مقدمه

از گذشته هاي دور مردم بر اساس برخي تغييرات پديده هاي جوي به پيش بيني وضعيت هوا در روزهاي آينده مي پرداختند به عنوان مثال معتقد بودند كه هر گاه ابرها در آسمان به شكل فلس هاي ماهي در آيد روزهاي آتي باراني خواهد بود و گاه وقوع بارندگي اين تصور و ذهنيت را قوت مي بخشيد. ولي جداي از مواردي كه به هيچ مبناي علمي مبتني نبود ( همانند آنچه گفته شد ) مطالعه و بررسي جو همواره مورد نظر دانشمندان ايراني بوده و بسياري از منجمان در آثار خود بخشي را به مسائل جوي اختصاص داده اند. محمد بن زكرياي رازي ، ابن سينا ، حكيم عمر خيام ، ابوريحان بيروني و انوري شاعر معروف از شخصيها و دانشمندان ايراني بوده اند كه پيرامون پديده هاي جوي مطالبي را در آثار خود به يادگار گذاشته اند. در جهان غرب همگام با جهش علمي كه پس از انقلاب صنعتي روي داد ودر تمام رشته هاي علمي تحولي بزرگ رخ نمود ، علم هواشناسي نيز گسترش يافت و در اندك زمان تاثير انكار ناپذير خود را بر قلمرو بسياري از رشته هاي علوم نمايان ساخت. بكار گيري دانش هواشناسي به عنوان بستر بسياري از برنامه ريزيهاي علمي ، فني ، صنعتي ، كشاورزي و عمراني و ... ضرورت يافت و از آن پس هواشناسي به عنوان يك شاخه از علم شناخته شد و كاربرد علمي و عملي بيشتري يافت كه همچنان اين روند ادامه دارد. امروزه هواشناسي در عرصه هاي مختلف و متنوعي مهم مي نمايد، در كشاورزي در مسافرت هاي هوايي، دريايي زميني و در زمينه خشكسالي و تغييرات اقليمي؛ بدين ترتيب زندگي انسان امروز با علم هواشناسي پيوندي نا گسستني يافته است.
در نظر بگيريد كه قصد سفر زميني در فصول پر بارش سال را داريد آيا بي مهابا اقدام به سفر مي كنيد يا پيش از آن سعي مي كنيد از وضعيت هواي استان يا استان هايي را كه قصد عبور و يا توقف در آن را داريد مطلع شويد. بي شك بسياري به گونه دوم عمل مي كنند. بسياري از ما فراموش مي كنيم كه در كف اقيانوس عميقي از هوا زندگي مي كنيم و نفس مي كشيم. فشار اين سيال، تركيبات وارد شده در آن و تغييراتش همه مي تواند بر زندگي و سلامت ما تاثير فراوان داشته باشد.

