الغلاف الجوي
يُحيط بالكرة الأرضية من جميع جهاتها غلاف غازي يُطلق عليه الهواء، ويرتفع حوالي 350كم فوق سطح البحر، ويتكوّن الهواء بشكل أساسي من غاز النيتروجين الذي يُشكّل 78% من حجم الهواء ومن غاز الأكسجين بنسبة 21% من حجمه، كما يحتوي على 1% من الغازات الأخرى، وللغلاف الجوي ثقل أو ضغط كغيره من الأجسام، ومن الأمثلة التي تؤكد ذلك أنّه في حال تفريغ وعاء ما من الهواء باستخدام أيّ أداة تفريغ فإنّ ثقل الضغط الجوي يؤثّر على جدران الوعاء الرقيقة مؤدِّياً إلى تهشيمها.
تعريف ضغط الهواء
يُعرّف الضغط الجوي على أنّه وزن عمود الهواء على أي وحدة مساحة على سطح الأرض عند منسوب سطح البحر حتى نهاية الغلاف الجوي، وتُقدّر قيمة الضغط الجوي عند سطح البحر 1.0132 بار ويساوي 760 مليمتراً زئبقياً، أي ما يعادل ارتفاع عمود من الزئبق يساوي 76سم على البوصة المربعة، وتُقاس قيمة الضغط الجوي باستخدام أحد الأجهزة الآتية: الباروميتر الزئبقي، أو الباروميتر المعدني (أنرويد)، أو الباروجراف.
أهمية الضغط الجوي
- يُمثّل الضغط الجوي واحداً من أهمّ عناصر الطقس.
- يُسبّب حدوث حركة الرياح الأفقية بحيث تنتقل الكتل الهوائيّة المختلفة في كثافتها، ورطوبتها، ودرجة حرارتها مُحدثةً تغييراً حرارياً.
- يُسبّب حدوث حركة الرياح الرأسيّة بين سطح الأرض وأعلى الغلاف الجويّ، حيث تحدث تيارات رأسيّة صاعدة وهابطة نتيجة وجود مناطق الضغط المرتفع والمنخفض.
- يُحدّد سرعة الرياح وشدّتها واتجاهاتها حسب تدرّج الضغط.
- يُسبّب حدوث الانخفاضات الجويّة وتغيّرات حالة الطقس التي تؤدّي إلى العديد من الظواهر كتساقط المطر، والبرد، والثلج بالإضافة إلى الرعد، والبرق، وتغيّر درجات الحرارة.
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
- درجة الحرارة: يرتبط الضغط الجوي بعلاقة عكسية مع درجة الحرارة، فكلّما ارتفعت الحرارة انخفض الضغط، بحيث إنّ ارتفاع درجة الحرارة يؤدّي إلى تمدّد الهواء وبالتالي تقلّ كثافته ويقلّ ضغطه والعكس صحيح.
- الرطوبة: هي عبارة عن نسبة بخار الماء في الجو، وترتبط مع الضغط الجوي بعلاقة عكسية، فإذا زادت نسبة بخار الماء ينخفض الضغط الجوي.
- التيارات الرأسية: وهي التيارات الصاعدة والهابطة بحيث تعمل التيارات الصاعدة على رفع الهواء لأعلى حيث درجة الحرارة المنخفضة فيتكاثف بخار الماء، وتنتقل حرارته إلى الهواء فتقلّ برودته ويزداد ضغطه، ويحدث العكس مع التيارات الهابطة بحيث تُبعد الهواء عن مرحلة التشبّع وبالتالي تتفرق السحب ولا تسقط الأمطار ويتكوّن الضغط المرتفع.
- الارتفاع عن منسوب سطح البحر: ينخفض الضغط الجوي نتيجة الارتفاع والبعد عن سطح الأرض؛ لأنّ الارتفاع عن منسوب سطح البحر يؤدّي إلى انخفاض درجة الحرارة وبالتالي تتباعد جزيئات الهواء، وتقلّ الطاقة الناتجة منها ممّا يُخفّض من ضغطه.
- توزيع اليابس والماء: يختلف الضغط الجوي على أسطح اليابس والماء نتيجة اختلاف الحرارة عليهما، ونتيجة لذلك تحدث ظاهرة نسيم البر والبحر والرياح الموسمية.