اتمسفر، اقیانوس و اقلیم
در خصوص اتمسفر، اقیانوس و اقلیم جو زمیناتمسفر، اقیانوس و اقلیم
در خصوص اتمسفر، اقیانوس و اقلیم جو زمینتقسیم بندی لایه های جو زمین
مطالب زیر بخشی از اطلاعات موجود در صفحه جو زمین از سایت دانشنامه آزاد ویکی پدیا است.
بخش بندی جو زمین بر پایه دما
تروپوسفر[ویرایش]
تروپوسفر پایین‌ترین لایهٔ جو و نزدیک‌ترین لایه به سطح زمین است و از سطح زمین آغاز شده و تا ارتفاع ۱۸–۱۰ کیلومتری (۱۱–۶ مایلی) ادامه می‌یابد. بسیاری از ابرها و سیستم‌های آب‌وهوایی در این لایه قرار دارند.[۲۷] ضخامت تروپوسفر در قطب حدود ۸–۷ کیلومتر (۵ مایل) و در استوا حدود ۱۸–۱۶ کیلومتر (۱۱–۱۰ مایل) است. علاوه بر این، ارتفاع این لایه به تغییر فصل‌ها نیز بستگی دارد. ۸۰ درصد کل جرم جو و ۹۹ درصد بخار آب جو در تروپوسفر قرار دارد. بخار آب موجود در تروپوسفر در مناطق گرم و به ویژه مناطق استوایی زیاد و در مناطق قطبی کم است.[۲۸] بخار آب با جذب انرژی تابشی گرمایی خورشید نقش مهمی در تنظیم آب‌وهوای زمین دارد.[۲۹]
با افزایش ارتفاع در تروپوسفر، چگالی گازها کاهش می‌یابد و هوا رقیق‌تر می‌شود. بنابراین، دمای هوا با افزایش ارتفاع در این لایه نیز کاهش می‌یابد.[۳۰] هم‌چنین با افزایش ارتفاع، فشار هوا نیز کاهش می‌یابد. دمای هوا در سطح زمین ۱۵ درجهٔ سانتی‌گراد و ارتفاع ۱۰ کیلومتر ۴۹٫۹- درجهٔ سانتی‌گراد است. فشار در سطح زمین ۱۰۱۳٫۲ بار و در ارتفاع ۱۰ کیلومتر ۲۶۵ بار است.[۳۱] با افزایش ارتفاع، چگالی کاهش می‌یابد و در نتیجه تروپوسفر چگال‌ترین لایهٔ جو است. ابرهایی مانند کومولوس[پ ۳۵]و استراتوس[پ ۳۶] در این لایه قرار دارند. هواپیماها عمدتاً در این لایه پرواز می‌کنند.[۳۲]
در این لایه، مولکول‌های ازون تروپوسفری[پ ۳۷] وجود دارند که آلاینده هستند.[۳۳] مولکول‌های ازون موجود در تروپوسفر می‌توانند به راحتی بابافت‌های زیستی واکنش‌داده و آنها را از بین ببرند. این مولکول‌ها موجب احساس سوزش در شش‌های انسان می‌شوند. پژوهشگران دانش پزشکی دریافته‌اند که تنفس ازون بیش از چند ماه تا چند سال، یکی از عوامل برگشت‌ناپذیری است که به شش‌های پستانداران آسیب می‌رساند. مولکول‌های ازون به ویژه برای کودکان، سالمندان و بزرگسالانی خطرناک است که در فصل تابستان به طور منظم برای ورزش بیرون از خانه می‌روند.[۳۴] تروپوپاز[پ ۳۸] مرز میان تروپوسفر و استراتوسفر است.[۳۵]
استراتوسفر[ویرایش]
استراتوسفر دومین لایهٔ جو زمین است که از ارتفاع ۱۰ کیلومتری (۶٫۲ مایلی) آغاز شده و تا ارتفاع ۵۰ کیلومتری (۳۱ مایلی) ادامه می‌یابد. ارتفاع استراتوسفر به طول وعرض جغرافیایی و تغییر فصل‌ها بستگی دارد.[۳۶]