ارتباط تنگاتنگ اين سيال با سلامت و تمام جوانب زندگي آدمي تعبيه سكوهاي ديده باني براي اندازه گيري رطوبت، گرد و غبارو آلايند هاي هوا را الزامي مي كند. علاوه بر اين بروز رخدادهايي مانند سرماي شديد، بارش تگرگ و جاري شدن سيل كه مي توانند به محصولات كشاورزي و باغات آسيب برسانند از تهيه نقشه هاي هواشنايي قابل پيش بيني خواهد بود. به هر روي در دنياي امروز پيش بيني هاي هواشناسي جزلاينفك زندگي است ؛ بهتر آن است كه به اختصار به پيشينه اين علم در دنيا و در كشورمان بپردازيم. از عمر رسمي اين رشته در جهان بيش از يك قرن مي گذرد اما قدمت و سابقه حقيقي دانش هواشناسي رشته در اعماق تاريخ علوم داشته و به ابتداي خلقت انسان باز مي گردد كه در محاصره هوا ، اين سيال بي رنگ حيات بخش قرار داشت؛ باد ، باران و دماي هوا و دهها متغير ديگر هواشناسي انسان را از همان روز ازل در بر گرفت و تا امروز هم انسان از دايره تاثيرات آنها نرهيده است و به جرات ميتوان گفت كه هيچ رشته اي از علوم تا به اين حد به حيات و ممات موجودات كره خاكي اثر گذار و مرتبط نبوده است .
واما نحوه ورود اين شاخه از علم به ايران همانند ديگر دستاوردهاي نوين علمي است ، در دوره قاجار در حاليكه اروپا وارد عصر صنعتي شده و به اكتشافات و ابداعات علمي مهمي دست مي يافت ، ايران به واسطه خودكامگي وبي لياقتي شاهان قاجار نه تنها پيشرفت نكرد بلكه از عرصه هاي كه سابقاً در اآن نام آوربود نيزكنار نهاده شد ؛ لذا همانند تلگراف وخط آهن كه اولي توسط انگليسي ها وبراي ارسال پيامهاي مخابراتي خود از هند به اروپا و دومي توسط يك روسها براي جابجايي مواد معدني استخراج شده ساخته شد ؛ فعاليت هاي منظم هواشناسي هم اولين بار با اندازه گيري عناصر جوي توسط سفارتخانه هاي انگليس و روس درتهران و مناطق نفت خيز جنوب كشور شروع شد كه اين اطلاعات صرفا به بايگاني كشور هاي مربوطه منتقل شده و احتمالا در برنامه هاي تحقيقاتي آنها مورد استفاده ويژه قرار گرفت .
اولين درس هواشناسي در سال 1298 در برنامه درسي مدرسه "برزگران" منظور شد كه اين درس توسط معلمان فرانسوي تدريس مي شد و در همان محل اولين سكوي هواشناسي احداث شد كه در آن دماي هوا و رطوبت نسبي و ميزان بارندگي اندازه گيري مي گرديد. اين ايستگاه در سال 1308 كامل شد و اكثر عناصر جوي را ديده باني مي كرد. بتدريج در اثر نياز شديد بخشهاي كشاورزي و آبياري تعدادي ايستگاه نيز بر حسب ضرورت در نقاط مختلف كشور تاسيس شد كه مسئوليت آن با بنگاه مستقل آبياري وابسته به وزارت كشاورزي وقت بود . با بروز جنگ جهاني دوم نيروهاي متفقين براي سلامت پرواز هواپيماهاي خود يك واحد كوچك هواشناسي داير كردند كه نيازهاي هواشناسي براي هواپيمائي آنها را تامين مي كرد ، در اين زمان بنگاه مستقل آبياري وزارت كشاورزي اقدام به تربيت يك گروه ديده بان هواشناس نمود كه اين ديده بانان در سال 1327 اولين گروه فارغ التحصيلان هواشناسي در ايستگاههاي مربوط مشغول به كار شدند.
