الغلاف الجوي:

لماذا ندرس الجو ؟.
جميعنا نتحدث عن الطقس وحمايته ولكن لا أحد منا يقوم بشيء تجاهه،
والآن من خلال برنامج GLOBE سيستطيع الطلاب تقديم مساهماتهم
تجاه الطقس من خلال قياساتهم التي يمكن أن تساعدنا على فهم 
أفضل لمناخ كوكبنا.



وهناك العديد من الأسباب التي تدعو لدراسة الطقس، فنحن نحتاج يومياً لمعرفة أمور مثل درجة الحرارة حتى نحدد نوع الملابس التي يمكننا ارتداؤها وهل نحتاج إلى مظلة عند الخروج أم لا، والمزارعون هل هم في حاجة لمعرفة ما إذا كانت المحاصيل ستحصل على ما يكفيها من الأمطار أم لا. وكل واحداً منا يرغب في معرفة ما سيكون عليه الطقس ليس غداً أو اليوم التالي فقط ولكن قد يكون لمدة ستة أشهر قادمة أو سنة أو حتى عشر سنوات من الآن.

وكلمة الطقس تعني ما يحدث في الجو اليوم أو غداً أو حتى بعد أسبوع قادم. أما كلمة المناخ فمعناها الطقس على مر الزمن فمثلاً إذا كانت درجة الحرارة في مدينة معينة 25 درجة مئوية فهذا هو الطقس.

إن الجو عبارة عن طبقة رقيقة من الغازات تتكون من 79% نيتروجين و20% أكسجين و1% غازات أخرى تشمل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. والجو دائماً يكون نشط تماماً والتغيرات التي تحدث في جزء من العالم قد ينتج عنها تغيرات في مناطق أخرى. لذلك فإن دور التواصل والتعاون الدولي حيوي لفهم الآثار المحتملة للتغيير في المناخ العالمي ومحاولة التوافق معهما، لذلك فمن الضروري قياس المتغيرات البيئية لمراقبة الوضع الحالي للجو وتنبيه الناس قبل وقوع أي تغيرات. ومن خلال برنامج GLOBE سيقوم الطلاب بمساعدة العلماء على فهم الظروف البيئية اليوم وعبر الزمن لتحديد ما يقع من تغيرات.

التركيز على الأفكار العلمية الرئيسية: سنرى في هذا القسم عن قرب الأهمية العلمية لكل مقياس من المقاييس الجوية التي تشكل جزءاً من برنامج GLOBE.

الغمام

يوجد الماء في الجو على شكل غاز (بخار الماء) وسائل (قطرات المطر أو قطيرات الغمام) ومادة صلبة (البلورات الثلجية أو المطر المتجمد). ومثل الغازات الأخرى التي تشكل الجو فإن بخار الماء غير مرئي للعين البشرية، ومع ذلك فعلى عكس معظم الغازات الأخرى في الجو المحيط بنا فإن بخار الماء في ظل الظروف الصحيحة يمكن أن يتحول من غاز إلى ذرات صلبة أو قطرات سائلة. فإذا كانت درجات الحرارة تحت درجة التجمد (مثلما تكون دائماً في الطبقات العليا من الجو) فتتكون بلورات ثلجية دقيقة وتكون الغمام هو الشكل المرئي من هذه البلورات أو القطيرات.

وجميعنا يعرف الغمام ولكن ليس كل واحد منا يعرف أهميته بالنسبة للطقس والمناخ. فالغمام يلعب دوراً معقداً في نظام المناخ فهو مصدر الأمطار ويؤثر على كمية الطاقة التي تستمدها الأرض من الشمس وتقوم بعزل سطح الأرض عن طبقات الجو السفلية، كما أننا في أي وقت نجد أن نصف سطح الأرض تقريباً مظلل بالغمام كما أن الغمام يعكس بعضاً من أشعة الشمس بعيداً عن الأرض فتجعل الأرض أبرد مما لو لم يكن هناك غمام وفي نفس الوقت فإن الغمام يمتص بعض الطاقة الحرارية التي تخرج من سطح الأرض فتجعل السطح أكثر دفئاً، وقد أوضحت مقاييس القمر الصناعي أن التأثير البارد للغمام يفوق تأثيرها الدافىء ويقول العلماء أنه لولا وجود الغمام في جو الأرض لكان كوكبنا أدفأ بحوالي 30 درجة مئوية في المتوسط.

تساقط الأمطار

تشير الأمطار إلى كل أشكال الماء السائلة أو الصلبة والتي تسقط من الجو وتصل إلى سطح الأرض. كما إن كوكبنا عبارة عن كوكب مائي وفي الواقع إن كوكب الأرض هو الوحيد في المجموعة الشمسية التي تجري فوق سطحه الماء السائل. إن الحياة كلها تقريباً تعتمد على الماء وهذا الماء الذي يصعد في طبقات الجو ليعود مرة أخرى لسطح الأرض هو جزء من دورة هيدرولوجية أكبر وأشمل، وفي هذه الدورة يتبخر الماء من المحيطات والأرض ويمر عبر الجو ويسقط على السطح في شكل أمطار ويعود للبحر من الأرض عبر الأنهار والممرات الأخرى.

ومن خلال معرفة أماكن تكون الغمام، ومعرفة أين ومتى وكم سيسقط من الأمطار فإنه يمكن للعلماء أن يفهموا بصورة أفضل لأن تنطلق الطاقة وأين تمتص في الجو، وهذا بدوره يساعد العلماء على فهم سلوك الجو المحيط بالأرض.


الرقم الهيدروجيني للأمطار pH

توجد في المطر الطبيعي نسبة حمضية بسيطة (ذات رقم هيدروجيني = 5.6) نظراً لأن الجو يتشكل طبيعياً من غازات إلا أن احتراق الوقود الحفوري ينتج عنه غازات في الهواء الجوي يتفاعل مع بخار الماء وهذا ينتج عنه أمطار يقل رقمها الهيدروجيني pH عن 5.6. وهذا المطر الحمضي قد يكون له أثره الضار والمباشر

على النباتات. كما أنها تستخرج من التربة أيونات الألومنيوم المذابة والتي تساعد على تدمير جذور الأشجار وهذه الأيونات إذا ما اختلطت بمياه البحيرات والينابيع فإنها قد تضر بأنواع عديدة من الأسماك.

وبالإضافة إلى تأثيره العكسي على الكائنات الحية، فإن المطر الحمضي يلحق أضراراً هائلة بالتركيبات البنيوية، فالمعروف عن المطر الحمضي أنه يساعد على تآكل المعادن كما يساعد على تدمير النصب والهياكل الحجرية ولهذا السبب نجد أن النقوش والمباني المشهورة في مناطق عديدة في العالم تتدهور بمعدلات متزايدة.