مقدمه

از گذشته های دور مردم بر اساس برخی تغییرات پدیده های جوی به پیش بینی وضعیت هوا در روزهای آینده می پرداختند به عنوان مثال معتقد بودند که هر گاه ابرها در آسمان به شکل فلس های ماهی در آید روزهای آتی بارانی خواهد بود و گاه وقوع بارندگی این تصور و ذهنیت را قوت می بخشید. ولی جدای از مواردی که به هیچ مبنای علمی مبتنی نبود ( همانند آنچه گفته شد ) مطالعه و بررسی جو همواره مورد نظر دانشمندان ایرانی بوده و بسیاری از منجمان در آثار خود بخشی را به مسائل جوی اختصاص داده اند. محمد بن زکریای رازی ، ابن سینا ، حکیم عمر خیام ، ابوریحان بیرونی و انوری شاعر معروف از شخصیها و دانشمندان ایرانی بوده اند که پیرامون پدیده های جوی مطالبی را در آثار خود به یادگار گذاشته اند. در جهان غرب همگام با جهش علمی که پس از انقلاب صنعتی روی داد ودر تمام رشته های علمی تحولی بزرگ رخ نمود ، علم هواشناسی نیز گسترش یافت و در اندک زمان تاثیر انکار ناپذیر خود را بر قلمرو بسیاری از رشته های علوم نمایان ساخت. بکار گیری دانش هواشناسی به عنوان بستر بسیاری از برنامه ریزیهای علمی ، فنی ، صنعتی ، کشاورزی و عمرانی و ... ضرورت یافت و از آن پس هواشناسی به عنوان یک شاخه از علم شناخته شد و کاربرد علمی و عملی بیشتری یافت که همچنان این روند ادامه دارد. امروزه هواشناسی در عرصه های مختلف و متنوعی مهم می نماید، در کشاورزی در مسافرت های هوایی، دریایی زمینی و در زمینه خشکسالی و تغییرات اقلیمی؛ بدین ترتیب زندگی انسان امروز با علم هواشناسی پیوندی نا گسستنی یافته است.
در نظر بگیرید که قصد سفر زمینی در فصول پر بارش سال را دارید آیا بی مهابا اقدام به سفر می کنید یا پیش از آن سعی می کنید از وضعیت هوای استان یا استان هایی را که قصد عبور و یا توقف در آن را دارید مطلع شوید. بی شک بسیاری به گونه دوم عمل می کنند. بسیاری از ما فراموش می کنیم که در کف اقیانوس عمیقی از هوا زندگی می کنیم و نفس می کشیم. فشار این سیال، ترکیبات وارد شده در آن و تغییراتش همه می تواند بر زندگی و سلامت ما تاثیر فراوان داشته باشد.

