ما هي المجالات التي ليست في الغلاف الجوي للأرض. الغلاف الجوي - الغلاف الجوي للأرض

الستراتوسفير هي إحدى الطبقات العليا للغلاف الجوي لكوكبنا. ويبدأ على ارتفاع حوالي 11 كم فوق سطح الأرض. لم تعد طائرات الركاب تحلق هنا ونادرا ما تتشكل السحب. يوجد في طبقة الستراتوسفير الأوزون - وهو طبقة رقيقة تحمي الكوكب من اختراق الأشعة فوق البنفسجية الضارة.

الغلاف الجوي للكوكب

الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي للأرض، المتاخم لسطحه الداخلي للغلاف المائي وقشرة الأرض. حدودها الخارجية تمر تدريجيا إلى الفضاء الخارجي. يتضمن تكوين الغلاف الجوي الغازات: النيتروجين، والأكسجين، والأرجون، وثاني أكسيد الكربون، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى الشوائب على شكل غبار، وقطرات الماء، وبلورات الجليد، ومنتجات الاحتراق. تظل نسبة العناصر الرئيسية لقذيفة الهواء ثابتة. الاستثناءات هي ثاني أكسيد الكربون والماء - فغالبًا ما تتغير كميتهما في الغلاف الجوي.

طبقات من قذيفة الغاز

ينقسم الغلاف الجوي إلى عدة طبقات تقع الواحدة فوق الأخرى وتتميز بالميزات التالية:

الطبقة الحدودية - المتاخمة مباشرة لسطح الكوكب، وتمتد إلى ارتفاع 1-2 كم؛

التروبوسفير - الطبقة الثانية، وتقع الحدود الخارجية في المتوسط ​​على ارتفاع 11 كم، ويتركز هنا كل بخار الماء في الغلاف الجوي تقريبًا، وتتشكل السحب، وتنشأ الأعاصير والأعاصير المضادة، ومع زيادة الارتفاع، ترتفع درجة الحرارة؛

التروبوبوز - طبقة انتقالية تتميز بوقف انخفاض درجة الحرارة.

طبقة الستراتوسفير هي طبقة تمتد إلى ارتفاع 50 كم وتنقسم إلى ثلاث مناطق: من 11 إلى 25 كم تتغير درجة الحرارة قليلاً، من 25 إلى 40 - ترتفع درجة الحرارة، من 40 إلى 50 - تبقى درجة الحرارة ثابتة (الستراتوبوز) );

يمتد الميزوسفير إلى ارتفاع 80-90 كم.

يصل الغلاف الحراري إلى 700-800 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر، وهنا على ارتفاع 100 كيلومتر يوجد خط كرمان، والذي يعتبر الحد الفاصل بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء؛

يُطلق على الغلاف الخارجي أيضًا اسم منطقة التشتت، حيث تُفقد جزيئات المادة بشكل كبير هنا، وتطير إلى الفضاء.

التغيرات في درجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير

لذا، فإن طبقة الستراتوسفير هي جزء من الغلاف الغازي للكوكب الذي يتبع طبقة التروبوسفير. وهنا تبدأ درجة حرارة الهواء، الثابتة في جميع أنحاء التروبوبوز، في التغير. يبلغ ارتفاع الستراتوسفير حوالي 40 كم. الحد الأدنى هو 11 كم فوق مستوى سطح البحر. ابتداءً من هذه النقطة، تشهد درجات الحرارة تغيرات طفيفة. على ارتفاع 25 كم، يبدأ معدل التدفئة في الزيادة ببطء. على ارتفاع 40 كم فوق مستوى سطح البحر، ترتفع درجة الحرارة من -56.5 درجة مئوية إلى +0.8 درجة مئوية. ثم تبقى قريبة من الصفر حتى ارتفاع 50-55 كم. وتسمى المنطقة الواقعة بين 40 و55 كيلومترًا بالستراتوبوز لأن درجة الحرارة لا تتغير هنا. إنها منطقة انتقالية من الستراتوسفير إلى الميزوسفير.

ملامح الستراتوسفير

تحتوي طبقة الستراتوسفير للأرض على حوالي 20% من كتلة الغلاف الجوي بأكمله. الهواء هنا مخلخل جدًا لدرجة أنه من المستحيل أن يبقى الشخص بدون بدلة فضائية خاصة. هذه الحقيقة هي أحد الأسباب التي جعلت الرحلات الجوية إلى طبقة الستراتوسفير تبدأ في الآونة الأخيرة نسبيًا فقط.

ميزة أخرى للقشرة الغازية للكوكب على ارتفاع 11-50 كم هي الكمية الصغيرة جدًا من بخار الماء. ولهذا السبب، لا تتشكل السحب أبدًا في طبقة الستراتوسفير. انها ليست فقط بالنسبة لهم مواد بناء. ومع ذلك، نادرا ما يكون من الممكن مراقبة ما يسمى بسحب عرق اللؤلؤ، والتي "تزين" طبقة الستراتوسفير (الصورة أدناه) على ارتفاع 20-30 كم فوق مستوى سطح البحر. ويمكن ملاحظة التكوينات الرقيقة، وكأنها تتوهج من الداخل، بعد غروب الشمس أو قبل شروقها. شكل السحب اللؤلؤية مشابه للسمحاق أو سمحاق ركامي.

طبقة الأوزون للأرض

بيت السمة المميزةالستراتوسفير هو أقصى تركيز للأوزون في الغلاف الجوي بأكمله. يتشكل تحت تأثير أشعة الشمس ويحمي كل أشكال الحياة على الكوكب من إشعاعاتها المدمرة. تقع طبقة الأوزون للأرض على ارتفاع 20-25 كم فوق مستوى سطح البحر. يتم توزيع جزيئات O 3 في جميع أنحاء الستراتوسفير، بل وتوجد بالقرب من سطح الكوكب، ولكن عند هذا المستوى يتم ملاحظة أعلى تركيز لها.

وتجدر الإشارة إلى أن طبقة الأوزون للأرض لا تتجاوز 3-4 ملم. سيكون هذا سمكه إذا تم وضع جزيئات هذا الغاز تحت الظروف الضغط الطبيعيعلى سبيل المثال، بالقرب من سطح الكوكب. يتشكل الأوزون نتيجة لتحلل جزيء الأكسجين تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية إلى ذرتين. يتحد أحدهما مع جزيء "ممتلئ" ويتكون الأوزون - O 3.