استراتوسفر از ارتفاع ۱۶ کیلومتری (۱۰ مایلی) بر فراز استوا و از ارتفاع ۱۰ کیلومتری (۶ مایلی) بر فراز قطب آغاز می‌گردد. بخار آب بسیار کمی در استراتوسفر وجود دارد و دلیلش این است که تقریباً همهٔ ابرها به استثنای ابرهای استراتوسفری قطبی در تروپوسفر قرار دارند. این ابرها در ارتفاع ۲۵–۱۵ کیلومتری (۱۵٫۵–۹٫۳ مایلی) یافت می‌شوند. هوا در این لایه تقریباً هزار برابر نازکتر از هوا در سطح دریا است (تراکم مولکول‌ها در سطح دریا تقریباً هزار برابر تراکم مولکول‌ها در استراتوسفر است).[۳۷]
در این لایه با افزایش ارتفاع، دما نیز افزایش می‌یابد و دلیل آن وجود غلظت بالایی از مولکول‌های ازون است.[۳۸] دما در ارتفاع ۵۰ کیلومتری به حدود ۶- درجهٔ سانتی‌گراد می‌رسد.[۳۹]پرتوی فرابنفش تولید شده توسط تابش خورشید در صورت رسیدن به سطح زمین می‌تواند موجب سرطان پوست، آب‌مروارید چشم، آسیب‌رساندن به سیستم ایمنی بدن و تأثیر منفی بر رشد گیاهان شود.[۴۰] مولکول‌های ازون و اکسیژن که در استراتوسفر قراردارند، پرتوهای فرابنفش خورشید را جذب می‌کنند و مانند یک سپر مانع از ورود این پرتوها به سطح زمین می‌شوند. ازون و اکسیژن می‌تواند ۹۹٫۹–۹۵٪ پرتوهای فرابنفش به ویژه فرابنفش نوع C و B که پرانرژی‌ترین پرتوهای فرابنفش هستند و موجب آسیب زیستی می‌شوند را جذب‌کند. نقش نگهبانی ازون به قدری حیاتی است که به باور دانشمندان زندگی بر روی زمین بدون لایهٔ ازون امکان‌پذیر نبود.[۴۱] لایهٔ ازون پرتو فرابنفش را به پرتو فروسرخ تبدیل می‌کند و به سطح زمین می‌فرستد.[۴۲] کلروفلوئوروکربن‌ها (سی‌اف‌سی‌ها)[پ ۳۹] باعث کاهش مولکول‌های ازون در استراتوسفر زمین شده‌اند.[۴۳] هالوکربن‌ها[پ ۴۰] نیز از دیگر مواد تخریب‌کنندهٔ ازون استراتوسفری هستند و با انتشار کلر و برم لایهٔ ازون را تخریب می‌کنند. هم‌چنین، برخی از مواد تخریب‌کنندهٔ لایهٔ اُزون در وسایل نقلیهٔ هوایی، گازهای به کاررفته در فرایند خنک‌سازی در یخچال، حلال‌ها،افشانه‌ها و کپسول‌های آتش‌نشانی وجود دارند.[۴۴] گرمایش زمین افزایش نظام‌مند گرمای زمین است که عمدتاً ناشی از گازهای گلخانه‌ایاست.[۴۵] ازون یک گاز گلخانه‌ای است و در آب‌وهوای کرهٔ زمین نقش دارد. افزایش گازهای گلخانه‌ای مانند کربن دی‌اکسید ممکن‌است بر چگونگی بهبود لایهٔ ازون در سال‌های آینده اثر بگذارد.[۴۶] لایهٔ ازون سالانه کوچک‌تر از پیش می‌شود. به طوری که آمار ناسا در ۱۳ سپتامبر ۲۰۰۷ نشان‌داد که حفره ازون به اوج خود رسیده‌است و لایهٔ ازون تنها می‌تواند ۹٫۷ میلیون مایل مربع (یعنی به قاره‌ای به اندازهٔ آمریکای شمالی) را پوشش‌دهد.[۴۷]حفرهٔ ازون در قطب جنوب هنوز مثل هر سال است.[۴۸] دلیل این پدیده نیز ورود کلرهای موجود در مواد شیمیایی ساخته‌شده توسط انسان‌ها به استراتوسفر است.[۴۹] ناسا اعلام کرده‌است که دو سوم لایهٔ اُزون تا سال ۲۰۶۵ نه تنها بر فراز قطب جنوب، بلکه در همه جای زمین نابود خواهدشد.[۵۰] مرز میان استراتوسفر و مزوسفر، استراتوپاز[پ ۴۱] نام دارد.[۵۱]
