ما هو متوسط ​​درجة حرارة الأرض؟

الأرض هي الكوكب الوحيد في نظامنا الشمسي المعروف بوجود الحياة فيه. لاحظ استخدام كلمة 'معروف' ، والتي تدل على حقيقة أن معرفتنا بالنظام الشمسي لا تزال في مهدها ، وأن البحث عن الحياة مستمر. ومع ذلك ، من جميع المؤشرات التي يمكن ملاحظتها ، فإن الأرض هي المكان الوحيد في نظامنا الشمسي حيث يمكن للحياة - وهي موجودة - على السطح.

هذا يرجع إلى عدد من العوامل ، من بينها موقع الأرض بالنسبة للشمس. التواجد في 'منطقة المعتدل' (المعروف أيضًا باسم. منطقة صالحة للسكنى ) ، ووجود الغلاف الجوي (والغلاف المغناطيسي) ، فإن الأرض قادرة على الحفاظ على متوسط ​​درجة حرارة ثابتة على سطحها تسمح بوجود مياه دافئة متدفقة على سطحها ، وظروف مواتية للحياة.

الاختلافات:

يعتمد متوسط ​​درجة الحرارة على سطح الأرض على عدد من العوامل. يتضمن ذلك الوقت من اليوم والوقت من السنة والمكان الذي يتم فيه أخذ قياسات درجات الحرارة. بالنظر إلى أن الأرض تشهد دورانًا فلكيًا لمدة 24 ساعة تقريبًا - مما يعني أن جانبًا واحدًا لا يواجه دائمًا اتجاه الشمس - ترتفع درجات الحرارة في النهار وتنخفض في المساء ، أحيانًا بشكل كبير.

وبالنظر إلى أن الأرض لها محور مائل (حوالي 23 درجة باتجاه خط استواء الشمس) ، فإن نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي إما يميلون نحو الشمس أو بعيدًا عنها خلال فصلي الصيف والشتاء ، على التوالي. وبالنظر إلى أن المناطق الاستوائية من الأرض أقرب إلى الشمس ، وأن أجزاء معينة من العالم تتعرض لمزيد من ضوء الشمس وغطاء سحابي أقل ، فإن درجات الحرارة تتراوح على نطاق واسع في جميع أنحاء الكوكب.

ومع ذلك ، لا تشهد كل منطقة على هذا الكوكب أربعة فصول. عند خط الاستواء ، تكون درجة الحرارة أعلى في المتوسط ​​ولا تشهد المنطقة مواسم باردة وحارة بنفس الطريقة التي يحدث بها نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. وذلك لأن كمية ضوء الشمس التي تصل إلى خط الاستواء تتغير بشكل طفيف للغاية ، على الرغم من أن درجات الحرارة تختلف إلى حد ما خلال موسم الأمطار.

قياس:

يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض حوالي 14 درجة مئوية ؛ ولكن كما لوحظ بالفعل ، هذا يختلف. على سبيل المثال ، كانت أعلى درجة حرارة تم تسجيلها على الأرض 70.7 درجة مئوية (159 درجة فهرنهايت) ، والتي تم التقاطها في صحراء لوت في إيران. كانت هذه القياسات جزءًا من مسح درجة الحرارة العالمية الذي أجراه العلماء في مرصد الأرض التابع لوكالة ناسا خلال صيف 2003 إلى 2009. خلال خمس من السنوات السبع التي شملها المسح (2004 و 2005 و 2006 و 2007 و 2009) كانت لوت ديزيرت أكثر بقعة حرارة على وجه الأرض.

ومع ذلك ، لم يكن المكان الأكثر سخونة لكل عام في المسح. في عام 2003 ، سجلت الأقمار الصناعية درجة حرارة 69.3 درجة مئوية (156.7 درجة فهرنهايت) - وهي ثاني أعلى درجة في التحليل الذي استمر سبع سنوات - في شجيرات كوينزلاند ، أستراليا. وفي عام 2008 ، حصل جبل Flaming على مستحقه ، حيث سجلت درجة حرارة قصوى سنوية تبلغ 66.8 درجة مئوية (152.2 درجة فهرنهايت) في حوض توربان القريب في غرب الصين.

في هذه الأثناء ، تم قياس أبرد درجة حرارة سجلت على الأرض في محطة فوستوك السوفيتية على هضبة القطب الجنوبي. باستخدام القياسات الأرضية ، وصلت درجة الحرارة إلى أدنى مستوى تاريخي لها عند -89.2 درجة مئوية (-129 درجة فهرنهايت) في 21 يوليو 1983. وأشار تحليل بيانات الأقمار الصناعية إلى درجة حرارة محتملة تبلغ حوالي -93.2 درجة مئوية (-135.8 درجة فهرنهايت ؛ 180.0 درجة فهرنهايت) K) ، أيضًا في القارة القطبية الجنوبية ، في 10 أغسطس 2010. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد هذه القراءة من خلال القياسات الأرضية ، وبالتالي يبقى السجل السابق.

