در اطراف زمین لایه‌ای از گازها وجود دارد که بدون آن نه ما و نه هیچ جاندار دیگری نمی‌توانست زنده بماند. این لایه اتمسفر یا جو نام دارد که در این مقاله قصد داریم آن را به طور کامل شرح داده و ترکیباتش را بررسی کنیم؛ با ما همراه باشید.
اتمسفر چیست؟
اتمسفر (به انگلیسی Atmosphere)، جو یا هواکره به لایه یا لایه‌هایی از گاز می‌گویند که یک سیاره مانند زمین را احاطه کرده‌اند و به واسطه نیروی گرانش آن سیاره در جای خود نگه داشته می‌شوند. البته سیاره زمانی می‌تواند اتمسفر خود را حفظ کند که گرانش آن زیاد و دمای جو پایین باشد.
ستاره‌ها نیز دارای اتمسفر هستند که به آن اتمسفر ستاره‌ای می‌گویند. اتمسفر ستاره‌ای شامل ناحیه بیرونی یک ستاره میشود که بالای هسته ستاره، ناحیه تابش و منطقه همرفت قرار دارد. در ادامه میزان ضخامت، دما و گازهای اتمسفر زمین را بررسی می‌کنیم.
اتمسفر زمین چیست؟
اتمسفر زمین به زبان ساده نواری از هواست که بنا به شرایط دمایی، از لایههای مختلفی تشکیل شده است. بدون این لایه محافظ، زندگی روی زمین وجود نداشت، زیرا جو سیاره زمین از ما در برابر گرما و تشعشعات ساطع‌شده از خورشید محافظت می‌کند و همچنین حاوی هوایی است که تنفس می‌کنیم.
جو زمین از سیاره ما در برابر اشعه ماورا بنفش محافظت کرده، مانند یک عایق زمین را گرم نگه می‌دارد و از اختلاف دمای زیاد بین روز و شب جلوگیری می‌کند. اتمسفر زمین چند کیلومتر است؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم ارتفاع جو زمین حدود ۱۰ هزار کیلومتر تخمین زده میشود.
در همین رابطه بخوانید: تماس با اسکایپ در اتمسفر زمین+فیلم
ترکیبات جو زمین
جو زمین از چه چیزی تشکیل شده است؟ جو زمین از نیتروژن (۷۸ درصد)، اکسیژن (۲۱ درصد)، آرگون (۰.۹ درصد)، دی اکسید کربن (۰.۰۴ درصد) و برخی گازهای کمیاب دیگر شکل گرفته است. ترکیب فعلی جو زمین حاصل میلیاردها سال تغییر بیوشیمیایی اتمسفر اولیه توسط موجودات زنده است. اتمسفر زمین از چند لایه تشکیل شده است و نام هر کدام چیست؟ در ادامه به پاسخ این سوالات می‌پردازیم.
لایههای اتمسفر زمین
جو زمین شامل ۵ لایه اصلی میشود که به ترتیب از بیرونیترین تا داخلیترین لایه عبارتند از اگزوسفر (Exosphere)، ترموسفر (Thermosphere)، مزوسفر (Mesosphere)، استراتوسفر (Stratosphere) و تروپوسفر (Troposphere).
اگزوسفر
اگزوسفر بیرونیترین لایه جو است که از بالای ترموسفر تا ۱۰ هزار کیلومتری زمین ادامه دارد. در این لایه، اتم‌ها و مولکول‌ها به فضا می‌گریزند و برخی ماهواره‌ها در همین ناحیه به دور زمین می‌چرخند. در پایین اگزوسفر، لایه ترموپوز (Thermopause) قرار دارد که تا ۶۰۰ کیلومتری زمین ادامه می‌یابد.
ترموسفر
ترموسفر بین ارتفاع ۸۵ کیلومتری تا ۶۰۰ کیلومتری زمین قرار گرفته که به جو فوقانی معروف است و مقدار گاز کمی در آن وجود دارد. این لایه تابش خورشید را جذب می‌کند و از همین رو دمای بالایی دارد که می‌تواند به حدود ۲ هزار درجه سلسیوس برسد. ایستگاه فضایی بین‌المللی و بسیاری از ماهواره‌های مدار لئو در ترموسفر به دور زمین در گردشند.