مدافع خطير

وهكذا، أصبحت طبقة الستراتوسفير اليوم طبقة من الغلاف الجوي أكثر استكشافًا مما كانت عليه في بداية القرن الماضي. ومع ذلك، فإن مستقبل طبقة الأوزون، التي لولاها لما نشأت الحياة على الأرض، لا يزال غير واضح للغاية. وبينما تعمل الدول على خفض إنتاج الفريون، يقول بعض العلماء إن ذلك لن يجلب فائدة كبيرة، على الأقل بهذا المعدل، بينما يقول آخرون إنه ليس ضروريا على الإطلاق، لأن الجزء الأكبر منه مواد مؤذيةيتكون بشكل طبيعي. الوقت سيحكم من هو على حق.

- الغلاف الجوي للكرة الأرضية، الذي يدور مع الأرض. يتم رسم الحدود العليا للغلاف الجوي بشكل تقليدي على ارتفاعات تتراوح بين 150 و 200 كم. الحد الأدنى هو سطح الأرض.

الهواء الجوي عبارة عن خليط من الغازات. معظم حجمه في الطبقة السطحية من الهواء يمثل النيتروجين (78٪) والأكسجين (21٪). بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الهواء على غازات خاملة (الأرجون والهيليوم والنيون وغيرها)، وثاني أكسيد الكربون (0.03)، وبخار الماء وجزيئات صلبة مختلفة (الغبار، والسخام، وبلورات الملح).

الهواء عديم اللون، ولون السماء يفسر بخصائص تشتت موجات الضوء.

يتكون الغلاف الجوي من عدة طبقات: التروبوسفير، الستراتوسفير، الميزوسفير، والغلاف الحراري.

تسمى الطبقة الأرضية السفلية من الهواء التروبوسفير.عند خطوط العرض المختلفة قوتها ليست هي نفسها. تتبع طبقة التروبوسفير شكل الكوكب وتشارك مع الأرض في الدوران المحوري. وعند خط الاستواء يتراوح سمك الغلاف الجوي من 10 إلى 20 كيلومترا. وعند خط الاستواء يكون أكبر، وعند القطبين يكون أقل. تتميز طبقة التروبوسفير بكثافة الهواء القصوى، حيث يتركز 4/5 من كتلة الغلاف الجوي بأكمله. يحدد التروبوسفير طقس: تتشكل هنا كتل هوائية مختلفة، وتتشكل السحب والأمطار، وتحدث حركة هوائية أفقية وعمودية مكثفة.

يقع فوق طبقة التروبوسفير، على ارتفاع يصل إلى 50 كم الستراتوسفير.ويتميز بانخفاض كثافة الهواء ويفتقر إلى بخار الماء. في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير على ارتفاعات حوالي 25 كم. هناك "شاشة الأوزون" - وهي طبقة من الغلاف الجوي ذات تركيز عالٍ من الأوزون، والتي تمتص الأشعة فوق البنفسجية القاتلة للكائنات الحية.

على ارتفاع 50 إلى 80-90 كم يمتد الميزوسفير.ومع زيادة الارتفاع، تنخفض درجة الحرارة بمتوسط ​​انحدار عمودي (0.25-0.3) درجة/100 م، وتقل كثافة الهواء. عملية الطاقة الرئيسية هي نقل الحرارة بالإشعاع. ينجم التوهج الجوي عن عمليات كيميائية ضوئية معقدة تتضمن جذورًا وجزيئات متحمسة اهتزازيًا.

الغلاف الحراريتقع على ارتفاع 80-90 إلى 800 كم. كثافة الهواء هنا ضئيلة، ودرجة تأين الهواء عالية جدًا. تتغير درجات الحرارة تبعا لنشاط الشمس. نظرًا للعدد الكبير من الجزيئات المشحونة، يتم ملاحظة الشفق القطبي والعواصف المغناطيسية هنا.

الجو لديه قيمة عظيمةلطبيعة الأرض.وبدون الأكسجين لا تستطيع الكائنات الحية التنفس. تحمي طبقة الأوزون جميع الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. يعمل الغلاف الجوي على تنعيم التقلبات في درجات الحرارة: لا يتعرض سطح الأرض للبرودة الفائقة أثناء الليل ولا ترتفع درجة حرارته أثناء النهار. في طبقات كثيفة الهواء الجويقبل أن تصل إلى سطح الكوكب، تحترق النيازك من الأشواك.

يتفاعل الغلاف الجوي مع جميع طبقات الأرض. وبمساعدتها، يتم تبادل الحرارة والرطوبة بين المحيط واليابسة. وبدون الغلاف الجوي لن يكون هناك غيوم ولا أمطار ولا رياح.

للأنشطة الاقتصادية البشرية تأثير سلبي كبير على الغلاف الجوي. يحدث تلوث الهواء في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى زيادة تركيز أول أكسيد الكربون (CO 2). وهذا يساهم الاحتباس الحرارىالمناخ ويعزز " الاحتباس الحراري" يتم تدمير طبقة الأوزون على الأرض بسبب النفايات الصناعية والنقل.

الجو يحتاج إلى الحماية. في البلدان المتقدمة، يتم تنفيذ مجموعة من التدابير لحماية الهواء الجوي من التلوث.

لا تزال لديك أسئلة؟ هل تريد معرفة المزيد عن الغلاف الجوي؟
للحصول على مساعدة من المعلم، قم بالتسجيل.

موقع الويب، عند نسخ المادة كليًا أو جزئيًا، يلزم وجود رابط للمصدر.

يجب القول أن بنية وتكوين الغلاف الجوي للأرض لم تكن دائمًا قيمًا ثابتة في فترة أو أخرى من تطور كوكبنا. واليوم، يتم تمثيل الهيكل الرأسي لهذا العنصر، الذي يبلغ "سمكه" الإجمالي 1.5-2.0 ألف كيلومتر، بعدة طبقات رئيسية، منها:

1. التروبوسفير.
2. التروبوبوز.
3. الستراتوسفير.
4. الستراتوبوز.
5. الميزوسفير والميزوبوز.
6. الغلاف الحراري.
7. اكسوسفير.

