اتمسفر زمین ، کُره هوا

انجمن کبوتر بلند پرواز ایرانی A-kbpi

Iranian High-flying Pigeon Association, located in Iran and tehran اتمسفر زمین ، کره هوا اتمسفر زمین یا جو زمین یا هواسپهر زمین بالاترین بخش تشکیل‌دهندهٔ سیارهٔ زمین است که مخلوطی از گازهای گوناگون شامل نیتروژن، اکسیژن، آرگون و کربن دی‌اکسید است. اتمسفر زمین از سطح زمین آغاز شده و تا ارتفاع ۳۰۰۰ کیلومتر ادامه می‌یابد و پنج لایهٔ اصلی تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر را در بر می‌گیرد تروپوسفر پایین‌ترین لایه اتمسفر زمین است. این لایه تا ارتفاع ۱۰ کیلومتری از سطح زمین ادامه پیدا می‌کند. انسان‌ها در تروپوسفر زندگی می‌کنند و تمامی اتفاقات جوی مثل باران، برف، رعد و برق و … همگی در این لایه بوقوع می‌پیوندند. بیشتر ابرها در این لایه یافت می‌شوند چراکه در حدود ۹۹ درصد بخار آب جو در تروپوسفر موجود است. در این لایه، با بالا رفتن از سطح زمین، فشار و دما افت پیدا می‌کند

باد چپدو مکان فرضی A و Bرا در نظر بگیریم که ارتفاع شان از سطح دریا یکسان و فشار هوا در سطح زمین هر دو برابر باشد.در این حالت تعداد مولکول هایی هم که در بالای سطح هر یک از آن ها قرار گرفته با هم برابر باشند. در چنین شرایط فرضی دمای هوا را بر روی یکی کاهش و در دیگری افزایش دهیم. در این هنگام هوا شروع به سرمایش می کند و در نتیجه منقبض شده و چگال تر می گردد و در عین حال از ارتفاع ستون هوا کاسته می شود، در حالی که مکان دیگر که گرما گرفته است منبسط شده و چگالی خود را از دست می دهد و ارتفاع ستون هوای بالای آن افزایش می یابد.با این تغییراتی که ایجاد شده اگر فشار را در سطح زمین هر دو مکان اندازه بگیریم باز یکسان خواهند بود. ولی نکته اینجا است که تعداد مولکول های هوای بیشتری بر روی منطقه گرمتر نسبت به بالای منطقه ی سردتر وجود دارد.در نتیجه می توان گفت که در منطقه ی پر ارتفاع یا فراز ، جایی که سطح زمین گرمتر است ، فشار هوا بیشتر از نقطه ی کم ارتفاع است که سطح زمین آن سرد است.بنابر این نتیجه می گیریم که تمرکز هوای سرد در لایه ی پایینی جو زمین به ترتیب با تشکیل مراکز پرفشار و کم فشار در در لایه های بالایی جو همراه می شود.پیامد این شرایط جریان هوا از قسمت فوقانی منطقه ی گرم می باشد که خلا موجود بر روی منطقه ی سرد را از بین می برد که این امر کاهش فشار در سطح زمین منطقه ی گرم و افزایش فشار سطحی منطقه سرد را سبب می شود. نتیجه این که در سطح زمین جریانی از هوا در قالب باد از پرفشار به سمت کم فشار جریان می یابد، به همین دلیل است که حرکت هوا بین مناطق سرد و گرم زمین به صورت باد، پیوسته ودر قالب یک سیکل کنوکسیونی در جریان است.در این سیکل ضمن جابجایی افقی هوا در سطح وسیع ، حرکات و جابجایی های عمودی در مقیاسی بسیار ضعیف ولی با دامنه ی اثرات بالا را می توانیم شاهد باشیم.طبق مقررات در هر جریان کنوکسیونی جهت حرکت ماده و در نتیجه ویژگی های آن در سطح با ویژگی های بخش فوقانی متفاوت است، بنابر این اثرات عملکردی شان بالطبع متفاوت خواهند بود.بین جریانهای متعد،مناطقی تحت عنوان همگرایی convergence و واگرایی divergence شناخته شده اند. با این وصف که همگرایی سطحی با واگرایی بالایی و واگرایی سطحی با همگرایی بالایی همراه است.گرمایش سطحی سبب انبساط هوا و کاهش چگالی آن می شود.در نتیجه نیروی شناوری تقویت می شود و سبب صعود هوا می گرددکه در این حالت با یک کم فشار سطحی روبرو هستیم.از طرفی چون در محدوده ی تاثیرات نیروی جاذبه زمین از جمله درمجاورت سطح زمین نمی تواند خلا وجود داشته باشد، بنابر این برای جبران جرم از دست داده و ایجاد تعادل در فشار ، هوای اطراف به بخش داخلی مکیده می شود . این فرآیند تحت عنوان همگرایی سطح زمین مطرح می باشد . اما هوای صعود کرده به سطوح بالا که قدرت شناوری خود را از دست داده و درنتیجه توانایی صعود بیشتر را ندارد ، با توجه به اختلاف ارتفاعی که با منطقه سردتر دارد به سمت آن سرریز شده تا به تعادل برسد . حرکت هوا به طرف خارج، از منطقه ی پر ارتفاع تحت عنوان واگرایی بالایی مطرح می شود . این وضعیت را می توانیم در سامانه های حرارتی شاهد باشیم

