บรรยากาศคืออะไรและทำไมจึงสำคัญ?

บนโลกของเราเราสามารถดำรงอยู่ได้ด้วยชั้นขององค์ประกอบต่างๆของก๊าซที่ล้อมรอบโลกทั้งหมด ชั้นนี้ยังคงอยู่บนโลกเนื่องจากแรงโน้มถ่วง มันเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของโลก และเป็นการยากที่จะระบุความหนาของมันอย่างแน่นอนเนื่องจากก๊าซที่ประกอบขึ้นมีความหนาแน่นน้อยลงตามความสูงจนกระทั่งหายไปจากพื้นผิวไม่กี่ร้อยกิโลเมตร

บรรยากาศช่วยเติมเต็มหน้าที่ต่างๆของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้และถ้าไม่ใช่เพราะมันเราก็ไม่สามารถมีชีวิตได้อย่างที่เรารู้จัก คุณอยากรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับบรรยากาศหรือไม่?

องค์ประกอบของบรรยากาศ

บรรยากาศประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซซึ่งส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ซึ่งทอดตัวจากพื้นดินสูงถึง 80-100 กิโลเมตร ในความเป็นจริงชั้นนี้มี 99,9% ของมวลรวมของบรรยากาศ

ท่ามกลางก๊าซที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศ ต้องเน้นไนโตรเจน (N2) ออกซิเจน (O2) อาร์กอน (Ar) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และไอน้ำ สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าความเข้มข้นของก๊าซเหล่านี้แตกต่างกันไปตามความสูงความแปรผันของไอน้ำจะมีการออกเสียงโดยเฉพาะซึ่งมีความเข้มข้นโดยเฉพาะในชั้นใกล้พื้นผิว

การปรากฏตัวของก๊าซที่ประกอบขึ้นเป็นอากาศเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลก ในแง่หนึ่ง O2 และ CO2 อนุญาตให้มีการทำงานที่สำคัญของสัตว์และพืชและอีกประการหนึ่งการปรากฏตัวของไอน้ำและ CO2 ทำให้อุณหภูมิบนโลกเพียงพอสำหรับการดำรงอยู่ของอายุการใช้งาน ไอน้ำและ CO2 รวมทั้งก๊าซอื่น ๆ ที่มีอยู่น้อยเช่นมีเทนหรือโอโซน เรียกว่าก๊าซเรือนกระจก. รังสีดวงอาทิตย์สามารถผ่านก๊าซเหล่านี้ได้โดยไม่ยาก แต่รังสีที่ปล่อยออกมาจากโลก (หลังจากให้ความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์) ถูกดูดซับบางส่วนโดยพวกมันโดยไม่สามารถหลุดออกไปในอวกาศได้ทั้งหมด ต้องขอบคุณการมีอยู่ของปรากฏการณ์เรือนกระจกนี้ทำให้เราอยู่ได้ด้วยอุณหภูมิที่คงที่ หากไม่ใช่เพราะมีก๊าซเหล่านี้ซึ่งกักเก็บความร้อนและสร้างผลกระทบนี้ อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกจะต่ำกว่า -15 องศา ลองนึกภาพที่อุณหภูมิเหล่านั้นเกือบตลอดทั้งปีสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างที่เรารู้ว่ามันคงเป็นไปไม่ได้

ในบรรยากาศความหนาแน่นองค์ประกอบและอุณหภูมิของอากาศแตกต่างกันไปตามความสูง

ชั้นบรรยากาศ

บรรยากาศแบ่งออกเป็นหลายชั้นตามองค์ประกอบความหนาแน่นและอุณหภูมิ นี่คือสรุปสั้น ๆ ของ ชั้นบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์: เป็นชั้นที่ต่ำที่สุดซึ่งสิ่งมีชีวิตและปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาส่วนใหญ่พัฒนาขึ้น ขยายไปถึงระดับความสูงประมาณ 10 กม. ที่เสาและ 18 กม. ที่เส้นศูนย์สูตร ในโทรโพสเฟียร์อุณหภูมิจะลดลงเรื่อย ๆ ตามความสูงจนกระทั่งถึง-70º C ขีด จำกัด บนของมันคือโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์: ในชั้นนี้อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นจนถึงประมาณ-10ºCที่ระดับความสูง 50 กม. ในชั้นนี้เป็นที่ที่มีความเข้มข้นสูงสุดของโอโซน "ชั้นโอโซน" ซึ่งเป็นก๊าซที่ดูดซับส่วนหนึ่งของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรดจากดวงอาทิตย์ทำให้มีสภาวะที่เหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลก ชั้นบนสุดของชั้นนี้เรียกว่าสตราโต

มีโซสเฟียร์: ในนั้นอุณหภูมิจะลดลงอีกครั้งโดยมีความสูงถึง -140 ºC ถึงระดับความสูง 80 กม. ในตอนท้ายของช่วงหมดประจำเดือน

เทอร์โมสเฟียร์: เป็นชั้นสุดท้ายซึ่งขยายความสูงได้หลายร้อยกิโลเมตรโดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึง 1000 ºC ที่นี่ก๊าซมีความหนาแน่นต่ำมากและแตกตัวเป็นไอออน

ทำไมบรรยากาศจึงสำคัญ?