العناصر الأساسية للغلاف الجوي

طبقة التروبوسفير هي الطبقة التي تُلاحظ فيها حركات رأسية وأفقية قوية، وهنا تحدث الظواهر الجوية والرسوبية، الظروف المناخية. ويمتد من 7 إلى 8 كيلومترات من سطح الكوكب في كل مكان تقريبًا، باستثناء المناطق القطبية (حتى 15 كيلومترًا هناك). في طبقة التروبوسفير، هناك انخفاض تدريجي في درجة الحرارة، بحوالي 6.4 درجة مئوية مع كل كيلومتر من الارتفاع. قد يختلف هذا المؤشر باختلاف خطوط العرض والمواسم.

ويتمثل تكوين الغلاف الجوي للأرض في هذا الجزء بالعناصر التالية ونسبها:

النيتروجين - حوالي 78 بالمائة؛

الأكسجين - ما يقرب من 21 في المئة؛

الأرجون - حوالي واحد بالمائة؛

ثاني أكسيد الكربون - أقل من 0.05٪.

تكوين واحد يصل إلى ارتفاع 90 كيلومترا

بالإضافة إلى ذلك، يمكنك أن تجد هنا الغبار، وقطرات الماء، وبخار الماء، ومنتجات الاحتراق، وبلورات الجليد، وأملاح البحر، والعديد من جزيئات الهباء الجوي، وما إلى ذلك. ويمكن ملاحظة هذا التكوين للغلاف الجوي للأرض على ارتفاع يصل إلى تسعين كيلومترًا تقريبًا، وبالتالي فإن الهواء يكون تقريبًا نفس التركيب الكيميائي، ليس فقط في طبقة التروبوسفير، ولكن أيضًا في الطبقات التي تغطيها. ولكن الجو هناك له خصائص فيزيائية مختلفة بشكل أساسي. الطبقة التي لديها مشترك التركيب الكيميائي، ويسمى الغلاف الجوي.

ما هي العناصر الأخرى التي تشكل الغلاف الجوي للأرض؟ بالنسبة المئوية (من حيث الحجم، في الهواء الجاف) الغازات مثل الكريبتون (حوالي 1.14 × 10 -4)، زينون (8.7 × 10 -7)، الهيدروجين (5.0 × 10 -5)، الميثان (حوالي 1.7 × 10 -5) يتم تمثيلها هنا. 4)، وأكسيد النيتروز (5.0 × 10 -5)، وما إلى ذلك كنسبة مئوية من الكتلة، فإن معظم المكونات المدرجة هي أكسيد النيتروز والهيدروجين، يليها الهيليوم، والكريبتون، وما إلى ذلك.

الخصائص الفيزيائية لطبقات الغلاف الجوي المختلفة

الخصائص الفيزيائيةترتبط طبقة التروبوسفير ارتباطًا وثيقًا بقربها من سطح الكوكب. من هنا، يتم توجيه الحرارة الشمسية المنعكسة على شكل أشعة تحت الحمراء إلى الأعلى، بما في ذلك عمليات التوصيل والحمل الحراري. ولهذا السبب، مع المسافة من سطح الأرضتنخفض درجة الحرارة. تُلاحظ هذه الظاهرة حتى ارتفاع طبقة الستراتوسفير (11-17 كيلومترًا)، ثم تصبح درجة الحرارة دون تغيير تقريبًا حتى 34-35 كيلومترًا، ثم ترتفع درجة الحرارة مرة أخرى إلى ارتفاعات 50 كيلومترًا (الحد الأعلى لطبقة الستراتوسفير). . بين الستراتوسفير والتروبوسفير توجد طبقة متوسطة رقيقة من التروبوبوز (تصل إلى 1-2 كم)، حيث يتم ملاحظة درجات حرارة ثابتة فوق خط الاستواء - حوالي 70 درجة مئوية تحت الصفر وأدناه. فوق القطبين، ترتفع درجة حرارة طبقة التروبوبوز في الصيف إلى 45 درجة مئوية تحت الصفر، وفي الشتاء تتقلب درجات الحرارة هنا حول -65 درجة مئوية.

يتضمن تكوين الغاز في الغلاف الجوي للأرض عنصرًا مهمًا مثل الأوزون. ويوجد منه القليل نسبيًا على السطح (عشرة أس ناقص سدس واحد بالمائة)، حيث يتشكل الغاز تحت تأثير ضوء الشمس من الأكسجين الذري في الأجزاء العليا من الغلاف الجوي. وعلى وجه الخصوص، فإن معظم الأوزون يقع على ارتفاع حوالي 25 كيلومترا، وتقع "شاشة الأوزون" بأكملها في مناطق من 7-8 كيلومترات عند القطبين، ومن 18 كيلومترا عند خط الاستواء ويصل إلى خمسين كيلومترا إجمالا فوق سطح الأرض. سطح الكوكب.

الغلاف الجوي يحمي من الإشعاع الشمسي

يلعب تكوين الهواء في الغلاف الجوي للأرض دورًا مهمًا جدًا في الحفاظ على الحياة، منذ الفرد العناصر الكيميائيةوتحد التركيبات بنجاح من وصول الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض والناس والحيوانات والنباتات التي تعيش عليها. على سبيل المثال، تمتص جزيئات بخار الماء بفعالية جميع نطاقات الأشعة تحت الحمراء تقريبًا، باستثناء الأطوال التي تتراوح من 8 إلى 13 ميكرون. يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية حتى طول موجي يصل إلى 3100 ألف. وبدون طبقته الرقيقة (3 ملم فقط في المتوسط ​​إذا وضعت على سطح الكوكب)، فقط الماء على عمق أكثر من 10 أمتار والكهوف تحت الأرض حيث لا ينفذ الإشعاع الشمسي. يمكن أن يسكنها الوصول..

صفر درجة مئوية عند طبقة الستراتوبوز

بين المستويين التاليين من الغلاف الجوي، الستراتوسفير والميزوسفير، هناك طبقة رائعة - الستراتوبوز. وهو يتوافق تقريبًا مع ارتفاع الحد الأقصى للأوزون ودرجة الحرارة هنا مريحة نسبيًا للبشر - حوالي 0 درجة مئوية. فوق الستراتوبوز، في طبقة الميزوسفير (يبدأ في مكان ما على ارتفاع 50 كم وينتهي على ارتفاع 80-90 كم)، لوحظ مرة أخرى انخفاض في درجة الحرارة مع زيادة المسافة من سطح الأرض (إلى 70-80 درجة مئوية تحت الصفر) ). عادة ما تحترق النيازك بشكل كامل في طبقة الميزوسفير.

