אטמוספירת כדור הארץ

כדור הארץ

אסטרונאוטים על סיפונה של תחנת החלל הבינלאומית צילמו תמונה זו המציגה את האטמוספירה והירח של כדור הארץ ב -31 ביולי 2011. (קרדיט תמונה: ניסוי תצפיות כדור הארץ של ISS Crew ומעבדת מדעי וניתוח התמונה/מרכז החלל ג'ונסון).

קפוץ אל:



כדור הארץ הוא כוכב הלכת היחיד במערכת השמש עם אטמוספירה שיכולה לקיים חיים. שמיכת הגזים המקיפה את כוכב הלכת הביתי שלנו מכילה לא רק את האוויר שאנו נושמים אלא גם מגינה עלינו מפני תקיעות חום וקרינה הנובעות מהשמש. הוא מחמם את כדור הארץ ביום ומקרר אותו בלילה.



עובי האטמוספירה של כדור הארץ הוא כ -480 קילומטרים, אך רובו נמצא במרחק של 16 קילומטרים מהשטח. לחץ האוויר יורד עם הגובה. בגובה פני הים לחץ האוויר הוא כ- 14.7 פאונד לאינץ 'מרובע (קילוגרם אחד לסנטימטר מרובע), והאווירה צפופה יחסית. בגובה של 3 ק'מ, לחץ האוויר הוא 10 ק'ג לאינץ 'מרובע (0,7 ק'ג לכל ס'מ), כלומר מולקולות גז המרכיבות את האטמוספירה צפופות פחות. זה מקשה על האדם לנשום ולקבל מספיק חמצן לחיות, למרות שיש עדויות לחיים מיקרוביאליים גבוה בעננים .

קָשׁוּר: כמה גדולה כדור הארץ?

ממה מורכבת האווירה שלנו?



לפי נאס'א , הגזים באטמוספירה של כדור הארץ כוללים:

  • חנקן - 78 אחוז
  • חמצן - 21 אחוז
  • ארגון - 0.93 אחוז
  • פחמן דו חמצני - 0.04 אחוז
  • עקוב אחר כמויות ניאון, הליום, מתאן, קריפטון ומימן, כמו גם אדי מים

מהן שכבות האטמוספירה של כדור הארץ?

תמונה מרהיבה זו של שקיעה באוקיינוס ​​ההודי צולמו על ידי אסטרונאוטים על גבי תחנת החלל הבינלאומית (ISS). התמונה מציגה מבט קצה או גפה של האטמוספירה של כדור הארץ כפי שהיא נראית ממסלולו.

תמונה מרהיבה זו של שקיעה באוקיינוס ​​ההודי צולמו על ידי אסטרונאוטים על גבי תחנת החלל הבינלאומית (ISS). התמונה מציגה מבט קצה או גפה של האטמוספירה של כדור הארץ כפי שהיא נראית ממסלולו.(אשראי תמונה: נאס'א)



האטמוספירה של כדור הארץ מחולקת לחמש שכבות עיקריות: האקסוספירה, התרמוספירה, המזוספירה, הסטרטוספירה והטרופוספירה, על פי נאס'א . האווירה מתדלדלת בכל שכבה גבוהה יותר עד שהגזים מתפוגגים בחלל. אין גבול מובהק בין האטמוספירה והחלל, אך קו דמיוני הנמצא במרחק של כ -100 קילומטרים מהשטח, הנקרא קו כרמן, הוא בדרך כלל המקום בו אומרים המדענים שהאטמוספירה פוגשת את החלל החיצון.

הטרופוספירההיא השכבה הקרובה ביותר לפני השטח של כדור הארץ. עובי 7 עד 20 קילומטרים והוא מכיל מחצית מהאטמוספירה של כדור הארץ. האוויר חם יותר קרוב לאדמה ומתקרר גבוה יותר. כמעט כל אדי המים והאבק באטמוספירה נמצאים בשכבה זו וזו הסיבה שעננים נמצאים כאן.

