تقسیم بندی لایه های اتمسفر با توجه به تغییرات دما

تقسیم بندی لایه های اتمسفر با توجه به تغییرات دما

1- تغییرات با ارتفاع : گازهای سبکتر (بویژه هیدروژن‌ـ هلیوم) اصولاً باید در اتمسفر فوقانی بسیار فراوان باشند. تغییرات اساسی وابسته به میزان دو گاز عمده غیر دائمی یعنی بخارآب و ازن می‌باشد.
بخار آب : هوا‌ در بعضی نواحی تقریباً فاقد بخار آب و دربرخی نقاط تا 4 درصد از نظر حجم خود دارای رطوبت است. 90 درصد از بخار آب در پایین‌ترین قسمت اتمسفر حدود 6 کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته است.
ازن : عمدتاً در 15 تا 35 کیلومتری از ضخامت اتمسفر، متمرکز می‌شود. اشعه ماوراء بنفش که لایه‌های فوقانی اتمسفر را منور می‌کند سبب تجزیه مولکول‌های اکسیژن در لایه‌های بین 80 تا 100 کیلومتر می‌گردد.

۲- تغییرات در ارتباط با فصل و عرض جغرافیایی : مقدار ازن در روی استوا کم و در عرض‌های فوق 50 درجه شمالی بویژه در بهار بیشتر می‌شود.
ازن ذخیره شده در طول «شب قطبی» سبب به وجود آمدن یک لایه غنی از آن در اوایل بهار می‌گردد.
مقدار آب دقیقاً وابسته به حرارت است از این رو در عرض‌های پایین و تابستان‌ها بیشتر است ولی در بیابانهای مناطق حاره استثنا می‌باشد.

3- تغییرات با زمان : کمیت‌هایی از دی‌اکسیدکربن و ازن در اتمسفر ممکن است مربوط به تغییرات در طی دوره‌ایی طولانی باشد. دی اکسیدکربن به طور عمده بوسیله کنش ارگانیزم‌های زنده در زمین و دریا وارد اتمسفر می‌شود. از منابع کوچک دیگر فساد عناصر اورگانیک در خاک و اشتعال سوخت‌های فسیل می‌باشند افزایش میزان دی‌اکسیدکربن سبب می‌شود که اتمسفر به مقدار زیاد، انرژی حاصل از خورشید را بگیرد.
اگر تغییراتی در اشعه ماوراء بنفش خورشید رخ دهد در ارتباط با آن تغییراتی نیز ممکن است در میزان ازن حاصل آید زیرا ازن هم تابش خورشید و هم تشعشع زمینی را جذب می‌کند.

1- تروپوسفر : دارای ضخامتی حدود 8 کیلومتر در قطب‌ها 16 تا 19 کیلومتر در مناطق استوایی است از خصوصیات عمده آن کاهش دما در جهت قائم تقریباً 6 درجه سانتی‌گراد برای 1000 متر افزایش سرعت بادها با ارتفاع رطوبت قابل ملاحظه در سطوح پایین‌تر، و به طور کلی مجموعه پدیده‌های اتمسفری که هوا نامیده می‌شود در این لایه قابل بررسی است.

2- تروپوپوز : مرز انتقال خصوصیات اتمسفری را در مقیاس بزرگی از تلاطم و اختلاط را تشکیل می‌دهد. این لایه کم‌ژرفا در منطقه استوا نسبتاً مشخص شده است این مرز فوقانی تروپوسفر نسبت به فصول سال تغییر می‌کند.

3- استراتوسفر : دومین لایه بزرگ اتمسفر که بالای تروپوسفر و پایین مزوسفر قرار دارد. استراتوسفر نامیده می شود. افزایش تدریجی دما از ویژگی آن است یکی دیگر از ویژگی‌های استراتوسفر میزان نسبتاً زیاد گاز ازن به خصوص در اطراف لایه استراتوپوز است که ضخامتی حدود 16 تا 30 کیلومتر در این لایه را تشکیل می‌دهد. و از نظر جلوگیری از اثرات مرگبار تابش‌های شدید ماوراء بنفش، وجود ازن بسیار موثر است. از طرف دیگر گاز ازن توأم با دی‌اکسیدکربن اثر بسزائی در پراکندگی عمودی دما دارد.

