|  |
| --- |
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| علوم الغلاف الجوي |
|  |
| علم الهواء
* علم الهواء
* فيزياء الغلاف الجوي
* ديناميكا الغلاف الجوي
	+ (التصنيف)
* كيمياء الغلاف الجوي
	+ (التصنيف)
 |
| علم الطقس
* علم الطقس
* الجو
	+ (التصنيف)
	+ (بوابة)
* إعصار استوائي
	+ (تصنيف)
 |
| علم المناخ
* علم المناخ
* مناخ (التصنيف)
* تغير المناخ
	+ (التصنيف)
* احترار عالمي
	+ (التصنيف)
	+ (بوابة)
 |
| شعار بوابة بوابة طقس |
| * ع
* ن
* ت
 |

ضمن علوم الغلاف الجوي، **فيزياء الغلاف الجوي** (بالإنجليزية:**Atmospheric physics**)هي تطبيق الفيزياء لدراسة الغلاف الجوي. يحاول علماء فيزياء الغلاف الجوي أن يصمموا الغلاف الجوي للأرض والأغلفة الجوية للكواكب الأخرى باستخدام معادلات تدفق السوائل، والنماذج الكيميائية ، وميزانية الإشعاع، وعمليات نقل الطاقة في الغلاف الجوي (وكذلك كيف ترتبط هذه النظم بالحدود مثل المحيطات). من أجل نمذجة أنظمة الطقس، يستخدم فيزيائيون الغلاف الجوي عناصر نظرية التشتت ونماذج انتشار الموجات وفيزياء السحب والميكانيكا الإحصائية والإحصاءات المكانية التي تعتبر شديدة الرياضيات وتتعلق بالفيزياء. وله روابط وثيقة بالأرصاد الجوية وعلم المناخ ويغطي أيضًا تصميم وبناء أدوات لدراسة الغلاف الجوي وتفسير البيانات التي توفرها، بما في ذلك أدوات الاستشعار عن بعد. في فجر عصر الفضاء وإدخال صواريخ السبر، أصبح علم الطيران تخصصًا فرعيًا يتعلق بالطبقات العليا من الغلاف الجوي، حيث يكون التفكك والتأين مهمين.

الاستشعار عن بعد
----------------

يمكن أن يشير السطوع إلى الانعكاس كما في صورة رادار الطقس لعام 1960 (لإعصار آبي). يحدد تردد الرادار وشكل النبضة والهوائي إلى حد كبير ما يمكنه ملاحظته.
الاستشعار عن بعد هو اكتساب المعلومات على نطاق صغير أو واسع عن شيء أو ظاهرة، عن طريق استخدام إما جهاز (أجهزة) تسجيل أو استشعار في الوقت الحقيقي ليس في اتصال جسدي أو حميم مع الشيء (على سبيل المثال عن طريق الطائرات أو المركبات الفضائية أو الأقمار الصناعية أو العوامات أو السفن). من الناحية العملية، يعد الاستشعار عن بعد بمثابة مجموعة منفصلة من خلال استخدام مجموعة متنوعة من الأجهزة لجمع المعلومات حول كائن أو منطقة معينة والتي تعطي معلومات أكثر مما قد تنقله أجهزة الاستشعار في المواقع الفردية. وبالتالي فإن منصات جمع الأقمار الصناعية لمراقبة الأرض أو الطقس، ومنصات عوامات مراقبة المحيطات والغلاف الجوي، ورصد الحمل عن طريق الموجات فوق الصوتية، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، والمسابر الفضائية كلها أمثلة على الاستشعار عن بعد. في الاستخدام الحديث، يشير المصطلح عمومًا إلى استخدام تقنيات مستشعرات التصوير بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر استخدام الأدوات على متن الطائرات والمركبات الفضائية، وهو يختلف عن المجالات الأخرى المتعلقة بالتصوير مثل التصوير الطبي.

