אטמוספירה

האטמוספירה של כדור הארץ

האטמוספירה של כדור הארץ מרותקת אליו מכוח הכבידה של כדור הארץ וחגה עמו סביב ציר סיבוב משותף, אך לעתים חלקים ממנה נעים בכיוונים אחרים. שינויים בתנועות האטמוספירה ובתכונותיה האחרות קרויים אקלים, ובקנה מידה מצומצם יותר, מזג אוויר.

הלחץ האטמוספירי הממוצע בגובה פני הים הוא כ-1,013 מיליבר (1 אטמוספירה), והצפיפות הממוצעת של האטמוספירה בגובה זה  - כ-1.2 ק"ג/מ"ק (או 1.2 גרם לליטר); שיעורים אלה משתנים באחוזים מעטים בלבד במקומות שונים על פני כדור הארץ. הלחץ והצפיפות יורדים בשיעור מעריכי עם הגובה, ובמרחק כמה רדיוסים של כדור הארץ הם משתווים, פחות או יותר, ללחץ ולצפיפות של חלל מערכת השמש. עם זאת, כבר בגובה של כ-300 ק"מ האטמוספירה קלושה במידה כזו שאפשר לראות את האיזור שמעליו כחלל, למעשה.

הרכבה הכימי של האטמוספירה הוא תוצאה של החיים המתנהלים על פני האדמה; אין זה ההרכב הבראשיתי. משערים כי הגזים שנמצאו בכדור הארץ עם היווצרותו הופרחו מעליו במהלך הפעילות העזה שהתחוללה באותה תקופה, אולם כעבור זמן הצטברו סביבו גזים שנפלטו ממעבה האדמה, ואחרים שהגיעו עם פלנטואידים ומטאורים שפגעו בו. הרכבה של אטמוספירה קדמונית זו שנוי במחלוקת, אך נראה שחלקו של המימן בה היה גדול מאוד. במרוצת הזמן הידלדל המימן, הקל ביסודות, ופרח לחלל. השינוי החשוב ביותר בהרכב האטמוספירה חל עם הופעת החיים הפוטוסינתטיים, שהחלו פולטים חמצן.

כיום יש באטמוספירה מעט מאוד מימן, וחמצן רב באופן יחסי. מרכיביה העיקריים (עפ"י הנפח) הם חנקן (78%), חמצן (21%) ואַרגוֹן (0.9%) - עד לגובה של כ-100 ק"מ מפני כדור הארץ; מרכיבים אחרים: אדי מים, אבק, פחמן דו-חמצני ואוזון.

בגובה של יותר מכ-100 ק"מ אין ערבוב יעיל של האטמוספירה, והקרינה העל-סגולה של השמש משפיעה השפעה חזקה מאוד. למשל: בגובה של כ-500 ק"מ, המרכיב החשוב הוא חמצן אטומי; גבוה יותר (כ-1,000 ק"מ ומעלה) המימן וההליום הם המרכיבים העיקריים. 

מבחינים באטמוספירה בארבע שכבות:

הטרוֹפּוֹספירה משתרעת מפני הקרקע עד גובה של כ-12 ק"מ מעל פני הים. זוהי השכבה שהאדם חי בה, ושבה מתרחשות רוב תופעות האקלים. שכבה זו מתחממת מקרינת השמש ומעבירה את חומה כלפי מעלה ולצדדים ע"י הסעה והולכה. החום זורם בד"כ לעבר הקטבים מאזורי המשווה החמים יותר.

הסְטְרָטוֹספירה משתרעת מגבול הטרופוספירה עד גובה של כ-55 ק"מ. בשכבה זו, בגובה של כ-25 ק"מ, נמצאת שכבת האוזון המגינה, הבולעת את רוב קרינת השמש בתחום העל-סגול. הואיל ואין בסטרטוספירה תופעות אקלימיות, מנצלים אותה לטיסות ארוכות-טווח.

המֵסוֹספירה, בגובה של 55 - 80 ק"מ, והתֶרְמוֹספירה, מגובה של כ-80 ק"מ ועד קצה האטמוספירה, הן השכבות החיצוניות של מעטה האוויר של כדור הארץ (יש המבחינים בשכבה נוספת, אֶקְסוֹספירה, מגובה 500 ק"מ ומעלה, ויש הכוללים אותה בתרמוספירה). בתרמוספירה נבלעת קרינת השמש שאורך הגל שלה קצר מן העל-סגול. בליעה זו גורמת להפיכת חלק מאטומי הגז ליונים, ויש חשיבות מיוחדת לחלק התרמוספירה הקרוי יוֹנוֹספירה - שכבה בגובה של 60 - 100 ק"מ - בתקשורת רדיו בגלים ארוכים ובינוניים. גלים אלקטרומגנטיים אלה מוחזרים משכבת היונים אל כדור הארץ. לפני עידן לווייני התקשורת, אפשרה החזרת הגלים האלקטרומגנטיים מהיונוספירה את תקשורת הרדיו למרחקים ארוכים.

שינויים המתחוללים באטמוספירה בגלל פעילות השמש או מחזור היום והלילה נראים לעתים כ"גאות ושפל" שלה; הם משפיעים במיוחד על תנועת לוויינים במסלול נמוך, שכן הם עלולים להגדיל את כוחות הגרר עד כדי שינוי מסלולם.

לכתבה המלאה – לחצו כאן.