الميزوسفير: الخصائص ، التركيب الكيميائي ، درجة الحرارة والوظائف

يعد الغلاف المغناطيسي أحد طبقات الغلاف الجوي للأرض ، وتحديداً الطبقة الثالثة ، الواقعة بين طبقة الغلاف الجوي العلوي والغلاف الحراري. يطلق على منطقة الانتقال بين الستراتوسفير والميزوسفير اسم الطبقة العليا ، في حين تسمى المنطقة الواقعة بين الطبقة الوسطى والغلاف الحراري بالميزوبوس.

يتميز الميزوسفير بشكل رئيسي بدرجات الحرارة المنخفضة التي تحدث هناك ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالارتفاع: بينما كنت على ارتفاع أعلى ، تكون درجة الحرارة منخفضة. تكمن أهميتها في حقيقة أن هذه الطبقة تعمل كحامية للأرض قبل تفكك التكوينات الصخرية.

إن إتلاف التكوينات المختلفة في الطبقة الوسطى (مثل النيازك والجسيمات الأصغر) يسمح بدخول الغبار في الغلاف الجوي ، والذي يتدخل في تطوير نوى التكثيف للسحب القطبية المتوسطة أو السحب الخالية من الضوضاء ، والتي تحدث على ارتفاع أعلى من الغيوم العادية.

بالإضافة إلى توليد السحب القطبية الوسطى ، هناك أيضًا ظاهرة أشعة عفريت ، والتي لا يزال أصلها يعتبر لغزًا.

وبالمثل ، يتم إنتاج ما يسمى بنجوم الرماية في هذه الطبقة ، والتي ليست أكثر من ومضات من الضوء تنتجها النيازك أو التكوينات الصخرية التي تفككت بفضل قوة الاحتكاك.

يمثل الغلاف الجوي طبقة الغلاف الجوي التي لم يتم استكشافها ودراستها على الأقل ، نظرًا لارتفاعها الشديد ولا يسمح بمرور الطائرات مثل الطائرات أو البالونات ، وفي الوقت نفسه يكون منخفضًا جدًا بالنسبة للأقمار الصناعية الصناعية حتى المدار في هذا واحد

تمت ملاحظة القليل الذي تم اكتشافه من هذه الطبقة من الغلاف الجوي من خلال التنقيب والدراسة بواسطة الصواريخ ، ولكن يجب أن تكون ديمومة هذه الأجهزة محدودة للغاية.

ومع ذلك ، فمنذ عام 2017 ، عملت ناسا على جهاز يسمح بدراسة الطبقة الوسطى. يُعرف هذا الجهاز باسم Lidar الصوديوم ( الكشف عن الضوء والمدى).

ملامح

السمة الرئيسية للغلاف الأوسط هو أنها طبقة من أبرد الغلاف الجوي للأرض ، وتنخفض درجة الحرارة أكثر كلما زاد الارتفاع.

يمثل التبريد المفرط لهذه الطبقة بسبب انخفاض درجة الحرارة في الجزء العلوي - إلى جانب العوامل الأخرى التي تؤثر على طبقات الغلاف الجوي المختلفة - مؤشرا على تطور المناخ.

تمتد هذه الطبقة من حوالي 50 إلى 85 كيلومترًا ، ويبلغ سمكها التقريبي 35 كم ؛ ومع ذلك ، على الرغم من امتداده الواسع ، فإنه يمثل 0.1 ٪ فقط من الكتلة الكلية للغلاف الجوي.

في هذه الطبقة توجد رياح منطقتية تتميز بمكونها بين الشرق والغرب. يشير هذا العنصر إلى الاتجاه الذي يتبعونه. بالإضافة إلى ذلك ، المد والجزر في الغلاف الجوي وموجات الجاذبية موجودة أيضا.

الطبقة الوسطى هي أقل كثافة في طبقات الغلاف الجوي وسيكون من المستحيل التنفس فيها ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يكون الضغط منخفضًا جدًا ، لذلك في حالة عدم وجود بدلة فضائية ، تغلي سوائل الدم والجسم.

