Khí quyển đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống trên Trái đất. Đây không chỉ là lớp không khí bao quanh hành tinh, mà còn là tấm lá chắn bảo vệ sinh vật khỏi bức xạ nguy hiểm, điều hòa khí hậu và cung cấp oxy cho sự sống. Vậy khí quyển là gì?
Bầu khí quyển là gì?
Bầu khí quyển là lớp khí bao quanh Trái Đất. Nó rất quan trọng vì nó giúp chúng ta có thể duy trì sự sống.
Tất cả các loài động vật và thực vật sống trên hành tinh này đều cần bầu khí quyển để tồn tại. Bầu khí quyển được giữ chặt với Trái Đất bằng lực hấp dẫn.
Bầu khí quyển tạo nên hỗn hợp các loại khí, bao gồm:
- 78% nitơ
- 21% oxy
- 0,9% argon
- ~ 0,1% carbon dioxide, nitơ oxit, mêtan và ozon.
Hơi nước cũng có trong khí quyển, lượng hơi nước thay đổi tùy thuộc vào nơi bạn ở và thời gian. Ví dụ, các vùng nhiệt đới ẩm có nhiều hơi nước trong khí quyển hơn (lên đến 4%) và các vùng Bắc Cực lạnh có ít hơi nước hơn (thường ít hơn 1%).
Ngoài ra còn có một ít bụi trong khí quyển của Trái Đất. Bụi này bao gồm hỗn hợp các hạt rắn và lỏng, bao gồm các hạt từ ô nhiễm, phun trào núi lửa và đất bị gió thổi bay.
Đáy của khí quyển nặng hơn phần trên. 98% khối lượng của khí quyển nằm ở 30 km dưới cùng. Nó dần mỏng hơn ở độ cao lớn hơn cho đến khi đạt đến không gian, nơi không có khí quyển.
Không có ranh giới rõ ràng giữa bầu khí quyển và không gian bên ngoài; nó chỉ ngày càng mỏng hơn khi bạn lên cao, cho đến khi hòa trộn với không gian bên ngoài.
Chúng ta không nhận thấy bầu khí quyển vì nó trải rộng và được tạo thành từ các loại khí vô hình, nhưng thực ra nó khá nặng! Trọng lượng của nó tương đương với một lớp nước sâu 10 mét bao phủ toàn bộ hành tinh.
Tại sao bầu khí quyển lại quan trọng?
Bầu khí quyển cho phép sự sống tồn tại trên Trái Đất vì:
- Không khí chúng ta hít thở nằm trong khí quyển.
- Bức xạ tia cực tím có hại từ Mặt trời bị bầu khí quyển ngăn không cho đến bề mặt Trái đất.
- Nhiệt từ Mặt trời bị bầu khí quyển giữ lại nên không thoát trở lại không gian và Trái đất không bị quá lạnh.
- Khí hậu của Trái Đất được điều hòa bởi bầu khí quyển.
- Đây là yếu tố chính của chu trình nước.
Bầu khí quyển hoạt động như một bộ lọc khổng lồ, ngăn chặn các bức xạ có hại từ Mặt trời gây cháy nắng và có thể gây hại cho các sinh vật sống.
Nhưng nó cho phép nhiệt mặt trời (tia ấm từ Mặt trời) chiếu vào, đây là điều cần thiết để sự sống tồn tại trên Trái đất.
Có bao nhiêu tầng khí quyển?
Bầu khí quyển của Trái Đất được tạo thành từ các lớp, trải dài từ mặt đất lên bầu trời. Ranh giới giữa các lớp này khá linh hoạt, vì chúng thay đổi tùy theo vĩ độ và mùa.
Các lớp của khí quyển tính từ mặt đất lên là: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung lưu, tầng điện ly, tầng nhiệt và tầng ngoài.
Tầng đối lưu là gì?
Mọi thời tiết đều phát triển ở tầng đối lưu, là tầng thấp nhất của khí quyển. Điều này là do hầu hết hơi nước trong khí quyển đều nằm ở tầng đối lưu.