في الغلاف الحراري - بالإضافة إلى 2000 كلفن!

يحدد التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للأرض في الغلاف الحراري (يبدأ بعد فترة انقطاع الطمث من ارتفاعات حوالي 85-90 إلى 800 كم) إمكانية حدوث ظاهرة مثل التسخين التدريجي لطبقات "الهواء" المخلخل للغاية تحت تأثير الإشعاع الشمسي . في هذا الجزء من "الغطاء الهوائي" للكوكب، تتراوح درجات الحرارة من 200 إلى 2000 كلفن، والتي يتم الحصول عليها بسبب تأين الأكسجين (أكثر من 300 كيلومتر يوجد الأكسجين الذري)، وكذلك إعادة تركيب ذرات الأكسجين إلى جزيئات. ، مصحوبا بالإفراج كمية كبيرةحرارة. الغلاف الحراري هو المكان الذي يحدث فيه الشفق القطبي.

يوجد فوق الغلاف الحراري الغلاف الخارجي - الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي، والتي يمكن لذرات الهيدروجين الخفيفة والمتحركة بسرعة الهروب إلى الفضاء الخارجي. يتم تمثيل التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للأرض هنا في الغالب بواسطة ذرات الأكسجين الفردية في الطبقات السفلية، وذرات الهيليوم في الطبقات الوسطى، وذرات الهيدروجين بشكل حصري تقريبًا في الطبقات العليا. هنا يهيمنون درجات حرارة عالية- حوالي 3000 كلفن ولا يوجد ضغط جوي.

كيف تشكل الغلاف الجوي للأرض؟

ولكن، كما ذكر أعلاه، لم يكن لدى الكوكب دائما مثل هذا التكوين الجوي. في المجموع، هناك ثلاثة مفاهيم حول أصل هذا العنصر. تشير الفرضية الأولى إلى أن الغلاف الجوي قد تم أخذه من خلال عملية التراكم من سحابة كوكبية أولية. ومع ذلك، تخضع هذه النظرية اليوم لانتقادات كبيرة، حيث كان من المفترض أن يتم تدمير مثل هذا الغلاف الجوي الأولي بواسطة "الرياح" الشمسية القادمة من نجم في نظامنا الكوكبي. بالإضافة إلى ذلك، من المفترض أنه لا يمكن الاحتفاظ بالعناصر المتطايرة في منطقة تكوين الكواكب الأرضية بسبب درجات الحرارة المرتفعة جدًا.

يمكن أن يكون تكوين الغلاف الجوي الأولي للأرض، كما تقترحه الفرضية الثانية، قد تشكل بسبب القصف النشط للسطح بواسطة الكويكبات والمذنبات التي وصلت من المنطقة المحيطة النظام الشمسيفي المراحل الأولى من التطور. من الصعب جدًا تأكيد أو دحض هذا المفهوم.

تجربة في IDG RAS

ويبدو أن الفرضية الثالثة هي الأكثر منطقية، والتي ترى أن الغلاف الجوي ظهر نتيجة لانبعاث الغازات من غطاء القشرة الأرضية منذ حوالي 4 مليارات سنة. وتم اختبار هذا المفهوم في معهد الجغرافيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية خلال تجربة تسمى "تساريف 2"، عندما تم تسخين عينة من مادة ذات أصل نيزكي في الفراغ. ثم تم تسجيل إطلاق الغازات مثل H 2، CH 4، CO، H 2 O، N 2، وما إلى ذلك، لذلك، افترض العلماء بحق أن التركيب الكيميائي للغلاف الجوي الأساسي للأرض يشمل الماء وثاني أكسيد الكربون، فلوريد الهيدروجين ( HF)، وغاز أول أكسيد الكربون (CO)، وكبريتيد الهيدروجين (H 2 S)، ومركبات النيتروجين، والهيدروجين، والميثان (CH 4)، وبخار الأمونيا (NH 3)، والأرجون، وما إلى ذلك. وشارك في التكوين بخار الماء من الغلاف الجوي الأولي. في الغلاف المائي، كان ثاني أكسيد الكربون إلى حد كبير في حالة مرتبطة بالمواد العضوية و الصخورآه، انتقل النيتروجين إلى تكوين الهواء الحديث، وأيضًا مرة أخرى إلى الصخور الرسوبية والمواد العضوية.

لم يكن تكوين الغلاف الجوي الأساسي للأرض مسموحًا به الناس المعاصرينأن أكون فيه بدون جهاز تنفس، إذ لم يكن هناك أكسجين بالكميات المطلوبة حينها. وظهر هذا العنصر بكميات كبيرة قبل مليار ونصف المليار سنة، ويعتقد أنه مرتبط بتطور عملية التمثيل الضوئي في الطحالب الخضراء المزرقة وغيرها من الطحالب، التي تعد أقدم سكان كوكبنا.

الحد الأدنى من الأكسجين

تشير حقيقة أن تكوين الغلاف الجوي للأرض كان في البداية خاليًا تقريبًا من الأكسجين إلى حقيقة أن الجرافيت (الكربون) المؤكسد بسهولة ولكن غير المؤكسد موجود في أقدم الصخور (الكاترخائية). وفي وقت لاحق، ما يسمى النطاقات خامات الحديدوالتي تضمنت طبقات من أكاسيد الحديد المخصبة مما يعني ظهور مصدر قوي للأكسجين في شكل جزيئي على الكوكب. لكن هذه العناصر لم يتم العثور عليها إلا بشكل دوري (ربما ظهرت نفس الطحالب أو غيرها من منتجي الأكسجين في جزر صغيرة في صحراء خالية من الأكسجين)، في حين كان بقية العالم لاهوائيا. ويدعم هذا الأخير حقيقة أنه تم العثور على البيريت المؤكسد بسهولة على شكل حصى تمت معالجتها بالتيار دون آثار التفاعلات الكيميائية. وبما أن المياه المتدفقة لا يمكن تهويتها بشكل سيئ، فقد تطورت وجهة نظر مفادها أن الغلاف الجوي قبل العصر الكامبري كان يحتوي على أقل من واحد بالمائة من تركيبة الأكسجين الموجودة اليوم.