يُعتبر الغشاء الميسوسفيري غامضًا بسبب قلة الوصول إليه لدراسته ، وأيضًا بسبب حقيقة أن هناك ظواهر طبيعية مختلفة تحدث بشكل مذهل.

الظواهر الطبيعية التي تحدث في الميزوسفير

غيوم ليلية خفيفة

تحدث في الظهارة المتوسطة ظواهر طبيعية محددة للغاية. مثال على ذلك هي الغيوم الليلية ، وهي تلك التي تتميز بلونها الأزرق الكهربائي ويمكن رؤيتها من القطبين الشمالي والجنوبي.

يتم إنشاء هذه الغيوم عندما يضرب نيزك الغلاف الجوي ويطلق أثرًا من الغبار يلتصق به بخار الماء المتجمد في السحب.

تحدث الغيوم الليلي أو الغيوم المتوسطة القطبية أعلى بكثير من الغيوم العادية ، التي يبلغ ارتفاعها حوالي 80 كم ، بينما تُلاحظ الغيوم الشائعة على مستوى أقل بكثير ، في التروبوسفير.

نجوم الرماية

يتم إنتاج نجوم الرماية في الفضاء الخارجي ، والتي كانت دائما تحظى بتقدير كبير من قبل الناس.

يتم إنتاج هذه "النجوم" بفضل تفكك النيازك ، التي تنتج عن طريق الاحتكاك مع هواء الغلاف الجوي وتسبب لهم في إطلاق ومضات من الضوء.

العفريت رايز

ظاهرة أخرى تحدث في هذه الطبقة من الغلاف الجوي هي ما يسمى بأشعة قزم ، والتي لا يزال من الصعب فهم أصلها على الرغم من اكتشافها في أواخر القرن التاسع عشر وتعرضها تشارلز ويلسون في عام 1925.

يتم إنتاج هذه الأشعة ، التي عادة ما تكون حمراء اللون ، في المنطقة الوسطى ويمكن رؤيتها بعيدًا عن الغيوم. لم يُعرف بعد أسبابها ويمكن أن يصل قطرها إلى عشرات الكيلومترات.

MTI

عادة ما يحدث في منطقة الميسوسفير حدثًا يُعرف باسم MTI (اختصارات باللغة الإنجليزية تُترجم على أنها انعكاسات في درجة حرارة الميسوسفير) ، والتي تحل محل الخاصية الأساسية لهذه الطبقة (انخفاض درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع). في هذه الحالة ، على ارتفاع أعلى ، هناك ارتفاع في درجة الحرارة.

لفترة من الوقت افترض العلماء أن موجات الجاذبية كانت مسؤولة عن هذا الحدث ؛ ومع ذلك ، بعد الدراسات التي أجريت في مدينة أحمد آباد ، اكتُشف أن موجات الجاذبية ليست لها نفس النسبة.

لقد تقرر أن هذه الظاهرة ناتجة عن التفاعلات الكيميائية التي تطلق الحرارة بعد أن يضرب الإشعاع الشمسي عناصر الغلاف الجوي.

التركيب الكيميائي

يشبه التركيب الكيميائي للغازات في منطقة الميسوسفير كثيرا التركيبة الكيميائية للغازات التروبوسفيرية من حيث التناسب. في التروبوسفير ، يتكون الهواء في معظمه من النيتروجين (78٪) ، 21٪ أكسجين و 1٪ بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ؛ هذه الطبقة هي الأكثر كثافة في الغلاف الجوي.

على العكس ، فإن الطبقة الوسطى هي الطبقة الأقل كثافة وهواءها خفيف جدًا. الغازات الموجودة فيه ليست كثيفة للغاية ، لكنها تحتوي على تركيز عالٍ من الأوزون ومستوى أقل من بخار الماء.

