الغلاف الجوي طبقة منالغازات التي قد تحيط بجسم مادي ذي كتلة كافية،[1] من خلالجاذبية الجسم. ويتم الاحتفاظ بها لمدة أطول إذا كانت الجاذبية عالية، ودرجة الحرارة للغلاف الجوي منخفضة. بعضالكواكب تتكون أساسا من غازات مختلفة، ولكن فقط الطبقة الخارجية منها تعتبر غلافها الجوي وحاميها.
-الغلاف الجوي النجمي مصطلح يصف المنطقة الخارجية للنجم، وعادة ما يتضمن الجزء بدءا منالفوتوسفير نحو الخارج، نسبيا النجوم ذات درجة الحرارة المنخفضة قد تشكل جزيئات مركبة في غلافها الجوي الخارجي.
الغلاف الجوي للأرض، والذي يحتوي علىالأوكسجين الذي تستخدمه معظمالكائنات الحية للتنفس،وثاني أكسيد الكربون الذي تستخدمه النباتات والطحالبوالبكتيريا الزرقاء لعمليةالتمثيل الضوئي، يحمي أيضا الكائنات الحية من الضرر الجيني الذي قد ينجم عن أشعة الشمسفوق البنفسجية، تركيبته الحالية هي نتاج بلايين السنين من التعديلات البيوكيميائية للغلاف الجوي القديم بواسطة الكائنات الحية.
الضغط الجوي هو القوة العموديةفي وحدة المساحة الواقعة على سطح ما والناجمة عن الغازات المحيطة به. ويحدد من خلال قوة الجاذبية للكوكب بالإضافة إلى الكتلة الكلية لعمود الهواء فوق الموقع. وحدات الضغط الجوي المتعارف عليها دوليا:ضغط جوي (atm) الذي يعرف بأنه 101,325باسكال (أو 1.013.250داين لكل سنتيمتر مربع).
ضغطالغاز في الغلاف الجوي يتناقص مع الارتفاع نتيجة لتناقص كتلة من الغاز فوق كل موقع. الارتفاع الذي يتناقص عنده ضغط الغلاف الجوي بمعامل - هـ - (العدد النيبيري وقيمته 2.71828) يسمى الارتفاع المقياسي. عندما تكون درجة حرارة الجو منتظمة فإن الارتفاع المقياسي يتناسب طرديا مع درجة الحرارة وعكسيا مع الكتلة الجزيئية لجزيئات الهواء الجاف مضروبة في تسارع الجاذبية للكوكب. لمثل هذا النموذج من الغلاف الجوي، ينخفض الضغط بشكل كبير مع زيادة الارتفاع. لكن الغلاف الجوي غير منتظم في درجة الحرارة، لذلك فإن التحديد الدقيق للضغط الجوي عند أي ارتفاع معين هو أكثر تعقيدا.
جاذبية السطح هي القوة التي تمسك الغلاف الجوي.تختلف هذ القوة إلى حد كبير بين الكواكب. على سبيل المثال، قوة الجاذبية الهائلة على كوكبالمشتري العملاق قادرة على الاحتفاظ بالغازات الخفيفة مثلالهيدروجينوالهيليوم التي تهرب من كواكب الأقل جاذبية. ثانيا، المسافة بين الكوكب والشمس تحدد الطاقة المتاحة لتسخين غازات الغلاف الجوي إلى النقطة التي تتجاوز عندهاالحركة الحرارية للجزيئات سرعة الهروب للكوكب، وهي السرعة التي تتغلب عندها جزيئات الغاز على قوة الجاذبية للكوكب. وبالتالي، فإنقمر تيتان البعيد والبارد،وتريتونوبلوتو قادرين على الاحتفاظ بغلافهم الجوي على الرغم من قوة جاذبيتهم المنخفضة نسبيا. نظريا، يمكن للكوكب النجمي أيضا الاحتفاظ بغلاف جوي سميك.
بما أن الغاز عند أي درجة حرارة معينة تتحرك جزيئاته على نطاق واسع من السرعة، سيكون هناك تقريبا دائما بعض التسرب البطيء للغاز في الفضاء. الجزيئات الاخف تتحرك بسرعة أكبر من تلك الأثقل وتملك نفسالطاقة الحركية الحرارية، ولذلك فإن الغازات ذاتالكتلة الجزيئية الأقل تفقد بسرعة أكبر من تلك التي تملك كتلة جزيئية عالي. يعتقد أن كوكب الزهرة والمريخ قد يكونا فقدا الكثير من الماء على حد سواء، بعد انحلاله ضوئيا إلى الهيدروجين والاوكسجين منأشعة الشمسفوق البنفسجية، هرب الهيدروجين.المجال المغناطيسي للأرض يساعد على منع هذا، ولكن، عادة الرياح الشمسية من شأنها ان تعزز كثيرا هروب الهيدروجين. ومع ذلك، على مدى ثلاثة مليارات سنة مضت فقدت الأرض غازات من خلال المناطق القطبية المغناطيسية بسببالنشاط الشفقي، بما في ذلك 2 ٪ من صافي الأوكسجين في الجو.[2]
الآليات الأخرى التي يمكن أن تسبب استنزافاً للغلاف الجوي هي:
غازاتالغلاف الجوي للأرض تبعثر الضوء الأزرق أكثر من غيرها من الموجات، وتمنح الأرض هالة زرقاء عند رؤيتها من الفضاء.
