การแบ่งชั้นบรรยากาศ

องค์ประกอบและการแบ่งชั้นบรรยากาศ

บรรยากาศ (atmosphere) หมายถึง  อากาศในที่ต่าง ๆ ทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนที่ห่อหุ้มโลกอยู่โดยรอบ  จะอยู่สูงจากผิวโลกขึ้นไปประมาณ 800-1,000 กิโลเมตร บรรยากาศส่วนใหญ่จะหนาแน่นมากในระดับต่ำ ๆ และจะเจือจางลงเมื่อสูงขึ้นกล่าวคือบรรยากาศประมาณ 50% จะอยู่ในระยะไม่เกิน 5-6 กิโลเมตรจากผิวโลกอีก  25%  อยู่สูงต่อขึ้นไปอีก  5  กิโลเมตร และต่อจากนั้นบรรยากาศจะเบาบางลง ประมาณครึ่งหนึ่งทุก ๆ  5  กิโลเมตรที่สูงขึ้นไป ถ้าจะประมาณน้ำหนักบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกไว้ทั้งหมดจะได้ประมาณ 5.1 x 1021  กิโลกรัม  ซึ่งคิดเทียบเป็น 1 ในล้านส่วนของน้ำหนักทั้งหมดของโลก

ชั้นบรรยากาศคืออะไร
     ชั้นบรรยากาศคือ  ชั้นของอากาศที่ล้อมรอบโลกและด้วยแรงดึงดูดของโลกทำให้ชั้นบรรยากาศคงสภาพอยู่ได้  ชั้นบรรยากาศมีความหนารวมแล้วประมาณ 310 ไมล์ อากาศในชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นจะแตกต่างกัน  แต่ในทุก ๆ ชั้นล้วนเป็นส่วนสำคัญของสิ่งแวดล้อมของโลก

อากาศประกอบด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ ดังนี้

1. แก๊สไนโตรเจน  (N2)  มีปริมาณมากที่สุดในอากาศ ร้อยละ 78%  มีประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก  ดังนี้

1.1  ช่วยเจือจางความเข้มข้นของแก๊สออกซิเจน ทำให้แก๊สออกซิเจนมีความเข้มข้นพอเหมาะกับ สิ่งมีชีวิตที่จะนำไปใช้ในการหายใจ เพราะถ้าแก๊สออกซิเจนมีความเข้มข้นสูง  จะทำให้การสันดาปภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเป็นไปอย่างรุนแรง  ก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้

1.2   แก๊สไนโตรเจนในดินช่วยให้พืชเจริญโตได้ดี   แบคทีเรียไรโซเบียมในพืชตระกูลถั่ว จะช่วยตรึงแก๊สไนโตรเจนจากอากาศไปไว้ในดินทำให้ดินมีความสมบูรณ์เหมาะแก่การเพาะปลูก

2.     แก๊สออกซิเจน  (O2)   เป็นแก๊สที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตมากที่สุด ดังนี้

2.1  ใช้ในการหายใจ สิ่งมีชีวิตจะหายใจเอาแก๊สออกซิเจนเข้าไปภายในเซลล์เพื่อไปสันดาปกับอาหารภายในเซลล์และให้พลังงานออกมาเพื่อนำไปใช้ในการดำรงชีวิต

2.2   ใช้สันดาปกับเชื้อเพลิงเพื่อให้พลังงานความร้อนและแสงสว่างพลังงานที่ได้สามารถนำไปใช้ในการปรุงอาหารให้แสงสว่างในเวลากลางคืน เป็นต้น

3.แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)มีปริมาณไม่มากนักในอากาศ แต่มีความสำคัญ ต่อสิ่งมีชีวิต  เนื่องจากเป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

4.     ไอน้ำ ในแต่ละพื้นที่จะมีปริมาณไอน้ำแตกต่างกันไป บริเวณแหล่งน้ำขนาดใหญ่จะมีไอน้ำในปริมาณมากกว่าบริเวณพื้นดิน เนื่องจากไอน้ำในอากาศเกิดจากการระเหยของน้ำที่ผิวโลก ไอน้ำมีผลต่อการเกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติในแต่ละพื้นที่ เนื่องจากไอน้ำเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดเมฆและฝน

5.     ส่วนประกอบอื่น ๆ ประกอบด้วย  แก๊สอาร์กอน  นีออน  ฮีเลียม  ไฮโดรเจน และ สารแขวนลอย  เช่น ควันไฟ  ฝุ่นผงต่าง ๆ ส่วนประกอบเหล่านี้ทำให้สัดส่วนของส่วนประกอบของอากาศเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละท้องถิ่น

2.   การแบ่งชั้นบรรยากาศ

                บรรยากาศของโลกไม่ได้แบ่งเป็นชั้นที่มองเห็นได้ แต่จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์สามารถแบ่งบรรยากาศออกเป็น 5 ชั้น  ดังนี้

1)    โทรโพสเฟียร์ (troposphere) คือ  ชั้นบรรยากาศที่เราอาศัยอยู่  มีระยะความสูงจากผิวโลกขึ้นไปไม่เกิน  10 กิโลเมตร อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นนี้จะค่อย ๆ ลดลงตามระดับความสูงโดยเฉลี่ยอุณหภูมิจะลดลงประมาณ  6.5 องศาเซลเซียสต่อกิโลเมตร  เป็นชั้นบรรยากาศที่มีอากาศหนาแน่นและ มีไอน้ำมาก มีการเคลื่อนที่ของอากาศทั้งแนวระดับและแนวดิ่ง  ทำให้เกิดลักษณะลม ฟ้าอากาศต่าง ๆ เช่น มีหมอก เมฆ ฝน ลม พายุ เป็นบรรยากาศชั้นที่มีความสำคัญทางอุตุนิยมวิทยา