ارتباط تنگاتنگ این سیال با سلامت و تمام جوانب زندگی آدمی تعبیه سکوهای دیده بانی برای اندازه گیری رطوبت، گرد و غبارو آلایند های هوا را الزامی می کند. علاوه بر این بروز رخدادهایی مانند سرمای شدید، بارش تگرگ و جاری شدن سیل که می توانند به محصولات کشاورزی و باغات آسیب برسانند از تهیه نقشه های هواشنایی قابل پیش بینی خواهد بود. به هر روی در دنیای امروز پیش بینی های هواشناسی جزلاینفک زندگی است ؛ بهتر آن است که به اختصار به پیشینه این علم در دنیا و در کشورمان بپردازیم. از عمر رسمی این رشته در جهان بیش از یک قرن می گذرد اما قدمت و سابقه حقیقی دانش هواشناسی رشته در اعماق تاریخ علوم داشته و به ابتدای خلقت انسان باز می گردد که در محاصره هوا ، این سیال بی رنگ حیات بخش قرار داشت؛ باد ، باران و دمای هوا و دهها متغیر دیگر هواشناسی انسان را از همان روز ازل در بر گرفت و تا امروز هم انسان از دایره تاثیرات آنها نرهیده است و به جرات میتوان گفت که هیچ رشته ای از علوم تا به این حد به حیات و ممات موجودات کره خاکی اثر گذار و مرتبط نبوده است .
واما نحوه ورود این شاخه از علم به ایران همانند دیگر دستاوردهای نوین علمی است ، در دوره قاجار در حالیکه اروپا وارد عصر صنعتی شده و به اکتشافات و ابداعات علمی مهمی دست می یافت ، ایران به واسطه خودکامگی وبی لیاقتی شاهان قاجار نه تنها پیشرفت نکرد بلکه از عرصه های که سابقاً در اآن نام آوربود نیزکنار نهاده شد ؛ لذا همانند تلگراف وخط آهن که اولی توسط انگلیسی ها وبرای ارسال پیامهای مخابراتی خود از هند به اروپا و دومی توسط یک روسها برای جابجایی مواد معدنی استخراج شده ساخته شد ؛ فعالیت های منظم هواشناسی هم اولین بار با اندازه گیری عناصر جوی توسط سفارتخانه های انگلیس و روس درتهران و مناطق نفت خیز جنوب کشور شروع شد که این اطلاعات صرفا به بایگانی کشور های مربوطه منتقل شده و احتمالا در برنامه های تحقیقاتی آنها مورد استفاده ویژه قرار گرفت .
اولین درس هواشناسی در سال 1298 در برنامه درسی مدرسه "برزگران" منظور شد که این درس توسط معلمان فرانسوی تدریس می شد و در همان محل اولین سکوی هواشناسی احداث شد که در آن دمای هوا و رطوبت نسبی و میزان بارندگی اندازه گیری می گردید. این ایستگاه در سال 1308 کامل شد و اکثر عناصر جوی را دیده بانی می کرد. بتدریج در اثر نیاز شدید بخشهای کشاورزی و آبیاری تعدادی ایستگاه نیز بر حسب ضرورت در نقاط مختلف کشور تاسیس شد که مسئولیت آن با بنگاه مستقل آبیاری وابسته به وزارت کشاورزی وقت بود . با بروز جنگ جهانی دوم نیروهای متفقین برای سلامت پرواز هواپیماهای خود یک واحد کوچک هواشناسی دایر کردند که نیازهای هواشناسی برای هواپیمائی آنها را تامین می کرد ، در این زمان بنگاه مستقل آبیاری وزارت کشاورزی اقدام به تربیت یک گروه دیده بان هواشناس نمود که این دیده بانان در سال 1327 اولین گروه فارغ التحصیلان هواشناسی در ایستگاههای مربوط مشغول به کار شدند.
هواپیمائی کشوری هم به علت نیاز به اطلاعات جوی برای پرواز ها ، ایستگاههای هواشناسی را در فرودگاههای اصلی کشور تاسیس کرد. چنانکه دیده می شود در ابتدا هر سازمان ونهادی بنا بر نیاز ایستگاه هواشناسی دایر می کرد وهواشناسی فاقد یک سازمان واحد و مستقل بود ؛ به همین دلیل و بنا بر نیاز ، مسئولان وقت تاسیس یک واحد هواشناسی مستقل در کشور را ضروری دانسته و در سال 1334 شمسی اداره کل هواشناسی کشور وابسته به وزارت راه تاسیس شد ودر همان ابتدا تمامی ایستگاههای هواشناسی که توسط بخشهای مختلف تاسیس شده بودند به این اداره کل واگذار شد ؛ این اداره کل به دلیل ساختار نظامی رژیم پهلوی که همه چیز را تنها از منظر فواید دفاعی ونظامی آن می نگریست بعد ها به صورت سازمانی مستقل زیر نظر وزارت جنگ قرار گرفت که بعد از انقلاب اسلامی مجدداً زیر نظارت وزارت راه و ترابری در آمد.
ایستگاههای هواشناسی درسه نوع سینو پتیک ، اقلیم شناسی و باران در ابتدا تعداد 34 ایستگاههای سینو پتیک ، 107 ایستگاه اقلیم شناسی و 160 ایستگاه باران بود ؛ در سال 1338 هواشناسی ایران به عنوان یکصدوسومین عضو سازمان هواشناسی جهانی به عضویت این سازمان جهانی در آمد. سازمان هواشناسی کشور قبل از انقلاب بیشتر در خدمت حمل و نقل هوایی و صنعت هواپیمائی بود و به مسائل هواشناسی کاربردی کمتر توجه می شد ولی پس از انقلاب اسلامی و با تعیین کشاورزی به عنوان محور اصلی فعالیتهای اقتصادی کشور ، این سازمان نیز خدمات خود را به سمت کشاورزی به عنوان محور اصلی فعالیت های اقتصادی کشور ، متوجه کرد و امروزه توسعه ایستگاهها و بهبود سیستم آمار هواشناسی کشور در جهت ارائه خدمات به بخشهای تحقیقاتی کشاورزی ،‌دامداری ، آبیاری و ... گرایش دارد. هم اینک کلیه اطلاعات جوی از 160 ایستگاه سینو پتیک به طور همزمان ساعت به ساعت در مرکز مخابرات تهران جمع آوری شده ، بی درنگ در اختیار مرکز پیش بینی و مرکز خدمات کامپیوتری سازمان هواشناسی قرار می گیرد.
کارشناسان مرکز با توجه به دستورالعملها و استانداردهای بین المللی در چند مرحله کار کنترل کیفی و کمی اطلاعات رسیده را به صورت دستی و کامپیوتری انجام می دهند. مرکز پیش بینی تهران با دریافت دائمی وفوری اطلاعات جوی کلیه کشورهای خاورمیانه ، اروپا و آسیا و جمع آوری همزمان اطلاعات از ایستگاههای هواشناسی سینوپتیک داخل کشور روزانه چندین نقشه هواشناسی در سطوح مختلف جو تهیه و پیش‌بینی های لازم را صادر می کند و مرکز ، اخطاریه های لازم را در مورد وقوع طوفان ، سیل ، سرمای شدید و ناگهانی ، بروز آفات کشاورزی و ... تهیه کرده ، به سازمانهای و نهادهای ذیربط ارسال می دارد. روز جهانی هواشناسی ، روز هواست ، روز هوای پاک ، آنچه اینچنین برای زندگی آدمی مهم است ولی متاسفانه جدی گرفته نمی شود ، مردم به همه چیز فکر می کنند جز به هوایی که استنشاق می کنند و تنها وقتی متوجه می شوند که سازمان هواشناسی روزی را بحرانی اعلام می کند واز بیماران قلبی - ریوی، سالمندان و بانوان باردار می خواهد که از تردد غیر ضروری در شهر خودداری کنند ، گاه به نظر می رسد که در شهرهای بزرگ به ویژه تهران مردم در زیر قشر ضخیمی از دود تنفس می کنند وباز هم عده ایی بی توجه به تابلوهایی هواشناسی که میزان آلاینده های هوا را در حد خطرناک نشان می دهد باز هم با خودروهای شخصی در سطح شهر تردد می کنند ودانسته یا نادانسته پا بر حلقوم همشهریان خود می فشارند واز نتیجه عمل خویش غافلند.

تاثیر ا ت آب و هوا بر زندگی مردم

زندگی افراد ملل، چه آنها که پیشرفته محسوب می‌شوند و چه آنها که در حال رشد و توسعه هستند و یا در توحش و بربریت بسر می‌برند و روزگار می‌گذرانند، محکوم عوامل محیطی است که آنان را احاطه کرده است.
برف و باران و باد و طوفان و رعد و برق میدان محدودی در کرۀ زمین نمی‌شناسند و هرجا که عوامل وجودی آن ایجاد گردد با بروز خسارات و تلفاتی هویدا می‌گردند و کودک، جوان، پیر، زن، مرد، کهنه و نو برای آنها یکسان است.
اما انسان که قادر است بر تمام عوامل طبیعی دست یابد و از رموز خلقتشان برای استفادۀ خود آگاه گردد می‌خواهد از اثرات وخیم یک طوفان یا ریزش باران به منظور استفاده و یا دفع خطرات آن آگاه شود تا از منافعش استفاده کند و از مضارش در امان باشد. از این رو علم هواشناسی به‌وجود آمده است و امروزه با استفاده از این علم خسارات به‌حداقل می‌رسد و برنامه‌های آبادانی تدوین می‌گردد زیرا هواشناسی فرماندۀ تحرک یک جامعه به‌شمار می‌آید و او است که با قاطعیت در آسمان و زمین و دریا بشر را به حرکت یا توقف و یا اختفا وامی‌دارد.
برای اینکه دانش‌آموزان ارجمند با مسائل این علم و ابزار کار هواشناسان آگاهی یابند در دبیرستان شمارۀ یک هدف یک ایستگاه هواشناسی زیر نظر ادارۀ هواشناسی کل کشور ایجاد گردید که در وهلۀ اول از فرهنگ‌پژوهی دانشمندان و مهندسان عالی‌مقام آن خصوصاً جناب آقای دکتر گنجی مدیرکل هواشناسی و جناب آقای مهندس نوائی که زحمات فراوانی در راه ایجاد ایستگاه متحمل شده و از هیچ‌گونه راهنمایی و مساعدت کوتاهی نفرموده‌اند صمیمانه به نام دانش‌آموزان و اولیای دبیرستان تشکر می‌کنیم و از خداوند قادر متعال می‌خواهیم همواره مؤید و موفق باشند و بتوانند خدمات با ارزش خود را بیش از بیش ادامه دهند.

