يعمل بمثابة الدرع الواقي الذي يحمي سطح الأرض من وصول الشهب التي تحترق في أعلى الغلاف الجوي لتصل إلى الأرض على شكل نيازك صغيرة.
- يشكّل واسطة اتصال بين الأرض والفضاء الخارجي، كما أنّ الطائرات تستخدمه للتنقّل من مكان إلى آخر، بالإضافة إلى أنّه يشكّل وسطاً لانتقال الأصوات؛ فلولا وجوده لساد هدوء مخيف على سطح الأرض.
- يسهم في توزيع بخار الماء في الأماكن المختلفة من العالم.
- تسهم حركة الغلاف الجوي في حدوث الكثير من الظواهر الطبيعية مثل: تكوّن السحب والغيوم، وحدوث الأمطار، وتجانس مكوّنات الهواء، وهبوب الرياح، كما أنّه يسهم في حفظ كوكب الأرض من التغيّرات الكبيرة والمفاجئة التي قد تحدث نتيجة ارتفاع درجات الحرارة.
- يعطي السماء اللون الأزرق الجميل في أثناء النهار، والذي ينعكس على المسطحات المائيّة التي تظهر باللون الأزرق أيضاً.
أسباب تلوّث الغلاف الجوّي
يحدُث تلوّث الغلاف الجوّي نتيجة احتراق الوقود الأحفوري الذي يحتوي على الكبريت كالفحم مما يؤدي إلى انبعاث مستويات عالية من الدخان وثاني أكسيد الكبريت، وهذا يحدث عادةً في الدول الصناعية والمتقدمة.
كما يؤدي استخدام وسائل النقل المختلفة إلى انبعاث أكاسيد النتروجين (NOx) وأول أكسيد الكربون (CO) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) والمواد الجزيئية (PM10) والتي تُسهم في التلوث.
كما أن تعرُض ثاني أكسيد النتروجين والمركبات العضوية المتطايرة الناتجة عن المَركبات لأشعة الشمس يؤدي إلى تكوين الأوزون، وتؤثر كل هذه الملوَّثات على البيئة الطبيعية وصحة الإنسان.
قد يهمك:
طرق الحد من تلوث الغلاف الجوي
توجد العديد من الإجراءات التي تساهم في الحد من المشكلة، والتقليل من كمية الغازات الضارة التي تؤثر على تركيب الغلاف الجوي، مع العلم أن جميع الإجراءات تتطلب تكاتفًا دوليًا، على أن يبدأ كل شخص بنفسه، مع العلم أن الجهود الفردية في ظل غياب القوانين المنصوص عليها أمر لا يجدي نفعًا لأن المشكلة كارثة كونية تطال كل بقعة على سطح الأرض ولا تخص دولة بعينها أو قارة، ومن هذه الإجراءات ما يأتي:
- استخدام وسائل النقل العام داخل البلاد بدلًا من وسائل النقل الخاص، وينصح بالاعتماد على الباصات بدلًا من السيارات في سبيل تقليل كمية الغازات المنبعثة وعوادم السيارات في كل مدينة.
- الاستعانة بالمركبات الكهربائية بدلًا من المركبات التي تعمل بالوقود.
- الاعتماد على مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة، فكلها مصادرة لا تنفذ من ناحية، وأكثر أمانًا من ناحية أخرى، كما أنها لا تضر بالبيئة وهذا الأهم، ومن أبرز مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة طاقة الماء، والهواء، والشمس.
- رش رذاذ الماء على الأرض في الأيام التي تشهد راتفاعات ملحوظة على درجات الحرارية، فهذا الإجراء يساعد في الحد من ظهور الأرتبة والغبار المتطاير الذي يضر بصحة الناس ويسبب انتشار الأمراض وتلوث الغلاف.
- الحرص على تشجير مساحات واسعة من الأرض واستصلاح الأراضي والصحاري، بما يضمن توسع بقعة الأراضي المزروعة على مستوى العالم ككل، سواء كانت الأشجار أشجار خضار أو فواكه، فالهدف الأساسي هو الحد من مشكلة الاحتباس الحراري، فالنباتات أي كان نوعها تمتص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو لحاجتها في إتمام عملية البناء أو التمثيل الضوئي، مقابل ضخ كمية كبيرة من الأكسجين في الجو، وهو ما يضمن الحفاظ على التوازن البيئي وحل جزء كبير من المشكلة لا سيما وأن غاز ثاني أكسيد الكربون خطير جدًا.
- توعية الأفرد وخاصة أصحاب المصانع بخطورة تلوث الهواء والغلاف الجوي.