บรรยากาศของเรามีความสำคัญหลายประการ มากกว่าที่สำคัญ เราควรจะบอกว่ามันจำเป็น ต้องขอบคุณบรรยากาศทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถพัฒนาบนโลกของเราได้เนื่องจากมันดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ในชั้นโอโซน ในกรณีที่ดาวตกเข้าสู่วงโคจรพร้อมโลกและกำลังจะพุ่งชนเราชั้นบรรยากาศ มีหน้าที่ในการสลายตัวเป็นฝุ่นเนื่องจากแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับอากาศ. ในกรณีที่ไม่มีบรรยากาศความเร็วในการชนกันของวัตถุเหล่านี้จะเป็นผลรวมของความเร็วเฉื่อยในอวกาศ (วัดจากโลกของเรา) บวกกับความเร่งที่เกิดจากความโน้มถ่วงของโลกดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องมี

ควรกล่าวถึงความจริงที่ว่าชั้นบรรยากาศของโลกด้วย ไม่ได้มีองค์ประกอบเดียวกันเสมอไป. เป็นเวลาหลายล้านปีแล้วที่องค์ประกอบของบรรยากาศได้เปลี่ยนไปและก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตประเภทอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นเมื่อบรรยากาศแทบไม่มีออกซิเจนเลยก็ว่าได้ ก๊าซมีเทนที่ควบคุมสภาพอากาศ และชีวิตที่มีชัยเป็นของเมธาโนเจน หลังจากการปรากฏตัวของไซยาโนแบคทีเรียปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นและทำให้สิ่งมีชีวิตในรูปแบบต่างๆเป็นไปได้เช่นพืชสัตว์และมนุษย์

หน้าที่ที่สำคัญอีกประการหนึ่งของบรรยากาศคือสนามแม่เหล็ก นี่คือพื้นที่ของชั้นบรรยากาศที่พบในบริเวณรอบนอกของโลกนั่นเอง ปกป้องเราด้วยการเบี่ยงเบนลมสุริยะที่เต็มไปด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า. ต้องขอบคุณสนามแม่เหล็กของโลกที่ทำให้เราไม่ถูกพายุสุริยะกินเข้าไป

บรรยากาศมีความเกี่ยวข้องอย่างมากใน การพัฒนาวงจรชีวเคมี องค์ประกอบของบรรยากาศในปัจจุบันเกิดจากการสังเคราะห์แสงโดยพืช นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งที่ควบคุมสภาพอากาศและสภาพแวดล้อมที่มนุษย์อาศัยอยู่ (ในโทรโพสเฟียร์) ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาเช่นฝน (ซึ่งเราได้รับน้ำ) และมีความเข้มข้นของไนโตรเจนคาร์บอนและออกซิเจนที่จำเป็น

การกระทำของมนุษย์ต่อบรรยากาศ

แต่น่าเสียดายที่ มนุษย์กำลังก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของบรรยากาศ เนื่องจากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก๊าซมีเทนและไนโตรเจนออกไซด์ที่ก่อให้เกิดฝนกรดจะเพิ่มขึ้น

การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้กำลังก่อให้เกิด ภาวะโลกร้อน. อุณหภูมิเฉลี่ยในทุกส่วนของโลกเพิ่มสูงขึ้นทำให้สมดุลของระบบนิเวศทั้งหมดไม่มั่นคง สิ่งนี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากการปรับเปลี่ยนรูปแบบสภาพอากาศ ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะเพิ่มความถี่และความรุนแรงของเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงเช่นพายุเฮอริเคนทอร์นาโดน้ำท่วมภัยแล้งเป็นต้น วัฏจักรของปรากฏการณ์เช่น El Niñoและ La Niñaก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นกันสิ่งมีชีวิตหลายชนิดกำลังเคลื่อนที่หรือตายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยน้ำแข็งของขั้วโลกกำลังละลายเมื่อระดับน้ำทะเลสูงขึ้นเป็นต้น

อย่างที่เห็น, บรรยากาศมีบทบาทพื้นฐานในชีวิตของโลกของเรานี่คือเหตุผลที่เราต้องต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและดูแลให้ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกคงที่เหมือนในอดีตก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม