312 ทิพย์อาภรณ์

วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ

การแบ่งชั้นบรรยากาศของโลก เอกโซสเฟียร์ (exosphere) เทอร์โมสเฟียร์ (thermosphere) มีโซสเฟียร์ (mesosphere) สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) โทรโพสเฟียร์ (troposphere)

ก คำนำ สื่อประกอบการเรียนการสอนในปัจจุบัน มีความหลากหลาย และน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการในการเรียนรู้วิชาวิทยาศาสตรโลกและอวกาศเกี่ยวกับเรื่อการแบ่ง ชั้นบรรยากาศของโลกเพื่อเป็นตัวอย่างในการศึกษาค้นคว้า และศึกษาด้วยตนเองเป็นหลักจึงพัฒนา และสร้างสื่อให้มีความน่าสนใจ เพื่อให้ผู้เรียนสามารถที่จะเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง สื่อประกอบการเรียน การสอน E-book เล่มนี้ จึงจัดทำ เพื่อให้สอดคร้องกับความต้องการของผู้เรียน ซึ่งสื่อเล่มนี้ได้สรุป เนื้อหาในขอบข่ายของวิชาวิทยาศาสตร์โลกและอวกาศเน้นเนื้อหาการแบ่งชั้นบรรยากาศของโลก ระดับมัธยมศึกษาชั้นปีที่ 1 และเพิ่มภาพประกอบการบรรยายเพื่อให้เกิดความน่าสนใจมากยิ่งขึ้น ผู้จัดทำหวังว่า หนังสือเล่มนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้อ่าน ผู้เรียน และผู้ที่มีความสนใจ ทุกท่านไม่มากก็น้อย ขอให้มีความสุขกับการอ่านหนังสือ E-book เล่มนี้ ผู้จัดทำ นางสาวทิพย์อาภรณ์ พุ่มโพธิ์ 9 สิงหาคม 2565

สารบัญ ข เรื่อง หน้า คำนำ ก สารบัญ ข ความหมายของชั้นบรรยากาศ 1 ความสำคัญของชั้นบรรยากาศ 2-3 การแบ่งชั้นบรรยากาศ 4 ชั้นที่ 1 โทรโพสเฟียร์ (troposphere) 4 ชั้นที่ 2 สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) 5 ชั้นที่ 3 มีโซสเฟียร์ (mesosphere) 6 ชั้นที่ 4 เทอร์โมสเฟียร์ (thermosphere) 7 ชั้นที่ 5 เอกโซสเฟียร์ (exosphere) 8 QR CODE เรื่อง การแบ่งชั้นบรรยากาศของโลก 9 แบบทดสอบ 10-11 อ้างอิง 12

1 ความหมายของบรรยากาศ บรรยากาศ (atmosphere) หมายถึง อากาศในที่ต่าง ๆ ทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนที่ห่อหุ้มโลก อยู่โดยรอบจะอยู่สูงจากผิวโลกขึ้นไปประมาณ 800-1,000 กิโลเมตร โดยชั้นบรรยากาศมีหน้าที่ เปรียบเสมือนเกราะป้องกันรังสีที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์และวัตถุต่างๆ ในอวกาศ ซึ่งภายใน ชั้นบรรยากาศจะประกอบไปด้วย ไอน้ำ ความร้อน อากาศ บรรยากาศส่วนใหญ่จะหนาแน่นมาก ในระดับต่ำๆและจะเจือจางลงเมื่อสูงขึ้น กล่าวคือบรรยากาศประมาณ 50% จะอยู่ในระยะไม่เกิน 5-6 กิโลเมตรจากผิวโลกอีก 25% อยู่สูงต่อขึ้นไปอีก 5 กิโลเมตร และต่อจากนั้นบรรยากาศ จะเบาบางลง ประมาณครึ่งหนึ่งทุกๆ 5 กิโลเมตรที่สูงขึ้นไป ประมาณน้ำหนักบรรยากาศที่ ห่อหุ้มโลกไว้ทั้งหมดจะได้ประมาณ 5.1 x 1021 กิโลกรัม ซึ่งคิดเทียบเป็น 1 ในล้านส่วน ของน้ำหนักทั้งหมดของโลก