استندت كل هذه القياسات إلى قراءات درجة الحرارة التي تم إجراؤها وفقًا لـ معيار المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . بموجب هذه اللوائح ، يتم قياس درجة حرارة الهواء من ضوء الشمس المباشر - لأن المواد الموجودة في الترمومتر وحوله يمكن أن تمتص الإشعاع وتؤثر على استشعار الحرارة - ويجب وضع موازين الحرارة على ارتفاع 1.2 إلى 2 متر عن الأرض.

مقارنة بالكواكب الأخرى:

على الرغم من الاختلافات في درجات الحرارة وفقًا للوقت من اليوم والموسم والموقع ، فإن درجات حرارة الأرض مستقرة بشكل ملحوظ مقارنة بالكواكب الأخرى في النظام الشمسي. على سبيل المثال ، في عطارد ، تتراوح درجات الحرارة من درجة الحرارة المنصهرة إلى شديدة البرودة ، نظرًا لقربها من الشمس ، ونقص الغلاف الجوي ، ودورانها البطيء. باختصار ، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 465 درجة مئوية على الجانب المواجه للشمس ، وتنخفض إلى -184 درجة مئوية على الجانب المواجه لها بعيدًا عنها.

كوكب الزهرة ، بفضل غلافه الجوي السميك المكون من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت ، هو أكثر الكواكب سخونة في نظامنا الشمسي. في أحر حالاتها ، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 460 درجة مئوية على أساس منتظم. وفي الوقت نفسه ، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح المريخ -55 درجة مئوية ، لكن الكوكب الأحمر يعاني أيضًا من بعض التباين ، حيث تتراوح درجات الحرارة التي تصل إلى 20 درجة مئوية عند خط الاستواء خلال منتصف النهار ، إلى -153 درجة مئوية عند القطبين.

ومع ذلك ، فهو في المتوسط ​​أبرد بكثير من الأرض ، حيث يقع على الحافة الخارجية للمنطقة الصالحة للسكن ، وبسبب غلافه الجوي الرقيق - وهو ما لا يكفي للاحتفاظ بالحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تختلف درجة حرارة سطحه بما يصل إلى 20 درجة مئوية بسبب مدار المريخ غريب الأطوار حول الشمس (مما يعني أنه أقرب إلى الشمس في نقاط معينة في مداره أكثر من غيرها).

نظرًا لأن كوكب المشتري عملاق غازي ، وليس له سطح صلب ، فإن إجراء تقييم دقيق 'لدرجة حرارة سطحه' أمر مستحيل. لكن القياسات المأخوذة من أعلى سحب المشتري تشير إلى درجة حرارة تقارب -145 درجة مئوية. وبالمثل ، فإن كوكب زحل هو كوكب عملاق من الغازات الباردة ، بمتوسط ​​درجة حرارة -178 درجة مئوية. ولكن بسبب ميل زحل ، يتم تسخين نصفي الكرة الجنوبي والشمالي بشكل مختلف ، مما يتسبب في تغير موسمي في درجات الحرارة.

أورانوس هو أبرد كوكب في نظامنا الشمسي ، حيث تبلغ أدنى درجة حرارة مسجلة -224 درجة مئوية ، بينما تصل درجات الحرارة في الغلاف الجوي العلوي لنبتون إلى -218 درجة مئوية. باختصار ، يدير النظام الشمسي المناورة من البرودة الشديدة إلى الحرارة الشديدة ، مع الكثير من التباين وفي أماكن قليلة فقط تكون معتدلة بما يكفي للحفاظ على الحياة. ومن بين كل هؤلاء ، يبدو أن كوكب الأرض هو الوحيد الذي يحقق التوازن الدقيق المطلوب للحفاظ عليه بشكل دائم.

الاختلافات عبر التاريخ:

تقديرات متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض محدودة إلى حد ما بسبب حقيقة أنه تم تسجيل درجات الحرارة خلال المائتي عام الماضية فقط. وهكذا ، عبر التاريخ ، اختلفت الارتفاعات والانخفاضات المسجلة بشكل كبير. من الأمثلة المتطرفة على ذلك التاريخ المبكر للنظام الشمسي ، قبل حوالي 3.75 مليار سنة.

في هذا الوقت ، كانت الشمس أكثر خفوتًا بنسبة 25٪ تقريبًا مما هي عليه اليوم ، وكان الغلاف الجوي للأرض لا يزال في طور التكوين. ومع ذلك ، وفقا ل بعض البحث ، يُعتقد أن الغلاف الجوي البدائي للأرض - نظرًا لتركيزاته من الميثان وثاني أكسيد الكربون - يمكن أن يحافظ على درجات حرارة سطح أعلى من درجة التجمد.

