האטמוספרה: שכבת ההגנה של כדור הארץ
עטיפת אוויר דקה שבלעדיה לא היו על כדור הארץ חיים
פתיחה: כוחה של הסופה
סוגי סופות: כוחות האטמוספרה
תופעות האטמוספרה ממחישות את הכוחות הפועלים בעטיפת האוויר של כדור הארץ ואת השפעתם על החיים בפני השטח.
סופות טרופיות
סופות עזות שנוצרות מעל ימים חמים טרופיים, ונקראות הוריקן (האוקיינוס האטלנטי), טייפון (האוקיינוס השקט) או ציקלון (האוקיינוס ההודי) לפי האזור. הן מביאות רוחות חזקות מאוד וגשמים עזים ועלולות לגרום לנזקים אדירים.
טורנדו
טורנדו הוא מערבולת אוויר מסתחררת ומסוכנת ביבשה, ולרוב מתפתח מתוך סופת רעמים. הוא נפוץ במרכז ארה"ב ('מסדרון הטורנדו'). עוצמתו אדירה אך הוא מצומצם בשטח.
סופות חול
סופת חול מרימה כמויות עצומות של אבק וחול באזורים מדבריים. בישראל מוכרות סופות חמסין, שבהן אוויר חם ויבש ומאובק מגיע מהמדבר. הן יוצרות תנאי נראות קשים.
סופות שלג ורוח
באקלים קר נוצרות סופות שלג (בליזארד) עם רוחות חזקות ושלג כבד. גם ירושלים מכירה שלג בחורף, כי היא גבוהה ומרוחקת מהים.
ממה בנויה האטמוספרה?
האטמוספרה היא תערובת של גזים שנאספה סביב כדור הארץ בגלל כוח הכבידה שלו. הרכבה לא מקרי: כל גז ממלא תפקיד חשוב.
גזים עיקריים באטמוספרה
| גז | אחוז מהאוויר | תפקיד עיקרי |
|---|---|---|
| חנקן | 78% | הגז השכיח ביותר, חיוני לצמחים ולבעלי חיים |
| חמצן | 21% | הכרחי לנשימה של בעלי חיים ובני אדם |
| אדי מים | 0-4% (משתנה) | משתתפים במחזור המים וביצירת עננים ומשקעים |
| פחמן דו-חמצני | 0.04% | הצמחים קולטים אותו בהטמעה, ומשתתף באפקט החממה |
| אוזון ואחרים | שאריות | אוזון בסטרטוספרה מסנן קרינה UV מסוכנת |
* למרות שפחמן דו-חמצני הוא פחות מאחוז אחד, עלייה קטנה בכמותו משפיעה מאוד על האקלים.
נקודה חשובה: אדי המים הם גז חממה עוצמתי ותורמים לחלק גדול מאפקט החממה הטבעי. הם גם חיוניים למחזור המים. אך כמותם באטמוספרה אינה עולה ישירות מפעילות האדם (להבדיל מפחמן דו-חמצני).
שכבות האטמוספרה
האטמוספרה אינה אחידה. היא מחולקת לשכבות שנבדלות זו מזו בגובה, בטמפרטורה ובתופעות שמתרחשות בהן. ככל שעולים גבוה יותר, הלחץ יורד ויש פחות אוויר.
שכבות האטמוספרה מהקרקע כלפי מעלה
| שכבה | גובה משוער | מה מאפיין אותה |
|---|---|---|
| טרופוספרה | 0-12 ק"מ | השכבה הקרובה לקרקע. בה מתרחשות כל תופעות מזג האוויר: עננים, רוחות וגשם. הטמפרטורה יורדת ככל שעולים. |
| סטרטוספרה | 12-50 ק"מ | מעל הטרופוספרה. בה נמצאת שכבת האוזון שמסננת קרינה UV מסוכנת. מטוסים טסים בחלקה התחתון. |
| מזוספרה | 50-80 ק"מ | שכבה גבוהה וקרה מאוד. שם נשרפים מטאורים הנכנסים לאטמוספרה ונראים ככוכבים נופלים. |
| תרמוספרה | 80-700 ק"מ | חמה מאוד בגלל קרינת UV. בה מקיפים לוויינים ותחנות חלל, ושם מתרחש הזוהר הצפוני. |
* סדר השכבות: טרופוספרה ← סטרטוספרה ← מזוספרה ← תרמוספרה.
טריק לזכור את הסדר
סדר השכבות מהקרקע כלפי מעלה - זכרו: טסמ"ת:
- טרופוספרה - מזג האוויר שלנו
- סטרטוספרה - שכבת האוזון
- מזוספרה - כוכבי נופל
- תרמוספרה - לוויינים וזוהר צפוני
תרגול: טוסו דרך שכבות האטמוספרה
האטמוספרה מאפשרת חיים
מדוע כדור הארץ מלא חיים בעוד הירח, שנמצא קרוב, הוא עולם דומם ומת? הסיבה המרכזית היא אחת: לכדור הארץ יש אטמוספרה, ולירח אין אטמוספרה.