2 ความสำคัญของชั้นบรรยากาศ 1. ช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิต กล่าวคือ โดยปกติในช่วงกลางวัน ที่มีแสงแดด อากาศที่ห่อหุ้มโลกจะช่วยดูดกลืนความร้อนจากดวงอาทิตย์ไว้บางส่วนทำให้โลก มีความอบอุ่นขึ้น ส่วนช่วงกลางคืนที่ไม่มีแสงแดด อากาศจะช่วยระบายความร้อนทำให้โลกเย็นลง ถ้าไม่มีอากาศห่อหุ้มโลกไว้แล้วในช่วงกลางวันอุณหภูมิบนผิวโลกจะสูงถึงประมาณ 110 องศาเซลเซียส และในช่วงกลางคืนอุณหภูมิบนผิวโลกจะลดต่ำลงจนถึงประมาณ -180 องศาเซลเซียส 2. ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีต่าง ๆ จากดวงอาทิตย์ เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต (รังสีเหนือม่วง) จะถูกแก๊สโอโซนในบรรยากาศดูดซับไว้บางส่วนและปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต ลงมายังผิวโลก ในปริมาณที่เหมาะสม สำหรับมนุษย์ถ้าร่างกายถูกรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความเข้มมากเกินไป เซลล์ผิวหนังจะถูกทำลายและอาจทำให้เป็นมะเร็งที่ผิวหนังได้ 3. ช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากสิ่งแปลกปลอมที่มาจากนอกโลก ซึ่งได้แก่ อุกกาบาต และ รังสีคอสมิก อุกกาบาตเป็นวัตถุท้องฟ้าที่ตกลง มายังโลก แล้งเกิดการเสียดสีกับบรรยากาศ ของโลก ทำให้เกิดการลุกไหม้จน หมดในชั้นบรรยากาศ หรือเหลือเพียงบางส่วนที่ตกลงมายัง พื้นผิวโลก ซึ่งมี ขนาดเล็กมาก ไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ยกเว้นแต่อุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ มากๆ ซึ่งนานๆครั้งจึงจะพบ เช่น อุกกาบาตแบริเยอร์ที่ตกในรัฐแอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา ทำให้เกิดหลุมบนแผ่นดินเรียกว่า หลุมอุกกาบาต 4. ช่วยให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตอยู่ได้ อากาศจำเป็นสำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิต ถ้าขาดอากาศ สิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ และยังช่วยให้เกิดกระบวนการบางอย่างที่จำเป็นต่อการดำรง ชีวิตของสิ่งมีชีวิต เช่น แก๊สออกซิเจนเป็นแก๊สที่ใช้ในกระบวนการหายใจของสิ่งมีชีวิตและ ช่วยให้ไฟติดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นแก๊สที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

3 5. ช่วยให้เกิดลมฟ้าอากาศ การเปลี่ยนแปลงของ ลม ฟ้า อากาศ เช่นอากาศร้อน อากาศหนาว ลมแรง ฝนตก พายุ เป็นต้น ซี่งมีผลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตขนโลก พืชต้องการลมฟ้า อากาศที่เหมาะสมในการเจริญเติบโต น้ำฝนที่ตกลงมามีประโยชน์ต่อมนุษย์และสัตว์ ซึ่งนำมาใช้ในการอุปโภคบริโภคเพื่อการดำรงชีวิต นอกจากนี้การเกิดลมพายุที่รุนแรง อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและทรัพย์สินของมนุษย์ได้เช่นกัน

4 การแบ่งชั้นบรรยากาศ บรรยากาศไม่ได้แบ่งเป็นชั้นที่มองเห็นได้ แต่จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ สามารถแบ่งชั้นบรรยากาศได้เป็น 5 ชั้น ดังนี้ ชั้นที่ 1 โทรโพสเฟียร์ (troposphere) โทรโพสเฟียร์ ( Troposphere ) เป็นบรรยากาศชั้นล่างสุดที่อยู่ตั้งแต่ผิวโลก จนถึงระดับความสูง 0-10 กิโลเมตร เป็นชั้นที่มนุษย์อาศัยอยู่ ร้อยละ 80 ของมวลอากาศ ทั้งหมดอยู่ในบรรยากาศชั้นนี้ นอกจากนี้บรรยากาศชั้นนี้มีไอน้ำ เมฆ จึงทำให้เกิดปรากฏการณ์ น้ำฟ้าต่างๆ เช่น เมฆ พายุ ฝน เป็นต้น จึงเหมาะแก่การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ บน โลก การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในชั้นนี้ ยิ่งเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น อุณหภูมิจะลดลง เนื่องจากว่า ในเวลากลางวันพื้นผิวโลกทำหน้าที่ดูดกลืนรังสีและความร้อนจาก ดวงอาทิตย์ แล้วแผ่รังสี อินฟราเรดออกมา ทำให้อุณหภูมิใกล้ผิวโลกอบอุ่น และอุณหภูมิ จะลดลงเมื่อห่างจากผิว โลกออกไป ยิ่งสูงขึ้นไปอุณหภูมิจะยิ่งลดต่ำลงในอัตรา 6.5 °C ต่อ 1 กิโลเมตร จน กระทั่งถึงระยะสูงประมาณ 12 กิโลเมตร อุณหภูมิจะคงที่ - 56.5 °C