مزوسفر[ویرایش]
مزوسفر لایهٔ بعدی زمین است که میان استراتوسفر و ترموسفر قرار دارد. این لایه از ارتفاع ۵۰ کیلومتری (۳۱ مایلی) آغاز شده و تا ارتفاع ۸۵ کیلومتری (۵۳ مایلی) ادامه می‌یابد. با افزایش ارتفاع در مزوسفر، دما کاهش می‌یابد.[۵۲] سردترین بخش جو زمین با دمای ۹۰- درجهٔ سانتی‌گراد در بالای این لایه قرار دارد.[۵۳] فشار هوا در بخش‌های بالایی مزوسفر یک میلیونیم فشار هوا در سطح دریا است.[۵۴]
روزانه حدود ۵۰ تن شهاب‌سنگ وارد جو زمین می‌شود[۵۵] و بیشتر آنها در مزوسفر تبخیر می‌شوند. این‌گونه مواد موجود در شهاب‌سنگ‌ها در مزوسفر پراکنده می‌شوند و این لایه هم‌اکنون دارای مقادیر آهن و فلزات دیگر است. بالون‌های هواشناسی و هواپیما نمی‌توانند به این لایه برسند. ابرهای شب‌تاب از دیگر ابرها بسیار بالاتر هستند و بالای مزوسفر قرار دارند.جزر و مد جو نیز تحت تأثیر این لایه است و هوا در این لایه بسیار رقیق است.[۵۳] مرز میان مزوسفر و ترموسفر، مزوپاز[پ ۴۲] نام دارد.[۵۶]
ترموسفر[ویرایش]
ترموسفر بالاترین لایهٔ جو زمین است که میان مزوسفر و اگزوسفر قرار دارد. این لایه از ارتفاع ۹۰ کیلومتری (۵۶ مایلی) آغاز شده و تا ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری (۳۱۱ مایلی) یا ۱٬۰۰۰ کیلومتری (۶۲۱ مایلی) ادامه می‌یابد. با افزایش ارتفاع در ترموسفر، دما در بخش‌های پایینی این لایه به شدت افزایش می‌یابد اما در بخش‌های بالایی دما نسبتاً ثابت می‌ماند. فعالیت‌های خورشیدی دما در این لایه را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. دمای ترموسفر معمولاً در طول روز ۲۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد بیشتر از شب است و زمان‌هایی که خورشید بسیار فعال است، دما در این لایه از ۵۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد به ۲٬۰۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد افزایش می‌یابد.[۵۷][۵۸]
چگالی در ترموسفر بسیار کم است و برخی بر این باورند که فضای بیرونی از بخش‌های پایینی ترموسفر آغاز می‌گردد، اما این لایه بخشی از جو زمین به‌شمار می‌آید. شاتل‌های فضایی وایستگاه‌های فضایی بین‌المللی در این لایه قرار دارند. در بخش‌های پایینی این لایه اکسیژن اتمی (O)، نیتروژن اتمی (N) و هلیم (He) اجزای اصلی هوا هستند. بخش عمده‌ای از پرتو ایکس و فرابنفش در این لایه جذب می‌شوند. یونوسفر زمین متشکل از ذرات یونیزه‌شده در جو است و با ترموسفر که از نظر الکتریکی خنثی است، هم‌پوشانی دارد. ذرات باردار یونوسفر با اتم‌ها و مولکول‌های ترموسفر برخورد می‌کنند و انرژی اضافی تولید می‌کنند. این انرژی اضافی توسط فوتون‌ها[پ ۴۳] به‌شکل نور ساطع می‌شود و شفق‌های قطبی را رخ می‌دهد. شفق‌های قطبی عمدتاً در ترموسفر رخ می‌دهند. ترموپاز[پ ۴۴] مرز میان ترموسفر و اگزوسفر است.[۵۷][۵۸]