Gió trong tầng khí quyển này di chuyển các khối không khí và các vùng áp suất cao và áp suất thấp khác nhau, gây ra những thay đổi và kiểu thời tiết. Tầng đối lưu có thể thay đổi đột ngột và dữ dội.
Lớp này bắt đầu từ mặt đất và kéo dài khoảng 6 km ở hai cực và khoảng 16 km ở Xích đạo.
Khi chúng ta đi xa hơn trong tầng đối lưu, không khí loãng hơn và nhiệt độ giảm xuống. Đây là lý do tại sao đỉnh núi lạnh hơn các thung lũng bên dưới.
Nhiệt từ Mặt trời có thể dễ dàng xuyên qua tầng đối lưu. Gió ở trên cao trong tầng đối lưu rất hữu ích cho máy bay! Điều này là do luồng phản lực có ở phần trên của tầng đối lưu, là luồng gió chuyển động nhanh mà máy bay có thể bay vào để tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Bay theo luồng phản lực nhanh hơn và hiệu quả hơn là bay trong không khí dày hơn bên dưới.
Tầng bình lưu là gì?
Lớp khí quyển tĩnh lặng này trải dài từ tầng đối lưu đến độ cao khoảng 50 km so với bề mặt Trái Đất. Đây là lớp rất khô và không có nhiều mây.
Bất kỳ đám mây nào trong tầng bình lưu đều mỏng và mỏng manh. Khi bạn lên cao hơn trong tầng bình lưu, nhiệt độ tăng lên: ngược lại với tầng đối lưu!
Những máy bay có thể bay trong tầng này rất may mắn vì có gió ngang mạnh hỗ trợ cho chuyến bay nhưng lại ít nhiễu động.
Chúng ta cũng may mắn khi tầng bình lưu tồn tại vì nó giúp bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ UV có hại từ Mặt trời, do chứa một lượng nhỏ ozone (một dạng oxy). Phần của tầng bình lưu có lớp ozone mỏng này được gọi là tầng ozone .
Lượng ozone trong bầu khí quyển của Trái Đất đang giảm, các nhà khoa học tin rằng nguyên nhân là do các hóa chất gọi là CFC được giải phóng vào khí quyển từ bình xịt. Việc sử dụng CFC bị cấm ở hầu hết các quốc gia trên thế giới và hiện nay tầng ozone đang dần phục hồi.
Tầng trung lưu là gì?
Tầng trung lưu là tầng lạnh nhất của khí quyển, với nhiệt độ tối thiểu là -120 độ C. Tầng này trải dài khoảng 85 km so với bề mặt Trái Đất và những đám mây cao nhất trong khí quyển hình thành ở đây, trông giống như những dải mây bạc mà bạn có thể nhìn thấy sau khi Mặt trời lặn.
Những đám mây này được tạo thành từ băng vì tầng trung lưu rất lạnh! Khi chúng ta nhìn thấy sao băng, chúng ta đang nhìn thấy chúng ở tầng trung lưu.
Đây là lớp mà các nhà khoa học biết ít nhất vì nó quá cao đối với máy bay hoặc khinh khí cầu thời tiết, nhưng lại quá thấp đối với tàu vũ trụ.
Tầng điện ly là gì?
Lớp khí quyển này dẫn điện. Đây là nơi hình thành cực quang Bắc và Nam: các hoa văn ánh sáng đầy màu sắc trên bầu trời mà bạn có thể nhìn thấy từ các cực.
Những màn trình diễn ánh sáng tuyệt đẹp này được tạo ra bởi các hạt tích điện trong tầng điện ly phản chiếu gió mặt trời, một luồng các hạt tích điện từ Mặt trời.
Tầng nhiệt là gì?
Tầng nhiệt là lớp dày nhất trong khí quyển, trải dài tới 690 km so với bề mặt Trái Đất. Đây là nơi có thể tìm thấy các loại khí nhẹ nhất, bao gồm oxy, heli và hydro.Các phân tử khí phân tán rất nhiều trong tầng nhiệt.
Nhiệt độ ở đây có thể rất cao, lên tới 1500 độ C, nhưng nhiệt độ ở tầng nhiệt không quá nóng vì không có nhiều áp suất. Nhiệt sinh ra khi các phân tử truyền năng lượng cho nhau trong vùng có áp suất cao.