مرت الأرض بخمسة عصور جليدية رئيسية في 2.4 مليار سنة الماضية ، بما في ذلك العصر الذي نعيش فيه حاليًا. Credit: NASA Goddard’s Scientific Visualization Studio

خضعت الأرض أيضًا لتحولات مناخية دورية في 2.4 مليار سنة الماضية ، بما في ذلك خمسة عصور جليدية رئيسية - تُعرف باسم Huronian و Cryogenian و Andean-Saharan و Karoo و Pliocene-Quaternary ، على التوالي. كانت تتألف من فترات جليدية حيث أدى تراكم الثلج والجليد إلى زيادة بياض السطح ، وانعكس المزيد من طاقة الشمس في الفضاء ، وحافظ الكوكب على انخفاض في الغلاف الجوي ومتوسط ​​درجة حرارة السطح.

تم فصل هذه الفترات عن طريق 'فترات ما بين الأنهار الجليدية' ، حيث أدت الزيادات في غازات الدفيئة - مثل تلك المنبعثة من النشاط البركاني - إلى زيادة درجة الحرارة العالمية وتسبب في ذوبان الجليد. أصبحت هذه العملية ، التي تُعرف أيضًا باسم 'الاحتباس الحراري' ، مصدرًا للجدل خلال العصر الحديث ، حيث أصبحت الفاعلية البشرية عاملاً مهيمناً في تغير المناخ. ولهذا السبب يستخدم بعض الجيولوجيين مصطلح ' الأنثروبوسين للإشارة إلى هذه الفترة.

بفضل زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى الناتجة عن النشاط البشري ، فإن متوسط ​​درجات الحرارة السطحية تتزايد باطراد منذ منتصف القرن العشرين . على مدى العقود القليلة الماضية ، كانت وكالة ناسا ترسم الرسوم البيانية يزيد متوسط ​​درجة حرارة السطح من خلال مرصد الأرض.

تمثل هذه الخريطة حالات الشذوذ في درجات الحرارة العالمية التي تم متوسطها من عام 2008 حتى عام 2012. الائتمان: معهد جودارد لدراسات الفضاء / استوديو التصور العلمي التابع لناسا جودارد.

درجات الحرارة الداخلية:

عند الحديث عن درجات حرارة الكواكب ، هناك فرق كبير بين ما يتم قياسه على السطح والظروف الموجودة داخل الكوكب الداخلي. في الأساس ، تصبح درجة الحرارة أكثر برودة كلما ابتعد المرء عن اللب ، ويرجع ذلك إلى أن الضغط الداخلي للكوكب يتناقص باطراد من الأب. وبينما لم يرسل العلماء مطلقًا مسبارًا إلى قلب كوكبنا للحصول على قياسات دقيقة ، فقد تم إجراء تقديرات مختلفة.

على سبيل المثال ، يُعتقد أن درجة حرارة اللب الداخلي للأرض تصل إلى 7000 درجة مئوية ، بينما يُعتقد أن اللب الخارجي يتراوح بين 4000 و 6000 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه ، فإن الوشاح ، المنطقة التي تقع أسفل القشرة الخارجية للأرض ، تقدر بنحو 870 درجة مئوية. وبالطبع ، تستمر درجة الحرارة في البرودة بشكل مطرد مع ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي.

في النهاية ، تختلف درجات الحرارة بشكل كبير على كل كوكب في نظامنا الشمسي ، بسبب العديد من العوامل. ولكن مما يمكننا قوله ، فإن الأرض وحدها من حيث أنها تختبر تغيرات في درجات الحرارة صغيرة بما يكفي لتحقيق درجة من الاستقرار. في الأساس ، إنه المكان الوحيد الذي نعرفه أنه دافئ بدرجة كافية وبارد بدرجة كافية لدعم الحياة. كل مكان آخر هو مجرد تطرف!

يحتوي Universe Today على مقالات حول درجة حرارة الأرض و درجة حرارة الكواكب . هنا بعض حقائق مثيرة للاهتمام حول كوكب الأرض ، وها هي مقالة عن لماذا الأرض لها مواسم .

إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات على الأرض ، فتحقق دليل ناسا لاستكشاف النظام الشمسي على الأرض . وهنا رابط مرصد الأرض التابع لوكالة ناسا .

لمزيد من المعلومات ، حاول متتبع درجة حرارة الأرض ودورات درجات الحرارة الموسمية.

لقد سجلنا أيضًا حلقة من برنامج Astronomy Cast كل شيء عن كوكب الأرض. استمع هنا، الحلقة 51: الأرض .