اگزوسفر[ویرایش]
اگزوسفر بالاترین لایهٔ جو زمین است که جو پس از آن پایان می‌پذیرد و خلأ آغاز می‌گردد. هوا در این لایه بسیار رقیق است و تفاوت چندانی با خلأ ندارد.[۵۹] اجزای اصلی این لایه هیدروژن و هلیم هستند که تراکم کمی دارند و بسیاری از ماهواره‌ها در این لایه قرار دارند.[۶۰]
اگزوسفر مرز میان جو و فضای بیرونی به‌شمار می‌رود و از ارتفاع حدود ۵۰۰ کیلومتر آغاز شده و تا ۱۰٬۰۰۰ کیلومتر (۶٬۲۰۰ مایل) ادامه می‌یابد.[۶۱]اتم‌ها و مولکول‌های هوا در این لایه به‌طور مداوم به فضا می‌گریزند و راه می‌یابند. این لایه شامل حرکات ذرات به درون و بیرون مغناطیس‌سپهر(مگنتوسفر) و باد خورشیدی است.[۶۲] به‌دلیل رقیق‌بودن بسیار هوا در اگزوسفر، گرمای زیادی در هوا به اشیا منتقل نمی‌شود، حتی اگر هوا بسیار گرم باشد.[۶۳]
بخش بندی جو زمین بر پایه ویژگی های الکترومغناطیسی
یونوسفر[ویرایش]
یونوسفر (یون‌کره) بخشی از بخش‌های بالایی جو است[۶۴] که توسط تابش‌های خورشیدی یونیزه[پ ۴۵] شده‌است[۶۵] و در ارتفاع حدود ۸۰۰–۶۰ کیلومتر قرار دارد.[۶۶] بخش عمده‌ای از این یونیزه‌شدن توسط پرتو ایکس و فرابنفش و باد خورشیدی صورت می‌گیرد. اگرچه خورشید مهم‌ترین عامل یونیزه‌شدن است، اما پرتوهای کیهانی نیز در این عمل سهم کمی دارند و هرگونه اختلال در جو، در یونیزه‌شدن اثر می‌گذارد.[۶۴] به‌دلیل رقیق‌بودن بسیار هوا در تروپوسفر، الکترون‌های آزاد در این لایه وجود دارند، اما امکان دارد الکترون‌ها توسط کاتیون‌ها[پ ۴۶] (یون‌های مثبت) اسیر شوند. تعداد الکترون‌ها به اندازه‌ای است که می‌توانند بر انتشار فرکانس رادیویی[پ ۴۷] تأثیر بگذارند. این بخش یونیزه‌شدهٔ جو را یونوسفر می‌نامند.[۶۵] تراکمپلاسما[پ ۴۸] در یونوسفر در طول روز و شب و فصل‌ها تغییر می‌کند و به گرانش زمین نیز بستگی دارد. بیشترین چگالی پلاسما در یونوسفر در ارتفاع ۳۰۰–۲۵۰ کیلومتر است.[۶۶] یونوسفر می‌تواند امواج رادیویی در محدودهٔ فرکانس خاصی را منعکس کند.[۶۷]
مگنتوسفر[ویرایش]