הסטרטוספירההיא השכבה השנייה. הוא מתחיל מעל הטרופוספירה ומסתיים כ -50 קילומטרים מעל הקרקע. האוזון שופע כאן והוא מחמם את האטמוספירה תוך ספיגה של קרינה מזיקה מהשמש. האוויר כאן יבש מאוד, והוא דק יותר מאלף כאן מאשר בגובה פני הים. בגלל זה, לכאן טסים מטוסי סילון ובלוני מזג אוויר.



המזוספירהמתחיל ב -50 קילומטרים ומתנשא לגובה של 85 קילומטרים. החלק העליון של המזוספירה, הנקרא מזופאוזה, הוא החלק הקר ביותר באטמוספירה של כדור הארץ, עם טמפרטורות ממוצעות של כ -130 מעלות צלזיוס (מינוס 90 מעלות צלזיוס). קשה ללמוד את השכבה הזו. מטוסים ובלונים לא מגיעים מספיק גבוה, ולוויינים ומעבורות חלל מסתובבים גבוה מדי. מדענים אכן יודעים זאת מטאורים להישרף בשכבה זו.

התרמוספירהמשתרע מכ -90 קילומטרים לכ -510 עד 1000 קילומטרים. הטמפרטורות יכולות להגיע עד 2,700 מעלות צלזיוס בגובה זה. התרמוספירה נחשבת לחלק מהאטמוספירה של כדור הארץ, אך צפיפות האוויר כה נמוכה עד שרוב שכבה זו היא מה שנחשב בדרך כלל כחלל החיצון. למעשה, כאן המקום הסעות חלל טסה ולאן תחנת החלל הבינלאומית מקיפה את כדור הארץ. זוהי גם השכבה שבה מתרחשות האורורות. חלקיקים טעונים מהחלל מתנגשים באטומים ובמולקולות בתרמוספירה, ומרגשים אותם למצבי אנרגיה גבוהים יותר. האטומים שופכים את האנרגיה העודפת הזו על ידי פליטת פוטונים של אור, אותם אנו רואים כאורורה בוראליס הצבעונית ואורורה אוסטרליס.

האקסוספירה, השכבה הגבוהה ביותר, דקה במיוחד והיא המקום שבו האווירה מתמזגת לחלל החיצון. הוא מורכב מחלקיקים מפוזרים מאוד של מימן והליום.

מה ההבדל בין אקלים ומזג אוויר?

מדבר סהרה משתרע מזרחה מהאוקיינוס ​​האטלנטי כ -3,000 קילומטרים עד נהר הנילוס והים האדום, ומדרום מהרי האטלס במרוקו וחופי הים התיכון יותר מ -1,000 קילומטרים עד הסוואנה הנקראת סאהל.

במדבר סהרה בצפון אפריקה יש אקלים חם ויבש. מזג האוויר בסהרה יכול לכלול סערות אבק וימים המגיעים למעל 117 מעלות פרנהייט (47 צלזיוס).(אשראי תמונה: מכשיר MODIS של נאס'א (ספקטרודיומטר ברזולוציה מתונה).)

כדור הארץ מסוגל לתמוך במגוון רחב של יצורים חיים בגלל האקלים האזורי המגוון שלו, הנע בין קור עז בקטבים לחום טרופי בקו המשווה. האקלים האזורי מוגדר על ידי תאגיד אוניברסיטאי למחקר אטמוספרי כממוצע מזג האוויר במקום במשך יותר מ -30 שנה. האקלים של אזור מתואר לעתים קרובות, למשל, כשמש, סוער, יבש או לח. אלה יכולים גם לתאר את מזג האוויר במקום מסוים, אך בעוד שמזג האוויר יכול להשתנות תוך שעות ספורות, האקלים משתנה לאורך זמן ארוך יותר.

