บรรยากาศของโลก น่าทึ่งมากๆ

โลกของเราเป็นธรรมชาติที่น่าทึ่งมากๆ เพราะมีชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกอยู่ล้อมรอบ ประกอบไปด้วยก๊าสต่างๆหลายชนิด ซึ่งสาระความรู้ที่เราจะมานำเสนอในวันนี้ประกอบไปด้วยหัวข้อ “องค์ประกอบบรรยากาศของโลก” , “ความสำคัญของชั้นบรรยากาศ” และ “การแบ่งชั้นบรรยากาศ” รวมถึงเกล็ดสาระความรู้เล็กๆน้อยๆอีกากมายในบทความนี้

*รู้หรือไม่ ชั้นบรรยากาศของโลกมีขอบเขตนับจากระดับน้ำทะเลสูงขึ้นไปประมาณ 1000 กิโลเมตร ที่บริเวณใกล้ระดับน้ำทะเลอากาศจะมีความหนาแน่นมากและความหนาแน่นของอากาศจะลดลงเมื่อสูงขึ้นไปจากระดับน้ำทะเล

ความสำคัญของชั้นบรรยากาศของโลก

1. ในอากาศมีออกซิเจนซึ่งจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตที่ใช้ในกระบวนการหายใจ
2. ชั้นบรรยากาศช่วยปรับอุณหภูมิบนพื้นผิวโลกให้เหมาะสมต่อการดำรงชีวิต เพื่อให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้
3. ชั้นบรรยากาศสามารถป้องกันรังสีและอนุภาคที่เป็นอันตรายจากนอกโลกได้

บรรยากาศของโลกมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน

คือ แก๊สต่างๆ ,ไอน้ำ และอนุภาคที่อยู่ในอากาศ

1. แก๊ส อากาศจัดเป็นแก๊ส ซึ่งแก๊สต่าง ๆ ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของบรรยากาศ เป็นสารละลายหรือสารเนื้อเดียว มีตัวทำละลายคือ แก๊สไนโตรเจนปริมาณร้อยละ 78.08 โดยปริมาตร ส่วนตัวทำละลายคือ แก๊สออกซิเจนปริมาณร้อยละ 20.95, แก๊สอาร์กอนปริมาณร้อยละ 0.93, แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณร้อยละ 0.03 และแก๊สอื่น ๆ ปริมาณร้อยละ 0.01 โดยปริมาตร

2. ไอน้ำ เกิดจากการระเหยของน้ำจากแหล่งต่าง ๆ การระเหยของน้ำจะมีปริมาณขึ้นอยู่กับ อุณภูมิ พื้นที่ผิวหน้าและปริมาณไอน้ำในอากาศ

3. อนุภาค เกิดจากอนุภาคที่เป็นของแข็ง ซึ่งอนุภาคในอากาศอาจแยกได้จากอนุภาคที่เกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดโดยตรงและแพร่กระจายสู่บรรยากาศ

องค์ประกอบอากาศ

1. ไนโตรเจน (N₂) ปริมาณของไนโตรเจนในอากาศมี 78.08%มีคุณสมบัติไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่น แต่เมื่ออะตอมเดี่ยวของมันแยกออกมา รวมเข้าเป็นองค์ประกอบของสารอื่น เช่น สารไนเตรท จะมีบทบาทสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต
2. ออกซิเจน (O₂) ปริมาณของออกซิเจนในอากาศมี 20.95%เป็นผลผลิตจากการสังเคราะห์แสงของพืช สาหร่าย แพลงตอน และสิ่งมีชีวิต มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยากับสารอื่น และช่วยให้ไฟติด ถ้าปริมาณของออกซิเจนในอากาศมี 35% โลกทั้งดวงจะลุกไหม้ติดไฟ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตบนโลกจึงวิวัฒนาการให้มีสัตว์ ซึ่งใช้ออกซิเจนในการเผาผลาญธาตุอาหาร และคายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา
3. อาร์กอน (Ar) ปริมาณของอาร์กอนในอากาศมี 0.97%เป็นก๊าซเฉื่อยไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุอื่น เกิดขึ้นจากการสลายตัว (ซากกัมมันตภาพรังสี) ของธาตุโปแตสเซียมภายในโลก
4. คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) มีอยู่ในบรรยากาศเพียง 0.03% แต่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกมีคุณสมบัติในการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดซึ่งแผ่ออกจากโลก ทำให้โลกอบอุ่น อุณหภูมิของกลางวันและกลางคืนไม่แตกต่างจนเกินไป นอกจากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ยังเป็นแหล่งอาหารของพืช
5. แก็สอื่น ในอากาศมีปริมาณเพียง 0.01%

