ب. أقسام الغلاف الجوي

من الصعب تحديد الامتداد الرأسي للغلاف الجوي تحديداً دقيقاً، ويرجع ذلك إلى عدم وجود حدود فاصلة تميز بين كل من النهايات العليا في الجو من ناحية، وبداية الفضاء الخارجي Outer Space الذي يقع خلفه من ناحية أخرى، وعلى أساس الاختلاف الرأسي في درجات الحرارة ومكونات الغلاف الجوي وأنواع غازاته، قسم العلماء الغلاف الجوي إلى الطبقات التالية:

1- طبقة التروبوسفير Troposphere

وهي الطبقة، التي تعلو سطح الأرض مباشرة، ويبلغ سمكها حوالي 12 كيلومتراً، وتؤلف هذه الطبقة حوالي ثلاثة أرباع وزن الغلاف الجوي، وتتميز بأنها أكثر طبقات الجو اضطراباً، لاسيما القطاع الأسفل منها، والذي يبلغ سمكه حوالي ثلاثة كيلومترات. وتحدث فيه معظم الظواهر الجوية التي تتحكم في توزيع المناخ على سطح الأرض.

ومن بين مميزات طبقة التروبوسفير، أن درجة الحرارة تنخفض فيها انخفاضاً تدريجياً وشبه منتظم مع الارتفاع عن سطح الأرض، وذلك بمعدل درجة مئوية واحدة لكل 100 متر (في الهواء الجاف) إلى أن تبلغ درجة الحرارة  21 ْ تحت الصفر إلى 27 ْ تحت الصفر، في القسم الأعلى من التروبوسفير والذي يُعرف باسم طبقة التربوبوز Tropopause[1]. وتتعرض الأطراف العليا من طبقة التروبوسفير لتيارات هوائية شديدة السرعة، يُطلق عليها اسم التيارات النفاثة  Jet Streams[2].

2- طبقة الأستراتوسفير Stratosphere

حينما تثبت درجة الحرارة بالارتفاع، تبدأ طبقة الاستراتوسفير، التي تقع فوق التروبوسفير، ويصل ارتفاعها إلى 80 كيلومتراً من سطح البحر. وتتميز هذه الطبقة بتخلخل هوائها إلى حد كبير، ويتضح ذلك إذ علمنا أن 90% من وزن الغلاف الجوي ينحصر في العشرين كيلومتراً السفلى منه (أي في منطقة التروبوسفير إضافة إلى الثمانية كيلومترات السفلى من طبقة الأستراتوسفير).

ويتركز غاز الأوزون Ozone في الغلاف الجوي في طبقة الأستراتوسفير، لا سيما في جزئها المحصور بين 15 إلى 45 كيلومتراً فوق سطح البحر، وهو الجزء الذي يُطلق عليه الأوزونوسفير Ozonosphere. ويمتص غاز الأوزون في هذا الجزء معظم الأشعة فوق البنفسجية، التي ترسلها الشمس نحو الأرض، وبالتالي يقل أثرها على أنواع الحياة على سطح الأرض، إذ لا يصل منها سوى نسبة قليلة قد تقضي على الجراثيم، ولكنها لا تضر بالنبات والحيوان. كما يُساعد امتصاص غاز الأوزون لهذه الأشعة على ارتفاع درجة حرارة الهواء في نطاق الأوزونوسفير.

3- طبقة الميزوسفير Mesosphere

تقع هذه الطبقة فيما وراء الأطراف العليا لطبقة الأستراتوسفير، ويفصلهما طبقة تعرف بطبقة الاستراتوبوز Stratopause. وتتميز طبقة الميزوسفير بارتفاع درجة حرارة الهواء في قسمها السفلي[3]، ثم تنخفض بالتدريج مع الارتفاع إلى أعلى النهايات العليا للطبقة المعروفة باسم طبقة الميزوبوز Mesopause.

ويرجع الفضل إلى هذه الطبقة الهوائية في حدوث عمليات احتراق الشهب والنيازل الساقطة من الفضاء الخارجي والمتجهة إلى سطح الكرة الأرضية.

4- طبقة الثرموسفير Thermosphere

أكدت الدراسات الميتورولوجية الحديثة للطبقات العليا من الغلاف الجوي بأن هواء طبقة الثرموسفير يتميز بارتفاع درجة حرارته[4].

ويطلق على القسم الأسفل من طبقة الثرموسفير اسم طبقة الأيونوسفير  Ionosphere، أو طبقة الأثير، وتبعد أطرافها السفلي عن سطح البحر بنحو 80 كيلومتراً، واستطاع العلماء تحديد أبعاد هذه الطبقة بفضل تركز الجزئيات الأيونية فيها  Ionized Particles، وأثرها على انعكاس الموجات اللاسلكية والكهرومغناطيسية.

وينتج عن الإلكترونات، التي تصاحب سقوط الأشعة الشمسية في طبقة الأيونوسفير، حدوث ما يعرف باسم الفجر القطبي أو الأورورا[5] Aurora Borealis، في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، وباسم الفجر أو الوهج القطبي الجنوبي أو الأسترالي Aurora Australis، في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية. ويرجع سبب هذا الوهج أو الأضواء إلى حدوث اضطرابات كهربائية في طبقة الأيونوسفير، ينتج عنها تكوين تيارات ضوئية تبدو على هيئة خيوط أو ستائر مضيئة تتدلى نحو سطح الأرض.