هواپيمائي كشوري هم به علت نياز به اطلاعات جوي براي پرواز ها ، ايستگاههاي هواشناسي را در فرودگاههاي اصلي كشور تاسيس كرد. چنانكه ديده مي شود در ابتدا هر سازمان ونهادي بنا بر نياز ايستگاه هواشناسي داير مي كرد وهواشناسي فاقد يك سازمان واحد و مستقل بود ؛ به همين دليل و بنا بر نياز ، مسئولان وقت تاسيس يك واحد هواشناسي مستقل در كشور را ضروري دانسته و در سال 1334 شمسي اداره كل هواشناسي كشور وابسته به وزارت راه تاسيس شد ودر همان ابتدا تمامي ايستگاههاي هواشناسي كه توسط بخشهاي مختلف تاسيس شده بودند به اين اداره كل واگذار شد ؛ اين اداره كل به دليل ساختار نظامي رژيم پهلوي كه همه چيز را تنها از منظر فوايد دفاعي ونظامي آن مي نگريست بعد ها به صورت سازماني مستقل زير نظر وزارت جنگ قرار گرفت كه بعد از انقلاب اسلامي مجدداً زير نظارت وزارت راه و ترابري در آمد.
ايستگاههاي هواشناسي درسه نوع سينو پتيك ، اقليم شناسي و باران در ابتدا تعداد 34 ايستگاههاي سينو پتيك ، 107 ايستگاه اقليم شناسي و 160 ايستگاه باران بود ؛ در سال 1338 هواشناسي ايران به عنوان يكصدوسومين عضو سازمان هواشناسي جهاني به عضويت اين سازمان جهاني در آمد. سازمان هواشناسي كشور قبل از انقلاب بيشتر در خدمت حمل و نقل هوايي و صنعت هواپيمائي بود و به مسائل هواشناسي كاربردي كمتر توجه مي شد ولي پس از انقلاب اسلامي و با تعيين كشاورزي به عنوان محور اصلي فعاليتهاي اقتصادي كشور ، اين سازمان نيز خدمات خود را به سمت كشاورزي به عنوان محور اصلي فعاليت هاي اقتصادي كشور ، متوجه كرد و امروزه توسعه ايستگاهها و بهبود سيستم آمار هواشناسي كشور در جهت ارائه خدمات به بخشهاي تحقيقاتي كشاورزي ،‌دامداري ، آبياري و ... گرايش دارد. هم اينك كليه اطلاعات جوي از 160 ايستگاه سينو پتيك به طور همزمان ساعت به ساعت در مركز مخابرات تهران جمع آوري شده ، بي درنگ در اختيار مركز پيش بيني و مركز خدمات كامپيوتري سازمان هواشناسي قرار مي گيرد.
كارشناسان مركز با توجه به دستورالعملها و استانداردهاي بين المللي در چند مرحله كار كنترل كيفي و كمي اطلاعات رسيده را به صورت دستي و كامپيوتري انجام مي دهند. مركز پيش بيني تهران با دريافت دائمي وفوري اطلاعات جوي كليه كشورهاي خاورميانه ، اروپا و آسيا و جمع آوري همزمان اطلاعات از ايستگاههاي هواشناسي سينوپتيك داخل كشور روزانه چندين نقشه هواشناسي در سطوح مختلف جو تهيه و پيش‌بيني هاي لازم را صادر مي كند و مركز ، اخطاريه هاي لازم را در مورد وقوع طوفان ، سيل ، سرماي شديد و ناگهاني ، بروز آفات كشاورزي و ... تهيه كرده ، به سازمانهاي و نهادهاي ذيربط ارسال مي دارد. روز جهاني هواشناسي ، روز هواست ، روز هواي پاك ، آنچه اينچنين براي زندگي آدمي مهم است ولي متاسفانه جدي گرفته نمي شود ، مردم به همه چيز فكر مي كنند جز به هوايي كه استنشاق مي كنند و تنها وقتي متوجه مي شوند كه سازمان هواشناسي روزي را بحراني اعلام مي كند واز بيماران قلبي - ريوي، سالمندان و بانوان باردار مي خواهد كه از تردد غير ضروري در شهر خودداري كنند ، گاه به نظر مي رسد كه در شهرهاي بزرگ به ويژه تهران مردم در زير قشر ضخيمي از دود تنفس مي كنند وباز هم عده ايي بي توجه به تابلوهايي هواشناسي كه ميزان آلاينده هاي هوا را در حد خطرناك نشان مي دهد باز هم با خودروهاي شخصي در سطح شهر تردد مي كنند ودانسته يا نادانسته پا بر حلقوم همشهريان خود مي فشارند واز نتيجه عمل خويش غافلند.

