ما هي طبقة الغلاف الجوي التي تطير فيها الطائرات

يتكون الغلاف الجوي للأرض من خمس طبقات رئيسية وعدة طبقات ثانوية، والطبقات الرئيسية مرتبة كالتالي من من الأدنى إلى الأعلى، وهي طبقة التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري (الثيرموسفير) والإكزوسفير ومن هذه الطبقات الجوية ما هو مناسب للطيران بالطائرات النفاثة ومنها ما هو مناسب للصواريخ وغيرها وسنتعرف الآن على كل طبقة جوية وما هي الطائرات التي تحلق بها ولكن بالغالب تطير معظم الطائرات في طبقة التروبوسفير.

ما هي طبقات الأرض التي تطير فيها الطائرات

أولًا: طبقة التروبوسفير

تمتد طبقة التروبوسفير من سطح الأرض إلى ارتفاع يبلغ في المتوسط ​​حوالي 12 كيلومترًا (7.5 ميل)، مع انخفاض ارتفاعه عند قطبي الأرض وأعلى عند خط الاستواء، ومع ذلك فإن هذه الطبقة الدنيا جدًا مهمتها توفير الظروف المناسبة لكل النباتات التي تقوم بعملية البناء الضوئي والحيوانات التي تحتاج إلى الغذاء والماء وتتنفس، وتحتوي أيضًا على حوالي 99 في المائة من جميع بخار الماء والهباء الجوي (جزيئات صلبة أو سائلة دقيقة معلقة في الغلاف الجوي).

في طبقة التروبوسفير، تقل درجات الحرارة تلقائيًا كلما صعدنا لأعلى، نظرًا لأن أغلب الحرارة التي توجد في طبقة التروبوسفير تنشأ عن تحرك الطاقة من سطح الأرض، وهذه الطبقة هي أكثر طبقات الغلاف الجوي كثافة، وتتعرض لضغط بفعل وزن باقي الغلاف الجوي فوقها.

كما تحدث معظم تقلبات طقس الأرض فيها، حيث توجد جميع أنواع السحب التي تشكل معظم هذه التقلبات، باستثناء السحب الرعدية الركامية، التي يمكن أن ترتفع قممها إلى أدنى أجزاء طبقة الستراتوسفير التي تجاورها، ويحدث معظم الطيران في هذه الطبقة، بما في ذلك في المنطقة الانتقالية بين طبقة التروبوسفير والستراتوسفير.

ثانيًا: طبقة الستراتوسفير

طبقة الستراتوسفير، تقع على بعد ما يقرب من 12 إلى 50 كيلومترًا (7.5 و 31 ميلاً) فوق سطح الأرض، وربما تُعرف طبقة الستراتوسفير بأنها موطن طبقة الأوزون على الأرض، والتي تحمينا من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة، وبسبب تلك الأشعة فوق البنفسجية، كلما ذهبنا إلى أعلى طبقة الستراتوسفير، تصبح درجات الحرارة أكثر دفئًا.

وهذه الطبقة طبقة خالية تقريبًا من السحب والطقس، لكن السحب الستراتوسفيرية القطبية توجد أحيانًا في أدنى ارتفاعاتها وأكثرها برودة، إنه أيضًا الجزء الأعلى من الغلاف الجوي الذي يمكن أن تصل إليه الطائرات النفاثة.

كما تطير معظم شركات الطيران التجارية على ارتفاعات تتراوح بين 30000 و 39000 قدم، والتي تضمن الأجزاء الدنيا من الستراتوسفير، والسبب الذي يتم بسببه اختيار هذه الأجزاء؛ لأن الطيران من خلالها هو المثالي لاستهلاك الوقود، بسبب درجات الحرارة المنخفضة إلى جانب انخفاض كثافة الهواء هي المسؤولة عن ذلك، كما إنها تسمح للطائرات بالتحليق بصورة أسرع مع الحفاظ أيضًا على المصعد المطلوب.

وبسبب درجة الحرارة الثابتة في التروبوبوز والستراتوسفير، هناك فرصة أقل للاضطرابات التي تحدث هناك، حيث أن الاضطراب الذي يحدث عندما نطير إلى مكان ما في الرحلات الجوية التجارية ناتج عن مقصات الرياح المحلية والاختلافات الصغيرة التي تحدث في التيار النفاث ومع ذلك، فإن مخاطر العواصف الرعدية قد تسبب اضطرابات أقوى في هذه الأجزاء.

ثالثًا: طبقة الميزوسفير

طبقة الميزوسفير تقع ما بين 50 و 80 كيلومترًا (31 و 50 ميلًا) فوق سطح الأرض، حيث يصبح الغلاف الجوي أكثر برودة مع الارتفاع وفي الواقع، الجزء الأعلى من طبقة الميزوسفير هو المكان الأكثر برودة موجود داخل نظام الأرض، حيث تصل هناك ​​درجة الحرارة إلى حوالي 85 درجة مئوية تحت الصفر (أي سالب 120 درجة فهرنهايت).

