شرح درس الغلاف الجوي والطقس اول متوسط الفصل الثاني

حين تصعد إلى قمم جبال السروات تشعر بأن الهواء أبرد وأخف، وقد تجد التنفس أصعب قليلًا. هذا يدل على أن الهواء ليس متشابهًا في كل ارتفاع، وأن الغلاف الجوي له تركيب وطبقات وخصائص تتغير كلما ابتعدنا عن سطح الأرض.

مكونات الهواء

الهواء مخلوط من عدة غازات وليس مادة نقية، وتبقى كل مادة فيه محتفظة بخواصها.

• النيتروجين ⁦N₂⁩: نحو ٧٨٪ من حجم الهواء، وهو غاز خامل نسبيًا لا يساعد على الاشتعال.
• الأكسجين ⁦O₂⁩: نحو ٢١٪ من حجم الهواء، وتحتاج إليه المخلوقات الحية في التنفس ويلزم لاحتراق الوقود.
• غازات أخرى: نحو ١٪ تشمل الأرجون وثاني أكسيد الكربون ⁦CO₂⁩ وبخار الماء وكميات ضئيلة من غازات أخرى.
• جسيمات دقيقة: غبار وملح وحبوب لقاح ودخان تطفو في الهواء وتؤثر في صفائه.

«الهواء مخلوط من غازات أكثرها النيتروجين ثم الأكسجين.»

وتتفاوت كمية بخار الماء من مكان إلى آخر، فهي كبيرة قرب البحر الأحمر وضئيلة في صحراء الربع الخالي. ويؤدي ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا في احتباس جزء من حرارة الشمس قرب سطح الأرض فيجعل الحياة ممكنة.

طبقات الغلاف الجوي

يقسم العلماء الغلاف الجوي إلى خمس طبقات بحسب تغير درجة الحرارة مع الارتفاع، وهي من الأدنى إلى الأعلى كما يأتي.

• طبقة التروبوسفير: أدنى الطبقات وفيها نعيش وفيها تتكون الغيوم والرياح والأمطار، وتنخفض الحرارة فيها كلما ارتفعنا. وهي تضم معظم هواء الغلاف الجوي.
• طبقة الستراتوسفير: تقع فوقها وتحوي طبقة الأوزون، وترتفع حرارتها كلما ارتفعنا لأن الأوزون يمتص أشعة الشمس. وتحلّق الطائرات النفاثة عند حدودها الدنيا لهدوء هوائها.
• طبقة الميزوسفير: تنخفض حرارتها بالارتفاع وتصل إلى أبرد درجة في الغلاف الجوي، وفيها تحترق معظم النيازك الصغيرة فتظهر شهبًا.
• طبقة الثرموسفير: ترتفع حرارتها كثيرًا، وهواؤها شديد التخلخل، وفيها تظهر الشفق القطبي وتدور محطة الفضاء الدولية.
• طبقة الإكسوسفير: أعلى الطبقات، وتتلاشى فيها الغازات تدريجيًا حتى تتصل بالفضاء.

الأوزون

الأوزون غاز يتكوّن جزيئه من ثلاث ذرات أكسجين ⁦O₃⁩. ويتركز في الستراتوسفير مكوّنًا طبقة تمتص معظم الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس. ولولا هذه الطبقة لزادت أمراض الجلد والعيون وتضرر النبات والحيوان. ولهذا تهتم دول العالم بالحد من المواد التي تستنزفه.

الضغط الجوي

للهواء كتلة، وله وزن، ووزن الهواء الذي فوقنا يضغط على كل جسم على سطح الأرض، ويسمى هذا الضغط الجوي. ويقاس بجهاز يسمى البارومتر.

• عند مستوى سطح البحر يكون الضغط أكبر ما يمكن لأن فوقه عمودًا كبيرًا من الهواء.
• كلما ارتفعنا عن سطح الأرض قلّ الهواء فوقنا فينخفض الضغط وتقل كثافة الهواء.
• يؤدي هذا إلى صعوبة التنفس عند الأماكن المرتفعة جدًا لقلة الأكسجين في كل نفَس.
• الهواء الدافئ أخف وأقل كثافة، والهواء البارد أثقل وأكثر كثافة.

الطقس وعناصره

الطقس حالة الغلاف الجوي في مكان ما وفي وقت معين، أما المناخ فمعدل الطقس في منطقة ما لسنوات طويلة. وتتحدد حالة الطقس بعدة عناصر.

• درجة الحرارة: مقدار سخونة الهواء وتقاس بالمحرار.
• الضغط الجوي: وزن الهواء فوق المكان.
• الرياح: هواء يتحرك من منطقة ضغطها مرتفع إلى منطقة ضغطها أقل.
• الرطوبة: مقدار بخار الماء في الهواء.
• السحب والهطول: تجمعات قطيرات الماء، وهطول الماء على شكل مطر أو برد أو ثلج.

الرطوبة والسحب

تزداد قدرة الهواء على حمل بخار الماء كلما سخن. فإذا بُرّد الهواء الرطب انخفضت حرارته إلى درجة تسمى نقطة الندى، فيتكثف بخار الماء إلى قطيرات صغيرة جدًا تتجمع حول جسيمات الغبار فتكوّن السحب. والرطوبة النسبية تقارن كمية بخار الماء الموجودة بأقصى كمية يمكن للهواء حملها عند تلك الحرارة.

وعندما تكبر القطيرات وتثقل لا يستطيع الهواء حملها فتهطل مطرًا أو بردًا أو ثلجًا بحسب درجة الحرارة.

دورة الماء

الماء يتنقل باستمرار بين البحار واليابسة والغلاف الجوي في دورة لا تتوقف تحركها حرارة الشمس.

• التبخر: تسخّن الشمس مياه البحار والبحيرات فيتحول جزء منها إلى بخار.
• النتح: تفقد النباتات بخار الماء من أوراقها.
• التكاثف: يبرد البخار في الأعالي فيصير قطيرات تكوّن السحب.
• الهطول: يسقط الماء على الأرض مطرًا أو برَدًا أو ثلجًا.
• الجريان والتسرب: يجري الماء في الأودية أو يتسرب إلى باطن الأرض مغذّيًا المياه الجوفية.

«حرارة الشمس هي التي تحرك دورة الماء.»

وفي المملكة تهطل الأمطار الموسمية على مرتفعات جبال السروات فتملأ الأودية والسدود، وتخزن التربة جزءًا منها.