هناك نوعان من الاستشعار عن بعد. تكتشف المستشعرات السلبية الإشعاع الطبيعي المنبعث أو المنعكس من الكائن أو المنطقة المحيطة التي يتم ملاحظتها. ضوء الشمس المنعكس هو المصدر الأكثر شيوعًا للإشعاع الذي يتم قياسه بواسطة أجهزة الاستشعار السلبية. تتضمن أمثلة أجهزة الاستشعار عن بعد السلبية التصوير الفوتوغرافي للأفلام والأشعة تحت الحمراء والأجهزة المقترنة بالشحن ومقاييس الإشعاع. من ناحية أخرى، ينبعث التجميع النشط للطاقة من أجل مسح الأشياء والمناطق التي يقوم المستشعر عندها باكتشاف وقياس الإشعاع المنعكس أو المتشتت من الهدف. الرادار والليدار والسودار هي أمثلة على تقنيات الاستشعار عن بعد النشطة المستخدمة في فيزياء الغلاف الجوي حيث يتم قياس التأخير الزمني بين الانبعاث والعودة، وتحديد موقع الجسم وارتفاعه وسرعته واتجاهه.

يتيح الاستشعار عن بعد جمع البيانات عن المناطق الخطرة أو التي يتعذر الوصول إليها. تشمل تطبيقات الاستشعار عن بعد مراقبة إزالة الغابات في مناطق مثل حوض الأمازون، وتأثيرات تغير المناخ على الأنهار الجليدية ومناطق القطب الشمالي والقطب الجنوبي، وسبر أعماق أعماق السواحل والمحيطات. استفاد الجمع العسكري خلال الحرب الباردة من جمع البيانات عن المناطق الحدودية الخطرة. كما يحل الاستشعار عن بعد محل جمع البيانات المكلفة والبطيئة على الأرض، مما يضمن في العملية عدم إزعاج المناطق أو الكائنات.

تقوم المنصات المدارية بجمع ونقل البيانات من أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي، والتي بالاقتران مع الاستشعار والتحليل الجوي أو الأرضي على نطاق واسع، تزود الباحثين بمعلومات كافية لرصد الاتجاهات مثل ظاهرة النينيو وغيرها من الظواهر الطبيعية طويلة وقصيرة المدى. تشمل الاستخدامات الأخرى مجالات مختلفة من علوم الأرض مثل إدارة الموارد الطبيعية، والمجالات الزراعية مثل استخدام الأراضي والحفاظ عليها، والأمن القومي والتحصيل الأرضي والتجمع في المناطق الحدودية.

إشعاع
-----

|  |
| --- |
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| الطقس |
|  |
| فصول السنة
* فصول السنة
	+ شتاء
	+ ربيع
	+ صيف
	+ خريف
 |
| الاعتدالان والانقلابان
* الاعتدالان
	+ اعتدال ربيعي
	+ اعتدال خريفي
* الانقلابان
	+ انقلاب شتوي
	+ انقلاب صيفي
 |
| المنطقة الاستوائية
* موسم استوائي
* موسم جاف
* موسم رطب
 |
| العواصف
* عواصف
* دمق
* سحاب
* رياح هابطة
* عاصفة رملية
* إعصار فوق مداري
* عاصفة نارية
* عاصفة جليدية
* برق
* السحابة الخارقة
* عاصفة رعدية (عاصفة رعدية ثلجية)
* إعصار قمعي
* إعصار استوائي
* شاهقة مائية
* عاصفة ثلجية
 |
| العواصف
* الهطول
* رذاذ (رذاذ متجمد)
* برد دقيق
* برد
* حبيبات جليدية (غبار الألماس)
* مطر (مطر متجمد)
* ثلج
	+ خليط المطر والثلج
	+ حبيبات ثلجية
	+ لفافة الثلج
	+ وحل جليدي
 |
| مواضيع ذات صلة
* تلوث الهواء
* مناخ
* سحاب
* موجة برد
* ضباب
* موجة حر
* علم الأرصاد الجوية
* طقس قاسي
* توقع جوي
 |
| شعار بوابة بوابة طقس |
| * ع
* ن
* ت
 |

طالع أيضًا: إشعاع وتأثير زاوية الشمس على المناخيقسم علماء فيزياء الغلاف الجوي الإشعاع عادةً إلى إشعاع شمسي (تبعثه الشمس) وإشعاع أرضي (ينبعث من سطح الأرض وغلافها الجوي).