2)    สตราโตสเฟียร์ (stratosphere) คือ ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูงประมาณ   50 กิโลเมตร อุณหภูมิบรรยากาศชั้นนี้ค่อนข้างจะคงที่หรือสูงขึ้นเล็กน้อยตามความสูงที่เพิ่มขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศที่มีความชื้นและผงฝุ่นเล็กน้อย แต่จะมีแก๊สโอโซนในปริมาณมากซึ่งแก๊สนี้จะช่วยดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV)ไว้บางส่วนเพื่อไม่ให้รังสีอัลตราไวโอเลตลงมาสู่ผิวโลกมากเกินไป

3)    มีโซสเฟียร์   (mesosphere)  คือ  ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นสตราโตสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นนี้จะลดลงตามระดับความสูง

4)    เทอร์โมสเฟียร์ (thermosphere)  คือ ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นมีโซสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระดับความสูง 500 กิโลเมตร อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นนี้สูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงความสูง 100 กิโลเมตรแรกหลังจากนั้นอัตราการสูงขึ้นของอุณหภูมิจะลดลง บรรยากาศชั้นนี้ร้อนมากคือ มีอุณหภูมิประมาณ    227-1,727 องศาเซลเซียส

5)    เอกโซสเฟียร์ (exosphere)  คือ ชั้นบรรยากาศชั้นนอกสุดที่ห่อหุ้มโลก เริ่มตั้งแต่ 500 กิโลเมตรจากผิวโลกขึ้นไป บรรยากาศในชั้นนี้จะค่อยๆกลืนกับอากาศจนยากจะกำหนดลงไปได้ว่ามีขอบเขตเท่าใด บรรยากาศชั้นนี้มีโมเลกุลของแก๊สน้อยมากและเป็นแก๊สที่เบา  เช่น แก๊สไฮโดรเจน และแก๊สฮีเลียม

การแบ่งชั้นบรรยากาศตามเกณฑ์สมบัติของแก๊ส  ในบรรยากาศ สามารถแบ่งออกได้เป็น4ชั้นดังนี้

1.     โทรโพสเฟียร์ (troposphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ในระดับความสูงโดยเฉลี่ยประมาณ   10 กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล ประกอบด้วยส่วนผสมของแก๊สหลายชนิด และไอน้ำเป็นส่วนใหญ่  แก๊สดังกล่าวได้แก่ แก๊ส ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และ แก๊สอื่น ๆ เป็นต้น

2.     โอโซโนสเฟียร์ (ozonosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือระดับโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป  คือในช่วงระยะความสูง 10-50 กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล มีแก๊สโอโซนอยู่อย่างหนาแน่น ทำหน้าที่ช่วยดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดวงอาทิตย์ไว้ จึงช่วยลดอันตรายที่จะเกิดขึ้นแก่มวลมนุษย์ได้

3.     ไอโอโนสเฟียร์ (ionosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือระดับโอโซโนสเฟียร์ขึ้นไปประมาณ 50-600 กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่า ไอออน (ion) สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุความถี่ไม่สูงนักได้ เช่น วิทยุระบบ A.M. จึงเป็นประโยชน์ในการใช้วิทยุสื่อสารระยะไกลได้

4.     เอกโซสเฟียร์ (exosphere) เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของโลก มีอากาศเบาบางมากส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม

3.    ประโยชน์ของชั้นบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกมีประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก  ดังนี้

1.     ช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิต กล่าวคือ โดยปกติในช่วงกลางวันที่มีแสงแดด อากาศที่ห่อหุ้มโลกจะช่วยดูดกลืนความร้อนจากดวงอาทิตย์ไว้บางส่วนทำให้โลกมีความอบอุ่นขึ้นส่วนช่วงกลางคืนที่ไม่มีแสงแดดอากาศจะช่วยระบายความร้อนทำให้โลกเย็นลง ถ้าไม่มีอากาศห่อหุ้มโลกไว้แล้วในช่วงกลางวันอุณหภูมิบนผิวโลกจะสูงถึงประมาณ 110 องศาเซลเซียส และในช่วงกลางคืนอุณหภูมิบนผิวโลกจะลดต่ำลงจนถึงประมาณ -180 องศาเซลเซียส

2.     ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีต่าง ๆ จากดวงอาทิตย์ เช่นรังสีอัลตราไวโอเลต(รังสีเหนือม่วง)  จะถูกแก๊สโอโซนในบรรยากาศดูดซับไว้บางส่วนและปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต ลงมายังผิวโลกในปริมาณที่เหมาะสม สำหรับมนุษย์ถ้าร่างกายถูกรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความเข้ม มากเกินไป เซลล์ผิวหนังจะถูกทำลายและอาจทำให้เป็นมะเร็งที่ผิวหนังได้

3.     ช่วยป้องกันอันตรายจากอนุภาคต่างๆ ที่มาจากนอกโลก เช่น อุกกาบาตหรือสะเก็ดจากดาวเคราะห์ต่างๆ เป็นต้น โดยอนุภาคเหล่านี้จะเสียดสีกับอากาศที่ห่อหุ้มโลกและเกิดการลุกไหม้จนหมด หรือ มีขนาดเล็กลงก่อนตกลงสู่ผิวโลก

4.     ส่วนผสมของแก๊สต่าง ๆ ในอากาศช่วยให้เกิดกระบวนการบางอย่างที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต  เช่น แก๊สออกซิเจนเป็นแก๊สที่ใช้ในกระบวนการหายใจของสิ่งมีชีวิตและ ช่วยให้ไฟติดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นแก๊สที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

About these ads

About krookhanittha

รักพ่อกะแม่มากมาย

Posted on 11/08/2012, in Uncategorized. Bookmark the permalink. ใส่ความเห็น.

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: