บรรยากาศ (ATMOSPHERE)

      บรรยากาศ หมายถึง อากาศที่ห่อหุ้มโลกเราอยู่มีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ ก๊าซชนิดต่าง ๆ ไอน้ำ ฝุ่นละออง แรงดึงดูดของโลกเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้บรรยากาศมีความกดดันและความหนาแน่นสูงที่ระดับน้ำทะเล เมื่อสูงขึ้นไปความกดดันและความหนาแน่นของบรรยากาศจะลดลงตามลำดับ 

ขอบเขตของบรรยากาศ 

      ไม่อาจบอกได้แน่นอนว่าสิ้นสุดลง ณ ที่ใด แต่ในทางฟิสิกส์ถือว่าถ้ายังมีปรากฏการณ์กระทบกันของอณูอากาศอยู่ก็ถือว่ายังอยู่ในขอบเขตของบรรยากาศ  โดยทั่วไปแล้วอาจกล่าวได้ว่าขอบเขตของบรรยากาศอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ ๑,๒๐๐ ไมล์เหนือระดับน้ำทะเล 

ส่วนประกอบของบรรยากาศ 

      บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซชนิดต่าง ๆ ที่สำคัญ ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ นอกจากนี้แล้วเป็นก๊าซที่พบได้ยากและมีปริมาณน้อยซึ่งไม่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตมากนัก เช่น นีออน เซนอน คริปทอน และไฮโดรเจน เป็นต้น 

ประโยชน์ของบรรยากาศต่อสิ่งที่มีชีวิต 

มี ๒ ประการที่สำคัญ คือ 
๑. ช่วยให้มีชีวิต (Life-sustaining Pressure Functions) 
       กล่าวคือ ออกซิเจนในบรรยากาศมีความจำเป็นต่อสัตว์ คาร์บอนไดออกไซด์มีความจำเป็นต่อพืช ไอน้ำในบรรยากาศทำให้เกิดฝนซึ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของทั้งพืชและสัตว์และความกดบรรยากาศทำให้สิ่งที่มีชีวิตดำรงอยู่ได้ โดยความกดบรรยากาศปกติที่ระดับน้ำทะเลมีค่าเท่ากับ ๗๖๐ มม.ปรอทหรือ ๑๔.๗ ปอนด์ต่อตร.นิ้ว 
๒. ช่วยคุ้มครองชีวิต (Life-protecting Filter Functions) 
      บรรยากาศทำหน้าที่คอยกรองหรือดักสิ่งที่มาจากนอกโลกซึ่งจะเป็นอันตรายต่อสิ่งที่มีชีวิต เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีคอสมิก ตลอดจนอุกกาบาต เป็นต้น

การแบ่งชั้นบรรยากาศ 

สรีรวิทยาการบินมีหลักการแบ่งชั้นของบรรยากาศด้วยกัน ๒ วิธี คือ 

๑. การแบ่งชั้นทางฟิสิกส์ (Physical Divisions) 