يحتوي الإشعاع الشمسي على أطوال موجية متنوعة. الضوء المرئي له أطوال موجية بين 0.4 و0.7 ميكرومتر. تُعرف الأطوال الموجية الأقصر باسم الجزء فوق البنفسجي من الطيف، بينما يتم تجميع الأطوال الموجية الأطول في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف. الأوزون هو الأكثر فعالية في امتصاص الإشعاع حوالي 0.25 ميكرومتر،  حيث توجد الأشعة فوق البنفسجية في الطيف. هذا يزيد من درجة حرارة طبقة الستراتوسفير القريبة. يعكس الثلج 88٪ من الأشعة فوق البنفسجية،  بينما يعكس الرمل 12٪، ويعكس الماء 4٪ فقط من الأشعة فوق البنفسجية الواردة. أكثر نظرة عابرة كانت الزاوية بين الغلاف الجوي والشمس الصورة أشعة، والأرجح أن الطاقة سينعكس أو استيعابها من قبل الغلاف الجوي.

ينبعث الإشعاع الأرضي بأطوال موجية أطول بكثير من الإشعاع الشمسي. هذا لأن الأرض أبرد بكثير من الشمس. ينبعث الإشعاع من الأرض عبر مجموعة من الأطوال الموجية، كما هو رسمي في قانون بلانك. يبلغ الطول الموجي للطاقة القصوى حوالي 10 ميكرومتر.

فيزياء السحابة
--------------

الفيزياء السحابية هي دراسة العمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى تكوين ونمو وهطول الغيوم. تتكون السحب من قطرات مجهرية من الماء (سحب دافئة) أو بلورات صغيرة من الجليد أو كليهما (غيوم مختلطة الطور). في ظل ظروف مناسبة، تتحد القطيرات لتكوين هطول، حيث قد تسقط على الأرض. الآليات الدقيقة لكيفية تشكل السحابة ونموها ليست مفهومة تمامًا، لكن العلماء طوروا نظريات تشرح بنية السحب من خلال دراسة الفيزياء الدقيقة للقطرات الفردية. كما سمح التقدم في تكنولوجيا الرادار والأقمار الصناعية بإجراء دراسة دقيقة للسحب على نطاق واسع.

كهرباء الغلاف الجوي
-------------------

المقالة الرئيسة: كهرباء الغلاف الجوي
البرق من السحابة إلى الأرض في الدائرة الكهربائية للغلاف الجوي العالمي
كهرباء الغلاف الجوي هو المصطلح الذي يطلق على الكهرباء الساكنة والديناميكا الكهربية للغلاف الجوي (أو، على نطاق أوسع، الغلاف الجوي لأي كوكب). يُعرف سطح الأرض والأيونوسفير والغلاف الجوي باسم الدائرة الكهربائية للغلاف الجوي العالمي. يُطلق البرق 30000 أمبير، حتى 100 مليون فولت، وينبعث منه الضوء، وموجات الراديو، والأشعة السينية، وحتى أشعة جاما. يمكن أن تقترب درجات حرارة البلازما في البرق من 28000 كلفن وقد تتجاوز كثافة الإلكترون 10 24 / م 3.

