• بازدید : 736
  • تاریخ ثبت : 1393/11/04
  • شاخه: شیمی ,

اتمسفر زمين

چكيده

اتمسفر زمين لايه‌اي از گازهاي اطراف كره‌ي زمين مي‌باشد كه از پنج لايه‌ي اصلي تشكيل شده است. اين لايه‌ها معمولاً براساس كاهش يا افزايش دما با تغيير ارتفاع تعيين مي‌شوند. شكل (   )

اين پنج لايه از بالا به طرف سطح زمين:

1-اگزوسفر exosphere

2-ترموسفر Thermosphere

3-مزوسفر Mesosphere

4-استراتوسفر Stratosphere

5-تروپسفر Throposphere

1-اگزوسفر : خارجي ترين لايه اتمسفر است، تراكم ذرات در اين لايه بسيار كم مي‌باشد. با افزايش ارتفاع دما زياد مي‌شود. افزايش دما در اين لايه ناشي از فعاليت‌هاي خورشيدي مي‌باشد.

2-ترموسفر : بزرگترين لايه اتمسفر مي‌باشد به آن لايه داغ نيز مي‌گويند با افزايش ارتفاع دما زياد مي‌شود. افزايش دما در اين لايه ناشي از جذب پرتوهاي خورشيد توسط اكسيژن موجود در اين لايه مي‌باشد.

3-مزوسفر: دما در اين لايه با افزايش ارتفاع كاهش مي‌يابد. سردترين مكان كره زمين كه ميانگين دماي آن 85- درجه سانتيگراد مي‌باشد در مزوسفر گزارش شده است.

4-استراتوسفر: ضخامت اين لايه در مكان‌هاي مختلف كره زمين متفاوت مي‌باشد به طوري كه در قطب‌ها كمترين ضخامت و در استوا بيشترين ضخامت را دارد. در اين لايه با افزايش ارتفاع دما افزايش مي‌يابد، اين افزايش دما ناشي از جذب پرتو (uv)توسط اوزون موجود در اين لايه مي‌باشد.

5-تروپسفر: پايين‌ترين لايه اتمسفر كه ما در آن زندگي مي‌كنيم مي‌باشد ارتفاع اين لايه در مكان‌هاي مختلف متفاوت مي‌باشد. 80% جرم اتمسفر در اين لايه واقع شده است. افزايش دما در اين لايه ناشي از پرتوهاي خورشيدي بازتاب شده از سطح زمين است.

 

كليد واژگان :

اتمسفر –اگزوسفر-ترموسفر-استراتوسفر-تروپسفر

 


 

اتمسفر زمين

اتمسفر زمين لايه‌اي از گازهاي اطراف زمين مي‌باشد كه بوسيله‌ي جاذبه زمين نگه داشته مي‌شود. اتمسفر زمين با جذب تابش‌هاي فرابنفش زندگي بر روي زمين را حفظ مي‌كند و همچنين از كاهش و افزايش ناگهاني دما در شب و روز جلوگيري مي‌كند.

اتمسفر از لايه‌هايي تشكيل شده است كه هر كدام از نظر دما و اجزا سازنده متفاوت مي‌باشد. اتمسفر جرمي حدود 1018 × 5 كيلوگرم دارد كه يك سوم جرم آن در ارتفاع حدود km11 از سطح زمين قرار گرفته است.

اتمسفر زمين شامل پنج لايه اصلي و چند لايه فرعي مي‌باشد. محدوده اين لايه‌ها معمولاً براساس كاهش        يا افزايش دما با تغيير ارتفاع تعيين مي‌شود. در اينجا به بررسي پنج لايه‌ي اصلي اتمسفر                   مي‌پردازيم.  شكل (    )

لايه‌هاي اتمسفر زمين از بالا به طرف سطح زمين عبارتند از :

1-اگزوسفر exosphere

2-ترموسفر Thermosphere

3-مزوسفر Mesosphere

4-استراتوسفر Stratosphere

5-تروپسفر Throposphere

در ادامه تك تك لايه‌ها را مختصر بررسي خواهيم كرد.

