لایههای مختلف جو زمین (اتمسفر) و ترتیب و ویژگی آنها
نام و ویژگی لایههای مختلف جو زمین (هواکره یا اتمسفر زمین)
جو یا هواکره یا اتمسفر زمین از شگفتیهای بیشمار آفرینش است. لایههای جو زمین به ترتیب صعودی عبارتند از: وردسپهر (تروپوسفر)، پوشنسپهر (استراتوسفر)، میانسپهر (ترموسفر)، گرمسپهر (ترموسفر) و برونسپهر (اگزوسفر). جو یا هواکره یا اتمسفر زمین، پوششی از گازهای گوناگون است که زمین را احاطه کرده است و چند لایه و ناحیه مختلف دارد. هر یک از نواحی و لایههای جو زمین دارای ویژگیهای متفاوت و مهمی هستند که زندگی روی زمین را امکانپذیر میکنند. وردسپهر یا تروپوسفر پایینترین لایه اتمسفر است کهاز سطح زمین آغاز میشود. هوایی که ما و دیگر موجودات تنفس میکنیم، در واقع هوای وردسپهر است. برونسپهر یا اگزوسفر نیز آخرین لایه جو زمین است که با بالاتر رفتن در آن، بهتدریج وارد فضای بینسیارهای میشویم. در ادامه ضمن معرفی هر یک از لایههای جو زمین، ویژگی آنها با جزییات بیشتری بررسی خواهدشد.
لایههای مختلف جو زمین یا هواکره (اتمسفر) به ترتیب از پایین به بالا
- وردسپهر یا تروپوسفر (Troposphere)
- پوشنسپهر یا استراتوسفر (Stratosphere)
- میانسپهر یا مزوسفر (Mesosphere)
- گرمسپهر یا ترموسفر (Thermosphere)
- برونسپهر یا اگزوسفر (Exosphere)
در هواکره یا جو زمین دو ناحیه دیگر نیز تعریف شده است که البته لایههای مجزایی محسوب نمیشوند بلکه بخشی از لایههای دیگرند که به آنها نیز اشاره خواهدشد. این دو لایه عبارتند از:
- لایه اوزون (لایه ازن)
- یونسپهر یا یونوسفر (Ionosphere)
در ادامه، هر یک از لایههای مختلف جو زمین با جزییات بیشتری بررسی میشوند.
نام و ترتیب لایههای مختلف هواکره یا جو زمین (اتمسفر زمین)
لایه تروپوسفر (Troposphere)
وردسپهر یا تروپوسفر پایینترین لایه اتمسفر زمین است. لذا تروپوسفر از سطح زمین شروع میشود و تا ارتفاع حدود ۱۰ کیلومتری از سطح دریا امتداد مییابد. ما انسانها در تروپوسفر زندگی میکنیم و تقریبا همه تغییرات آبوهوایی نیز در تروپوسفر اتفاق میافتد. اکثر ابرها در تروپوسفر تشکیل میشوند زیرا ۹۹ درصد آبهای تبخیر شده در اتمسفر به لایه تروپوسفر میروند. هرچه در لایه تروپوسفر جو زمین بالاتر بروید فشار هوا و دمای هوا کاهش مییابد.
لایه استراتوسفر (Stratosphere)
لایه جوی دوم از سطح زمین پوشنسپهر یا استراتوسفر نام دارد. استراتوسفر از بالای تروپوسفر شروع میشود و حدودا تا ارتفاع ۵۰ کیلومتری از سطح زمین امتداد مییابد. لایه معروف اوزون در استراتوسفر واقع شده است و چون غلظت اوزون در آن زیاد است، آن را بدین نام میخوانند. مولکولهای لایه اوزن در استراتوسفر پرتوهای پرانرژی فرابنفش خورشید را جذب و سپس آن را به گرما تبدیل میکنند. جالب است که در لایه استراتوسفر هرچه بالاتر بروید دما افزایش مییابد و هوا گرمتر میشود. افزایش دما همگام با افزایش ارتفاع بدین علت است که در استراتوسفر برخلاف تروپوسفر هوا فاقد حرکت است. آرامش نسبی لایه استراتوسفر یکی از علتهایی است که سبب شده است تا هواپیماهای جت مسافربری از تروپوسفر فراتر روند و در بخشهای پایینی استراتوسفر پرواز کنند تا پرواز آرامتری داشته باشند. هواپیماهای جت نزدیک مرز بین تروپوسفر و استراتوسفر پرواز میکنند.