האקלים הגלובלי של כדור הארץ הוא ממוצע של אקלים אזורי. האקלים העולמי התקרר והתחמם לאורך ההיסטוריה. כיום אנו רואים התחממות מהירה במיוחד. הקונצנזוס המדעי, כפי שנאמר על ידי פאנל בין ממשלתי בנושא שינויי אקלים , היא שגזי חממה, הגוברים בגלל הפעילות האנושית, לוכדים חום באטמוספירה.

כדור הארץ, ונוס ומאדים: השווה את האוויר

כדי להבין טוב יותר את היווצרותו והרכבו של כדור הארץ, מדענים משווים לפעמים את כוכב הלכת שלנו עם נוגה ומאדים. שלושת כוכבי הלכת הללו הם סלעיים באופיים והם חלק ממערכת השמש הפנימית, כלומר שהם נמצאים בין השמש לחגורת האסטרואידים.

לנוגה יש כמעט אטמוספירה של פחמן דו חמצני , עם עקבות של חנקן וחומצה גופרית. אולם לכוכב הלכת יש השפעת חממה בורחת על פני השטח שלו. יש לחזק את החלליות בכבדות כדי לשרוד את הלחץ המוחץ (כבד פי 90 מכדור הארץ), ואת הטמפרטורות דמויי התנור (872 פרנהייט או 467 צלזיוס), שנמצאות על פני השטח שלה. העננים גם עבים עד כדי כך שהמשטח אינו נראה באור הנראה. מכיוון שלא מגיעה הרבה שמש אל פני השטח, פירוש הדבר שלנוגה אין שינויי טמפרטורה עונתיים משמעותיים.

למאדים יש גם בעיקר אטמוספירת פחמן דו חמצני , עם עקבות של חנקן, ארגון, חמצן, פחמן חד חמצני וכמה גזים אחרים. בכוכב הלכת הזה האטמוספירה דקה פי 100 מזה של כדור הארץ - מצב שונה מאוד מהעבר העתיק, כאשר עדויות גיאולוגיות מראות כי מים זרמו על פני השטח לפני יותר מ -4.5 מיליארד שנים. מדענים טוענים שאולי האטמוספרה של מאדים התדלדלה עם הזמן, בין אם בגלל שהשמש הפשיטה את המולקולות הקלות יותר באטמוספירה, או בגלל שהשפעה עצומה של אסטרואיד או שביט הפשיטה את האטמוספירה בצורה הרת אסון. מאדים עובר שינויי טמפרטורה המושפעים מכמות אור השמש המגיעה אל פני השטח, דבר המשפיע גם על כובעי הקרח הקוטביים (עוד השפעה רבה על האטמוספירה.)

מדענים משווים באופן שגרתי כוכבי לכת קטנים וסלעיים לכדור הארץ, ונוס ומאדים כדי לקבל תחושה טובה יותר של מקום מגוריהם. ההגדרה המקובלת בשגרה של 'מגורים' היא שכוכב לכת קרוב מספיק לכוכב כדי שיתקיימו מים נוזליים על פניו. רחוק מדי, והמים הופכים לקפואים; קרוב מדי, והמים מתאדים. עם זאת, מקום המגורים לא רק תלוי במרחק הכוכב-כוכב, אלא גם האטמוספירה של כוכב הלכת, השתנות הכוכב וגורמים נוספים.

משאבים נוספים

  • בדוק את NOAA SciJinks דף להסבר ברמת ילדים על אופן היווצרות האטמוספירה של כדור הארץ.
  • למידע נוסף על הגידול ההיסטורי בפחמן דו חמצני האטמוספרי מ Climate.gov .
  • קרא על העולם המרתק של מיקרוביום אטמוספרי ב- Scientific American.

דיווח נוסף מאת תורמת demokratija.eu אליזבת האוול. מאמר זה עודכן ב -20 ביולי 2021 על ידי תורמת demokratija.eu ויקי שטיין.