المد في الغلاف الجوي
--------------------

تتولد معظم المد والجزر في الغلاف الجوي ذات الاتساع الأكبر في طبقة التروبوسفير والستراتوسفير عندما يتم تسخين الغلاف الجوي بشكل دوري حيث يمتص بخار الماء والأوزون الإشعاع الشمسي خلال النهار. يمكن للمد والجزر المتولدة بعد ذلك الانتشار بعيدًا عن مناطق المصدر هذه وتصعد إلى الغلاف الجوي والغلاف الحراري. يمكن قياس المد والجزر في الغلاف الجوي على أنها تقلبات منتظمة في الرياح ودرجة الحرارة والكثافة والضغط. على الرغم من أن المد والجزر في الغلاف الجوي تشترك في الكثير من القواسم المشتركة مع المد والجزر في المحيط، إلا أن لها سمتان مميزتان رئيسيتان:

1) المد والجزر في الغلاف الجوي متحمس بشكل أساسي بسبب تسخين الشمس للغلاف الجوي، في حين أن المد والجزر في المحيط متحمس بشكل أساسي من خلال مجال الجاذبية للقمر. هذا يعني أن معظم المد والجزر في الغلاف الجوي لها فترات تذبذب تتعلق بطول 24 ساعة من اليوم الشمسي، بينما المد والجزر في المحيط لها فترات اهتزاز أطول مرتبطة باليوم القمري (الوقت بين عمليات العبور المتتالية على القمر) بحوالي 24 ساعة و 51 دقيقة.

2) تنتشر المد والجزر في الغلاف الجوي حيث تختلف الكثافة اختلافًا كبيرًا مع الارتفاع. والنتيجة هي أن اتساعها يزداد بشكل طبيعي أضعافًا مضاعفة مع صعود المد إلى مناطق أكثر تخلخلًا في الغلاف الجوي بشكل تدريجي (لتفسير هذه الظاهرة، انظر أدناه). في المقابل، تختلف كثافة المحيطات بشكل طفيف فقط مع العمق، وبالتالي فإن المد والجزر لا تختلف بالضرورة في الاتساع مع العمق.

لاحظ أنه على الرغم من أن التسخين الشمسي مسؤول عن المد والجزر الجوي ذي السعة الأكبر، فإن مجالات الجاذبية للشمس والقمر ترفع أيضًا المد والجزر في الغلاف الجوي، مع تأثير المد والجزر في الغلاف الجوي القمري أكبر بكثير من نظيره الشمسي.

على مستوى سطح الأرض، يمكن اكتشاف المد والجزر في الغلاف الجوي كتذبذبات منتظمة ولكن صغيرة في الضغط السطحي بفترات 24 و 12 ساعة. الحد الأقصى للضغط اليومي يحدث في الساعة 10 صباحًا و 10 مساءً بالتوقيت المحلي، بينما تحدث الحدود الدنيا في الساعة 4 صباحًا و 4 مساءً بالتوقيت المحلي. الحد الأقصى المطلق يحدث في الساعة 10 صباحًا بينما الحد الأدنى المطلق يحدث في الساعة 4 مساءً  ومع ذلك، في الارتفاعات الأكبر، يمكن أن تصبح اتساع المد والجزر كبيرة جدًا. في الميزوسفير (ارتفاعات ~ 50–100 km) المد والجزر في الغلاف الجوي يمكن أن تصل إلى اتساع أكثر من 50 م / ث وغالبًا ما تكون أهم جزء من حركة الغلاف الجوي.

علم الطيران
-----------

المقالة الرئيسة: علم الهواءعلم الهواء هو علم المنطقة العليا من الغلاف الجوي، حيث يكون التفكك والتأين مهمين. تم تقديم مصطلح علم الهواء من قبل سيدني تشابمان في عام 1960. اليوم يشمل المصطلح أيضًا علم المناطق المقابلة للأغلفة الجوية للكواكب الأخرى. يتطلب البحث في علم الطيران الوصول إلى البالونات والأقمار الصناعية وصواريخ السبر التي توفر بيانات قيمة حول هذه المنطقة من الغلاف الجوي. يلعب المد والجزر في الغلاف الجوي دورًا مهمًا في التفاعل مع كل من الغلاف الجوي السفلي والعلوي. من بين الظواهر التي تمت دراستها تصريفات البرق في الغلاف الجوي العلوي، مثل الأحداث المضيئة التي تسمى العفاريت الحمراء، وهالات العفاريت، والنفاثات الزرقاء، والجان.