Câu hỏi tiếp theo của bạn có thể là, “Mối quan hệ giữa ‘khí quyển’ và ‘áp suất’ là gì”? Áp suất khí quyển là lực tác dụng bởi trọng lượng của các phân tử không khí trong khí quyển Trái đất lên bề mặt Trái đất. (Nói cách khác, áp suất khí quyển là thước đo trọng lượng của khí quyển trên bề mặt Trái đất.)
Tầng ngoài của bầu khí quyển là gì?
Đây là lớp khí quyển mà bạn có thể nhìn thấy trong hình ảnh vệ tinh của Trái Đất như lớp màu xanh mờ bao quanh hành tinh của chúng ta.
Tầng ngoài là nơi có nhiều vệ tinh thời tiết nằm ở ‘quỹ đạo Trái Đất tầm thấp’ hoặc ‘quỹ đạo Trái Đất tầm trung’.
Hydro là nguyên tố chính trong tầng ngoài, chỉ có một lượng nhỏ heli, carbon dioxide, oxy và các loại khí khác. Tầng ngoài giãn ra và co lại tùy thuộc vào những gì đang xảy ra với Mặt trời.
Khác nhau giữa áp suất khí quyển và áp suất chân không
Chân không là trạng thái không gian không chứa vật chất hoặc chứa rất ít phân tử khí. Trong thực tế, không có chân không tuyệt đối vì vẫn luôn tồn tại một lượng nhỏ phân tử khí.
Áp suất chân không và áp suất khí quyển là hai khái niệm riêng biệt liên quan đến phép đo áp suất:
Áp suất khí quyển :
- Đây là áp suất do trọng lượng của khí quyển tác dụng lên một điểm nhất định. Ở mực nước biển, áp suất khí quyển xấp xỉ 101,3 kPa (kilopascal) hoặc 1 atm (khí quyển).
- Áp suất khí quyển giảm theo độ cao vì có ít không khí hơn ở một điểm nhất định trong khí quyển.
- Áp suất chân không :
- Áp suất chân không là áp suất trong một hệ thống thấp hơn áp suất khí quyển. Nó thường được đo theo áp suất khí quyển, cho biết áp suất thấp hơn bao nhiêu so với áp suất khí quyển xung quanh.
- Áp suất chân không có thể được biểu thị là áp suất chuẩn âm. Ví dụ, nếu áp suất khí quyển là 101,3 kPa và một hệ thống có áp suất là 50 kPa, thì áp suất chân không sẽ là 50 kPa so với áp suất khí quyển.
Xem bài viết chi tiết: Áp suất khí quyển là bao nhiêu?
Sự khác biệt chính:
- Tham chiếu đo lường : Áp suất khí quyển là điểm tham chiếu để đo áp suất chân không. Áp suất chân không cho biết áp suất thấp hơn bao nhiêu so với áp suất khí quyển.
- Đơn vị : Áp suất chân không có thể được biểu thị bằng giá trị âm (ví dụ: -50 kPa) hoặc theo giá trị tuyệt đối (ví dụ: thấp hơn áp suất khí quyển 50 kPa), trong khi áp suất khí quyển thường được biểu thị bằng giá trị dương (ví dụ: 101,3 kPa).
Bản tóm tắt:
- Áp suất khí quyển : Áp suất do khí quyển tạo ra; dùng làm tham chiếu.
- Áp suất chân không : Áp suất trong một hệ thống dưới áp suất khí quyển; biểu thị mức độ chân không.
Kết luận
Khí quyển là yếu tố quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất. Việc hiểu và bảo vệ khí quyển sẽ góp phần giữ gìn môi trường cho thế hệ tương lai. Hy vọng những chia sẻ về khái niệm khí quyển là gì, cũng như các đặc điểm của nó trong bài viết sẽ trở nên hữu ích với bạn đọc.
Tham khảo bài viết khác: Áp suất chân không là gì?
Trả lời
Bạn phải đăng nhập để gửi bình luận.