ชั้นบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศ

อากาศที่อยู่รอบ ๆ ตัวเรา และที่หุ้มห่อโลกจากตั้งแต่พื้นดินขึ้นไป จนถึงระดับที่สูงสุดในท้องฟ้าเราเรียกว่า บรรยากาศ อากาศ หรือบรรยากาศ เป็นส่วนผสมของก๊าซต่าง ๆ รวมทั้งไอน้ำ ซึ่งระเหยมาจากพื้นน้ำในแหล่งต่างๆด้วย อากาศที่ไม่มีไอน้ำอยู่ด้วยเราเรียกว่า อากาศแห้ง ส่วนอากาศที่มีไอน้ำปนอยู่ด้วยเราเรียกว่า อากาศชื้น ไอน้ำในบรรยากาศมีอยู่ระหว่างร้อยละ 0–4 ของอากาศทั้งหมด แต่ไอน้ำเป็นส่วนผสมสำคัญยิ่งของอากาศ เพราะไอน้ำเป็นสาเหตุของการเกิดฝน ลม พายุ ฟ้าแลบและฟ้าร้อง อากาศแห้งมีส่วนผสมของอากาศโดยประมาณ ดังนี้

ไนโตรเจน ร้อยละ 78 , ออกซิเจน ร้อยละ 21 , อาร์กอน ร้อยละ 0.93 , ก๊าซ อื่น ๆ ร้อยละ 0.07

ตามปกติในธรรมชาติจะไม่มีอากาศแห้งแท้ ๆ อากาศทั่วไป ส่วนใหญ่จะเป็นอากาศชื้น คือ มีไอน้ำปนอยู่ด้วยตั้งแต่ร้อยละ 0–4 ซึ่งหมายความว่า ถ้าอากาศชื้นมีน้ำหนัก 1 กิโลกรัม จะมีไอน้ำอยู่อย่างมากได้เพียง 40 กรัม เมื่ออากาศมีไอน้ำปนอยู่ด้วยจำนวนส่วนผสมของก๊าซอื่นก็จะเปลี่ยนแปลงไปบางเล็กน้อย

ชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกของเราแบ่งออกได้เป็น 4 ขั้น ดังนี้
1. โทรโพสเฟียร์ 2. สตราโทสเฟียร์ 3. เมโซสเฟียร์ 4. เทอร์มอสเฟียร์

บรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ เป็นบรรยากาศชั้นล่างสุด ที่อยู่สูงจาากพื้นโลกขึ้นไป มีระยะความสูงประมาณ 10-12 กม. ประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซชนิดต่าง ๆ และไอน้ำ อุณหภูมิของอากาศจะลดลง ตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น จนถึงระดับที่เรียกว่า โทรโพพอส ซึ่งเป็นระดับสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้ นอกจากนี้บรรยากาศในชั้นนี้ ยังมีการเคลื่อนไหวของอากาศ ทั้งในแนวนอน และแนวดิ่ง ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญ ที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ ทางอุตุนิยมวิทยาต่าง ๆ ในบรรยากาศชั้นนี้ มากมายเช่น การก่อตัวของเมฆ ฝน พายุ ลมกรด ฯลฯ

บรรยากาศชั้นสตราโทสเฟียร์ ชั้นนี้อยู่สูงจากชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป มีแนวกั้นระหว่างชั้นที่เรียกว่า โทรโพพอส บรรยากาศชั้นนี้จะมีก๊าซโอโซนอยู่ และด้วยคุณสมบัติในการดูดแสงอัลตราไวโอเล็ต หรือแสงเหนือม่วงไว้ จึงทำให้อุณหภูมิของอากาศ ในชั้นนี้เพิ่มขึ้นตามความสูง ชั้นสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า สตราโทพอส ซึ่งอยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 50-55 กม.

บรรยากาศชั้นเมโซสฟียร์ เป็นชั้นที่อยู่สูงขึ้นไปต่อจากชั้น สตราโทสเฟียร์ มีเขตกั้นระหว่างชั้นบรรยากาศทั้งสอง ที่เรียกว่า สตราโทพอส บรรยากาศชั้นนี้อยู่สูงขึ้นไป จนถึงระดับความสูง 85 กม. จากพื้นดิน และอุณหภูมิของอากาศจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทันทีที่ผ่านพ้นเขตสตราโทพอสขึ้นไป ชั้นสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า เมโซพอส เป็นเขตที่ตั้งระหว่างบรรยากาศชั้น เมโซสเฟียร์กับเทอร์มอสเฟียร์

ภาพแสดงชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก (ที่มา : สารานุกรมสำหรับเยาวชนไทย เล่ม 2 หน้า 77)

บรรยากาศชั้นเทอร์มอสเฟียร์ เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดที่ห่อหุ้มโลกอยู่ลักษณะเด่นของบรรยากาศในชั้นนี้ก็คือ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามความสูงไม่มีที่สิ้นสุด โดยบรรยากาศในชั้นนี้จะมีการแตกตัวของโมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ มากที่สุด มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่มาก จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าบรรยากาศชั้น ไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งหมายความถึง การมีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่มาก สามารถสะท้อนวิทยุคลื่นสั้นได้ จึงเป็นชั้นบรรยากาศ ที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมทางอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