اگزوسفر exosphere

خارجي‌ترين لايه اتمسفر يا آخرين لايه قبل از فضاي خارج مي‌باشد. بين اين لايه و فضاي خارج مرز روشني وجود ندارد و بيشتر اوقات شامل قسمتي از فضاي بيرون مي‌شود، به اين فضا ژئوكرونا (geocorona)[1]مي‌گويند اگزوسفر بطور عمده از هيدروژن و مقداري هليم كربن دي‌اكسيد و اكسيژن اتمي تشكيل شده است. اين لايه از 1000 كيلومتر بالاتر از سطح زمين شروع مي‌شود. در اين لايه قمرهاي زيادي به دور زمين در حال چرخش مي‌باشند. در اين لايه ذرات بسيار دور از يكديگر مي‌باشند به طوري كه با سرعت صدها كيلومتر در حال حركت مي‌باشند اما حداقل برخورد را با يكديگر دارند حركت بالستيكي[2] ذرات در اين لايه گاهي موجب خارج شدن آنها از اتمسفر زمين مي‌شود. دما در اين لايه به علت تابش‌هاي خورشيدي بسيار زياد مي‌باشد اما چون تعداد ذرات در اين لايه بسيار كم مي‌باشد جا به جايي گرما بسيار بسيار كند صورت مي‌گيرد. براي مثال اگر منطقه‌اي را در نظر بگيريم در بالاي آن دما بسيار بالا در حالي كه در پايين اين منطقه دما بسيار پايين مي‌باشد.

 

1-1-بالاتر از مرز اگزوسفر

بالاتر از اگزوسفر فضاي خارج مي‌باشد كه بطور تئوري بررسي شده است محدوده‌ي آن حدود 190000 كيلومتر ارتفاع دارد (نصف فاصله تا ماه) نفوذ پرتوهاي خورشيد در اين منطقه سرعت حركت ذرات را بسيار زياد مي‌كند به طوري كه ديگر تحت تأثير كشش جاذبه زمين نمي‌باشند و به راحتي به اتمسفر سيارات ديگر مي‌گريزند.

 

1-2-پايين تر از مرز اگزوسفر

وسعت آن از پايين اگزوسفر شروع شده تا ارتفاع 500-250 كيلومتر پايين‌تر را شامل مي‌شود اين وسعت با فعاليت خورشيدي تغيير مي‌كند به اين منطقه اگزوبس (exobase)بالاي اتمسفر گفته مي‌شود در اين منطقه به علت گرماي زياد ناشي از فعاليت خورشيدي سرعت حركت ذرات بسيار زياد مي‌باشد.

 

2-ترموسفر Thermosphere

بزرگترين لايه اتمسفر زمين مي‌باشد نام اين لايه از كلمه يوناني ترموس (thermos)به معناي گرما گرفته شده است به اين لايه لايه‌ي داغ مي‌گويند. دما در اين لايه با افزايش ارتفاع افزايش مي‌يابد. (تا اگزوبس دما افزايش مي‌يابد سپس ثابت مي‌ماند)  گرماي اين لايه وابسته به فعاليت خورشيدي مي‌باشد مقدار كم اكسيژني كه در اين لايه باقي مانده پرتوهاي خورشيد را جذب مي‌كند كه همين باعث افزايش دما تا 1500 درجه سانتيگراد مي‌شود اما چون مولكولهاي گاز در اين لايه بسيار كم و فاصله‌ي آنها از يكديگر بسيار زياد است دمايي كه پوست بدن احساس مي‌كند به اندازه گفته شده نيست. اين لايه از ارتفاع 80 كيلومتري از سطح زمين شروع مي‌شود. پايگاه‌هاي فضايي در اين لايه در ارتفاع بين 380 –320 كيلومتري از سطح زمين در حال چرخش مي‌باشند.

 

3-مزوسفر Mesosphere

نام اين لايه از كلمه يوناني مزوس (Mesos)به معناي ميانه و اسفيرا (sphaira)به معناي توپ گرفته شده است سومين لايه اتمسفر زمين مي‌باشد از ارتفاع 85-50 كيلومتري از سطح زمين شروع مي‌شود براساس اطلاعات بدست آمده در اين لايه Ar , o3 , co2 , o2 , N2وجود دارد. دما در اين لايه با افزايش ارتفاع كاهش مي‌يابد. بطوري كه دما تا حدود 100- درجه سانتيگراد مي‌رسد. زيرا توانايي جذب نور خورشيد در اين لايه كاهش مي‌يابد همچنين وجود گاز CO2كاهش دما را تشديد مي‌كند (CO2باعث برگشت پرتوهاي خورشيد مي‌گردد) گزارش‌هاي رسيده بر اين مي‌باشد كه سردترين مكان كره زمين كه ميانگين دماي آن حدود 85- درجه سانتيگراد است در مزوسفر واقع شده است. سرماي زياد در مزوسفر باعث منجمد شدن بخار آب گاهي ابرهاي يخي تشكيل مي‌شود كه اين ابرها بيشتر در مزوسفر بالاي قطب‌ها تشكيل مي‌گردد. در مزوسفر به علت وجود ذرات باردار در قسمت يونسفر آن گاهي به علت تخليه الكتريكي نور زيادي توليد مي‌شود كه زمين را روشن مي‌كند