แบ่งออกเป็นชั้นต่าง ๆ ดังต่อไปนี้ คือ 
      ๑.๑ ชั้นโทรโพสเฟียร์ เป็นชั้นที่มนุษย์อาศัยอยู่  มีความสูงตั้งแต่ระดับน้ำทะเลขึ้นไป ประมาณ ๓๐,๐๐๐ ฟุต ที่บริเวณขั้วโลกและประมาณ ๖๐,๐๐๐ ฟุต ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร ลักษณะที่สำคัญของบรรยากาศชั้นนี้ คือ 
      (ก) มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ กล่าวคือ ยิ่งสูงขึ้นไปอุณหภูมิจะยิ่งลดลงจนกระทั่งมีอุณหภูมิ -๕๕ องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าเป็นเขตสิ้นสุดของบรรยากาศชั้นนี้ 
      (ข) มีฤดูกาล เนื่องจากบรรยากาศชั้นนี้มีไอน้ำจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศเป็นฤดูกาลต่าง ๆ เช่น ฤดูร้อน ฤดูฝน และฤดูหนาว เป็นต้น และยังทำให้เกิดมีกระแสลมอลวน (Turbulence) เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางและความเร็วของลมจนเกิดเป็นพายุขึ้นได้ 
      ๑.๒ ชั้นโทรโพพอส เป็นช่วงต่อระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์กับชั้นสตราโทสเฟียร์  มีระยะสูงไม่แน่นอนตั้งแต่ไม่กี่ฟุตจนถึงหลายพันฟุต 
      ๑.๓ ชั้นสตราโทสเฟียร์ อยู่ถัดจากชั้นโทรโพพอสขึ้นไปจนถึงระยะสูงประมาณ ๕๐ ไมล์ จากระดับน้ำทะเล  เนื่องจากไม่มีไอน้ำจึงไม่มีฤดูกาลและกระแสลมอลวนในชั้นนี้ มีอุณหภูมิคงที่ประมาณ -๕๕ องศาเซลเซียส 
      ๑.๔ ชั้นไอโอโนสเฟียร์ อยู่ถัดจากชั้นสตราโทสเฟียร์ขึ้นไปจนถึงระยะสูงประมาณ ๖๐๐ ไมล์ จากระดับน้ำทะเล อณูของก๊าซในชั้นนี้จะแตกตัวออกเป็นประจุไฟฟ้า (ions) ซึ่งมีคุณสมบัติในการสะท้อนคลื่นวิทยุ จึงเป็นประโยชน์ในการติดต่อสื่อสาร บรรยากาศชั้นนี้ยังมีคุณประโยชน์ในการกรองรังสีต่าง ๆ ที่มาจากนอกโลกอีกด้วย 
      ๑.๕ ชั้นเอกโซสเฟียร์ เป็นชั้นนอกสุดของบรรยากาศมีระยะสูงประมาณ ๑,๒๐๐ ไมล์ จากระดับน้ำทะเล มีอณูของก๊าซอยู่น้อยมากถัดจากชั้นนี้ขึ้นไปเป็นอาณาเขตซึ่งเรียกว่า อวกาศ ซึ่งมีสภาพเหมือนกับเป็นสุญญากาศ 

๒. การแบ่งชั้นทางสรีรวิทยา (Physiological Division)

ใช้คุณสมบัติในการดำรงชีวิตของมนุษย์เป็นหลักในการแบ่งชั้น แบ่งออกได้เป็น ๓ ชั้น คือ 
      ๒.๑ ชั้นที่มนุษย์ปรับตัวอยู่ได้ อยู่สูงตั้งแต่ระดับน้ำทะเลไปจนถึงระยะสูง ๑๐,๐๐๐ ฟุต เป็นชั้นซึ่งสรีรวิทยาของร่างกายมนุษย์สามารถปรับตัวอยู่ได้  โดยไม่ต้องอาศัยเครื่องมือหรืออุปกรณ์อื่นใดช่วยเหลือ 
      ๒.๒ ชั้นที่มนุษย์ปรับตัวอยู่ได้บางส่วน ตั้งแต่ระยะสูง ๑๐,๐๐๐ ฟุต จนถึง ๕๐,๐๐๐ ฟุต เป็นชั้นซึ่งมนุษย์สามารถปรับตัวให้อยู่ได้  โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์หลายอย่างช่วยให้ดำรงชีวิตอยู่ 
      ๒.๓ ชั้นที่เสมือนเป็นอวกาศ ตั้งแต่ระยะสูง ๕๐,๐๐๐ ฟุตขึ้นไป ทางสรีรวิทยาการบินถือว่ามนุษย์ไม่สามารถปรับตัวอยู่ได้เลย จำต้องใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ช่วยชีวิตจึงจะดำรงชีวิตอยู่ได้
อนึ่ง ที่ระยะสูงประมาณ ๖๕,๐๐๐ ฟุต จากระดับน้ำทะเลมีความกดบรรยากาศเท่ากับความกดดันของไอน้ำในร่างกาย คือ ๔๗ มม.ปรอท ดังนั้นน้ำในร่างกายจะเดือดกลายเป็นไอหมดเรียกระยะสูงนี้ว่า แนวอาร์มสตรอง (Armstrong's line) ซึ่งมนุษย์จะหมดสติภายใน ๑๕ วินาที และเสียชีวิตภายใน ๒-๓ นาที