5 ชั้นที่ 2 สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) เป็นชั้นที่มีเสถียรภาพที่สุด มีความสูงตั้งแต่ 10-50 กม. สตราโทสเฟียร์ ( Stratosphere ) เริ่มตั้งแต่ระดับความสูง 10 กิโลเมตรจนถึงระดับความสูง 50 กิโลเมตร บรรยากาศชั้นนี้แปรปรวนน้อยกว่าโทรโพสเฟียร์มาก เนื่องจากไม่มีไอน้ำหรือ ความชื้น เครื่องบินจึงบินอยู่ที่ชั้นบรรยากาศชั้นนี้เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสอากาศที่แปรปรวน บรรยากาศชั้นนี้ มีแก๊สโอโซนอยู่มากและเป็นเกราะป้องกันรังสีอัลตราไวโอเล็ต (UV) ให้กับ สิ่งมีชีวิตบนผิวโลก ไม่ให้มาถึงพื้นโลกมากเกินไป ที่ชั้นนี้มีความสูงเพิ่มขึ้นอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น อัตรา 2°C ต่อ 1 กิโลเมตร เนื่องจากโอโซนที่ระยะสูง 48 กิโลเมตร ดูดกลืนรังสี อัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์เอาไว้จึงทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น นอกจากนี้ บอลลูนตรวจอากาศ สามารถลอยสูงได้เพียงบรรยากาศชั้นนี้ เพราะเมื่อบอลลูนลอยสูงขึ้นไปอีกก็จะแตกเนื่องจาก ความดันอากาศภายในและภายนอกแตกต่างกันมากจนเกินไป

6 ชั้นที่ 3 มีโซสเฟียร์ (mesosphere) มีโซสเฟียร์ ( Mesosphere ) เริ่มตั้งแต่ระดับความสูง 50 - 80 กิโลเมตร ในชั้นนี้มี มวลอากาศเบาบางมากไม่ถึงร้อยละ 0.1 ของมวลอากาศทั้งหมด เมื่อความสูงเพิ่มขึ้นอุณหภูมิ ก็จะลดลง เนื่องจากห่างจากแหล่งความร้อนในชั้นโอโซนออกไป อุณหภูมิจะลดลงไปเรื่อย ๆ จนถึง -90 °C ที่ระยะสูง 80 กิโลเมตร อุกกาบาตส่วนมากที่ตกเข้ามายังโลกจะถูกเผาไหม้ที่ บรรยากาศชั้นนี้

7 ชั้นที่ 4 เทอร์โมสเฟียร์ (thermosphere) เทอร์โมสเฟียร์ ( Thermosphere ) เริ่มตั้งแต่เหนือระดับความสูง 80 กิโลเมตรจนถึง ระดับความสูงราว ๆ 90 - 500 กิโลเมตร บรรยากาศชั้นนี้เองที่ปลดปล่อยแสงออโรราออกมา และเป็นบรรยากาศที่สถานีอวกาศนานาชาติ โคจรที่ระดับความสูง 350 - 420 กิโลเมตรด้วย ที่ บรรยากาศชั้นนี้อุณหภูมิกลับสูงขึ้นอีกครั้ง โดยอุณหภูมิในชั้นนี้สามารถสูงได้ถึง 1200 °C อุณหภูมิที่สูงนี้ถูกปลดปล่อยจากโมเลกุลของแก๊สไนโตรเจนและออกซิเจนในบรรยากาศชั้นบน สุด ดูดกลืนรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์ จนทำให้อะตอมของแก๊สมีอุณหภูมิสูงมากจนแตกตัวและ สูญเสียอิเล็กตรอน กลายเป็นประจุ ( Ion ) บางครั้งเราเรียกบรรยากาศชั้นนี้ว่า \"ไอโอโน สเฟียร์\" ( Ionosphere ) มีสมบัติในการสะท้อนคลื่นวิทยุ ทำให้เกิดประโยชน์ในการสื่อสาร โทรคมนาคมระยะไกล