ويشكل بخار الماء النادر جدًا الموجود في الجزء العلوي من الغلاف الجوي غيومًا ليلية، وهي أعلى غيوم في الغلاف الجوي للأرض، والتي يمكن رؤيتها بالعين المجردة في ظل ظروف معينة وفي أوقات معينة من اليوم، كما تحترق معظم الشهب في هذه الطبقة الجوية، أيضًا يمكن أن تصل صواريخ السبر والطائرات التي تعمل بالطاقة الصاروخية إلى هذه الطبقة.

رابعًا: طبقة الثيرموسفير

ثيرموسفير تقع هذه الطبقة بين 80 و 700 كيلومتر (50 و 440 ميلاً) فوق سطح الأرض وهذه الطبقة هي الغلاف الحراري، الذي يحتوي الجزء السفلي منه على طبقة الأيونوسفير وفي هذه الطبقة، تزداد درجات الحرارة مع الارتفاع بسبب الكثافة المنخفضة جدًا للجزيئات الموجودة فيها، كما  إنها خالية من الغيوم وبخار الماء، ويُرى الشفق القطبي والشفق الأسترالي أحيانًا هنا، وتدور محطة الفضاء الدولية في الغلاف الحراري.

خامسًا: طبقة الإكزوسفير

طبقة الإكزوسفير وهي تعتبر الغلاف الخارجي وتوجد على ارتفاع ما بين 700 و 10000 كيلومتر (440 و 6200 ميل) أعلى سطح الأرض، وهي أعلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض، وفي قمته يندمج مع الرياح الشمسية، والجزيئات الموجودة فيها ذات كثافة منخفضة للغاية، لذلك لا تتصرف هذه الطبقة مثل الغاز، والجسيمات هنا تهرب إلى الفضاء.

على الرغم من عدم وجود طقس على الإطلاق في الغلاف الخارجي ، إلا أن الشفق القطبي والشفق الأسترالي يُرى أحيانًا في الجزء السفلي منه. وتدور معظم أقمار الأرض فيها.

ما هي أهمية معرفة الأغلفة الجوية للأرض

يحتاج الطيارون إلى معرفة الجو من الداخل إلى الخارج، حيث أنه من الضروري أن يعرف جميع الطيارين ويفهموا الغلاف الجوي للأرض، حيث سيقضون معظم وقتهم في الطيران من مكان إلى آخر من خلاله، وستمكنهم معرفة الغلاف الجوي من التنبؤ وفهم سلوك الطائرة أثناء الطيران، وسيكونون قادرين على ضبط المسارات والارتفاعات بشكل أكثر كفاءة لتجنب الاضطرابات والطقس القاسي، والغلاف الجوي يحتوي أيضًا على بخار الماء المسبب الرئيسي للظواهر الجوية.

ملخص للأغلفة الجوية التي تطير بها الطائرات

الآن بعد أن أصبحت الأمور واضحة بصورة أكبر بشأن تفاصيل كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي للأرض، فقد يتم التساؤل عن الطبقة التي تطير فيها الطائرات، على الرغم من أننا قدمنا ​​لك بالفعل بعض المعلومات الأساسية، إلا أننا سنتوسع في الموضوع أدناه، والطبقة التي تطير فيها الطائرات هي طبقة التروبوسفير، وهي الطبقة الأقرب إلى الأرض، على الرغم من أنه داخل هذه الطبقة، يستخدم كل نوع من الطائرات ارتفاعًا مختلفًا اعتمادًا على احتياجاته.

على سبيل المثال تظل الرحلات الجوية التدريبية، وكذلك الرحلات الجوية الخاصة بشكل عام، دائمًا في طبقة التروبوسفير، وهذا لأنه من الضروري للحفاظ على المراجع المرئية مع التضاريس، وتحتاج المحركات المكبسية إلى الأكسجين للعمل، ومن ناحية أخرى، تستخدم الطائرات التجارية الروافد العليا لطبقة التروبوسفير.

حيث أن هذا يتيح لهم الاستفادة من كثافة الهواء المنخفضة لتحقيق سرعات أعلى واستهلاك أقل للوقود بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الارتفاع خالي من الظواهر الجوية الشديدة والطيور.

أخيرًا، تستخدم الرحلات الجوية العسكرية المنطقة الواقعة بين طبقة التروبوسفير والستراتوسفير، والمعروفة باسم التروبوبوز وفي هذه الطبقة، تكون الكثافة أقل من ذلك، لذا فإن محركاتها النفاثة هي الأكثر كفاءة.