 

 

 

 

3-1-يونسفر Ionos phere

بخش بالاي اتمسفر قسمت‌هايي از اگزوسفر، ترموسفر و قسمت كمي از مزوسفر كه داراي ذرات باردار مي‌باشند را يونسفر مي‌گويند اين قسمت مهمترين بخش اتمسفر الكتريكي[3] مي‌باشد. يونش در اين لايه بر اثر تابش پرتوهاي سري ليمن و پرتوهاي ايكس حاصل از فعاليت‌هاي خورشيدي صورت مي‌گيرد اين لايه از قسمت‌هاي مختلفي تشكيل شده كه فقط به نام آن اكتفا مي‌كنيم. D , E , F1 , F2. شكل (     )

 

4-استراتوسفر Stratosphere

اين لايه از ارتفاع حدود 50-10 كيلومتري از سطح زمين شروع مي‌شود كه در قطب‌ها اين ارتفاع حدود 8 كيلومتر مي‌باشد. دما در اين لايه با افزايش ارتفاع افزايش مي‌يابد. اين لايه از نظر دما از لايه‌هايي تشكيل شده است لايه‌هاي گرم در بالا و لايه‌هاي سرد در پايين قرار گرفته‌اند. گرما در اين لايه ناشي از فرآيند چرخه‌ي اوزون مي‌باشد به اين ترتيب كه اوزون موجود در اين لايه  امواج انرژي (UV)را از خورشيد جذب كرده به اكسيژن اتمي (O)و اكسيژن مولكولي (O2)شكسته مي‌شود. اكسيژن اتمي در بالاي استراتوسفر افزايش مي‌يابد. به علت شكست اوزون و اكسيژن مولكولي توسط تابش (UV)و عبور مقدار كمي (UV)از ميان Oو O2آنها با هم مخلوط شده توليد O3مي‌كنند كه مقدار زياد گرما توليد شده باعث گرم شدن اين منطقه مي‌شوند اما قسمت‌هاي پايين استراتوسفر كه مقدار كمي (UV)به آن مي‌رسد اكسيژن اتمي موجود در آن كم مي‌باشد به عبارتي فرايند بالا در قسمت‌هاي پايين استراتوسفر رخ نمي‌دهد به همين علت دما در اين قسمت پايين مي‌باشد.

 

 

 

5-تروپسفر Throposphere

پايين‌ترين لايه اتمسفر كه ما در آن زندگي مي‌كنيم تروپسفر نام دارد وسعت آن از سطح زمين تا ارتفاع 8 كيلومتر در قطب‌ها و تا ارتفاع 16 كيلومتر در استوا مي‌باشد. دما در اين لايه با افزايش ارتفاع كاهش مي‌يابد چون گرماي اين لايه ناشي از پرتوهاي خورشيد بازتاب شده از سطح زمين مي‌باشد. لازم به ذكر است كه 80% جرم اتمسفر در اين لايه واقع شده، عمده‌ترين اجزا اين لايه نيتروژن و اكسيژن است. در تروپسفر برعكس استراتوسفر لايه‌هاي گرم در قسمت پايين و لايه‌هاي سرد در قسمت بالا قرار دارند چون پرتوهاي برگشتي خورشيد به قسمت‌هاي بالايي كمتر مي‌رسد.



[1]Geocorona: اولين قسمت مي‌باشد كه پرتو فرابنفش خورشيد به آن مي‌رسد هيدروژن خنثي موجود در اين قسمت حدود 5/15 درصد پرتوهايي كه به زمين مي‌رسد را كاهش مي‌دهد.

[2]حركت بالستيكي: حركت شتابدار منحني

[3]اتمسفر الكتريكي : در اين قسمت به علت وجود ذرات باردار جريان الكتريكي ذخيره شده كه ضمن تخليه الكتريكي نور زياد توليد مي‌شود كه باعث روشن شدن زمين مي‌گردد.

دیدگاه های کاربران

  • هیچ دیدگاهی وجود ندارد. شما اولین نفری باشید که دیدگاه خود را می نویسد !

ارسال دیدگاه