مگنتوسفر فضای پیرامون یک جسم فضایی است که توسط میدان مغناطیسی جسم کنترل می‌شود.[۶۸] مگنتوسفر منطقهٔ تعامل میان میدان مغناطیسی طبیعی سیاره وباد خورشیدی است. در این منطقه بسیاری از ذرات دارای بار الکتریکی نزدیک سیاره وجود دارند. بخش‌های اصلی مگنتوسفر زمین، باد خورشیدی و میدان مغناطیسی هستند.[۶۹] میدان مغناطیسی زمین تا ۳۶٬۰۰۰ مایل به درون فضا می‌رسد. مگنتوسفر این میدان مغناطیسی را پوشش داده‌است و از بسیاری از ذرات خورشید مانند باد خورشیدی که می‌تواند به زمین آسیب برساند، جلوگیری می‌کند. اما برخی از بادهای خورشیدی از مگنتوسفر هم می‌گذرند و شفق‌های قطبی می‌سازند.[۷۰]
مگنتوسفر زمین علاوه بر مزایای پنهان خود خطراتی نیز دارد که یکی از این خطرات توفان‌های مغناطیسی هستند. هنگامی که بادهای نیرومند خورشیدی با مگنتوسفر برخورد می‌کنند، می‌توانند به مدارهای الکتریکی آسیب‌بزنند و موجب قطع برق و خاموشی بشوند. خورشید و سیارات دیگر مگنتوسفر دارند، اما مگنتوسفر زمین نیرومندترین مگنتوسفر در میان سیارات سنگی است.[۶۹]
کمربند وان آلن[ویرایش]
کمربند تابشی وان آلن از دو لایهٔ هلالی‌شکل ساخته‌شده و دارای ذرات باردار انرژی (پلاسما) است و پیرامون زمین قرار دارد و میدان مغناطیسی زمین را در جای خود نگه می‌دارد. کمربند وان آلن از ارتفاع ۱٬۰۰۰ کیلومتر آغاز شده و تا ارتفاع ۶۰٬۰۰۰ کیلومتر گسترش می‌یابد.[۷۱]
این کمربند دارای دو منطقهٔ درونی و بیرونی است. منطقهٔ درونی در ارتفاع ۳٬۰۰۰ کیلومتر (۱٬۸۶۰ مایل) بالاتر از سطح زمین و منطقهٔ بیرونی آن که بیشترین چگالی را دارد، در فاصلهٔ ۱۵٬۰۰۰ تا ۲۰٬۰۰۰ کیلومتر (۹٬۳۰۰ تا ۱۲٬۴۰۰ مایل) بالاتر از سطح زمین واقع شده‌است. منطقهٔ درونی دارای پروتون[پ ۴۹]های پرانرژی است که بیش از ۳۰٬۰۰۰٬۰۰۰ الکترون‌ولت[پ ۵۰] انرژی دارند. منطقهٔ بیرونی دارای ذرات بارداری هستند که از جو و خورشید (برای نمونه، یون[پ ۵۱]های هلیم که از باد خورشیدی سرچشمه گرفته‌اند) منشأ گرفته‌اند. این منطقه دارای پرتون‌های کم‌انرژی و الکترون[پ ۵۲]های پرانرژی است که انرژی آن تا چند صد میلیون الکترون‌ولت می‌رسد.[۷۲]
چندی پیش، ناسا سومین کمربند تابشی در پیرامون زمین را کشف‌کرد. مشاهدات جدید ناسا طی مأموریت وان آلن پروبز نشان‌داد که پیرامون زمین سه کمربند مجزا و طولانی وجود دارد که میان آنها فضا وجود دارد.[۷۳]
فصل نخست
نه رشته و نه علایق کاری و شغلی من به حوزه هواشناسی و علوم جوی مربوط نمیشه.
تنها چیزی که وجود داره اینه که من تو یه سازمان وابسته به علوم جوی کار میکنم،
در نتیجه این وبلاگ با این هدف درست شده که یه مرجعی در درجه اول برای خودم باشه،
یعنی اون چیزهایی رو که یاد میگیرم یا برای یک مقطع کوتاه مجبور هستم که بهش توجه کنم رو در اینجا قرار میدم.
به این صورت من یه مرجعی برای آینده برای مراجعه دارم و شاید دیگرانی هم باشند که این اطلاعات برای آنها مفید باشد.
در درجه اول، این اطلاعات تنها جنبه گرد آوری دارند و از هر مرجعی که نقل بشوند در همینجا لینک مربوطه نیز خواهد آمد.