Khi nhìn vào những bức ảnh trái đất từ không gian, hành tinh của chúng ta trông như một viên bi xanh tuyệt đẹp, được bao phủ bởi những đám mây trắng xóa. Bầu khí quyển dường như mỏng manh, ôm sát lấy bề mặt. Tuy nhiên, thực tế phức tạp hơn nhiều so với vẻ ngoài đơn giản đó. Bầu khí quyển không chỉ là một lớp duy nhất, mà là một hệ thống đa tầng, mỗi tầng có những đặc điểm và vai trò riêng biệt. Thật dễ dàng để hình dung bầu khí quyển như một bong bóng khí bao quanh trái đất, kết thúc đột ngột ở ranh giới với không gian. Nhưng sự thật là bầu khí quyển của chúng ta bao gồm nhiều lớp khác nhau, mỗi lớp có những đặc tính riêng biệt. Chúng ta sẽ cùng nhau khám phá từng lớp, từ tầng thấp nhất đến tầng cao nhất, để hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của chúng đối với sự sống trên hành tinh này. Tầng đối lưu (Troposphere): Đây là lớp khí quyển gần bề mặt trái đất nhất, nơi diễn ra hầu hết các hiện tượng thời tiết. Tên gọi 'tropos' trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là 'thay đổi', phản ánh sự biến động liên tục của thời tiết trong tầng này. Hầu hết hơi nước trong khí quyển tập trung ở đây, tạo điều kiện cho mây hình thành và mưa rơi. Khi bạn bay trên máy bay, bạn đã vượt qua tầng đối lưu và hầu hết các đám mây. Tầng bình lưu (Stratosphere): Nằm phía trên tầng đối lưu, tầng bình lưu có cấu trúc nhiệt độ đặc biệt. Khác với tầng đối lưu, nhiệt độ ở tầng bình lưu tăng lên khi độ cao tăng. Điều này là do sự hiện diện của tầng ozone, nơi hấp thụ năng lượng từ mặt trời dưới dạng tia cực tím (UV) và giải phóng nhiệt. Tầng bình lưu có rất ít hơi nước, do đó hiếm khi có mây, ngoại trừ các đám mây tầng bình lưu vùng cực hình thành vào mùa đông. Tầng trung lưu (Mesosphere): Tầng trung lưu là lớp giữa của khí quyển, và cũng là lớp lạnh nhất. Nhiệt độ có thể giảm xuống tới -90°C ở đỉnh tầng này. Khí quyển ở đây loãng hơn so với các tầng bên dưới, do đó hấp thụ ít năng lượng mặt trời hơn. Một vai trò quan trọng của tầng trung lưu là đốt cháy hầu hết các thiên thạch trước khi chúng chạm tới bề mặt trái đất. Ma sát với không khí dù loãng cũng đủ để làm nóng và phá hủy các vật thể này. Tầng nhiệt (Thermosphere): Đúng như tên gọi, tầng nhiệt là lớp nóng nhất của khí quyển. Nhiệt độ có thể lên tới 2500°C do các hạt khí hấp thụ bức xạ mặt trời năng lượng cao. Tuy nhiên, do mật độ khí cực kỳ thấp, nếu bạn ở trong tầng nhiệt, bạn sẽ không cảm thấy nóng. Không khí ở đây quá loãng để truyền nhiệt hiệu quả. Ở các vùng cao hơn của tầng nhiệt, không khí loãng đến mức không thể truyền âm thanh. Tầng ngoài (Exosphere): Đây là lớp ngoài cùng của khí quyển, nơi nó dần hòa vào không gian. Tầng ngoài chủ yếu chứa hydro và heli, với một lượng nhỏ các khí khác. Các hạt khí ở đây rất thưa thớt và hiếm khi va chạm với nhau. Ranh giới giữa tầng ngoài và không gian rất khó xác định. Tầng điện ly (Ionosphere): Tầng điện ly không phải là một lớp riêng biệt, mà là một khu vực của khí quyển bị ion hóa bởi bức xạ mặt trời. Nó bao gồm toàn bộ tầng nhiệt và một phần của tầng trung lưu và tầng ngoài. Tầng điện ly có khả năng phản xạ sóng vô tuyến, cho phép truyền tín hiệu đến những khu vực xa xôi trên trái đất. Tuy nhiên, nó cũng có thể gây ra sự chậm trễ và sai lệch trong tín hiệu GPS. Vậy, bầu khí quyển của trái đất bao gồm những gì? Thành phần chính là nitơ, chiếm gần 80%. Oxy chiếm khoảng 20%, và các khí khác như argon, carbon dioxide và hơi nước chiếm một lượng nhỏ hơn. Thành phần này thay đổi theo từng lớp, với tầng ozone tập trung ở tầng bình lưu và hydro và heli chiếm ưu thế ở tầng ngoài. Ranh giới giữa bầu khí quyển và không gian là một vấn đề phức tạp. Tầng ngoài trở nên loãng hơn khi càng xa trái đất, nhưng không có ranh giới rõ ràng. Một số người coi tầng ngoài kéo dài đến khoảng 10.000 km, trong khi những người khác đặt giới hạn trên ở 190.000 km, bằng nửa khoảng cách đến mặt trăng. Đường Kármán, ở độ cao 100 km, thường được coi là điểm bắt đầu của không gian, mặc dù nó nằm trong tầng ngoài. Bầu khí quyển đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ sự sống trên trái đất. Tầng ozone ngăn chặn tia UV có hại từ mặt trời. Bầu khí quyển cũng bảo vệ chúng ta khỏi các vật thể từ không gian. Hiệu ứng nhà kính, do bầu khí quyển giữ nhiệt, giúp trái đất đủ ấm để duy trì sự sống. Quan trọng nhất, bầu khí quyển cung cấp không khí để chúng ta thở. Nó chứa oxy cho con người và động vật, và carbon dioxide cho thực vật. Nếu không có bầu khí quyển, sự sống trên trái đất sẽ không thể tồn tại. Lần tới khi bạn nhìn thấy một ngôi sao băng, hãy nhớ rằng bạn đang chứng kiến một thiên thạch bốc cháy trong tầng trung lưu. Khi bạn bay trên máy bay, hãy nhớ rằng bạn đang ở trong tầng bình lưu, và rằng đó không phải là lớp cao nhất của khí quyển. Bầu khí quyển là một hệ thống phức tạp và kỳ diệu, đáng để chúng ta tìm hiểu và trân trọng.