تاثير ا ت آب و هوا بر زندگي مردم

زندگي افراد ملل، چه آنها كه پيشرفته محسوب مي‌شوند و چه آنها كه در حال رشد و توسعه هستند و يا در توحش و بربريت بسر مي‌برند و روزگار مي‌گذرانند، محكوم عوامل محيطي است كه آنان را احاطه كرده است.
برف و باران و باد و طوفان و رعد و برق ميدان محدودي در كر? زمين نمي‌شناسند و هرجا كه عوامل وجودي آن ايجاد گردد با بروز خسارات و تلفاتي هويدا مي‌گردند و كودك، جوان، پير، زن، مرد، كهنه و نو براي آنها يكسان است.
اما انسان كه قادر است بر تمام عوامل طبيعي دست يابد و از رموز خلقتشان براي استفاد? خود آگاه گردد مي‌خواهد از اثرات وخيم يك طوفان يا ريزش باران به منظور استفاده و يا دفع خطرات آن آگاه شود تا از منافعش استفاده كند و از مضارش در امان باشد. از اين رو علم هواشناسي به‌وجود آمده است و امروزه با استفاده از اين علم خسارات به‌حداقل مي‌رسد و برنامه‌هاي آباداني تدوين مي‌گردد زيرا هواشناسي فرماند? تحرك يك جامعه به‌شمار مي‌آيد و او است كه با قاطعيت در آسمان و زمين و دريا بشر را به حركت يا توقف و يا اختفا وامي‌دارد.
براي اينكه دانش‌آموزان ارجمند با مسائل اين علم و ابزار كار هواشناسان آگاهي يابند در دبيرستان شمار? يك هدف يك ايستگاه هواشناسي زير نظر ادار? هواشناسي كل كشور ايجاد گرديد كه در وهل? اول از فرهنگ‌پژوهي دانشمندان و مهندسان عالي‌مقام آن خصوصاً جناب آقاي دكتر گنجي مديركل هواشناسي و جناب آقاي مهندس نوائي كه زحمات فراواني در راه ايجاد ايستگاه متحمل شده و از هيچ‌گونه راهنمايي و مساعدت كوتاهي نفرموده‌اند صميمانه به نام دانش‌آموزان و اولياي دبيرستان تشكر مي‌كنيم و از خداوند قادر متعال مي‌خواهيم همواره مؤيد و موفق باشند و بتوانند خدمات با ارزش خود را بيش از بيش ادامه دهند.

ريشه لغوي هوا شناسي

يونانيان واژه متيورولوگيا را ، برگرفته از کلمه «متيوروس» ، به معني اشياي معلق در آزمايشهاي مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه يا درس ترجمه شده است، براي اين علم بکار برده‌اند. ليکن ، امروزه مطالعه جو زمين چنان به رشته‌هاي تخصصي تقسيم شده است که واژه فراگير متئورولوژي (هواشناسي)که از يونانيان باستان بر جاي مانده است، هيچ کس را ارضا نمي‌کند. از اينرو ، براي مطالعه بخشي از جو که در آن يونش و گسست مهم است و روي هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آيرونومي (نزديک جو بالا) را بکار مي‌برند، در حالي که برخي ، به عنوان نامي فراگير ، علم (يا علوم) جو را مي‌پسندند.

نگاه اجمالي

مطالعه و پژوهش درباره تمامي جنبه‌هاي جو زمين که بطور تفصيلي از سطح زمين تا سطح بالايي جو را در بر مي‌گيرد، امروزه تحت عنوان علوم جوي ناميده مي‌شود. واژه قديمي و مصطلحتر هواشناسي مطالعه مطوح پاياني جو را ، که داراي تغييرات دائمي است، شامل مي‌شود. بشر از ابتداي خلقت به دليل تماس نزديک با طبيعت و مشاهده عيني پديده‌هاي جوي همواره نسبت به کشف اين پديده‌ها کنجکاوي نشان داده است. اولين تجربه عيني پديده‌هاي جوي شايد مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده است. همچنين اولين کوشش انسان براي تهيه غذا و کشاورزي نيز همراه با ديده باني هوا بوده است.
هواشناسي شاخه‌اي تخصصي از فيزيک پيشرفته است که از ابزارهاي رياضي پيچيده‌اي بهره مي‌گيرد و بر همه علوم فيزيک تکيه‌اي استوار دارد. هواشناسي بيش از همه با نظريه تابش الکترومغناطيسي ، ترموديناميک ، مکانيک کلاسيک ، فيزيک شاره‌ها ، شيمي فيزيک و نظريه لايه مرزي سر و کار دارد. اگر جو زيرين نيز در آن گنجانده شود، فيزيک خورشيد ، طيف شناسي ، فيزيک پلاسما ، يونش ، فيزيک ذرات بنيادي ، پديده‌هاي اشعه ايکس ، نور شناخت ، فيزيک پرتوي کيهاني ، پديده هاي برانگيزش ، الکتروديناميک ، مگنتوهيدروديناميک ، انتشار راديويي و ساير فرآيندهاي مربوطه را نيز بايد فرا گرفت.