หากถามว่าชั้นบรรยากาศของเรามีแก๊สหลากหลายชนิดขนาดนี้แล้วชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นนั้นมีแก๊สเหมือนกันอยู่เลยไหม ตอบเลยว่าไม่เหมือนกัน เพราะแก๊สแต่ละชนิดนั้นคุณสมบัติ ความหนาแน่น มวล แตกต่างกันไป จึงทำให้ในชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นนั้นจะประกอบด้วยแก๊สที่แต่กต่างกันไป ชั้นบรรยากาศแบ่งออกเป็นกี่ชั้น เรามาดูการแบ่งชั้นบรรยากาศกันเลยครับ

การแบ่งชั้นบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกเรา นักวิทยาศาสตร์นั้นแบ่งออกเป็นชั้นต่างๆได้ถึง 5 ชั้น ดังต่อไปนี้

1. โทรโพสเฟียร์ (troposphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินขึ้นไปประมาณ 15 กม. อุณหภูมิจะค่อยๆลดลงตามระดับความสูง และเป็นชั้นที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศด้วย. มีปรากฏการณ์ที่สำคัญ คือ ลม เมฆ พายุ หิมะ

2. สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) เป็นชั้นที่มีเสถียรภาพที่สุด มีความสูงตั้งแต่ 15-50 กม. อุณหภูมิในระดับล่างของชั้นนี้จะคงที่จนถึงระดับความสูง 20 กม. จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆสูงขึ้น ชั้นนี้เป็นชั้นที่เครื่องบินจะบินเพราะไม่มีความแปรปรวนของสภาพอากาศและเครื่องบินทั้งหมดที่บินในชั้นจะนี้จะเป็นเครื่องบินไอพ่น บรรยากาศมีก๊าซโอโซนอยู่มากซึ่งจะช่วยสกัดแสงอัลตร้าไวโอเรต (UV) จาก ดวงอาทิตย์ไม่ให้มาถึงพื้นโลกมากเกินไป

3. มีโซสเฟียร์ (mesosphere) เป็นช่วงบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินในช่วง 50-80 กม.อุณหภูมิลดลงตามระดับความสูง อาจรวมเรียกบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ สตราโทสเฟียร์ และมีโซสเฟียร์ว่า โฮโมสเฟียร์ (homosphere)

4. เทอร์โมสเฟียร์(Thermosphere) ตั้งแต่ 80-500 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงแรกแล้วอัตราการสูงขึ้นจะลดลง อุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 227-1727 องศา มีอากาศเบาบางมาก และมีแก็สต่างๆซึ่งอยู่ในลักษณะที่เป็นอนุภาคประจุไฟฟ้าเรียกว่า ไอออน สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุบางชนิดได้ อาจเรียกบรรยากาศในชั้นนี้ว่า ไอโอโนสเฟียร์ (ionosphere)

5. เอกโซสเฟียร์ (exosphere)เริ่มตั้งแต่ 500 กม.จากผิวโลกขึ้นไป บรรยากาศชั้นนี้เจือจางมากจนไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศ องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียม ไม่มีรอยต่อที่ชัดเจนระหว่างบรรยากาศกับอวกาศ มีอุณหภูมิประมาณ 726 องศาเซลเซียส ถึงแม้อุณหภูมิจะสูง แต่ก็ไม่ได้ร้อนจนเกินไป

*ขอบคุณข้อมูลจากวิกิพีเดีย