طبيعة
الغلاف الجوي والمناخ والطقس

المقالات الرئيسة: غلاف الأرض الجوي مناخ طقس تغير المناخ
يعتبر الغلاف الجوي للأرض عاملاً رئيسياً في الحفاظ على النظام البيئي الطبيعي، وهو أقرب إلى طبقة رقيقةٍ من الغازات المحيطة بالأرض وتُثبّته في مكانه قوة الجاذبية. يتكون الهواء الجاف بنسبة ثمانية وسبعين بالمائة من النيتروجين وواحد وعشرين بالمائة من الأكسجين وواحد بالمائة من الأرجون وغازات خاملة (نبيلة) أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وغيره، كم ايحتوي كمية متغيرة من بخار الماء. ويتناقص الضغط الجوي بتناسب عكسي مع الارتفاع فوق سطح البحر، وارتفاعه حوالي ثمانية كيلومترات يقلّ بعدها الضغط الجوي بالتناسب مع عدد أويلر. ولطبقة الأوزون في الغلاف الجوي للأرض دور مهم في حجب شطرٍ منالأشعة فوق البنفسجية (بالإنجليزية: UV)‏ التي تصل إلى سطح الأرض، إذ يتدمّر الحمض النووي للكائنات الحية بسهولة عند تعرّضه لهذه الأشعة؛ ولهذا فإن طبقة الأوزون لها قيمة أساسية في الحفاظ على الحياة. ويحفظُ الغلاف الجوي أيضًا الحرارة فيقلّل من تقلباتها، وهو ما يساهم في توازن الحرارة على الأرض.
ولا يتأثر الطقس على كوكب الأرض -تقريباً- إلا بالتروبوسفير، وهي الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي، إذ إن فيها نظاماً للحمل الحراري يعمل على إعادة توزيع الحرارة بأنحاء الكوكب. وتعد التيارات المحيطية عاملاً مهماً آخر في تحديد حالة المناخ وخصوصًا الدورة الحرارية الملحية التي تقعُ تحت الماء، فهي تنقلُ الحرارة من المحيطات المدارية إلى المناطق القطبية، وتساعد هذه التيارات في التخفيف من اختلافات الحرارة بين فصلي الشتاء والصيف في الأقاليم المعتدلة. فضلاً عن ذلك، ستغدو المناطق الاستوائية أكثر حرارة والمناطق القطبية أكثر برودة لولا دور التيارات المحيطية والغلاف الجويّ.
ويمكن أن تكون للطقس جوانب مفيدة وأخرى ضارة. فبعض نواتج الطقس تجمعُ كميات هائلةً من الطاقة وتُخلِّف دماراً عظيماً، ومنها الأعاصير القمعية والأعاصير الاستوائية والحلزونية والرعد والبرق. ويعتمد وجود الحياة النباتية على سطح الأرض على تغيّرات الطقس الموسمية، فيمكن أن تتسبب التغيرات المفاجئة التي تستمر لسنوات قليلة بتداعيات كبيرة على النبات والحيوان وسائر الكائنات الحيّة، وذلك لأهمية الطقس في صنع غذاء هذه الكائنات.
ويعد مناخ الكوكب مقياساً للاختلافات طويلة الأمد في حالة الطقس، ومن العوامل العديدة المعروفة بقدرتها على تغيير المناخ: تيارات المحيط وارتداد أشعة الشمس عن سطح الأرض والغازات الدفيئة والتباين في سطوع الشمس واختلاف مدار الكوكب. ومن المعروف وفقًا للتسجيلات التاريخية أن الأرض تعرضت لتغيرات مناخية عنيفة في العصور الماضية، مثل العصور الجليدية.
ويتوقف مناخ أي منطقة على عدد من العوامل؛ خاصة خط العرض الذي تقعُ عليه. وتجتمعُ خطوط المتقاربة مناخياً بأقاليم أو مناطق مناخية أوسع، والمناطق المناخية على الأرض كثيرةٌ وتتراوحُ من المناخ الاستوائي عند خط الاستواء إلى المناخ القطبي عند القطبين الشمالي والجنوبي. ويتأثر المناخ أيضاً بالفصول الأربعة الناتجة عن ميل محور دوران الأرض نسبةً لمستواها المداري، فبسبب هذا الميل تتغيَّر زاوية سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض بين الفصل والشتاء، فتكون أقرب للعمودية في الصيف فتمرّ الكثير من الأشعة من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض، ومائلة في الشتاء فيحجبُ الغلاف الجوي قسماً أكبر منها، ودائماً ما تتعاكسُ الفصول في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي، ففي صيف أحدهما يكون شتاء الآخر.
يخضع المناخ إلى ما يُسمَّى نظرية الفوضى، أي أن من السهل أن يتأثر بتغييرات بسيطة في البيئة، ولذلك يصعبُ التنبؤ بحالة الطقس بدقة لفترةٍ تزيد عن أيام معدودات. ويتغيّر مناخ الأرض من ناحيتين حالياً: الأولى هي ارتفاع درجة الحرارة المتوسّطة بسبب الاحتباس الحراري، والثانية تقلّب الأحوال المناخية إقليمياً بتطرّف غير معهود.