ثقافة ومعلومات عامة
اهمية طبقة الايونوسفير
اهمية طبقة الايونوسفير سنقدمها لكم من خلال مقالنا وذلك بسبب اهميتها القسوة حيث تساعد على منع أشعة الشمس الضارة كما انها تقوم بتفتيت الصخور وحرقها.
محتويات الموضوع
اهمية طبقة الايونوسفير
من أهم وظائف طبقة الأيونوسفير Ionosphere أنها: –
- تعمل كمرآة لمنع أشعة وأمواج الشمس الضارة من الوصول لطبقات الجو السفلى.
- تقوم بحرق وتفتيت النيازك والصخور عند هبوطها في الطبقة الجوية.
- تؤدي دور المرآة العاكسة للموجات اللاسلكية لمختلف أنواع الاتصالات من الفضاء والأرض للأرض, وتسهل على الإنسان البث والتواصل.
- منطقة فراغ شاسعة وسهلة لثبات ودوران جميع الأقمار الفضائية.
خصائص طبقة الأيونوسفير
على الرغم من أن الأيونوسفير يبدأ عند 50 كم ، إلا أنه يحتوي على طبقات مختلفة اعتمادًا على تركيز وتركيب الأيونات التي تشكله. في السابق ، كان يُعتقد أن الأيونوسفير يتكون من عدة طبقات مختلفة تم تحديدها بواسطة الأحرف D و E و F. تم تقسيم الطبقة F إلى منطقتين أكثر تفصيلاً وهما F1 و F2. اليوم ، يتوفر المزيد من المعرفة عن الأيونوسفير بفضل تطور التكنولوجيا ومن المعروف أن هذه الطبقات ليست مختلفة تمامًا. ومع ذلك ، حتى لا يصاب الناس بالدوار ، يتم الحفاظ على المخطط الأصلي الذي كان موجودًا في البداية.
سنقوم بتحليل الطبقات المختلفة من الأيونوسفير جزئيًا لنرى بالتفصيل تكوينها وأهميتها.
- المنطقة د
إنه الجزء الأدنى من طبقة الأيونوسفير بأكملها. يصل ارتفاعها إلى ما بين 70 و 90 كم. تتميز المنطقة D بخصائص مختلفة عن المنطقتين E و F. وذلك لأن إلكتروناتها الحرة تختفي بالكامل تقريبًا أثناء الليل. تميل إلى الاختفاء لأنها تتحد مع أيونات الأكسجين لتكوين جزيئات الأكسجين المحايدة كهربائيًا. - المنطقة هـ
هذه هي الطبقة المعروفة أيضًا باسم Kennekky-Heaviside. تم إعطاء هذا الاسم تكريما للمهندس الأمريكي آرثر إي كينيلي والفيزيائي الإنجليزي أوليفر هيفيسايد. تمتد هذه الطبقة أكثر أو أقل من 90 كم ، حيث تنتهي الطبقة D حتى 160 كم. له اختلاف واضح مع المنطقة D وهو أن التأين يبقى طوال الليل. تجدر الإشارة إلى أنه أيضًا تم تقليله تمامًا. - المنطقة و
لها ارتفاع تقريبي من 160 كم حتى النهاية. إنه الجزء الذي يحتوي على أعلى تركيز للإلكترونات الحرة لأنه الأقرب إلى الشمس. لذلك ، فإنه يرى المزيد من الإشعاع. لا تتغير درجة تأينه كثيرًا أثناء الليل ، نظرًا لوجود تغيير في توزيع الأيونات. خلال النهار ، يمكننا رؤية طبقتين: طبقة أصغر تُعرف باسم F1 وهي أعلى ، وطبقة أخرى سائدة شديدة التأين تُعرف باسم F2. خلال الليل يتم دمج كلاهما على مستوى طبقة F2 المعروفة باسم Appleton.
أين تقع طبقة الأيونوسفير
طبقة الأيونوسفير هي جزء من طبقة الثيرموسفير التي هي اعلى طبقة في طبقات الغلاف الجوي وهي تمتد من ارتفاع 80كم الى ارتفاع 550كم وهي عبارة عن طبقة من الأيونات الناتجة عن طاقة الأشعة الفوق بنفسجية القادمة من الفضاء ,وتحدث في هذه الطبقة ظاهرة الشفق القطبي الناجمة عن اصطدام الرياح الشمسية بالأيونات مما يسبب الألوان الخلابة عند القطبين , واهم فائدة لهذه الطبقة هي عكس موجات الراديو والرادار الى الأرض مما يجعل هذه الموجات تغطي مساحات اوسع.