نظرًا لأن معظم التكوينات الصخرية التي تؤثر على الغلاف الجوي تتفكك في هذه الطبقة ، تبقى بقايا هذه التكوينات في منطقة الميسوسفير ويتولد تركيز عالي نسبيًا من الحديد والذرات المعدنية الأخرى هناك.

درجة الحرارة

كما ذكرنا سابقًا ، فإن الطبقة الوسطى هي الطبقة ذات أدنى درجة حرارة. تنخفض درجة حرارته مع تقدمه في هذه الطبقة ؛ وهذا هو ، كلما كان أعلى ، كلما كان ذلك أكثر برودة. في الواقع ، يتم الوصول إلى أبرد نقطة في الإياس المتوسط ​​، وهي الطبقة العابرة بين الميسوسفير والغلاف الحراري.

في البلدان التي تقع إلى الشمال ، حيث تكون درجة الحرارة منخفضة عادة ، من الشائع جدًا مراقبة السحب الليلية. هذا لأنه في هذه المناطق تكون درجة حرارة الغلاف الجوي بشكل عام منخفضة ، ثم يعرض الغلاف المتوسط ​​درجات حرارة أكثر برودة.

يعود سبب انخفاض درجة الحرارة في هذه الطبقة إلى وجود عدد قليل جدًا من جزيئات الغاز التي يمكن أن تمتص أشعة الشمس وتسمح للدفء بالبقاء في الهواء. أدنى درجة حرارة وصلت في هذه الطبقة هي حوالي - 110 درجة مئوية.

وبالمثل ، فإن الانخفاض في درجة الحرارة يرجع إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون ، والذي له تأثير تبريد ؛ في ثاني أكسيد الكربون ، يكون ثاني أكسيد الكربون مسؤولاً عن التبريد ، على الرغم من أنه يشع أيضًا الحرارة في الفضاء.

الجزء الأقل برودة من الطبقة الوسطى هو الطبقة العابرة بينها وبين طبقة الستراتوسفير: الطبقة العليا. وذلك لأن الحرارة القليلة التي يمكن العثور عليها في الغلاف الأوسط تأتي من طبقة الستراتوسفير ، وبالتالي تنخفض درجة الحرارة وفقًا للارتفاع وأبرد نقطة هي النقطة التي تنتهي عندها هذه الطبقة.

وظائف

الحماية ضد النيازك

وتتمثل المهمة الرئيسية للغلاف الجليدي في أنه يحمي الأرض من التكوينات الصخرية (مثل النيازك) التي تغزو الغلاف الجوي. سيتم تفكيك أي نيزك يمر عبرها عن طريق القوة الاحتكاكية التي تحدث مع الهواء من هذه الطبقة قبل أن تخترق الطبقات المتبقية وتؤثر على الأرض.

إذا كان للنيازك المنحل حجم كبير إلى حد كبير ، بعد تفككه ، يمكن ملاحظة ومضات الضوء الناتجة عن هذا التفاعل. هذا هو ما يعرف باسم نجم الرماية.

إن التفكك في منطقة ميزوسفير النيازك الكبيرة والتكوينات الأصغر يولد أطنانًا من الغبار الجوي. هذا له تأثير على كيمياء الطبقة المذكورة ويساهم في تطوير نوى التكثيف في السحب القطبية المتوسطة.

حماية ضد الأشعة فوق البنفسجية

من ناحية أخرى ، فإن طبقة الميسوسفير تحمي أيضًا من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية. تجدر الإشارة إلى أن هذه الوظيفة تُعزى بدرجة أكبر إلى الستراتوسفير ، لأن هذه الطبقة تحميها بكثافة أكبر.

الفرامل الفضائية

يعمل الميسوسفير ككوابح هوائية للمركبة الفضائية التي عادت إلى الأرض.

تتولد الاضطرابات القوية في هذه الطبقة بفضل انخفاض كثافة الهواء مقارنةً بالطبقات المختلفة التي تشكل الغلاف الجوي للأرض.