ชั้นบรรยากาศ
ชั้นบรรยากาศ คือ ชั้นของอากาศที่ล้อมรอบโลกและด้วยแรงดึงดูดของโลกทำให้ชั้นบรรยากาศคงสภาพ อยู่ได้ ชั้นบรรยากาศ
มีความหนารวมแล้วประมาณ 500 กิโลเมตรจากพื้นโลก อากาศในชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นจะแตกต่างกัน แต่ในทุก ๆ ชั้นล้วนเป็นส่วนสำคัญ
ของทรัพยากรทางธรรมชาติทั้งสิ้น
ชั้นของบรรยากาศแบ่งโดยใช้อุณหภูมิเป็นเกณฑ์ แบ่งได้ 4 ชั้น ดังนี้
1 . โทรโพสเฟียร์ ( Troposhere) อยู่ระหว่าง 0- 10 กิโลเมตร เป็นบรรยากาศชั้นล่างสุดที่เราอาศัยอยู่ มีระดับความสูงจากผิวโลกขึ้น
ไปไม่เกิน 15 กิโลเมตร ร้อยละ 80 ของมวลอากาศทั้งหมดอยู่ในบรรยากาศชั้นนี้ แหล่งกำเนิดความร้อนของโทรโพสเฟียร์คือ พื้นผิวโลกซึ่ง
ดูดกลืนรังสีคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์ และแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา ดังนั้นยิ่งสูงขึ้นไปอุณหภูมิจะลดต่ำลงในอัตรา 6.5 องศาเซลเซียส
ต่อ 1 กิโลเมตร จนกระทั่งระยะสูงประมาณ 12 กิโลเมตร อุณหภูมิจะคงที่ประมาณ – 60 องศาเซลเซียสที่รอยต่อชั้นบนซึ่งเรียกว่า โทรโพพอส
( Tropopause)
ชั้นโทรโพสเฟียร์มีไอน้ำอยู่จำนวนมาก ส่งผลต่อความแปรปรวนของอากาศ จึงทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางลมฟ้า อากาศ ต่างๆ
เช่น เมฆ พายุฝนฟ้าคะนอง เป็นต้น บรรยากาศชั้นนี้มักปรากฏสภาพอากาศรุนแรง เนื่องจากมีมวลอากาศอยู่หนาแน่น และการดูดคายความร้อนแฝง อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนสถานะของน้ำในอากาศ รวมทั้งอิทธิพลทางภูมิศาสตร์ของพื้นผิวโลก อากาศในชั้นในสุดของบรรยากาศประกอบด้วย
แก๊สออกซิเจน ร้อยละ 20.94 ไนโตรเจน ร้อยละ 78.08 นอกจากนั้นอีกประมาณร้อยละ 1 ประกอบด้วยแก๊สอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ นีออน ฮีเลียม ละอองน้ำและฝุ่นละอองต่างๆ แก๊สเหล่านี้จะมีปริมาณมากที่สุดในบรรยากาศเหนือโลกประมาณ 9- 16 กิโลเมตร ค่าเฉลี่ยนของอุณหภูมิ
องบรรยากาศชั้นนี้อยู่ที่ประมาณ 10- 40 องศาเซลเซียส ส่วนความดันของบรรยากาศจะมีค่าอยู่ระหว่าง 100-900 มิลลิบาร์ โดยที่ระดับความสูง
ที่เพิ่มขึ้นความดันบรรยากาศจะลดลง
2. สตราโตสเฟียร์ ( Stratoshere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูงประมาณ 50 กิโลเมตร
เป็นชั้นที่ไม่มีเมฆ หมอก ไอน้ำและฝุ่นละออง มักใช้ในการเดินทางทางอากาศ โดยอุณหภูมิจะคงที่ จนถึงความสูง 50 กิโลเมตร และจะเพิ่มขึ้น
อย่างรวดเร็วในอัตรา 0.5 องศาเซลเซียส ต่อ 1 กิโลเมตร มวลอากาศในชั้นจะเบาบางลงกว่าชั้นแรก มีเพียงร้อยละ 19.9 ของมวลอากาศทั้งหมด
เหนือระดับโทรโพพอสขึ้นไป อุณหภูมิยิ่งสูงขึ้นในอัตรา 2 องศาเซลเซียสต่อ 1 กิโลเมตร เนื่องจากโอโซนที่ระยะความสูง 48 กิโลเมตร
ดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ได้ร้อยละ 95 บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์มีความสงบมากกว่าชั้นโทรโพสเฟียร์ เครื่องบินไอพ่น