4- استراتوپوز : این لایه از ارتفاع حدود 50 کیلومتری شروع شده و منطقه انتقالی بین استراتوسفر و مزوسفر را تشکیل می‌دهد.

5- مزوسفر : در این لایه درجه حرارت به سرعت کاهش می‌یابد بطوریکه در ارتفاع 80 کیلومتری میزان آن به حدود 90- درجه سانتی‌گراد می‌رسد. فشار هوا در مزوسفر بسیار پایین است و میزان آن از یک میلی‌ بار در ارتفاع 50 کیلومتری به 1 درصد در 90 کیلومتری کاهش می‌یابد.

6- مزوپوز : منطقه فوق مزوسفر در ارتفاع 80 کیلومتری به وسیله حداقل دما، و وارونگی پس از آن مشخص می‌شود. این منطقه انتقالی بین مزوسفر و ترموسفر را مزوپوز می‌گویند.

7- ترموسفر : فاقد مرز فوقانی معین است. اصطلاح ترموسفر به سبب دمای فوق‌العاده زیاد ترمودینامیک، به این لایه داده شده است که این میزان ممکن است به 1500 درجه کلوین برسد جلوه سرخی شفق یکی از پدیده‌های ترموسفر پایینی است قسمت پایینی ترموسفر به طور عمده مرکب از ازت (N) و اکسیژن O2 به صورت مولکولی اتمی (O) است در حالیکه در فوق کیلومتری اکسیژن به ازت غلبه می‌کند. دمای زیاد در این لایه مدیون جذب تشعشع ماوراء بنفش بوسیله اکسیژن اتمی

8- یونسفر : بخشی از اتمسفر زمین است که از حدود فوق 60 کیلومتری به سبب یونیزاسیون، به صورت منطقه (تمرکز یون‌ها و الکترون‌های) آزادی در می‌آید که سبب انعکاس امواج رادیویی می‌شود. از طرف دیگر فجرهای قطبی شمالی و جنوبی نیز بوسیله نفوذ ذرات یونیزه، در درون اتمسفر از 30 تا 80 کیلومتری به ویژه در مناطق حدود 20 تا 25 درجه از قطب‌های مغناطیسی مشاهده می‌شوند.
این لایه فاقد گازهای سنگینی نظیر بخارآب‌ـ اکسیژن‌ و ازت حالت مولکولی است.
در این لایه ناوه‌های کم‌ژرفا به صورت لایه‌های یونسفری E و F1 و F2 طبقه‌بندی می‌شوند.که به ترتیب در حدود 110-160- و 300 کیلومتری قرار دارند.
انعکاسات رادیویی بعضاً در سطوحی به ارتفاع 65 تا 80 کیلومتری رخ می‌دهد که بنام لایه D نامیده می‌شود.این لایه با حداکثر از تمرکز یونیزاسیون مشخص می‌شود.


لایه‌های E و F1 تقریباً منظم و در میزان‌های حداکثر خود از نظر یون و چگالی الکترون‌ها، دارای تغییرات منظم روزانه‌ـ فصلی و چرخه لک‌های خورشیدی می‌باشند.
لایه F2 در ارتباط با کشنده‌های خورشیدی‌ـ قمری و اثر میدان مغناطیسی زمین، آنومالی‌های بسیاری را نشان می‌دهد. تغییرات کوتاه مدت از پراکندگی و تمرکز در این لایه، دقیقاً وابسته به طوفان‌های مغناطیسی است که بنام طوفان‌های یونسفری نامیده می‌شود.

9- اگزوسفر : در ارتفاع بیش از 300 کیلومتری از زمین و در ورای یونسفر منطقه‌ایی که جاذبه زمین نیروی چندانی ندارد. لایه‌ای از گازها وجود دارد که بنام اگزوسفر نامیده می‌شود. در اینجا اتمهای اکسیژن و هلیوم اتمسفر رقیقی را تشکیل می‌دهند. هلیوم خنثی و اتم های هیدروژن که دارای وزن‌های اتمی پایینی هستند می‌توانند فرار کنند. هیدروژن با تجزیه بخار آب و متان از نزدیکی مزوپوز جایگزین می‌شود. در حالی که هلیوم به طریق عمل پرتوهای کیهانی در ازت و از شکستن عناصر پرتوزا در پوسته سطحی زمین به طور آرام ولی مداوم تولید می‌شود.     

منبع:clodisky