بنية الغلاف الجوي الأولية عموما مرتبطة بالتركيب الكيميائي ودرجة الحرارةللسديم الشمسي المحلي أثناء تشكيل الكواكب والهروب المتتابع للغازات الداخلية. الأغلفة الجوية الأصلية خضعت لتطور كبير على مر الزمن، والخصائص المتباينة لكل كوكب أسفرت عن نتائج مختلفة جدا.
تكوين الغلاف الجوي على الأرض محكوم إلى حد كبير بالمنتجات اللازمة لتدوم الحياة. يحتويالغلاف الجوي للأرض تقريبا (بالمحتوى المولي / حجم) 78.08 ٪ من النيتروجين و 20.95 ٪ من الأكسجين، وكمية متغيرة (في المتوسط حوالي 0.247 ٪، المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي) بخار الماء، و 0.93 ٪ الآرجون، 0.038 ٪ من ثاني أكسيد الكربون، وآثار من الهيدروجين والهليوم، وغيرها من الغازات الأخرى النبيلة (والملوثات المتطايرة).
انخفاض درجات الحرارة وارتفاع الجاذبية للغازات للكواكب الضخمة -مثلالمشتريوزحلواورانوسونبتون- يسمح لها بالاحتفاظ بالغازات ذاتالكتلة الجزيئية المنخفضة بسهولة أكبر. إن هذه الكواكب تملك غلاف جوي من الهيدروجين والهيليوم، مع كميات ضئيلة من مركبات أكثر تعقيدا.
يمتلك قمران للكواكب الخارجية غلاف جوي جدير بالاهتمام وهما:
وحيث يتكون الغلاف الجوي لهما أساسا منالنيتروجين.بلوتو، في الجزء الأقرب من مداره، يملك غلاف جوي من النتروجين والميثان مماثل للغلاف الجوي الخاص بتريتون، ولكن هذه الغازات تكون مجمدة عندما تبعد عن الشمس.
الأجسام الأخرى داخل النظام الشمسي تملك أغلفة جوية رقيقة للغاية وليست في التوازن. وتشمل هذه القمر (غازالصوديوم)،وعطارد (غازالصوديوم)، ويوروبا (الأوكسجين)، ايو (الكبريت)، وإنسيلادوس (بخار الماء).
كوكبأوزيريس هو كوكب غازي عملاق لديه مدار قريب من نجم في مجموعةبيجاسوس النجميةالفرس الأعظم (كوكبة). يسخن الغلاف الجوي لدرجات حرارة أكثر من 1,000 كلفن ويستمر في الهروب إلى الفضاء. الهيدروجين، الأكسجين، الكربون، والكبريت تم اكتشافها في الغلاف الجوي المضخم للكوكب.
يتكون الغلاف الجوي للأرض، من الأرض إلى طبقةالتروبوسفير (التي تشمل طبقة حدود الكوكب أو peplosphere كطبقة أدنى)،الستراتوسفير،ميزوسفير،ثيروموسفير (التي تحتوي على طبقةالايونسفيروإكزوسفير)، وكذلكالغلاف المغناطيسي. كل طبقة من الطبقات لديها اختلاف في معدل الفاصل، والذي يعرف بأنه معدل التغير في درجة الحرارة مع الارتفاع.
ثلاثة أرباع الغلاف الجوي تقع داخل التروبوسفير، وعمق هذه الطبقة يتراوح ما بين 17 كم عند خط الاستواء و 7 كم عند القطبين.طبقة الأوزون، والتي تمتص الطاقةفوق البنفسجية من الشمس، تقع في المقام الأول في طبقة الستراتوسفير، بارتفاع من 15 إلى 35 كيلومترا. خط كرمان، الذي يقع داخل الغلاف الحراري على ارتفاع 100 كم، يستخدم عادة لتحديد الحدود بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء الخارجي. ومع ذلك، يمكن أن تمتد طبقة الإكزوسفير من 500 إلى 10,000 كيلومترا فوق السطح، حيث يتفاعل مع المجال المغنطيسي للكوكب.
دوران الغلاف الجوي يحدث بسبب الاختلافات الحرارية عندما يصبح الحمل الحراري أكثر كفاءة من الإشعاع الحراري في نقل الحرارة. على الكواكب التي يعتبر الإشعاع الشمسي هو المصدر الرئيسي للحرارة، الحرارة الزائدة في المناطق المدارية يتم نقلها إلى مناطق خطوط العرض العليا. عندما يولّد كوكب كمية كبيرة من الحرارة في الداخل، مثلما هو الحال بالنسبة لكوكبالمشتري، الحمل الحراري في الغلاف الجوي يمكن أن ينقل الطاقة الحرارية من الداخل المرتفع الحرارة إلى السطح.
من وجهة نظر جيولوجيي الكواكب، الغلاف الجوي هو عامل أساسي لتطور مورفولوجية الكوكب. الرياح تنقل الغبار والجزيئات الأخرى التي تؤدي إلى تآكل التضاريس وتترك الرواسب (عمليات eolian). الصقيع والأمطار، والتي تعتمد على التكوين، تؤثر أيضا في التضاريس. التغيرات المناخية يمكن أن تؤثر على التاريخ الجيولوجي للكوكب. وبالمقابل، دراسة سطح الأرض يؤدي إلى فهم الغلاف الجوي والمناخ على كوكب الأرض -وضعها الحالي وماضيها على حد سواء.