تمثيل برق الغلاف الجوي العلوي وظاهرة التفريغ الكهربائي

مراكز البحث
-----------

في المملكة المتحدة، تستند دراسات الغلاف الجوي إلى مكتب الأرصاد الجوية ومجلس أبحاث البيئة الطبيعية ومجلس منشآت العلوم والتكنولوجيا. تشرف أقسام الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) على المشروعات البحثية ونمذجة الطقس التي تتضمن فيزياء الغلاف الجوي. يقوم المركز الوطني الأمريكي لعلم الفلك والأيونوسفير أيضًا بإجراء دراسات عن الغلاف الجوي العالي. في بلجيكا، يدرس المعهد البلجيكي لعلم الطيران الفضائي الغلاف الجوي والفضاء الخارجي.

انظر أيضًا
----------

* طبقة الحدود الكوكبية
* ترموديناميكا الغلاف الجوي
* تأثير كوريوليس
* ريح جيوستروفية
* توازن هيدروستاتيكي
* طقس فضائي
* معادلات نافيير-ستوكس

مراجع
-----

1. ↑  COMET program (1999). Remote Sensing. نسخة محفوظة 7 مايو 2013 على موقع واي باك مشين. University Corporation for Atmospheric Research. Retrieved on 2009-04-23. نسخة محفوظة 2013-05-07 على موقع واي باك مشين.
2. ↑  Glossary of Meteorology (2009). Radar. American Meteorological Society. Retrieved on 2009-24-23. نسخة محفوظة 2012-06-09 على موقع واي باك مشين.
3. ↑  NASA (2009). Earth. نسخة محفوظة 2006-09-29 على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2009-02-18.
4. ↑  Atmospheric Science Data Center. What Wavelength Goes With a Color? نسخة محفوظة 2011-07-20 على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2008-04-15.
5. ↑  Windows to the Universe. Solar Energy in Earth's Atmosphere. نسخة محفوظة 2010-01-31 على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2008-04-15.
6. 1 2 3  جامعة ديلاوير. Geog 474: Energy Interactions with the Atmosphere and at the Surface. Retrieved on 2008-04-15. نسخة محفوظة 2014-10-30 على موقع واي باك مشين.
7. ↑  Wheeling Jesuit University. Exploring the Environment: UV Menace. نسخة محفوظة August 30, 2007, على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2007-06-01.
8. ↑  Oklahoma Weather Modification Demonstration Program. CLOUD PHYSICS. نسخة محفوظة 2008-07-23 على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2008-04-15.
9. ↑  Dr. Hugh J. Christian and Melanie A. McCook. Lightning Detection From Space: A Lightning Primer. نسخة محفوظة April 30, 2008, على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2008-04-17.
10. ↑  NASA. Flashes in the Sky: Earth's Gamma-Ray Bursts Triggered by Lightning. Retrieved on 2007-06-01. نسخة محفوظة 2021-11-20 على موقع واي باك مشين.
11. ↑  Fusion Energy Education.Lightning! Sound and Fury. نسخة محفوظة 2016-11-23 على موقع واي باك مشين. Retrieved on 2008-04-17.
12. ↑  Glossary of Meteorology. Atmospheric Tide. Retrieved on 2008-04-15. نسخة محفوظة 2012-02-11 على موقع واي باك مشين.
13. ↑  Scientific American. Does the Moon have a tidal effect on the atmosphere as well as the oceans?. Retrieved on 2008-07-08. نسخة محفوظة 5 أغسطس 2021 على موقع واي باك مشين.
14. ↑  Dr James B. Calvert. Tidal Observations. Retrieved on 2008-04-15. نسخة محفوظة 2021-08-05 على موقع واي باك مشين.
15. ↑  Andrew F. Nagy, p. 1-2 in *Comparative Aeronomy*, ed. by Andrew F. Nagy *et al.* (Springer 2008, (ردمك 978-0-387-87824-9))

