เล่มที่ 2
บรรยากาศ
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
| สมดุลความร้อนของโลกและบรรยากาศ จากการศึกษาภูมิอากาศของโลก และจากการศึกษาประวัติของธรณีวิทยาเป็นล้านๆ ปี เราจะพบว่า ภูมิอากาศของโลกได้เคยเย็นลง จนเกิดเป็นยุคน้ำแข็ง (ice age) และอุ่นขึ้นเป็นครั้งคราว การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของโลกในระยะยาวๆ เช่นนั้น อาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่มาจากดวงอาทิตย์ หรือเพราะรังสีที่แผ่ออกไปจากโลก ซึ่งก็ยังไม่มีทฤษฎีที่จะอธิบายให้แน่นอนลงไปได้ อย่างไรก็ดี ถ้าเราพิจารณาถึงอุณหภูมิของโลกในระยะเพียง ๑๐๐ ถึง ๑,๐๐๐ ปี จะเห็นว่าอุณหภูมิของโลกค่อนข้างจะคงที่ ทั้งนี้แสดงว่ารังสีที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ และรังสีที่โลกส่งออกไปยังนอกโลก (อวกาศ) นั้นสมดุลกัน คือ โลกรับรังสีไว้เท่าใดก็ส่งคลื่นกับออกไปอวกาศเท่านั้น เพราะเหตุนี้โลกจึงไม่ร้อนขึ้น หรือเย็นลง เพราะถ้าหากว่า โลกรับรังสีไว้มากกว่าส่งออกไป นานๆ เข้าโลกจะต้องร้อนขึ้นแน่นอน โทรโพสเฟียร์ บรรยากาศของโลกถูกแบ่งออกเป็นหลายชั้น แต่ละชั้นก็มีคุณสมบัติพิเศษแตกต่างกัน ชั้นของบรรยากาศที่ติดอยู่กับพื้นโลกเรียกว่า "ชั้นโทรโพสเฟียร์" (troposphere) ในชั้นนี้เป็นชั้นซึ่งมีปรากฏการณ์ของกาลอากาศเกิดขึ้น เช่น ฝน เมฆ พายุต่างๆ อุณหภูมิของบรรยากาศในชั้นนี้ลดลงตามความสูงที่เพิ่มขึ้น โดยเฉลี่ยอุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์จะลดลงประมาณ ๖.๕ องศาเซลเซียสต่อ ๑ กิโลเมตร การลดลงของอุณหภูมิกับความสูงนี้ เรียกว่า "อัตราการเปลี่ยนของอุณหภูมิตามความสูง" (temeperature lapse rate) เขตของโทรโฟสเฟียร์ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรสูงประมาณ ๑๖ ถึง ๑๗ กิโลเมตร และที่บริเวณขั้วโลกประมาณ ๘ ถึง ๑๐ กิโลเมตร สุดเขตของโทรโฟสเฟียร์ เรียกว่า "โทรโพพอส" (tropopause) ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรอุณหภูมิที่โทรโพพอสเย็นราวๆ -๘๐ องศาเซลเซียล และในบริเวณขั้วโลกอุณหภูมิที่โทรโพพอสเย็นราวๆ -๕๕ องศาเซลเซียล สตราโทรเฟียร์ บริเวณที่สูงจากโทรโพพอสขึ้นไปมีชื่อว่า ชั้นสตราโทสเฟียร์ (stratosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิไม่ลดลงตามความสูง ในชั้นสตราโทสเฟียร์บรรยากาศค่อนข้างเรียบ และไม่ค่อยมีความปั่นป่วนมาก สุดเขตของสตราโทสเฟียร์เรียกว่า "สตราโทพอส" (stratopause) สูงราวๆ ๕๕ กิโลเมตรจากพื้นดิน และเป็นระดับซึ่งเริ่มมีก๊าซโอโซนในบรรยากาศ ก๊าซโอโซนสามารถดูดรังสีอัลตราไวโอเลตไว้ได้มาก จึงทำให้รังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านมายังพื้นโลกไม่เป็นอันตรายต่อพืช และมนุษย์ ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว เมโซสเฟียร์ เมื่อเราขึ้นไปสูงกว่าสตราโทรพอส อุณหภูมิของบรรยากาศจะลดลงตามความสูง และบริเวณนี้มีชื่อเรียกว่า "เมโซสเฟียร์" ยอดของบริเวณนี้ เรียกว่า "เมโซพอส" (mesopause) ซึ่งอยู่สูงจากพื้นดินประมาณ ๗๐ ถึง ๘๐ กิโลเมตร อุณหภูมิที่เมโซพอสเย็นราวๆ -๑๔๐ องศาเซลเซียล เทอร์มอสเฟียร์ สูงขึ้นไปจากระดับเมโซพอส อุณหภูมิของบรรยากาศจะร้อนขึ้นรวดเร็วตามความสูง บรรยากาศในบริเวณนี้มีชื่อว่า "เทอร์มอสเฟียร์" (thermosphere) ความร้อนในบริเวณนี้เกิดจากปรมาณูออกซิเจนซึ่งดูดรับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ก๊าซในบรรยากาศนี้เริ่มมีการแตกแยกเป็นอิเล็กตรอน และไอออน (ion) ขึ้น ไอออนคือ อนุภาคอิสระซึ่งมีประจุไฟฟ้าบวก หรือลบ ฉะนั้นบางทีเราเรียกบริเวณเทอร์มอสเฟียร์ว่า "ไอโอโนสเฟียร์" (ionoshere) ชั้นไอโอโนสเฟียร์ ยังแบ่งออกไปอีกคือ
จากระดับสูงกว่า ๘๐๐ กิโลเมตรขึ้นไป เราเรียกว่า ชั้นเอกโซเฟียร์ (exophere) ซึ่ง "แนวรังสีแวนแอลเลน" (Van Allen radiation belts) ก็รวมอยู่ในชั้นนี้ด้วย บรรยากาศในชั้นนี้มีปรมาณู หรืออณูของก๊าซอยู่แยกกัน และไม่ค่อยจะมีการปะทะกัน เราควรทราบด้วยว่า ความกดของอากาศ และความแน่นของอากาศนั้นลดลงตามระดับความสูง ภายใต้ระดับ ๕๐ กิโลเมตร น้ำหนักของบรรยากาศมีปริมาณร้อยละ ๙๙.๙ ของบรรยากาศทั้งหมดของโลก ฉะนั้น ระยะที่สูงจากระดับ ๕๐ กิโลเมตรขึ้นไป จะมีน้ำหนักของบรรยากาศเหลือเพียงร้อยละ ๐.๑ เท่านั้น |
 กราฟแสดงความสัมพันธ์ของชั้นต่างๆ ของบรรยากาศ อุณหภูมิ และปรากฏการณ์บางอย่างตามระดับต่างๆ |
| น้ำหนักของบรรยากาศทั้งโลกมีประมาณ ๕.๗ x ๑๐๑๕ ตัน และความแน่นของบรรยากาศที่ผิวพื้นโลกมีประมาณ ๐.๐๐๑๒ กรัม ต่อ ๑ ลูกบาศก์เซนติเมตร หรือประมาณ ๑/๑,๐๐๐ ของความหนาแน่นของน้ำ |
หัวข้อก่อนหน้า