التغيير الثوري في تكوين الهواء

في منتصف عصر البروتيروزويك تقريبًا (قبل 1.8 مليار سنة)، حدثت "ثورة الأكسجين"، عندما تحول العالم إلى التنفس الهوائي، والذي يتم خلاله من جزيء واحد العناصر الغذائية(الجلوكوز) يمكنك الحصول على 38 وحدة من الطاقة وليس وحدتين (كما هو الحال مع التنفس اللاهوائي). وبدأت تركيبة الغلاف الجوي للأرض، من حيث الأكسجين، تزيد عن واحد بالمائة مما هي عليه اليوم، وبدأت تظهر طبقة الأوزون التي تحمي الكائنات الحية من الإشعاع. كان منها، على سبيل المثال، أن الحيوانات القديمة مثل ثلاثية الفصوص "اختبأت" تحت قذائف سميكة. ومنذ ذلك الحين وحتى عصرنا هذا، زاد محتوى العنصر "التنفسي" الرئيسي تدريجيًا وببطء، مما يضمن تنوع تطور أشكال الحياة على الكوكب.

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ سفينة الأرض الفضائية (الحلقة 14) - الغلاف الجوي

✪ لماذا لم يتم سحب الغلاف الجوي إلى فراغ الفضاء؟

✪ دخول المركبة الفضائية Soyuz TMA-8 إلى الغلاف الجوي للأرض

✪ بنية الجو، المعنى، الدراسة

✪ أو إس أوغولنيكوف "الغلاف الجوي العلوي. التقاء الأرض والفضاء"

ترجمات

الحدود الجوية

يعتبر الغلاف الجوي هو تلك المنطقة المحيطة بالأرض التي يدور فيها الوسط الغازي مع الأرض ككل. ويمر الغلاف الجوي إلى الفضاء بين الكواكب تدريجيا، في الغلاف الخارجي، بدءا من ارتفاع 500-1000 كيلومتر من سطح الأرض.

وبحسب التعريف الذي اقترحه الاتحاد الدولي للطيران، يتم رسم حدود الغلاف الجوي والفضاء على طول خط كرمان الواقع على ارتفاع حوالي 100 كيلومتر، والذي تصبح فوقه رحلات الطيران مستحيلة تماما. تستخدم ناسا علامة 122 كيلومترًا (400000 قدم) كحد أقصى للغلاف الجوي، حيث تتحول المكوكات من المناورة الآلية إلى المناورة الديناميكية الهوائية.

الخصائص الفيزيائية

بالإضافة إلى الغازات المبينة في الجدول، يحتوي الغلاف الجوي على Cl 2، SO 2، NH 3، CO، O 3، NO 2، هيدروكربونات، HCl، HBr، أبخرة، I 2، Br 2، بالإضافة إلى العديد من الغازات الأخرى. بكميات قليلة. تحتوي طبقة التروبوسفير باستمرار على كمية كبيرة من الجزيئات الصلبة والسائلة العالقة (الهباء الجوي). أندر غاز في الغلاف الجوي للأرض هو غاز الرادون (Rn).

هيكل الغلاف الجوي

طبقة الحدود الجوية

الطبقة السفلى من طبقة التروبوسفير (سمكها 1-2 كم)، حيث تؤثر حالة وخصائص سطح الأرض بشكل مباشر على ديناميكيات الغلاف الجوي.

التروبوسفير

الحد الأعلى لها هو على ارتفاع 8-10 كم في المناطق القطبية، و10-12 كم في المناطق المعتدلة، و16-18 كم في خطوط العرض الاستوائية؛ أقل في الشتاء منه في الصيف.
تحتوي الطبقة السفلية الرئيسية من الغلاف الجوي على أكثر من 80% من إجمالي كتلة الهواء الجوي وحوالي 90% من إجمالي بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي. يتطور الاضطراب والحمل الحراري بشكل كبير في طبقة التروبوسفير، وتظهر السحب، وتتطور الأعاصير والأعاصير المضادة. تنخفض درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع بمتوسط ​​انحدار عمودي قدره 0.65 درجة / 100 متر.

التروبوبوز

الطبقة الانتقالية من طبقة التروبوسفير إلى الستراتوسفير، وهي طبقة من الغلاف الجوي يتوقف فيها انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع.

الستراتوسفير

طبقة من الغلاف الجوي تقع على ارتفاع يتراوح بين 11 إلى 50 كم. تتميز بتغير طفيف في درجة الحرارة في الطبقة 11-25 كم (الطبقة السفلى من الستراتوسفير) وزيادة في درجة الحرارة في الطبقة 25-40 كم من -56.5 إلى +0.8 درجة (الطبقة العليا من الستراتوسفير أو منطقة الانعكاس) . بعد أن وصلت إلى قيمة حوالي 273 كلفن (حوالي 0 درجة مئوية) على ارتفاع حوالي 40 كم، تظل درجة الحرارة ثابتة حتى ارتفاع حوالي 55 كم. تسمى هذه المنطقة ذات درجة الحرارة الثابتة الستراتوبوز وهي الحد الفاصل بين الستراتوسفير والميزوسفير.

الستراتوبوز

الطبقة الحدودية للغلاف الجوي بين الستراتوسفير والميزوسفير. في التوزيع الرأسي لدرجة الحرارة هناك حد أقصى (حوالي 0 درجة مئوية).

الميزوسفير

الغلاف الحراري

الحد الأعلى حوالي 800 كم. ترتفع درجة الحرارة إلى ارتفاعات 200-300 كيلومتر، حيث تصل إلى قيم في حدود 1500 كلفن، وبعدها تبقى شبه ثابتة على الارتفاعات العالية. تحت تأثير الإشعاع الشمسي والإشعاع الكوني، يحدث تأين الهواء ("الشفق القطبي") - وتقع المناطق الرئيسية للغلاف الأيوني داخل الغلاف الحراري. على ارتفاعات أعلى من 300 كيلومتر، يسود الأكسجين الذري. يتم تحديد الحد الأعلى للغلاف الحراري إلى حد كبير من خلال النشاط الحالي للشمس. وخلال فترات انخفاض النشاط - على سبيل المثال، في الفترة 2008-2009 - يحدث انخفاض ملحوظ في حجم هذه الطبقة.

ثيرموبوز

منطقة الغلاف الجوي المتاخمة للغلاف الحراري. في هذه المنطقة، يكون امتصاص الإشعاع الشمسي ضئيلًا ولا تتغير درجة الحرارة فعليًا مع الارتفاع.