لایه مزوسفر (Mesosphere)
لایه بالاتر از استراتوسفر را میانسپهر یا مزوسفر مینامند. مزوسفر بعد از استراتوسفر شروع میشود و تا ارتفاع تقریبا ۸۵ کیلومتری از سطح زمین امتداد مییابد. اکثر شهابهایی که انسانها شبهنگام در آسمان میبینند در اصل در لایه مزوسفر میسوزند و ظاهر میشوند. در لایه مزوسفر هرچه ارتفاع افزایش یابد، دما کاهش مییابد. سردترین نقطه جو زمین، بالاترین نقطه مزوسفر است که دمای آن حدود منفی ۹۰ درجه سانتیگراد است. در مزوسفر هوا بسیار رقیق است و لذا انسان نمیتواند در آن هوا نفس بکشد. فشار هوا در بخشهای پایینی مزوسفر کمتر از ۱ درصد فشار هوا در سطح دریا است و هرچه در مزوسفر بالاتر رویم، فشار هوا باز هم کاهش مییابد.
لایه ترموسفر (Thermosphere)
چهارمین لایه جو زمین را گرمسپهر یا ترموسفر مینامیم. لایه ترموسفر پرتوهای پرانرژی ایکس و فرابنفش را که از خورشید منتشر میشوند جذب میکند. این کار دمای لایه ترموسوفر را تا صدها و گاهی تا هزاران درجه سانتیگراد افزایش میدهد. اما چون هوای ترموسفر بسیار رقیق است، انسان سرمای شدیدی در آن حس میکند! ترموسفر از بسیاری جهات بیرونیترین لایه اتمسفر زمین محسوب میشود. بسیاری از ماهوارههایی که دور زمین میچرخند در ترموسفر جای دارند. تغییرات انرژی جذب شده از خورشید در لایه ترموسفر بر ارتفاع این لایه و دمای آن تاثیر بسیاری دارد. به همین علت، ارتفاع لایه ترموسفر از سطح زمین در زمانهای مختلف از ۵۰۰ کیلومتر تا ۱۰۰۰ کیلومتر متغیر است. دمای لایه ترموسفر نیز ممکن است از ۵۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد و حتی بیشتر در تغییر باشد. شفقهای قطبی یا نورهای آسمان شمالگان و جنوبگان همگی در لایه ترموسفر زمین ظاهر میشوند.
لایه اگزوسفر (Exosphere)
برخی کارشناسان ترموسوفر را آخرین لایه جو زمین میدانند. اما برخی دیگر معتقدند که اگزوسفر آخرین لایه از پوشش گازی جو زمین است. در لایه اگزوسفر هوا بسیار بسیار رقیق است و لذا به فضای خارج از جو زمین شباهت بیشتری دارد. در اگزوسفر هوا پیوسته اما بهتدریج به فضای بیرون از جو زمین نشت میکند. لذا مرز پایانی اگزوسفر را نمیتوان دقیقا مشخص کرد. کارشناسان مختلف ارتفاع ۱۰۰,۰۰۰ کیلومتری تا ۱۹۰,۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین را آخرین نقطه اگزوسفر دانستهاند. ارتفاع ۱۹۰,۰۰۰ کیلومتری، یعنی نیمی از فاصله زمین تا ماه!
یونوسفر (Ionosphere)
یونسپهر یا یونوسفر برخلاف موارد پیشین، لایه مجزا و مستقلی نیست. یونسفر مجموعهای از نواحی مختلف مزوسفر و ترموسفر است که در آنها پرتوهای پرانرژی منتشر شده از خورشید سبب میشوند الکترونها از اتمها و یا از مولکولهایشان جدا شوند. اتمها و مولکولهای حاوی بار الکتریکی که بدینسان پدید میآیند، یون (ion) نام دارند. یونوسفر را نیز به همین سبب بدین نام میخوانند.
خلاصه مبحث لایههای مختلف جو یا اتمسفر زمین
جو یا هواکره یا اتمسفر زمین پنج لایه اصلی دارد که نام آنها بهترتیب از پایین به بالا وردسپهر/تروپوسفر (Troposphere)، پوشنسپهر/استراتوسفر (Stratosphere)، میانسپهر/مزوسفر (Mesosphere)، گرمسپهر/ترموسفر (Thermosphere) و برونسپهر/اگزوسفر (Exosphere) است. نزدیکترین لایه اتمسفر به سطح زمین، تروپوسفر نام دارد که ما و دیگر موجودات در آن زندگی میکنیم. لایه اوزون که پرتوهای فرابنفش خورشید را جذب میکند، بخشی از استراتوسفر است. آخرین لایه جو زمین از نظر برخی از دانشمندان، اگزوسفر است. اما برخی دیگر از دانشمندان اگزوسفر را جزئی از فضای خلاء خارج از جو زمین میدانند. یونوسفر به نواحی مختلفی از اتمسفر زمین گفته میشود. لذا یونوسفر لایه مجزایی نیست. یونوسفر ترکیبی از نواحی مختلف مزوسفر و ترموسفر است که اتمها و الکترونها در آن یونیزه میشوند.