|  |
| --- |
| **فيزياء الغلاف الجوي** في المشاريع الشقيقة: |
|  | 
* صور وملفات صوتية من كومنز.
 |


| * ع
* ن
* ت
كهرباء الغلاف الجوي |
| --- |
| عام | 
* فيزياء الأرض
* علوم الغلاف الجوي
* فيزياء الغلاف الجوي
* ديناميكية الأرصاد الجوية
* كيمياء الغلاف الجوي
* مغناطيسية أرضية

 |
| كهرومغناطيسية | 

|  |  |
| --- | --- |
| انبعاثات كهرومغناطيسية ELF/VLF  | 
* راديو الغلاف الجوي
* Whistlers
* Chorus
* Hiss

 |
| انبعاثات ضوئية  | 
* أحداث مضيئة عابرة
* برق الغلاف الجوي العلوي
* عفريت البرق
* شرر القديس إلمو
* كرة البرق

 |

 |
| المصادر | 
* أشعة الشمس
* برق
* Equatorial electrojet

 |
| التطبيقات | 
* الحبل الكهروديناميكيs
* Magnetotellurics

 |
| أشخاص | 
* Egon Schweidler
* نيكولا تسلا

 |

| * ع
* ن
* ت
فروع الفيزياء |
| --- |
| أقسام | 
* فيزياء نظرية
	+ فيزياء محوسبة
* فيزياء تجريبية
* فيزياء تطبيقية

 |
| الفيزياء التقليدية | 
* الميكانيكا التقليدية
	+ نيوتنية
	+ تحليلية
	+ المتصل
		- الموائع
	+ السماوية
* الديناميكا الحرارية
	+ الميكانيكا الإحصائية
	+ ترموديناميك اللاتوازن
* الكهرومغناطيسية التقليدية
* البصريات
	+ الأشعة
	+ الموجات
* علم الصوت

 |
| الفيزياء الحديثة | 
* مقالة جيدة ميكانيكا الكم
* الميكانيكا النسبية
	+ الخاصة
	+ مقالة مختارة العامة
* فيزياء الجسيمات
* الفيزياء النووية
* نظرية الحقل الكمومي
* فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية
	+ الفيزياء الذرية
	+ الفيزياء الجزيئية
	+ البصريات الحديثة
* فيزياء المواد المكثفة

 |
| الفيزياء معالعلوم الأخرى | 
* الفيزياء الفلكية
* علم الكون الفيزيائي
* فيزياء الغلاف الجوي
* الفيزياء الحيوية
* الفيزياء الكيميائية
* الفيزياء الهندسية
* فيزياء الأرض
* علم المواد
* الفيزياء الرياضية
* الفيزياء الطبية
* علم المحيطات الفيزيائي
* علم المعلومات الكمية

 |
| انظر أيضا | 
* تاريخ الفيزياء
* جائزة نوبل في الفيزياء
	+ قائمة مختارة قائمة الفائزين
* الجدول الزمني لاكتشافات الفيزياء الأساسية
* تعليم الفيزياء
* الاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية
* فلسفة الفيزياء

 |
| شعار بوابة بوابة الفيزياء |

* أيقونة بوابةبوابة الفضاء
* أيقونة بوابةبوابة الفيزياء
* أيقونة بوابةبوابة طقس
* أيقونة بوابةبوابة علم طبيعة الأرض
* أيقونة بوابةبوابة علوم
* أيقونة بوابةبوابة علوم الأرض

| ضبط استنادي عدلها في ويكي بيانات |
| --- |
| وطنية | 
* قاعدة البيانات الوطنية التشيكية (NLCR AUT)

 |
| أخرى | 
* الأراشيف القومية في الولايات المُتحدة (NAID)

 |