الغلاف الخارجي (مجال التشتت)

على ارتفاع 100 كيلومتر، يكون الغلاف الجوي عبارة عن خليط متجانس ومختلط جيدًا من الغازات. في الطبقات العليا، يعتمد توزيع الغازات حسب الارتفاع على أوزانها الجزيئية، ويتناقص تركيز الغازات الأثقل بشكل أسرع مع المسافة من سطح الأرض. بسبب انخفاض كثافة الغاز، تنخفض درجة الحرارة من 0 درجة مئوية في طبقة الستراتوسفير إلى -110 درجة مئوية في طبقة الميزوسفير. ومع ذلك، فإن الطاقة الحركية للجزيئات الفردية على ارتفاعات 200-250 كم تقابل درجة حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية. فوق 200 كم، لوحظت تقلبات كبيرة في درجة الحرارة وكثافة الغاز في الزمان والمكان.

على ارتفاع حوالي 2000-3500 كم، يتحول الغلاف الخارجي تدريجيا إلى ما يسمى فراغ الفضاء القريب، وهي مليئة بجزيئات نادرة من الغاز بين الكواكب، وخاصة ذرات الهيدروجين. لكن هذا الغاز لا يمثل سوى جزء من المادة الموجودة بين الكواكب. ويتكون الجزء الآخر من جزيئات الغبار ذات الأصل المذنب والنيزكي. بالإضافة إلى جزيئات الغبار النادرة للغاية، يخترق هذا الفضاء الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسيمي من أصل شمسي ومجري.

مراجعة

تمثل طبقة التروبوسفير حوالي 80٪ من كتلة الغلاف الجوي، والستراتوسفير - حوالي 20٪؛ كتلة الميزوسفير - لا تزيد عن 0.3%، الغلاف الحراري - أقل من 0.05% الحجم الكليأَجواء.

ويتم التمييز بينها بناءً على الخواص الكهربائية الموجودة في الغلاف الجوي الغلاف الجوي المحايدو الأيونوسفير .

اعتمادًا على تكوين الغاز الموجود في الغلاف الجوي، فإنها تنبعث منها هوموسفيرو الغلاف الجوي المتغاير. الغلاف الجوي المتغاير- هذه هي المنطقة التي تؤثر فيها الجاذبية على فصل الغازات، حيث أن اختلاطها عند هذا الارتفاع لا يكاد يذكر. وهذا يعني تكوين متغير للغلاف الجوي. ويوجد تحته جزء متجانس ومختلط جيدًا من الغلاف الجوي، يُسمى الغلاف الجوي. وتسمى الحدود بين هذه الطبقات بالتوقف التوربيني، وتقع على ارتفاع حوالي 120 كم.

خصائص أخرى للغلاف الجوي وتأثيراتها على جسم الإنسان

بالفعل على ارتفاع 5 كم فوق مستوى سطح البحر، يبدأ الشخص غير المدرب في تجربة جوع الأكسجين وبدون التكيف، يتم تقليل أداء الشخص بشكل كبير. المنطقة الفسيولوجية للغلاف الجوي تنتهي هنا. يصبح تنفس الإنسان مستحيلاً على ارتفاع 9 كيلومترات، رغم أن الغلاف الجوي على ارتفاع 115 كيلومتراً تقريباً يحتوي على الأكسجين.

يزودنا الغلاف الجوي بالأكسجين اللازم للتنفس. ومع ذلك، وذلك بسبب السقوط الضغط الكليالغلاف الجوي، فعندما ترتفع إلى الارتفاع، ينخفض ​​الضغط الجزئي للأكسجين تبعاً لذلك.

تاريخ تكوين الغلاف الجوي

وفقا للنظرية الأكثر شيوعا، كان للغلاف الجوي للأرض ثلاثة تركيبات مختلفة طوال تاريخه. في البداية، كان يتكون من غازات خفيفة (الهيدروجين والهيليوم) تم التقاطها من الفضاء بين الكواكب. هذا هو ما يسمى الجو الابتدائي. وفي المرحلة التالية أدى النشاط البركاني النشط إلى تشبع الغلاف الجوي بغازات أخرى غير الهيدروجين (ثاني أكسيد الكربون والأمونيا وبخار الماء). هذه هي الطريقة التي تم تشكيلها جو ثانوي. وكان هذا الجو التصالحي. علاوة على ذلك، تم تحديد عملية تكوين الغلاف الجوي من خلال العوامل التالية:

• تسرب الغازات الخفيفة (الهيدروجين والهيليوم) إلى الفضاء بين الكواكب؛
• التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية وتفريغ البرق وبعض العوامل الأخرى.

تدريجيا هذه العوامل أدت إلى تشكيل الجو الثالث، تتميز بمحتوى أقل بكثير من الهيدروجين ومحتوى أعلى بكثير من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون (يتكون نتيجة التفاعلات الكيميائية من الأمونيا والهيدروكربونات).

نتروجين

يرجع تكوين كمية كبيرة من النيتروجين N2 إلى أكسدة الغلاف الجوي للأمونيا والهيدروجين بواسطة الأكسجين الجزيئي O2، الذي بدأ يأتي من سطح الكوكب نتيجة لعملية التمثيل الضوئي، بدءًا من 3 مليارات سنة. يتم إطلاق النيتروجين N2 أيضًا في الغلاف الجوي نتيجة لنزع النترات والمركبات الأخرى المحتوية على النيتروجين. يتأكسد النيتروجين بواسطة الأوزون إلى NO في الغلاف الجوي العلوي.

يتفاعل النيتروجين N 2 فقط في ظل ظروف محددة (على سبيل المثال، أثناء تفريغ البرق). يتم استخدام أكسدة النيتروجين الجزيئي بواسطة الأوزون أثناء التفريغ الكهربائي بكميات صغيرة في الإنتاج الصناعي للأسمدة النيتروجينية. البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) والبكتيريا العقيدية، التي تشكل تعايشًا جذريًا مع النباتات البقولية، والتي يمكن أن تكون سمادًا أخضر فعالاً - النباتات التي لا تستنزف التربة، ولكنها تثريها بالأسمدة الطبيعية، يمكنها أكسدتها باستهلاك منخفض للطاقة وتحويلها إلى شكل نشط بيولوجيا.