تاريخچه

اولين بار ادموند هالي به سال 1688 اسنادي را در زمينه پديده‌هاي جوي و نقشه‌هاي مربوطه به بادهاي متواتر در سطح اقيانوسها ، براي بخشي از سطح زمين منتشر مي‌کند و در سال 1840 هوري نقشه بادهاي اقيانوسها را ترسيم و توان و جهت وزش آنها را مشخص مي‌سازد و بدين ترتيب در رفع نياز دريانوردي گامي برداشته مي‌شود.

سير تحولي و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسي در سطح زمين بويژه در زمينه اندازه گيري بارانها توسعه پيدا مي‌کند و از سال 1916 مطالعه پديده‌هاي جوي در زمينه پيش‌بيني هوا شکل مي‌يابد و اين بررسيها بر مبناي ويژگيهاي سيستماتيک صورت مي‌گيرد. در سالهاي بعد ، توسعه هوانوردي پيش بينيهاي دقيقتري را در وسعت گسترده‌اي ايجاب مي‌کند و آگاهي هوانوردان از حالات احتمالي آزمايشهاي مربوط به هوا در ناحيه معين و براي يک لحظه از زمان الزامي مي‌نمايد و به منظور رفع همين نياز هست که در پاره‌اي از نقاط دنيا سازمانهاي هواشناسي بوجود مي‌آيد.

به تدريج به موازات توسعه شناساييهاي علمي ، براي بهره گيري منطقي از منابع اقتصادي زمين به آگاهيهاي بيشتري از پديده‌هاي جوي احساس نيز مي‌شود، به گونه‌اي که براي شناخت قدرت هيدروليکي ناهمواريها و "نفت سفيد" کوهستانها به عنوان منبع زايش آبها ، تعيين حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان ميزان بارندگي سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار مي‌گيرد. همچنين پيشرفت علم کشاورزي به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزي ، مهندسين زراعي را به کسب اطلاعاتي در زمينه آب و هواشناسي وا‌ مي‌دارد و همين نياز به عنوان انگيزه ديگري در پيشرفت تحقيقات کليماتولوژي موثر مي‌افتد.

شاخه‌هاي هواشناسي

هواشناسي فيزيکي: بررسي ويژگيها و منشا تغييرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
هواشناسي ديناميکي: به مطالعه توده‌هاي هوا و بررسي عوامل انرژي مجموعه اتمسفر و يا جريانات اتمسفري مي‌پردازد.
هواشناسي اتمسفر آزاد: پديده‌هاي اتمسفر را از سطح زمين تا ارتفاعات بيشتر مطالعه مي‌کند.
هواشناسي زيستي
هواشناسي کشاورزي
هواشناسي هوانوردي
هواشناسي مهندسي
هيدروکليماتولوژي

آب و هواشناسي و سير تحولي آن

با واژه اتمسفر کم و بيش همه آشنا هستيم. علوم اتمسفري در دو شاخه هواشناسي و آب و هوا شناسي به مطالعه ويژگيهاي آن مي‌پردازد. که اين دو در مقياس زماني باهم فرق مي‌کنند. هواشناسي شرايط جوي را در زمان معين و بطور عام با استفاده از اصول و قوانين و مدلهاي رياضي و فيزيکي و ديناميکي در کوتاه مدت بررسي ، پيش بيني مي‌کند و به مطالعه تغييرات اتمسفر مي‌پردازد. آب و هواشناسي هواي غالب در دراز مدت (اقليم) را با توجه به ويژگيها و اصول و مفاهيم جغرافيايي ، عوامل بوجود آورنده و تأثيرات آن بر زندگي انساني ، تفاوتهاي آب و هوايي مکانها مورد بررسي قرار مي‌دهد.