8 ชั้นที่ 5 เอกโซสเฟียร์ (exosphere) เอ็กโซสเฟียร์ ( Exosphere ) มีระยะตั้งแต่ความสูง 500–1,000 กิโลเมตร จนถึง 10,000 กิโลเมตร เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงที่สุดเป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของโลก บรรยากาศชั้นนี้เบาบางและมีองค์ประกอบของแก๊สเบา ๆ อย่างไฮโดรเจนและฮีเลียม แม้ว่า โมเลกุลของอากาศจะมีอยู่เบาบางและอยู่ห่างกันมาก แต่ก็มีความหนาแน่นมากพอที่จะสร้างแรง เสียดทานให้กับดาวเทียมและยานอวกาศซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ถัดจากชั้นนี้ขึ้นไปจะเป็น อาณาเขตซึ่งเรียกว่า อวกาศ ซึ่งมีสภาพเหมือนกับเป็นสุญญากาศ ไม่มีรอยต่อที่ชัดเจนระหว่าง บรรยากาศกับอวกาศ มีอุณหภูมิประมาณ 726 องศาเซลเซียส ถึงแม้อุณหภูมิจะสูง แต่ก็ไม่ได้ ร้อนจนเกินไป

9 QR CODE เรื่อง การแบ่งชั้นบรรยากาศของโลก

10 แบบทดสอบ 1.บรรยากาศหมายถึงอะไร ก. แก๊สผสมที่ประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ ใช้หายใจหรือช่วยในการ เผาไหม้เป็นต้น ข. ชั้นแก๊สชนิดต่าง ๆ ที่ปกคลุมอยู่ทั่วดาวเคราะห์หรือวัตถุท้องฟ้านั้น ๆ ค. อนุภาคขนาดเล็กของของแข็งในอากาศที่มีแหล่งที่มาจากหลาย ๆ ที่ ง. สภาพอากาศที่เกิดขึ้นเป็นประจำต่อเนื่องยาวนาน และไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงมากนัก 2. ชั้นบรรยากาศมีทั้งหมดกี่ชั้น อะไรบ้าง ก. 4 ชั้น 1. โทรโพสเฟียร์ (Troposphere) 2. สตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) 3. มีโซสเฟียร์ (Mesosphere) 4. เอกโซสเฟียร์ (Exosphere) ข. 4 ชั้น 1. โทรโพสเฟียร์ (Troposphere) 2. สตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) 3. เทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) 4. เอกโซสเฟียร์ (Exosphere) ค. 5 ชั้น 1. โทรโพสเฟียร์ (Troposphere) 2. สตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) 3. มีโซสเฟียร์ (Mesosphere) 4. เทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) 5. เอกโซสเฟียร์ (Exosphere) ง. ไม่มีข้อใดถูก 3. ชั้นบรรยากาศชั้นที่ 2 คืออะไร ก. เอกโซสเฟียร์ (Exosphere) ข. เทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) ค. โทรโพสเฟียร์ (Troposphere) ง. สตราโทสเฟียร์ (Stratosphere

11 4. ชั้นเทอร์โมสเฟียร์มีความสำคัญอย่างไร ก. ช่วยเผาไหม้อุกกาบาตที่จะตกมายังโลก ข. เหมาะกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ บนโลก ค. มีการสะท้อนคลื่นวิทยุ ทำให้เกิดประโยชน์ในการสื่อสารโทรคมนาคมระยะไกล ง. เป็นเกราะป้องกันรังสีอัลตราไวโอเล็ต (UV) ให้กับสิ่งมีชีวิตบนผิวโลก 5. บอกความสำคัญของชั้นบรรยากาศข้อใดผิด ก. ช่วยให้โลกมีสภาพอากาศที่ไม่แปรปรวนมากขึ้น ข. ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีต่าง ๆ จากดวงอาทิตย์ ค. ช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากสิ่งแปลกปลอมที่มาจากนอกโลก ง. ช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิต

12 อ้างอิง ชั้นบรรยากาศ (Layers of atmosphere).(2563).[ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก : https://www.nstda.or.th/sci2pub/layers-of-atmosphere.(วันที่ค้นข้อมูล : 11 สิงหาคม 2565). บรรยากาศของโลก.(2563).[ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก : https://www.sanook. com/campus/1398999.(วันที่ค้นข้อมูล 11 สิงหาคม 2565). บรรยากาศ.(2563).[ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก : https://www.scimath.org/lesson- earthscience/item/11242-2019-12-19-07-25-37?fbclid.(วันที่ค้นข้อมูล : 13 สิงหาคม 2565). ความสำคัญของชั้นบรรยากาศ.(2558).[ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก : https:// liazaza.blogspot.com/.(วันที่ค้นข้อมูล : 14 สิงหาคม 2565) ชั้นบรรยากาศของโลก.(2561).[ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก : https://www. trueplookpanya.com/blog/content/66583/-blo-sciear-sci-?fbclid.(วันที่ค้นข้อมูล : 14 สิงหาคม 2565).

ผู้จัดทำ นางสาวทิพย์อาภรณ์ พุ่มโพธิ์ รหัส 65181100312 คณะมนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ สาขา สังคมศึกษา