بنية الغلاف الجوي

2013 دليل التنبؤ الجوي

ستورم دنلوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علوم الأرض والجيولوجيا

تحدث غالبية الظواهر الجوية بما في ذلك معظم السحب في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي والتي تسمى الطبقة السفلى (Troposphere). وتتميز هذه الطبقة بأنها رقيقة للغاية إذا ما قورنت بحجم الأرض، والتي يبلغ قطرها الاستوائي 19,756 كم (أي 7,926 ميلاً) و 19,714 كم (7,900 ميل) مقيساً على طول القطبين. وبالرغم من ذلك فإن الطبقة السفلى (Troposphere) تمتد من 18 – 20 كم (11 – 19 ميل) في أقصى مدى لها (أي في المناطق الاستوائية) في حين تبلغ سماكتها 7 كم ( 4,3ميل) عند القطبين. ويتميز الحدّ الأعلى للغلاف الجوي السفلي والذي يسمى الفاصل السفلي (Tropopause)، بتغيّر درجة الحرارة كلما ارتفعنا إلى أعلى. وبين السطح والفاصل السفلي (Tropopause) عادة ما تتناقص درجة الحرارة مع الارتفاع إلى الأعلى ، رغم أن ذلك غالباً ما يكون بصورة غير نظامية. وتعتبر التغيرات في درجة الحرارة مهمة للغاية من أجل تشكل السحب.

وعند الفاصل السفلي يتوقف الانحدار وتميل درجة الحرارة إلى البقاء ثابتة في المنطقة الواقعة أسفل الطبقة التالية تماماً ألا وهي الغلاف الطبقي (Stratosphere) (. ثم تبدأ بالازدياد مع الارتفاع إلى الأعلى حيث تبلغ حدها الأقصى عند ارتفاع 50 كلم (31 ميل) تقريباً. وهذه السخونة في الغلاف الطبقي ناتجة عن امتصاص جزيئات الأوزون (O3) للأشعة ما فوق البنفسجية القادمة من الشمس علماً بأن الكثافة العليا للأوزون توجد على ارتفاع 20 – 25 كلم (19 –15.5 ميل). وإن الدمار الذي لحق بطبقة الأوزون من جراء المواد الكيماوية التي صنعها الإنسان أدت إلى تشكل “ثقوب الأوزون” الموسمية فوق المنطقتين القطبيتين الجنوبية والشمالية. وهناك القليل من السحاب في الغلاف الطبقي (Stratosphere) رغم أنه يوجد أحياناً سحب كريستالية ثلجية في المنطقة السفلى تماماً، كما يوجد في حالات نادرة سحب لؤلؤية بديعة الشكل.

في الطبقة العليا من الغلاف الطبقي التي تُدعى بالطبقة الانتقالية (Stratopause) والتي تقع على ارتفاع يعادل حوالي 50 كم (أي 31 ميل)، تبدأ درجات الحرارة بالانخفاض مجدداً مع الارتفاع إلى الأعلى ضمن الطبقة التي تُدعى الطبقة الجوية الوسيطة (Mesosphere) حيث يمكن العثور على أخفض درجات الحرارة (-163 إلى -100 درجة مئوية أو ما يعادل -260 حتى -148 درجة فهرنهايت) في الطبقة العليا من الطبقة الجوية الوسيطة والتي تُدعى الحد الانتقالي للطبقة الجوية الوسيطة والتي تقع بشكل عام على ارتفاع يبلغ حوالي 86 كم (53 ميل) أو حوالي 100 كم (62 ميل) فوق المناطق القطبية في الصيف. ولا تملك الظروف في الطبقة الجوية الوسيطة أي تأثير مباشر على حالة الطقس في الطبقات السفلى القريبة من السطح، ولكن السُحب الأكثر ارتفاعاً في الغلاف الجوّي “السحب الليلية اللؤلؤية” تنشأ أسفل طبقة الحد الانتقالي للطبقة الجوية الوسيطة مباشرةً ويمكن رؤيتها في بعض الأوقات من مناطق مرتفعة أثناء الصيف وعند منتصف اللّيل.

وفوق الطبقة الجوية الوسيطة تقع أعلى طبقة في الغلاف الجوّي وهي تُدعى الغلاف الحراري (Thermosphere). وتُعرف أعلى أجزاء الطبقة الجوية الوسيطة وأخفض أجزاء الغلاف الحراري (بين 60 و1000 كم أو 40 و620 ميل) باسم الطبقة الجوية المؤينة (Ionosphere)..

وعلى الرغم من أن هذه المنطقة هامّة جداً للاتصالات لكونها تؤثر على الأمواج اللاسلكية، وأنها تشكل أيضاً منظر الشفق القطبي إلا أنها (وطبقة الغلاف الحراري بشكل عام) لها تأثير مباشر ضئيل على حالة الطقس عند مستوى السطح.