الغلاف الجوي الكوكبي (خارج كوكب الأرض)
الأغلفة الغازية للكواكب والأقمار خارج كوكب الأرض، من غطاء ثاني أكسيد الكربون الساحق على الزهرة إلى هواء تيتان الضبابي المكون من النيتروجين والميثان.
Definition
الأغلفة الجوية الكوكبية خارج كوكب الأرض هي الأغلفة الغازية المحيطة بالكواكب والأقمار بخلاف الأرض، وتُدرس من خلال تركيبها وبنيتها وديناميكياتها ومناخها.
Scope
يغطي هذا الموضوع أغلفة الأجرام السماوية بخلاف الأرض: تركيبها وأصلها، بنيتها الحرارية العمودية، السحب والضباب، والدوران واسع النطاق والطقس. يشمل الأغلفة الجوية الكثيفة للزهرة والمريخ والكواكب العملاقة وتيتان، بالإضافة إلى الأغلفة الجوية الرقيقة والغريبة في أماكن أخرى، ويتناول العمليات الإشعاعية والديناميكية والكيميائية التي تحكمها. يستخدم النهج المقارن هذا التنوع لاختبار النظريات العامة لبنية الغلاف الجوي والمناخ.
Core questions
- ما الذي يحدد تركيب الغلاف الجوي وبنيته العمودية؟
- كيف ينظم الدوران والتسخين والتكثف دوران الغلاف الجوي والطقس؟
- كيف تتحكم تأثيرات الاحتباس الحراري والسحب في درجات حرارة السطح والغلاف الجوي؟
- ما هي العمليات الكيميائية التي تشكل الضباب والسحب التي تُرى في العوالم الأخرى؟
Key theories
- التوازن الإشعاعي الحراري
- يحدد التوازن بين التسخين والتبريد الإشعاعي والتقلب الحراري (convective overturning) نمط درجة حرارة الغلاف الجوي وقوة الاحترار الناتج عن الاحتباس الحراري.
- الدوران العام للغلاف الجوي
- يؤدي التسخين التفاضلي ودوران الكواكب إلى أنماط دوران، من الخلايا الشبيهة بخلايا هادلي والدوران الفائق (superrotation) على الكواكب بطيئة الدوران إلى التيارات النفاثة النطاقية على الكواكب العملاقة سريعة الدوران.
Mechanisms
يحدد ضوء الشمس الممتص في الأعماق والإشعاع تحت الأحمر المنبعث من الأعلى البنية الحرارية للغلاف الجوي، حيث تحبس غازات الاحتباس الحراري الحرارة بالقرب من السطح. يؤدي التسخين غير المتساوي والدوران إلى دفع الرياح وخلايا الدوران، بينما تنتج الكيمياء الضوئية والتكثف السحب والضباب التي تؤثر بدورها على توازن الإشعاع.
Clinical relevance
تكشف مقارنة الأغلفة الجوية عبر النظام الشمسي عن المبادئ العامة للمناخ والدوران، مما يوفر سياقًا أساسيًا لفهم الغلاف الجوي للأرض وتفسير أغلفة الكواكب الخارجية.
History
غيرت المركبات الفضائية دراسة الأغلفة الجوية الأخرى: فقد استكشفت فينيرا وبايونير فينيرا الغلاف الجوي الكثيف للزهرة، ووصفت فايكنغ والمسبارات والمدارات اللاحقة الهواء المريخي الرقيق، وأخذ مسبار غاليليو عينات من الغلاف الجوي للمشتري، وكشفت كاسيني-هويجنز عن الغلاف الجوي السميك لتيتان المكون من النيتروجين والميثان وسطحه، مما أرسى علم المناخ الكوكبي المقارن.
Debates
- أصل الدوران الفائق للغلاف الجوي للزهرة
- لا يزال سبب دوران الغلاف الجوي للزهرة أسرع بكثير من دوران الكوكب البطيء تحته غير مفسر بشكل كامل على الرغم من الملاحظات والنمذجة المكثفة.
Key figures
- Fredric Taylor
- Andrew Ingersoll
- James Pollack
- Carl Sagan
Related topics
Seminal works
- taylor2010
- ingersoll2013
Frequently asked questions
- أي قمر له غلاف جوي سميك؟
- يحتوي قمر زحل تيتان على غلاف جوي كثيف من النيتروجين أكثر سمكًا من غلاف الأرض، ويكتمل بسحب الميثان والأمطار التي تشكل الأنهار وتملأ البحيرات على سطحه.
- لماذا دراسة الأغلفة الجوية الأخرى مفيدة للأرض؟
- تعمل الكواكب الأخرى كتجارب طبيعية ذات درجات حرارة وتركيبات ومعدلات دوران مختلفة، مما يساعد على اختبار الفيزياء العامة وراء مناخ الأرض وطقسها.