طبقات الغلاف الجوي
- طبقة التروبوسفير: (Troposphere): هي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
تمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 18 كم في المتوسط عند خط الاستواء، وحتى ارتفاع 9 كم عند القطبين.
تقل درجة الحرارة في هذه الطبقة مع الارتفاع بمقدار 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر.
في الطبقة السفلى للتروبوسفير تقل درجة الحرارة أفقياً من خط الاستواء إلى الأقطاب.
يوجد فيها حركة أفقية وعمودية للرياح.
تحتوي على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي بكافة صوره.
تتميز الطبقة بعدم الاستقرار، تحدث فيها تيارات الحمل والمطبات الهوائية ومعظم الظواهر الجوية والطيران والهطول, السحب … الخ.
هذه الطبقة تحتوي على ما بين 80 – 85% من كتلة الغلاف الجوي.
نهاية طبقة التروبوسفير تسمى التروبوبوز (Tropopause). - الاستراتوسفير (Stratosphere): هي الطبقة الثانية من طبقات الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
تمتد من التروبوبوز وحتى ارتفاع يتراوح بين 50 – 55 كم من سطح الأرض.
تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع.
تمتاز بالاستقرار التام وخلوها من التيارات الهوائية الرأسية، وتخلو من الظواهر الجوية.
ينعدم فيها بخار الماء.
ينتشر فيها غاز الأوزون.
نهاية الطبقة سطح وهمي يسمى الاستراتوبوز (Stratopause). - الميزوسفير (Mesosphere): الطبقة الثالثة من طبقات الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
تمتد من الاستراتوبوز وحتى ارتفاع 80 كم من سطح الأرض.
تقل درجة الحرارة مع الارتفاع.
تحدث فيها بعض الدوامات الهوائية.
ينعدم بخار الماء.
لا تحدث بها ظواهر جوية.
نهاية الطبقة سطح وهمي يسمى الميزوبوز (Mesopause). - الثرموسفير (Thermosphere): الطبقة الرابعة من طبقات الغلاف الجوي وتمتاز بما يلي:
تمتد من الميزوبوز وحتى نهاية الغلاف الجوي.
تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع نتيجة امتصاص الأكسجين الذري للأشعة فوق البنفسجية.
تنتشر بها الأيونات خاصة أيونات الأكسجين والنيتروجين.
مكونات الغلاف الجوي
- طبقة التروبوسفير
الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض، تتراوح سماكتها بين 7 إلى 20 كيلومتر، وهي كثيفة للغاية مقارنةً مع الطبقات الأخرى، حيث تحتوي تقريباً نصف كمية غازات الغلاف الجوي بأكمله.
يكون الهواء دافئاً قرب السطح ويبرد كلما ارتفعنا إلى نهاية هذه الطبقة، كما أن التروبوسفير تحتوي بخار الماء والغبار المتطاير في الهواء. - طبقة الستراتوسفير
الطبقة الثانية في الغلاف الجوي، تبدأ عند نهاية التروبوسفير لتمتد إلى مسافة 50 كيلومتر تقريباً بدءاً من سطح الأرض، وهي الطبقة التي تعطي السماء لونها الأزرق بفضل غاز الأوزون المتواجد بوفرة فيها.
كما يقوم الأوزون بتسخين الغلاف الجوي من خلال امتصاصه للحرارة والإشعاعات الخطرة القادمة من الشمس.
الهواء في هذه الطبقة جاف للغاية، كثافته أقل ب 1000 مرة مما هي عليه عند سطح البحر؛ بسبب ذلك تقوم الطائرات بالتحليق في هذه الطبقة من الغلاف الجوي، كذلك تفعل بوالين (مناطيد) الأرصاد الجوية. - طبقة الميزوسفير
تبدأ هذه الطبقة من ارتفاع 50 كيلومتر وتنتهي عند 85 كيلومتر بدءاً من سطح البحر، يواجه العلماء مشكلة في دراسة هذه الطبقة فالطائرات والمناطيد لا تستطيع الوصول إلى هذا الارتفاع.