ریشه لغوی هوا شناسی

یونانیان واژه متیورولوگیا را ، برگرفته از کلمه «متیوروس» ، به معنی اشیای معلق در آزمایشهای مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده است، برای این علم بکار برده‌اند. لیکن ، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی)که از یونانیان باستان بر جای مانده است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند. از اینرو ، برای مطالعه بخشی از جو که در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را بکار می‌برند، در حالی که برخی ، به عنوان نامی فراگیر ، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

نگاه اجمالی

مطالعه و پژوهش درباره تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه مطوح پایانی جو را ، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده است.
هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی ، ترمودینامیک ، مکانیک کلاسیک ، فیزیک شاره‌ها ، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید ، طیف شناسی ، فیزیک پلاسما ، یونش ، فیزیک ذرات بنیادی ، پدیده‌های اشعه ایکس ، نور شناخت ، فیزیک پرتوی کیهانی ، پدیده های برانگیزش ، الکترودینامیک ، مگنتوهیدرودینامیک ، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.

تاریخچه

اولین بار ادموند هالی به سال 1688 اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوسها ، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال 1840 هوری نقشه بادهای اقیانوسها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

سیر تحولی و رشد

در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه گیری بارانها توسعه پیدا می‌کند و از سال 1916 مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسیها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد. در سالهای بعد ، توسعه هوانوردی پیش بینیهای دقیقتری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایشهای مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی بوجود می‌آید.

به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی ، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهیهای بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و "نفت سفید" کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها ، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی ، مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا‌ می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

شاخه‌های هواشناسی

هواشناسی فیزیکی: بررسی ویژگیها و منشا تغییرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
هواشناسی دینامیکی: به مطالعه توده‌های هوا و بررسی عوامل انرژی مجموعه اتمسفر و یا جریانات اتمسفری می‌پردازد.
هواشناسی اتمسفر آزاد: پدیده‌های اتمسفر را از سطح زمین تا ارتفاعات بیشتر مطالعه می‌کند.
هواشناسی زیستی
هواشناسی کشاورزی
هواشناسی هوانوردی
هواشناسی مهندسی
هیدروکلیماتولوژی

آب و هواشناسی و سیر تحولی آن

با واژه اتمسفر کم و بیش همه آشنا هستیم. علوم اتمسفری در دو شاخه هواشناسی و آب و هوا شناسی به مطالعه ویژگیهای آن می‌پردازد. که این دو در مقیاس زمانی باهم فرق می‌کنند. هواشناسی شرایط جوی را در زمان معین و بطور عام با استفاده از اصول و قوانین و مدلهای ریاضی و فیزیکی و دینامیکی در کوتاه مدت بررسی ، پیش بینی می‌کند و به مطالعه تغییرات اتمسفر می‌پردازد. آب و هواشناسی هوای غالب در دراز مدت (اقلیم) را با توجه به ویژگیها و اصول و مفاهیم جغرافیایی ، عوامل بوجود آورنده و تأثیرات آن بر زندگی انسانی ، تفاوتهای آب و هوایی مکانها مورد بررسی قرار می‌دهد.