برای اینکه ارتفاع لایه‌های اتمسفر ملموس‌تر باشد می‌توان چند مثال را ذکر کرد. از جمله اینکه قله اورست ارتفاعی برابر با 8848 متر از سطح زمین دارد. خطوط مسافربری هوایی معمولا بین 10 تا ۱۳ کیلومتری از سطح زمین پرواز می‌کنند تا به علت غلظت پایین هوا،‌ مصرف سوخت کمتری داشته باشند. همچنین بالن‌های هواشناسی تا ارتقاع 30 کیلومتری هم می‌توانند بالا برونداینورژن (Inuersion)گاهی دما نسبت به ارتفاع در این لایه افزایش می‌یابد که عکس لیپس ریت می‌باشد. این حالت استثنایی را در هواشناسی اینورژن می‌گویند. در حالت کلی بر طبق قوانین فیزیک در یک سیستم پایدار چون هوای سرد پایین و هوای گرم بالاتر می‌گیرد (هوای گرم سبکتر است). می‌دانیم که گرم بودن هوا در شب به علت تابش شبانه زمین است. در اوایل صبح هنگامی که زمین بیشتر گرمای خود را از دست داده و آنرا به لایه‌های هوای بالای آن داده ، هوای گرم بالا رفته و هوای سرد جای آنرا گرفته است و زمین هم دیگر انرژی گرمایی کافی برای گرم کردن بسته هوای سرد که اکنون روی آن مستقر است را ندارد تا بتواند آن را آنقدر گرم کند که از بسته هوای بالایی بالاتر برود.

پس یک سیستم پایدار بصورت یک بسته هوای سرد که یک بسته هوای گرم روی آن وجود دارد، موجود است. این حالت پایدار را پدیده اینورژن گویند. وجود این حالت در صبحگاه می‌تواند خطر آفرین باشد. چون دود حاصل از کارخانجات ، که بوسیله جابجایی لایه‌های جوی از زمین دور می‌شود، در این سیستم پایدار قرار می‌گیرد و نمی‌تواند از زمین دور شود و می‌تواند باعث ایجاد اختلالات تنفسی شود. البته این سیستم با تابش پرتوهای خورشید از بین می‌رود.

ترکیبات هوا در تروپوسفرازت ، اکسیژن ، ازن ، گاز کربنیک ، هیدروژن و گازهای نادر ترکیبات هوا در تروپوسفر را تشکیل می‌دهند که در جدول مشخصی بدون آلودگی ، وزن مولکولی و ثابت گاز را در تروپوسفر میتوان نشان داد.