จึงนิยมบินในตอนล่างของบรรยากาศชั้นนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงสภาพอากาศที่รุนแรงในชั้นโทรโพสเฟียร์
3. มีโซสเฟียร์ ( Mesosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นสตราโตสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร
โดยอุณหภูมิจะลดลงตามความสูง เหนือสตราโตรสเฟียรส์ขึ้นไป อุณหภูมิลดต่ำลงอีกครั้ง จนถึง – 100 – 138 องศาเซลเซียส ที่ระยะสูง
80 กิโลเมตร ทั้งนี้เนื่องจากห่างจากแหล่งความร้อนในชั้นโอโซนออกไป มวลอากาศในชั้นนี้มีไม่ถึงร้อยละ 0.1 ของมวลอากาศทั้งหมด
ความดันในบรรยากาศชั้นนี้จะค่อนข้างคงที่
4. เทอร์โมสเฟียร์( Thermoshere) เป็นชั้นที่อยู่เหนือชั้นมีโซสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูง 40 0- 500 กิโลเมตร อุณหภูมิจะสูงขึ้น
อย่างรวดเร็วในช่วงแรกแล้วอัตราการสูงขึ้นจะลดลง อุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 227-1 , 727 องศาเซลเซียส โดยชั้นนี้จะมีความหนาแน่น
ของอนุภาคต่างๆจางมาก แต่แก๊สต่างๆ ในชั้นนี้จะอยู่ในลักษณะที่เป็นอนุภาคที่เป็นประจุไฟฟ้าเรียกว่า อิออน สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุได้
มวลอากาศในชั้นเทอร์โมสเฟียร์มิได้อยู่ในสถานะของแก๊ส แต่อยู่ในสถานะของประจุไฟฟ้า เนื่องจากอะตอมของแก๊ส ไนโตรเจนและออกซิเจน
ในบรรยากาศชั้นบน ได้รับรังสีคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์ เช่น รังสีเอ็กซ์ และแตกตัวเป็นประจุ อย่างไรก็ตามแม้ว่าบรรยากาศชั้นนี้จะมีอุณหภูมิ
สูงมาก แต่ก็มิได้มีความร้อนมาก เนื่องจากมีอะตอมของแก๊สอยู่เบาบางมาก ( อุณหภูมิเป็นเพียงค่าเฉลี่ยของพลังงานในแต่ละอะตอมปริมาณ
ความร้อนขึ้นอยู่กับมวลทั้งหมดของสสาร)
เหนือชั้นเทอร์โมสเฟียร์ขึ้นไป ที่ระยะความสูงประมาณ 500 กิโลเมตร โมเลกุลของอากาศอยู่ห่างไกลกันมาก จนอาจไม่สามารถ
วิ่งชนกับโมเลกุลอื่นได้ ในบางครั้งโมเลกุลซึ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเหล่านี้ อาจหลุดพ้นอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงโลก เราเรียกบรรยากาศ
ในชั้นที่อะตอมหรือโมเลกุลของอากาศมีแนวโน้มจะหลุดหนีไปสู่อวกาศนี้ว่า “ เอ็กโซสเฟียร์ ” (Exosphere)
นอกจากนี้ ยังเรียก ชั้นโฮโมสเฟียร์ คือ ชื่อเรียกบรรยากาศชั้น โทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์รวมกัน บางครั้ง
เราเรียกบรรยากาศที่ระดับความสูง 80- 400 กิโลเมตร ว่า “ ไอโอโนสเฟียร์ ” (Ionosphere) เนื่องจากแก๊สในบรรยากาศชั้นนี้มีสถานะเป็น
ประจุไฟฟ้า ซึ่ง มีประโยชน์ในการสะท้อนคลื่นวิทยุสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมชั้นบรรยากาศที่มีแก๊สออกซิเจนเพียงพอต่อการดำรงชีวิต
ของสิ่งมีชีวิตจะอยู่สูงจากผิวโลก 5- 6 กิโลเมตร เท่านั้น