שלוש מתנות של האטמוספרה
בלי האטמוספרה לא היו על כדור הארץ חיים. היא ממלאת שלושה תפקידים חיוניים.
ראשית, היא שומרת על טמפרטורות מתאימות: לולא האטמוספרה, ביום היה חם כ-120 מעלות ובלילה קר כ-160 מעלות מתחת לאפס, כמו על הירח. אפקט החממה הטבעי מונע קיצוניות כזו. שנית, היא מספקת תערובת גזים מתאימה לנשימה, ובמיוחד חמצן. שלישית, שכבת האוזון שבה מסננת קרינה UV מסוכנת מהשמש שעלולה לגרום לסרטן עור ולפגוע ביצורים חיים.
האטמוספרה היא כמו שמיכה ומגן בו-זמנית: היא מחממת מספיק, מאפשרת לנו לנשום, ומגינה עלינו.
כדור הארץ מול הירח: החיים שבגובה הדק
כדור הארץ - עם אטמוספרה
טמפרטורה ממוצעת: 15 מעלות. חמצן לנשימה. שכבת אוזון מגנה. עננים, גשם וחיים בכל מקום.
הירח - בלי אטמוספרה
טמפרטורות בין -170 ל-127 מעלות. אין אוויר לנשימה. קרינה UV ישירה. אין גשם ואין מחזור מים. שטח דומם לגמרי.
אפקט החממה הטבעי הוא תופעה חיובית: גזים מסוימים באטמוספרה לוכדים חלק מחום השמש ושומרים על כדור הארץ חם מספיק לחיים. כאשר פעילות האדם מגבירה אותו יתר על המידה, מאזן הקרינה משתנה ונוצרת התחממות גלובלית.
שאלות לחשיבה
שאלה לחשיבה
באיזו שכבה של האטמוספרה מתרחשות תופעות מזג האוויר, ומדוע דווקא שם?
תופעות מזג האוויר מתרחשות בטרופוספרה, השכבה הקרובה ביותר לקרקע. שם נמצאים רוב אדי המים ורוב האוויר, ושם מתחממת הקרקע ויוצרת תנועות אוויר. לכן שם נוצרים העננים, הרוחות והגשם.
טרופוספרה היא 'מטבח מזג האוויר' של כדור הארץ.
שאלה לחשיבה
מנו שלושה תפקידים של האטמוספרה שמאפשרים חיים על פני כדור הארץ, והסבירו כל אחד.
ראשית, שמירה על טמפרטורות מתאימות בעזרת אפקט החממה הטבעי - ללא האטמוספרה היו טמפרטורות קיצוניות. שנית, אספקת תערובת גזים מתאימה, ובמיוחד חמצן לנשימה. שלישית, שכבת האוזון מסננת קרינה UV מסוכנת שעלולה לפגוע ביצורים חיים.
טמפרטורה מתאימה, גזים מתאימים, והגנה מקרינה.
שאלה לחשיבה
מדוע הסופות הטרופיות (הוריקנים) נוצרות דווקא מעל ימים חמים ולא מעל יבשות?
סופות טרופיות זקוקות לאנרגיה של התאדות מים חמים. מי ים חמים מתאדים בכמויות גדולות, האדים עולים ומתעבים, ומשחררים חום רב שמניע ומחזק את הסופה. מעל יבשות אין מאגר מים גדול כזה, ולכן אין תנאים להיווצרות הסופה.
הסופה היא מנוע שמונע על ידי התאדות מי ים חמים.
שאלה לחשיבה
ישראל חווה חמסין. באיזו שכבה מתרחש החמסין ומהי הסיבה שהוא מגיע לישראל?
החמסין מתרחש בטרופוספרה, השכבה הקרובה לקרקע. אוויר חם ויבש מגיע ממדבר ערב ומצפון אפריקה לעבר ישראל, כתוצאה מסידור לחץ אטמוספרי (שקע עמוק). הוא נושא חול ואבק, מעלה את הטמפרטורה בחדות ומוריד את הלחות.
החמסין הוא רוח מקומית ישראלית שמקורה בקרינת שמש על מדבריות האזור.
אם נדמיין את כדור הארץ בגודל תפוח, האטמוספרה תהיה דקה כמו קליפת התפוח. רוב האוויר שאנחנו נושמים נמצא בשכבה הקרובה ביותר לקרקע, הטרופוספרה. השכבה הדקה הזו, שנמדדת בקילומטרים ספורים לעומת רדיוס כדור הארץ של 6,371 ק"מ, היא כל מה שמפריד בין החיים לבין החלל הקר והריק.