سير تاريخي

آب و هواشناسي در آثار فيلسوفان يونان باستان با تعبيرهاي آب و هواي سه گانه گرم ، معتدل و سرد ديده مي‌شود. اولين کتاب در حدود چهار قرن پيش از ميلاد مسيح به نام هواها ، آبها ، مکانها توسط هيپوکرات نوشته شد. در قرن دوم بعد از ميلاد بطلميوس بر اساس تفاوت حرارت سرزمينهاي شناخته شده را به هفت اقليم تقسيم بندي کرد.
هواشناسي علمي از قرن هفده و هيجده بر پايه جمع آوري دانسته‌ها درباره مناطق مختلف و جمع بندي و ميانگين گيري شروع شد که جنبه توصيفي داشت و به دليل کار با اعداد معرف واقعيت نبوده و به عملکردهاي مشترک همه عناصر آب و هوايي توجه نمي‌شد. در قرن نوزده با کشف قوانين فيزيکي مانند جذب ، تابش ، هدايت ، تبخير و ... هواشناسي نيز علمي‌تر شد و از اصول هيدروديناميکي استفاده کرد. بنابراين علمي در اواخر قرن نوزده و اوايل قرن بيستم با تهيه و بکارگيري نقشه‌هاي هواشناسي جامعه و بوجود آمدن مکتبهاي هواشناسي اکثرا با نام شهرهاي بزرگ به شکوفايي رسيد.
هامبلولت عامل مهم تغييرات را خورشيد مطرح کرده ، با استفاده از خطوط همدما نقشه پراکندگي دما را در نيم کره شمالي ترسيم کرد و به تأثير دما در هواهاي متفاوت پي برد. مکتب برگي نظريه جبهه قطبي ، تشکيل سيکلون و توده‌هاي هوا را مطرح کرد. مکتب فرانکفورت مقدمات مطالعات سه بعدي جو و تأثيرات طبقات مياني و بالايي را بر سيستمهاي هوايي مطرح کرد.
مکتب شيکاگو مهمترين کشف آب و هواشناسي يعني اصل ثابت بودن چرخندگي مطلق توده هوا در طول مسير حرکت و مدل موجها در حرکت باد را مطرح کرد که به امواج رزباي معروف گشتند، وجود رود باد نيز در اين مکتب کشف شد. مدل گردش عمومي اتمسفر ارائه شد و ثابت شد تغييرات آب و هوايي در زمين نتيجه تأثير مستقيم انرژي خورشيد نيست.
تغييرات فشار اتمسفر ، امواج طبقات مياني و بالايي حرکت و چرخش کره زمين و نيروهاي کريوليسي نيز نقش دارند. با توجه به تفاوت نگرشها ، آب و هواشناسي توصيفي ، ديناميک ، فيزيکي ، سينوپتيک ، کاربردي بوجود آمدند که آب و هواشناسي سينوپتيک (همديده باني) با توجه به تمام جنبه‌هاي موثر و احتمالي در آب و هوا جامعيت بيشتري دارد.

آب و هواشناسي فيزيکي

در آب و هواشناسي فيزيکي منبع اصلي انرژي خورشيد است. بنابراين سير تغييرات و تبديلات آب و هوايي ، مناطق گرم ، سرد ، باد و ... براي يکنواخت کردن انرژي در سطح کره زمين در ارتباط با خورشيد و با توجه به دريافت انرژي و خروج آن از طريق بازتاب و تابش سياره‌اي با توجه به ويژگيهاي منطقه‌اي مورد بررسي قرار مي‌گيرد.
هواشناسي فيزيکي اساس هواشناسي ديناميک است، زيرا لازمه يکنواخت شدن انرژي بين مناطق وزش باد و جابجايي بخار آب بين مناطق با دماهاي متفاوت است که با استفاده از قوانين حرکت و ديناميک بيان مي‌شوند. در هواشناسي ديناميک نتايج حاصل از پراکندگي انرژي تابشي خورشيد و فرآيندهاي ترموديناميکي با استفاده از روشهاي رياضي و اصول فيزيکي بررسي مي‌شود. هواشناسي ديناميکي مبناي نظري هواشناسي سينوپتيک است.