الأكسجين

بدأت تركيبة الغلاف الجوي تتغير بشكل جذري مع ظهور الكائنات الحية على الأرض نتيجة عملية التمثيل الضوئي، التي يصاحبها إطلاق الأكسجين وامتصاص ثاني أكسيد الكربون. في البداية، تم إنفاق الأكسجين على أكسدة المركبات المخفضة - الأمونيا والهيدروكربونات والشكل الحديدي من الحديد الموجود في المحيطات وغيرها. وفي نهاية هذه المرحلة، بدأ محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي في الزيادة. تدريجيا، تم تشكيل جو حديث مع خصائص مؤكسدة. وبما أن هذا تسبب في تغيرات خطيرة ومفاجئة في العديد من العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي والغلاف الصخري والمحيط الحيوي، فقد أطلق على هذا الحدث اسم كارثة الأكسجين.

غازات نبيلة

تلوث الهواء

في مؤخرابدأ الإنسان في التأثير على تطور الغلاف الجوي. وكانت نتيجة النشاط البشري الزيادة المستمرة في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بسبب احتراق الوقود الهيدروكربوني المتراكم في العصور الجيولوجية السابقة. يتم استهلاك كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي وتمتصها محيطات العالم. ويدخل هذا الغاز إلى الغلاف الجوي نتيجة تحلل الصخور الكربونية والمواد العضوية ذات الأصل النباتي والحيواني، وكذلك بسبب النشاط البركاني والصناعي البشري. على مدى السنوات المائة الماضية، زاد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بنسبة 10%، ويأتي الجزء الأكبر (360 مليار طن) من احتراق الوقود. وإذا استمر معدل نمو احتراق الوقود، فسوف تتضاعف كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال الـ 200 إلى 300 سنة القادمة، وقد يؤدي ذلك إلى تغير المناخ العالمي.

يعد احتراق الوقود المصدر الرئيسي للغازات الملوثة (CO، SO2). ويتأكسد ثاني أكسيد الكبريت بواسطة الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي إلى SO 3، وأكسيد النيتروجين إلى NO 2 في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، والتي بدورها تتفاعل مع بخار الماء، فيسقط حمض الكبريتيك الناتج H2 SO 4 وحمض النيتريك HNO 3 إلى سطح الأرض بالشكل الذي يسمى أمطار حمضية. الاستخدام

الغلاف الجوي (من الكلمة اليونانية ατμός - "البخار" و σφαῖρα - "الكرة") هو الغلاف الغازي لجرم سماوي تحيط به الجاذبية. الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي للكوكب، ويتكون من خليط من الغازات المختلفة وبخار الماء والغبار. يقوم الغلاف الجوي بتبادل المادة بين الأرض والكون. تستقبل الأرض الغبار الكوني والمواد النيزكية، وتفقد أخف الغازات: الهيدروجين والهيليوم. يتم اختراق الغلاف الجوي للأرض من خلال إشعاع قوي من الشمس، والذي يحدد النظام الحراري لسطح الكوكب، مما يتسبب في تفكك جزيئات غازات الغلاف الجوي وتأين الذرات.

يحتوي الغلاف الجوي للأرض على الأكسجين الذي تستخدمه معظم الكائنات الحية للتنفس، وثاني أكسيد الكربون الذي تستهلكه النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء أثناء عملية التمثيل الضوئي. والغلاف الجوي هو أيضًا الطبقة الواقية للكوكب، حيث يحمي سكانه من أشعة الشمس فوق البنفسجية.

جميع الأجسام الضخمة - الكواكب الأرضية والعمالقة الغازية - لها غلاف جوي.

تكوين الغلاف الجوي

الغلاف الجوي عبارة عن خليط من الغازات تتكون من النيتروجين (78.08%)، الأكسجين (20.95%)، ثاني أكسيد الكربون (0.03%)، الأرجون (0.93%)، كمية قليلة من الهيليوم، النيون، الزينون، الكريبتون (0.01%)، 0.038% ثاني أكسيد الكربون، وكميات صغيرة من الهيدروجين والهيليوم والغازات النبيلة الأخرى والملوثات.

تم إنشاء التركيب الحديث للهواء الأرضي منذ أكثر من مائة مليون عام، لكن النشاط الإنتاجي البشري المتزايد بشكل حاد أدى إلى تغييره. في الوقت الحالي، هناك زيادة في محتوى ثاني أكسيد الكربون بحوالي 10-12%، وتؤدي الغازات الموجودة في الغلاف الجوي أدوارًا وظيفية مختلفة. ومع ذلك، فإن الأهمية الرئيسية لهذه الغازات تتحدد في المقام الأول من خلال حقيقة أنها تمتص الطاقة الإشعاعية بقوة كبيرة وبالتالي يكون لها تأثير كبير على نظام درجة الحرارةسطح الأرض والغلاف الجوي.

يعتمد التكوين الأولي للغلاف الجوي للكوكب عادة على الخصائص الكيميائية ودرجة الحرارة للشمس أثناء تكوين الكواكب وظهورها اللاحق الغازات الخارجية. ثم يتطور تكوين قذيفة الغاز تحت تأثير العوامل المختلفة.

يتكون الغلاف الجوي للزهرة والمريخ بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون مع إضافات طفيفة من النيتروجين والأرجون والأكسجين والغازات الأخرى. الغلاف الجوي للأرض هو إلى حد كبير نتاج الكائنات الحية التي تعيش فيه. يمكن للعمالقة الغازية ذات درجات الحرارة المنخفضة - كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون - أن تحتفظ بشكل أساسي بالغازات ذات الوزن الجزيئي المنخفض - الهيدروجين والهيليوم. وعلى العكس من ذلك، لا تستطيع الكواكب الغازية العملاقة ذات الحرارة العالية، مثل أوزوريس أو 51 بيغاسي ب، الاحتفاظ بها وتتناثر جزيئات غلافها الجوي في الفضاء. تحدث هذه العملية ببطء وبشكل مستمر.

نتروجين،وهو الغاز الأكثر شيوعا في الغلاف الجوي، وهو غير نشط كيميائيا.

