كيف يتم تسخين الغلاف الجوي؟
تُعد الشمس المصدر الأساسي تقريبًا لكافة عمليات التسخين التي تحدث للغلاف الجوي، إذ تُشع الشمس الطاقة في جميع الاتجاهات على شكل حرارة وضوء وإشعاع، وهذه الطاقة قادرة بدورها على تسخين الجزيئات، بالرغم من المسافات الكبيرة، ويحدث التسخين الشمسي للغلاف الجوي عندما يصطدم الإشعاع الشمسي بالغيوم والغازات وأبخرة الماء التي تمتص جزءاً من الإشعاع الشمسي، فيرفع بذلك من درجة حرارة الهواء، بينما تنفذ الأشعة الأخرى نحو سطح الأرض لتعمل على رفع حرارتها أيضًا، قد يحدث تسخين للهواء من خلال عمليات أخرى لا تعتمد بشكل مباشر على الشمس، مثل الانفجارات البركانية أو الصواعق أو حرائق الغابات أو النشاط البشري المُتعلق بتوليد الطاقة والصناعة الثقيلة، لكن مصادر الحرارة هذه ضئيلة التأثير عند مقارنتها بالإشعاع الشمسي.[١]
من أي اتجاه يتم تسخين الغلاف الجوي؟
يتم تسخين الغلاف الجوي من الأسفل من اتجاه سطح القشرة الأرضية، نظرًا لأن الغلاف الجوي شفاف بشكل خاص للإشعاع المرئي الموجه من الشمس إلى الأرض، فلا يمتص من هذه الأشعة سوى القليل جدًا، بينما يسمح بنفاذها نحو القشرة الأرضية، والتي بدورها تخضع للامتصاص من قبل المحيطات والقارات، لِتُشعها مرة أخرى نحو الفضاء على شكل أشعة تحت الحمراء، يتم امتصاص معظمها مما يتسبب برفع درجة حرارة الغلاف الجوي.[٢]
تأثير غازات الدفيئة على حرارة الغلاف الجوي
نظرًا للتركيب الكيميائي للغلاف الجوي الخاص بكوكب الأرض، فإن معظم الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من السطح الدافئ لا تصل أبدًا إلى الفضاء، وبدلاً من ذلك ، ينعكس الإشعاع، أو يمتص بواسطة مركبات تعرف باسم الغازات الدفيئة، فعندما تَمتص هذه المركبات الأشعة تحت الحمراء من السطح، ترتفع درجة حرارة الغلاف الجوي، وتعمل الطاقة المنعكسة نحو الأرض على زيادة ارتفاع درجة حرارة السطح، مما يؤدي إلى إصدار المزيد من الأشعة تحت الحمراء من الأرض، وهذا يخلق دورةً تحافظ على درجة حرارة الغلاف الجوي والسطح دافئًا.[١]
كيف يتم نقل الحرارة في الغلاف الجوي
يتم تسخين الغلاف الجوي للأرض بسبب العمليات الثلاثة الهامة التالية:[٣][٤]
- التوصيل: يتم تسخين الهواء الملامس للأرض تدريجيًا، كما يتم تسخين الطبقات العليا الملامسة للطبقات السفلية، وذلك بسبب نقل الطاقة الحرارية من جزيء إلى جزيء، أو من ذرة إلى ذرة.
- الحمل الحراري: يُعرف التسخين الرأسي للغلاف الجوي بالحمل الحراري، إذ يتصاعد الهواء الملامس للأرض عموديًا عند التسخين في شكل تيارات وينقل الحرارة للغلاف الجوي، حيث تضرب أشعة الشمس الأرض، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الصخور، مع ارتفاع درجة حرارة الصخور بسبب التوصيل، يتم إطلاق الطاقة الحرارية إلى الغلاف الجوي، وتشكيل كتلة هوائية تكون أكثر دفئًا من الهواء المحيط.
- الإشعاع: يمتص الغلاف الجوي معظم الإشعاع الشمسي، ويعود الكثير مما يصل إلى سطح الأرض إلى الغلاف الجوي ليصبح طاقة حرارية.
المراجع
- ^ أ ب Charles Clay (22/11/2019), "What Causes Atmospheric Heating?", sciencing, Retrieved 5/7/2022. Edited.
- ↑ "Briefly Explain How Earth’S Atmosphere Is Heated", microblife, 18/3/2022, Retrieved 5/7/2022. Edited.
- ↑ "The Transfer of Heat Energy", weather, Retrieved 5/7/2022. Edited.
- ↑ "testbook", testbook, Retrieved 5/7/2022. Edited.