جو زمين

تاريخچه زمين تنها مطالب بسيار اندکي قبل از يک بيليون سال پيش مي‌داند، ولي پيرو يک رشته حوادث محتمل ارائه مي‌شود. اين نظريه از يک منطقه فعال پژوهشي به جا مانده است. اتمسفر امروزي گاهي به عنوان سومين اتمسفر شناخته مي‌شود. چنانکه ترکيب شيميايي از دو ترکيب قابل ملاحظه شيميايي تشخيص داده شده است. اتمسفر اصلي مقدمتا از هليوم و هيدروژن تشکيل شده بود و گرما آنرا از هم پاشاند.
حدود 3.5 بيليون سال پيش سطح زمين به اندازه‌اي سرد شد که پوسته آن شکل گرفت، به شدت بوسيله آتشفشانهايي که بخار ، دي اکسيد کربن و بخار آمونياک آزاد مي‌کردند محصور شد. اين باعث بوجود آمدن اتمسفر دومي شد که مقدمتا شامل دي اکسيد کربن و بخار آب و همراه مقداري نيتروژن و بدون اکسيژن مي‌شد. دومين اتمسفر به عنوان اتمسفر رايج 100 برابر اولين اتمسفر گاز داشت. بطور کلي اين باور وجود دارد که پديده گلخانه‌اي با بالا رفتن مقدار دي اکسيد کربن باعث نگهداري زمين از يخ زدگي مي‌شود.

در طول چند بيليون سال بعد بخار آب از طريق متراکم شدن باعث بوجود آمدن باران و اقيانوسها شد که شروع به حل کردن دي اکسيد کربن کرد. حدود 50% از دي اکسيد کربن جذب اقيانوسها مي‌شدند. فوتوسنتز گياهان باعث باز شدن و تبديل شدن دي اکسيد کربن به اکسيژن مي‌شد. بيشتر اوقات کربن زيادي در سوختهاي فسيلي ، سنگهاي رسوبي و پوست حيوانات محبوس است. چنانکه اکسيژن آزاد شده براي تشکيل نيتروژن با آمونياک واکنش مي‌دهد؛ افزون بر اين باکتري مي‌تواند آمونياک را به نيتروژن تبديل کند.
به نظر مي‌رسد بيشتر گياهان مهمترين عامل افزايش ميزان اکسيژن هستند. در ابتدا با عنصرهاي مهمي از جمله آهن ترکيب شده ، ولي سرانجام باعث انباشته شدن اکسيژن در جو و همچنين پيشرفت اين نظريه شد. همراه با ظهور لايه اوزون موجودات مختلف از اشعه فرابنفش بهتر محافظت مي‌شدند. اين اتمسفر نيتروژن _اکسيژن سومين اتمسفر به حساب مي‌آيد.

جو زمين چيست؟

جو زمين لايه‌اي از گازها است که که زمين را احاطه کرده‌اند که اين گازها بوسيله جاذبه زمين نگهداشته شده‌اند. جو زمين شامل نيتروژن (78.1%) و اکسيژن (20.9%) همراه مقدار کمي از آرگون (0.9%) ، دي اکسيد کربن (متغير، ولي حدود 0.035%) ، بخار آب و ديگر گازها مي‌شود. جو زمين موجودات روي زمين را از طريق جذب اشعه فرابنفش خورشيد و کم کردن دماي بالاي بين روز و شب محافظت مي‌کند.
مرز دقيقي بين لايه‌هاي مختلف جو وجود ندارد، ولي جو به سرعت با افزايش ارتفاع رقيق مي‌شود و هيچ مرز مشخصي بين جو و فضاي خارج از جو وجود ندارد. 75% از جو زمين تا ارتفاع 11 کيلومتر از سطح سياره وجود دارد. در ايالات متحده کساني که به بالاي 50 مايل (80 کيلومتر) سفر کنند فضانورد شناخته مي‌شوند. ارتفاع 400000 پا (75 مايل يا 120 کيلومتر) جايي است که تأثير قابل توجهي هنگام ورود به آن مي‌گذارد. همچنين ارتفاع 100 کيلومتري يا 62 مايلي به عنوان مرز بين اتمسفر و فضا بطور مکرر استفاده مي‌شود.
ادامه دارد....
/خ