طبقات الجو العليا

يقسم العلماء الغلاف الجوي كل حسب اختصاصه أو اهتمامه، فالكيميائيون مثلاً يقسمونه إلى طبقتين: الطبقة التي تكون فيها الغازات مخلوطة جيداً مع بعها بعضاً، والطبقة الأخرى غير المخلوطة وهي التي يسلك فيها كل غاز من غازات الغلاف الجوي سلوكاً منفرداً. فالأكسجين الموجود في الطبقة المخلوطة من الغلاف الجوي – مثلاً- يكون إمّا أكسجيناً جزيئياً أو متحداً مع عناصر أخرى. أما الأكسجين الموجود في الطبقة غير المخلوطة فمنه أكسجين ذريّ وتختلف الخصائص الكيميائية للأكسجين في الحالتين .

أما مهندسو الاتصالات فهم معنيّون بالخصائص الكهربائية لطبقات الجو وقدرتها على عكس الأمواج الكهرمغناطيسية لذا فإنهم يقسمون الغلاف الجوي حسب ذلك. أما علماء الأرصاد الجوية فإنهم يقسمون الغلاف الجوي رأسياً إلى أربع طبقات رئيسية حسب تغير درجة الحرارة مع الارتفاع كما هو مبين في الشكل (9-1).

1- تروبوسفير (الطبقة المتقلبة) Troposphere

يتغير سمك هذه الطبقة من يوم إلى آخر إلا أنها تمتد من سطح الأرض ولارتفاع يتراوح في المتوسط بين 6-8 كم فوق القطبين إلى ما يقرب من (16- 18) كم فوق المناطق الاستوائية.





وتحتوي طبقة التروبوسفير على معظم بخار الماء الجوي كما أنها الأكثر تأثراً بتوزيع الحرارة غير المنتظم على سطح الأرض (فائض في الطاقة الحرارية على خط الاستواء ونقص على القطبين)، لذا فهي الطبقة التي تتكون فيها الغيوم وتحدث فيها معظم النشاطات الجوية إذ تدعى أحيانا بطبقة الطقس. وفي هذه الطبقة تقل درجة الحرارة مع الارتفاع بسبب تسخين سطح الأرض نتيجة سقوط الأشعة الشمسية عليه إذ تمر هذه الأشعة من الهواء دون أن تسخّنه. لذا فإن مصدر تسخين هذه الطبقة يكون من الأسفل. ومما تجدر ملاحظته أن معدل نقصان درجة الحرارة مع الارتفاع غير ثابت إلا أنه يساوي في المتوسط °6 س/كم. ويحدث أحيانا أن تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع في مواقع محدودة من هذه الطبقة وهذا ما نسميه بالانقلاب الحراري Heat Inversion ويدعى الحد الفاصل بين هذه الطبقة وما فوقها تروبوبوز Tropopause.


2- ستراتوسفير (الطبقة الطبقية) Stratosphere

تمتد هذه الطبقة من نهاية طبقة تروبوسفير ولغاية ارتفاع 50 كم تقريباً. وفي هذه الطبقة يقل تركيز بخار الماء بشكل حاد ويزداد تركيز الأوزون وبخاصة في المنطقة الموجودة ما بين 20-30 كم من سطح الأرض والتي تسمى بطبقة الأوزون. ولا يوجد اضطرابات جوية أو تيارات هوائية صاعدة في هذه الطبقة فهي طبقة هادئة وتكون عمليات المزج فيها بطيئة أو معدومة، الأمر الذي جعلها تتكون من عدة طبقات تحتفظ كل منها بخصائص تميزها عن الأخرى، على العكس من طبقة تروبوسفير المضطربة الممزوجة جيداً. ويستدل على ذلك من وجود شوائب ومخلفات لانفجارات نووية قديمة بتراكيز عالة في مواقع مختلفة من هذه الطبقة تسربت إليها وبقيت فيها منذ زمن بعيد دون أن تمتزج بالهواء المحيط بها.

وبسبب وجود الأوزون الذي يمتص جزءاً من الطاقة الشمسية الساقطة فإن مصدر التسخين في هذه الطبقة يكون من الأعلى، لذا فإن درجة الحرارة تتزايد مع الارتفاع في هذه الطبقة. ويسمى الحد الفاصل لهذه الطبقة عما فوقها ستراتوبوز Stratopause.