المحتويات
ما العملية التي من خلالها تنتقل الطاقة بشكل رئيسي بين طبقات الغلاف الجوي؟
يعتبر الغلاف الجوي مستودعاً كبيراً للمياه يستخدم لنقل الماء حول الأرض، إذ يصل حجم الماء الموجود في الغلاف الجوي إلى حوالي 12.900 كيلومتر مكعب يتساقط معظمها على شكل أمطار في المحيطات والبحار حيث أنه إذا حدث وسقطت كل المياه الموجودة في الغلاف الجوي في آن واحد كأمطار فإنها ستغطي الكرة الأرضية بعمق يصل إلى 2.5 سم. ويقدر ثقل السحب التي يحتويها بآلاف المليارات من الأطنان.
وتُعد الشمس مصدر الطاقة الحرارية لكوكبنا. تنتقل الطاقة من الشمس عبر الفضاء ثم الغلاف الجوي في طريقها لسطح الأرض.
ما هي طرق انتقال الحرارة في الغلاف الجوي
بما أن هذه الطاقة تمد الأرض والغلاف الجوي بالدفء، إذًا فجزء منها إما يكون طاقة حرارية أو يتحول إليها. يوجد ثلاث طرق لانتقال الحرارة عبر الغلاف الجوي:
● الإشعاع.
● التوصيل.
● الحمل.
فأي من الطرق السابقة التي من خلالها تنتقل الطاقة بشكل رئيسي بين طبقات الغلاف الجوي؟ لمعرفة العملية المسئولة عن نقل الطاقة بشكل رسمي بين طبقات الغلاف الجوي لا بد من التعرف الى كل منها على حدا ، وفيما يلي نوضح لكم ذلك :
الإشعاع
الإشعاع هو انتقال الطاقة الحرارية خلال الفراغ بالإشعاع الكهرومغناطيسي.
أغلب الطيف الكهرومغناطيسي الذي يصل للأرض من الشمس غير مرئي. جزء صغير فقط يمكننا أن نراه وهو الضوء.
يتكون الضوء من ترددات متعددة. التردد هو عدد تكرارات الذبذبة خلال زمن محدد.
التردد في الإشعاع الكهرومغناطيسي هو عدد الموجات الكهرومغناطيسية التي تمر بنقطة معينة في الثانية.
يُترجم مخ الإنسان هذه الترددات المختلفة إلى ألوان، بما في ذلك الأحمر، والبرتقالي، والأصفر، والأخضر، والأزرق، والنيلي، والبنفسجي.
عندما ترى العين كل هذه الألوان في نفس الوقت، يُترجمها المخ إلى اللون الأبيض.
الموجات التي تصلنا من الشمس ولا نراها تكون أشعة تحت حمراء، أي لها ترددات أقل من تردد اللون الأحمر، أو فوق بنفسجية، أي لها ترددات أعلى من اللون البنفسجي.
الأشعة تحت الحمراء هي المسؤولة عن شعورنا بالدفء.
يُمتص أغلب الإشعاع الشمسي بواسطة الغلاف الجوي وأغلب ما يصل منه إلى سطح الأرض ينعكس مرة أخرى إلى الغلاف الجوي ليتحول إلى طاقة حرارية.
الأشياء ذات اللون الداكن، كالأسفلت، تمتص الحرارة أسرع من الأجسام الملونة. مع ذلك، تُشِعُّ الطاقة أيضًا أسرع.
التوصيل
التوصيل هو انتقال الحرارة من مادة لأخرى، أو خلال المادة الواحدة.
هل تركت قبلًا ملعقة معدنية في وعاء حساء يجري تسخينه على الموقد؟ بعد فترة قصيرة ستصبح الملعقة ساخنة.
يرجع ذلك إلى انتقال الطاقة الحرارية من جزيء لجزيء أو من ذرة لذرة. عندما يتم لحام شيئين معًا، يصبح المعدن ساخنًا (التوهج الأحمر-البرتقالي) بسبب انتقال الحرارة عبر قوس كهربي.
يُسمى ذلك بالتوصيل، وهو طريقة فعالة لانتقال الحرارة في المعادن. مع ذلك، توصيل الهواء للحرارة رديء.
الحَمْل
الحمل هو طريقة انتقال الحرارة في الموائع. هذا النوع من التسخين أكثر شيوعًا في المطبخ حيث ترى السوائل تغلي.
الهواء في الغلاف الجوي يتصرف كالموائع. تضرب أشعة الشمس سطح الأرض، وبالتالي ترتفع درجة حرارة الصخور نتيجة التوصيل، وتنطلق الطاقة الحرارية إلى الغلاف الجوي، مكونة فقاعة من الهواء أدفأ من الهواء المحيط. بينما ترتفع الفقاعة لأعلى، تبرد بسبب تسرب الحرارة منها إلى الغلاف المحيط.
بينما ترتفع كتلة الهواء لأعلى، يحل هواء أبرد محل الفقاعة، أكثر كثافة، يؤدي ذلك لتكون الرياح. حركة كتل الهواء هذه من الممكن أن تكون ضعيفة في أماكن معينة، كتجمعات السحب الركامية الكبيرة، أو الدورات الكبيرة في طبقة التروبوسفير، التي تغطي مساحة كبيرة من سطح الأرض.