الأكسجينعلى عكس النيتروجين، فهو عنصر نشط للغاية كيميائيا. الوظيفة المحددة للأكسجين هي الأكسدة المواد العضويةالكائنات غير المتجانسة والصخور والغازات غير المؤكسدة التي تطلقها البراكين في الغلاف الجوي. وبدون الأكسجين، لن يكون هناك تحلل للمواد العضوية الميتة.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون هيكل الغلاف الجوي من جزأين: الجزء الداخلي - التروبوسفير، الستراتوسفير، الميزوسفير والغلاف الحراري، أو الغلاف الأيوني، والخارجي - الغلاف المغناطيسي (الغلاف الخارجي).

1) التروبوسفير– وهو الجزء السفلي من الغلاف الجوي الذي يتركز فيه 3/4 أي. ~ 80% من الغلاف الجوي للأرض بأكمله. يتم تحديد ارتفاعها من خلال شدة تدفقات الهواء العمودية (الصاعدة أو الهابطة) الناتجة عن تسخين سطح الأرض والمحيطات، وبالتالي فإن سمك طبقة التروبوسفير عند خط الاستواء هو 16-18 كم، وفي خطوط العرض المعتدلة 10-11 كم، و في القطبين - ما يصل إلى 8 كم. تنخفض درجة حرارة الهواء في طبقة التروبوسفير على ارتفاع بمقدار 0.6 درجة مئوية لكل 100 متر وتتراوح من +40 إلى -50 درجة مئوية.

2) الستراتوسفيرتقع فوق طبقة التروبوسفير ويصل ارتفاعها إلى 50 كم عن سطح الكوكب. درجة الحرارة على ارتفاع يصل إلى 30 كم ثابتة -50 درجة مئوية. ثم يبدأ في الارتفاع وعلى ارتفاع 50 كم يصل إلى +10 درجة مئوية.

الحد العلوي للمحيط الحيوي هو شاشة الأوزون.

شاشة الأوزون هي طبقة من الغلاف الجوي داخل طبقة الستراتوسفير، وتقع على ارتفاعات مختلفة عن سطح الأرض ولها أقصى كثافة للأوزون على ارتفاع 20-26 كم.

ويقدر ارتفاع طبقة الأوزون عند القطبين بـ 7-8 كم، وعند خط الاستواء بـ 17-18 كم، ويبلغ أقصى ارتفاع لتواجد الأوزون 45-50 كم. الحياة فوق درع الأوزون مستحيلة بسبب الأشعة فوق البنفسجية القاسية للشمس. إذا ضغطت جميع جزيئات الأوزون، فستحصل على طبقة تبلغ حوالي 3 مم حول الكوكب.

3) الميزوسفير– يقع الحد العلوي لهذه الطبقة حتى ارتفاع 80 كم. السمة الرئيسية لها هي الانخفاض الحاد في درجة الحرارة -90 درجة مئوية عند الحد الأعلى. تم تسجيل السحب الليلية المضيئة المكونة من بلورات الجليد هنا.

4) الغلاف الأيوني (الغلاف الحراري) -تقع على ارتفاع 800 كم وتتميز بارتفاع كبير في درجات الحرارة:

درجة حرارة 150 كم +240 درجة مئوية،

درجة حرارة 200 كم +500 درجة مئوية،

600 كم درجة الحرارة +1500 درجة مئوية.

تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس، تكون الغازات في حالة مؤينة. يرتبط التأين بتوهج الغازات وظهور الشفق القطبي.

يتمتع الغلاف الأيوني بالقدرة على عكس موجات الراديو بشكل متكرر، مما يضمن اتصالات لاسلكية بعيدة المدى على الكوكب.

5) الإكسوسفير– تقع فوق 800 كم وتمتد حتى 3000 كم. درجة الحرارة هنا >2000 درجة مئوية. سرعة حركة الغاز تقترب من الحرجة ~ 11.2 كم / ثانية. والذرات السائدة هي الهيدروجين والهيليوم، اللتان تشكلان هالة مضيئة حول الأرض تمتد إلى ارتفاع 20 ألف كيلومتر.

وظائف الغلاف الجوي

1) التنظيم الحراري - يعتمد الطقس والمناخ على الأرض على توزيع الحرارة والضغط.

2) استدامة الحياة.

3) في طبقة التروبوسفير، تحدث حركات عالمية رأسية وأفقية للكتل الهوائية، والتي تحدد دورة المياه والتبادل الحراري.

4) تنتج جميع العمليات الجيولوجية السطحية تقريبًا عن تفاعل الغلاف الجوي والغلاف الصخري والغلاف المائي.

5) وقائي - يحمي الغلاف الجوي الأرض من الفضاء والإشعاع الشمسي وغبار النيزك.

وظائف الغلاف الجوي. وبدون الغلاف الجوي، ستكون الحياة على الأرض مستحيلة. يستهلك الشخص 12-15 كجم يومياً. الهواء، حيث يستنشق كل دقيقة من 5 إلى 100 لتر، وهو ما يتجاوز بشكل كبير متوسط ​​​​الحاجة اليومية للطعام والماء. بالإضافة إلى ذلك، يحمي الغلاف الجوي الناس بشكل موثوق من الأخطار التي تهددهم من الفضاء: فهو لا يسمح بمرور النيازك أو الإشعاع الكوني. يمكن للإنسان أن يعيش بدون طعام لمدة خمسة أسابيع، بدون ماء لمدة خمسة أيام، بدون هواء لمدة خمس دقائق. لا تتطلب الحياة البشرية الطبيعية الهواء فحسب، بل تتطلب أيضًا قدرًا معينًا من نقاءه. تعتمد صحة الناس وحالة النباتات والحيوانات وقوة ومتانة هياكل وهياكل البناء على جودة الهواء. الهواء الملوث مدمر للمياه والأرض والبحار والتربة. يحدد الغلاف الجوي الضوء وينظم الأنظمة الحرارية للأرض، ويعزز إعادة توزيع الحرارة الكرة الأرضية. تحمي قذيفة الغاز الأرض من التبريد والتدفئة المفرطة. إذا لم يكن كوكبنا محاطًا بقشرة هوائية، ففي غضون يوم واحد سيصل مدى تقلبات درجات الحرارة إلى 200 درجة مئوية. ويحفظ الغلاف الجوي كل شيء يعيش على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة الكونية المدمرة. يلعب الغلاف الجوي دوراً كبيراً في توزيع الضوء. هواءها ينكسر أشعة الشمسإلى مليون شعاع صغير، ينثرها ويخلق إضاءة موحدة. الجو بمثابة موصل للأصوات.