البته چنین دمای بالایی برای پوست ما بسیار سرد احساس میشود. دمای بالای ترموسفر در حقیقت میزان انرژی جذب‌شده توسط مولکول‌ها را نشان می‌دهد، اما به دلیل وجود تراکم پایین مولکول‌ها در این لایه، تعداد کل مولکول‌ها برای گرم کردن پوست ما کافی نیست.
در همین رابطه بخوانید: ۶۰ درصد از جو زمین حدود ۴ میلیارد سال قبل از بین رفته است
مزوسفر
این لایه از ۵۰ کیلومتری تا ۸۵ کیلومتری زمین قرار گرفته است. گازها از جمله مولکول‌های اکسیژن در لایههای پایینی جو متراکم‌تر می‌شوند؛ به این ترتیب در قسمت‌های پایین این لایه، دما افزایش می‌یابد. گازهای موجود در مزوسفر در حال حاضر به اندازه‌ای متراکم هستند که می‌توانند سرعت شهاب‌سنگ‌هایی را که وارد جو زمین می‌شوند، کاهش دهند. در این منطقه شهاب‌سنگ‌ها می‌سوزند و اثری آتشین در آسمان شب به جای می‌گذارند.
استراتوسفر
استراتوسفر از ارتفاع ۶ تا ۲۰ کیلومتری زمین شروع شده و تا ۵۰ کیلومتری آن ادامه می‌یابد. این لایه ۱۹ درصد از گازهای جو را در خود جای می‌دهد، اما بخار آب بسیار کمی در آن وجود دارد. مرز انتقالی که مزوسفر را از استراتوسفر جدا می‌کند، استراتوپوز (Stratopause) نامیده میشود.
در این منطقه از اتمسفر زمین، دما با افزایش ارتفاع بالا می‌رود. در فرآیند تشکیل ازن گرما تولید میشود و همین گرما عامل افزایش دما از منفی ۵۱ درجه سانتیگراد در تروپوپاز (Tropopause) تا حداکثر منفی ۱۵ درجه سانتیگراد در بالای استراتوسفر است. تروپوپاز بخشی اتمسفر است که نقش لایه مرزی میانی تروپوسفر و استراتوسفر را دارد.
این افزایش دما همراه با افزایش ارتفاع بیانگر این واقعیت است که هوای گرمتر بالاتر از هوای سردتر قرار دارد؛ همین امر از پدیده همرفت جلوگیری می‌کند، زیرا گازها هیچ‌گونه حرکت عمودی به سمت بالا ندارند. از همین رو نواحی پایین این لایه به واسطه نوک سندان شکل ابرهای کومه‌ای بارا یا کومولونیمبوس (Cumulonimbus) به آسانی دیده میشود.
تروپوسفر
تقریبا همه رویدادهای آب و هوایی در تروپوسفر رخ می‌دهد که به عنوان پایین‌ترین لایه اتمسفر زمین شناخته میشود. تروپوسفر ازسطح زمین شروع میشود و تا ارتفاع بین ۶ تا ۲۰ کیلومتری آن ادامه دارد. ضخامت تروپوسفر از استوا تا قطب‌ها متفاوت است؛ در خط استوا حدود ۱۸ تا ۲۰ کیلومتر، در عرض‌های ۵۰ درجه شمالی و ۵۰ درجه جنوبی استوا ۹ کیلومتر و در قطب‌ها کمی کمتر از ۶.۵ کیلومتر ضخامت دارد.
در همین رابطه بخوانید: اتمسفر بزرگترین قمر سیاره زحل شبیه‌سازی شد
فشار اتمسفر چیست؟
فشار اتمسفر یا فشار اتمسفری (اتمسفریک) که به آن فشار بارومتریک (Barometric) نیز می‌گویند، فشار درون جو زمین است. هوای اطراف شما وزن دارد و به هر چیزی که در تماس است، فشار می‌آورد. این فشار در حقیقت نیرویی است که توسط هوای بالای یک سطح بر آن وارد میشود، زیرا گرانش آن را به سمت زمین می‌کشد.
امیدواریم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. دیدگاه‌های خود را در قسمت نظرات با ما در میان بگذارید و سوالاتتان را بپرسید؛ کارشناسان اسپاش به شما پاسخ می‌دهند.