سیر تاریخی

آب و هواشناسی در آثار فیلسوفان یونان باستان با تعبیرهای آب و هوای سه گانه گرم ، معتدل و سرد دیده می‌شود. اولین کتاب در حدود چهار قرن پیش از میلاد مسیح به نام هواها ، آبها ، مکانها توسط هیپوکرات نوشته شد. در قرن دوم بعد از میلاد بطلمیوس بر اساس تفاوت حرارت سرزمینهای شناخته شده را به هفت اقلیم تقسیم بندی کرد.
هواشناسی علمی از قرن هفده و هیجده بر پایه جمع آوری دانسته‌ها درباره مناطق مختلف و جمع بندی و میانگین گیری شروع شد که جنبه توصیفی داشت و به دلیل کار با اعداد معرف واقعیت نبوده و به عملکردهای مشترک همه عناصر آب و هوایی توجه نمی‌شد. در قرن نوزده با کشف قوانین فیزیکی مانند جذب ، تابش ، هدایت ، تبخیر و ... هواشناسی نیز علمی‌تر شد و از اصول هیدرودینامیکی استفاده کرد. بنابراین علمی در اواخر قرن نوزده و اوایل قرن بیستم با تهیه و بکارگیری نقشه‌های هواشناسی جامعه و بوجود آمدن مکتبهای هواشناسی اکثرا با نام شهرهای بزرگ به شکوفایی رسید.
هامبلولت عامل مهم تغییرات را خورشید مطرح کرده ، با استفاده از خطوط همدما نقشه پراکندگی دما را در نیم کره شمالی ترسیم کرد و به تأثیر دما در هواهای متفاوت پی برد. مکتب برگی نظریه جبهه قطبی ، تشکیل سیکلون و توده‌های هوا را مطرح کرد. مکتب فرانکفورت مقدمات مطالعات سه بعدی جو و تأثیرات طبقات میانی و بالایی را بر سیستمهای هوایی مطرح کرد.
مکتب شیکاگو مهمترین کشف آب و هواشناسی یعنی اصل ثابت بودن چرخندگی مطلق توده هوا در طول مسیر حرکت و مدل موجها در حرکت باد را مطرح کرد که به امواج رزبای معروف گشتند، وجود رود باد نیز در این مکتب کشف شد. مدل گردش عمومی اتمسفر ارائه شد و ثابت شد تغییرات آب و هوایی در زمین نتیجه تأثیر مستقیم انرژی خورشید نیست.
تغییرات فشار اتمسفر ، امواج طبقات میانی و بالایی حرکت و چرخش کره زمین و نیروهای کریولیسی نیز نقش دارند. با توجه به تفاوت نگرشها ، آب و هواشناسی توصیفی ، دینامیک ، فیزیکی ، سینوپتیک ، کاربردی بوجود آمدند که آب و هواشناسی سینوپتیک (همدیده بانی) با توجه به تمام جنبه‌های موثر و احتمالی در آب و هوا جامعیت بیشتری دارد.

آب و هواشناسی فیزیکی

در آب و هواشناسی فیزیکی منبع اصلی انرژی خورشید است. بنابراین سیر تغییرات و تبدیلات آب و هوایی ، مناطق گرم ، سرد ، باد و ... برای یکنواخت کردن انرژی در سطح کره زمین در ارتباط با خورشید و با توجه به دریافت انرژی و خروج آن از طریق بازتاب و تابش سیاره‌ای با توجه به ویژگیهای منطقه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد.
هواشناسی فیزیکی اساس هواشناسی دینامیک است، زیرا لازمه یکنواخت شدن انرژی بین مناطق وزش باد و جابجایی بخار آب بین مناطق با دماهای متفاوت است که با استفاده از قوانین حرکت و دینامیک بیان می‌شوند. در هواشناسی دینامیک نتایج حاصل از پراکندگی انرژی تابشی خورشید و فرآیندهای ترمودینامیکی با استفاده از روشهای ریاضی و اصول فیزیکی بررسی می‌شود. هواشناسی دینامیکی مبنای نظری هواشناسی سینوپتیک است.