والأقمار الصناعية والمكوكات الفضائية تدور حول الكوكب على ارتفاع أعلى، لكن نعلم أن الكتل التي تأتي من الفضاء تحترق في هذه الطبقة لنراها على شكل شهب.
والجزء الأعلى من الميزوسفير يسمى “مبيزوبوز” (Mesopause) وهو الجزء الأبرد في الغلاف الجوي بأكمله بمعدل درجة حرارة 90 درجة مئوية تحت الصفر. - طبقة الثيرموسفير
تمتد هذه الطبقة من ارتفاع حوالي 90 كيلومتر وتنتهي بمجال يتراوح بين 500 كيلومتر إلى 1000 كيلومتر، يمكن أن تصل درجة الحرارة في هذا الغلاف إلى 1500 درجة مئوية وذلك حسب كمية الحرارة الواصلة من الشمس.
تعتبر طبقة الثيرموسفير من طبقات الغلاف الجويّ، ولكن بسبب كثافة الهواء المنخفضة جداً، تُعتبر معظم الطبقة أنها جزء من الفضاء الخارجي.
وهي الطبقة التي تدور فيها المركبات الفضائية حول الأرض مثل الأقمار الصناعية أو محطة الفضاء الدولية. - طبقة الإكسوسفير
الطبقة الأعلى في الغلاف الجوي، الكثافة فيها منخفضة بشكل هائل حيث يندمج الغلاف الجوي مع الفضاء الخارجي، تتكون هذه الطبقة من ذرات متفرقة من الهيدروجين والهليوم بشكل أساسي.
عدد طبقات الغلاف الجوي
يتكون الغلاف الجوي للأرض من 4 طبقات رئيسية، وهي:
1. طبقة التروبوسفير: (Troposphere): هي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
- تمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 18 كم في المتوسط عند خط الاستواء، وحتى ارتفاع 9 كم عند القطبين.
- تقل درجة الحرارة في هذه الطبقة مع الارتفاع بمقدار 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر.
- في الطبقة السفلى للتروبوسفير تقل درجة الحرارة أفقياً من خط الاستواء إلى الأقطاب.
- يوجد فيها حركة أفقية وعمودية للرياح.
- تحتوي على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي بكافة صوره.
- تتميز الطبقة بعدم الاستقرار، تحدث فيها تيارات الحمل والمطبات الهوائية ومعظم الظواهر الجوية والطيران والهطول, السحب … الخ.
- هذه الطبقة تحتوي على ما بين 80 – 85% من كتلة الغلاف الجوي.
- نهاية طبقة التروبوسفير تسمى التروبوبوز (Tropopause).
2. الاستراتوسفير (Stratosphere): هي الطبقة الثانية من طبقات الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
- تمتد من التروبوبوز وحتى ارتفاع يتراوح بين 50 – 55 كم من سطح الأرض.
- تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع.
- تمتاز بالاستقرار التام وخلوها من التيارات الهوائية الرأسية، وتخلو من الظواهر الجوية.
- ينعدم فيها بخار الماء.
- ينتشر فيها غاز الأوزون.
- نهاية الطبقة سطح وهمي يسمى الاستراتوبوز (Stratopause).
3. الميزوسفير (Mesosphere): الطبقة الثالثة من طبقات الغلاف الجوي، وتمتاز بما يلي:
- تمتد من الاستراتوبوز وحتى ارتفاع 80 كم من سطح الأرض.
- تقل درجة الحرارة مع الارتفاع.
- تحدث فيها بعض الدوامات الهوائية.
- ينعدم بخار الماء.
- لا تحدث بها ظواهر جوية.
- نهاية الطبقة سطح وهمي يسمى الميزوبوز (Mesopause).
4. الثرموسفير (Thermosphere): الطبقة الرابعة من طبقات الغلاف الجوي وتمتاز بما يلي:
- تمتد من الميزوبوز وحتى نهاية الغلاف الجوي.
- تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع نتيجة امتصاص الأكسجين الذري للأشعة فوق البنفسجية.
- تنتشر بها الأيونات خاصة أيونات الأكسجين والنيتروجين.