جو زمین

تاریخچه زمین تنها مطالب بسیار اندکی قبل از یک بیلیون سال پیش می‌داند، ولی پیرو یک رشته حوادث محتمل ارائه می‌شود. این نظریه از یک منطقه فعال پژوهشی به جا مانده است. اتمسفر امروزی گاهی به عنوان سومین اتمسفر شناخته می‌شود. چنانکه ترکیب شیمیایی از دو ترکیب قابل ملاحظه شیمیایی تشخیص داده شده است. اتمسفر اصلی مقدمتا از هلیوم و هیدروژن تشکیل شده بود و گرما آنرا از هم پاشاند.
حدود 3.5 بیلیون سال پیش سطح زمین به اندازه‌ای سرد شد که پوسته آن شکل گرفت، به شدت بوسیله آتشفشانهایی که بخار ، دی اکسید کربن و بخار آمونیاک آزاد می‌کردند محصور شد. این باعث بوجود آمدن اتمسفر دومی شد که مقدمتا شامل دی اکسید کربن و بخار آب و همراه مقداری نیتروژن و بدون اکسیژن می‌شد. دومین اتمسفر به عنوان اتمسفر رایج 100 برابر اولین اتمسفر گاز داشت. بطور کلی این باور وجود دارد که پدیده گلخانه‌ای با بالا رفتن مقدار دی اکسید کربن باعث نگهداری زمین از یخ زدگی می‌شود.

در طول چند بیلیون سال بعد بخار آب از طریق متراکم شدن باعث بوجود آمدن باران و اقیانوسها شد که شروع به حل کردن دی اکسید کربن کرد. حدود 50% از دی اکسید کربن جذب اقیانوسها می‌شدند. فوتوسنتز گیاهان باعث باز شدن و تبدیل شدن دی اکسید کربن به اکسیژن می‌شد. بیشتر اوقات کربن زیادی در سوختهای فسیلی ، سنگهای رسوبی و پوست حیوانات محبوس است. چنانکه اکسیژن آزاد شده برای تشکیل نیتروژن با آمونیاک واکنش می‌دهد؛ افزون بر این باکتری می‌تواند آمونیاک را به نیتروژن تبدیل کند.
به نظر می‌رسد بیشتر گیاهان مهمترین عامل افزایش میزان اکسیژن هستند. در ابتدا با عنصرهای مهمی از جمله آهن ترکیب شده ، ولی سرانجام باعث انباشته شدن اکسیژن در جو و همچنین پیشرفت این نظریه شد. همراه با ظهور لایه اوزون موجودات مختلف از اشعه فرابنفش بهتر محافظت می‌شدند. این اتمسفر نیتروژن _اکسیژن سومین اتمسفر به حساب می‌آید.

جو زمین چیست؟

جو زمین لایه‌ای از گازها است که که زمین را احاطه کرده‌اند که این گازها بوسیله جاذبه زمین نگهداشته شده‌اند. جو زمین شامل نیتروژن (78.1%) و اکسیژن (20.9%) همراه مقدار کمی از آرگون (0.9%) ، دی اکسید کربن (متغیر، ولی حدود 0.035%) ، بخار آب و دیگر گازها می‌شود. جو زمین موجودات روی زمین را از طریق جذب اشعه فرابنفش خورشید و کم کردن دمای بالای بین روز و شب محافظت می‌کند.
مرز دقیقی بین لایه‌های مختلف جو وجود ندارد، ولی جو به سرعت با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود و هیچ مرز مشخصی بین جو و فضای خارج از جو وجود ندارد. 75% از جو زمین تا ارتفاع 11 کیلومتر از سطح سیاره وجود دارد. در ایالات متحده کسانی که به بالای 50 مایل (80 کیلومتر) سفر کنند فضانورد شناخته می‌شوند. ارتفاع 400000 پا (75 مایل یا 120 کیلومتر) جایی است که تأثیر قابل توجهی هنگام ورود به آن می‌گذارد. همچنین ارتفاع 100 کیلومتری یا 62 مایلی به عنوان مرز بین اتمسفر و فضا بطور مکرر استفاده می‌شود.
ادامه دارد....
/خ