पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतें आरोही क्रम में हैं। ऊपरी वायुमंडल वायुमंडल की सबसे ठंडी परत

वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है। परतों के बीच की सीमाएँ नुकीली नहीं होती हैं और उनकी ऊँचाई अक्षांश और मौसम पर निर्भर करती है। स्तरित संरचना विभिन्न ऊंचाई पर तापमान परिवर्तन का परिणाम है। मौसम क्षोभमंडल में बनता है (लगभग 10 किमी नीचे: ध्रुवों से लगभग 6 किमी और भूमध्य रेखा से 16 किमी से अधिक)। और क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा सर्दियों की तुलना में गर्मियों में अधिक होती है।

पृथ्वी की सतह से ऊपर की ओर ये परतें हैं:

क्षोभ मंडल

स्ट्रैटोस्फियर

मीसोस्फीयर

बाह्य वायुमंडल

बहिर्मंडल

क्षोभ मंडल

वायुमण्डल का निचला भाग, 10-15 किमी की ऊँचाई तक, जिसमें वायुमण्डलीय वायु के संपूर्ण द्रव्यमान का 4/5 भाग संकेन्द्रित होता है, क्षोभमंडल कहलाता है। यह इसके लिए विशिष्ट है कि यहां का तापमान औसतन 0.6 ° / 100 मीटर की ऊंचाई के साथ घटता है (कुछ मामलों में, ऊर्ध्वाधर के साथ तापमान वितरण एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है)। क्षोभमंडल में वायुमंडल में लगभग सभी जल वाष्प होते हैं और लगभग सभी बादल बनते हैं। यहाँ अशांति भी अत्यधिक विकसित है, विशेष रूप से पृथ्वी की सतह के पास, साथ ही क्षोभमंडल के ऊपरी भाग में तथाकथित जेट धाराओं में।

पृथ्वी पर हर स्थान पर क्षोभमंडल जिस ऊंचाई तक फैला हुआ है, वह दिन-प्रतिदिन बदलता रहता है। इसके अलावा, औसतन भी, यह विभिन्न अक्षांशों के तहत और वर्ष के विभिन्न मौसमों में भिन्न होता है। औसतन, वार्षिक क्षोभमंडल ध्रुवों पर लगभग 9 किमी की ऊंचाई तक, समशीतोष्ण अक्षांशों पर 10-12 किमी तक और भूमध्य रेखा पर 15-17 किमी तक फैला हुआ है। पृथ्वी की सतह के पास औसत वार्षिक वायु तापमान भूमध्य रेखा पर लगभग +26° और उत्तरी ध्रुव पर लगभग -23° है। भूमध्य रेखा के ऊपर क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर, औसत तापमान -70°, सर्दियों में उत्तरी ध्रुव पर -65° और गर्मियों में -45° होता है।

क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर हवा का दबाव, इसकी ऊंचाई के अनुरूप, पृथ्वी की सतह की तुलना में 5-8 गुना कम है। इसलिए, वायुमंडलीय वायु का अधिकांश भाग क्षोभमंडल में स्थित है। क्षोभमंडल में होने वाली प्रक्रियाएं पृथ्वी की सतह के निकट के मौसम और जलवायु के लिए प्रत्यक्ष और निर्णायक महत्व रखती हैं।

सभी जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित होते हैं, यही कारण है कि सभी बादल क्षोभमंडल के भीतर बनते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान कम होता जाता है।

सूर्य की किरणें आसानी से क्षोभमंडल से होकर गुजरती हैं, और सूर्य की किरणों द्वारा पृथ्वी को गर्म की गई गर्मी क्षोभमंडल में जमा हो जाती है: कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और जल वाष्प जैसी गैसें गर्मी बरकरार रखती हैं। सौर विकिरण से गर्म होकर पृथ्वी से वायुमंडल को गर्म करने की इस क्रियाविधि को हरित गृह प्रभाव कहते हैं। चूंकि पृथ्वी वायुमंडल के लिए ऊष्मा का स्रोत है, इसलिए ऊंचाई के साथ हवा का तापमान कम होता जाता है।

अशांत क्षोभमंडल और शांत समताप मंडल के बीच की सीमा को क्षोभमंडल कहा जाता है। यहाँ तीव्र गति से चलने वाली पवनें बनती हैं जिन्हें "जेट धाराएँ" कहते हैं।

एक बार यह माना जाता था कि वायुमंडल का तापमान भी क्षोभमंडल से ऊपर चला जाता है, लेकिन वातावरण की उच्च परतों में माप से पता चला कि ऐसा नहीं है: ट्रोपोपॉज़ के ठीक ऊपर, तापमान लगभग स्थिर होता है, और फिर बढ़ना शुरू हो जाता है। समताप मंडल में बिना किसी विक्षोभ के क्षैतिज पवनें चलती हैं। समताप मंडल की हवा बहुत शुष्क होती है और इसलिए बादल दुर्लभ होते हैं। तथाकथित मदर-ऑफ-पर्ल मेघ बनते हैं।

पृथ्वी पर जीवन के लिए समताप मंडल बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस परत में ओजोन की एक छोटी मात्रा होती है जो मजबूत पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है जो जीवन के लिए हानिकारक है। पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करके, ओजोन समताप मंडल को गर्म करता है।

स्ट्रैटोस्फियर

क्षोभमंडल के ऊपर 50-55 किमी की ऊंचाई तक समताप मंडल है, जिसकी विशेषता इस तथ्य से है कि इसमें तापमान, औसतन, ऊंचाई के साथ बढ़ता है। क्षोभमंडल और समताप मंडल (1-2 किमी मोटी) के बीच की संक्रमण परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है।

ऊपर क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर तापमान के आंकड़े थे। ये तापमान निचले समताप मंडल की भी विशेषता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा के ऊपर निचले समताप मंडल में हवा का तापमान हमेशा बहुत कम होता है; इसके अलावा, गर्मियों में यह ध्रुव के ऊपर की तुलना में बहुत कम होता है।

निचला समताप मंडल कमोबेश समतापी है। लेकिन, लगभग 25 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, समताप मंडल में तापमान तेजी से ऊंचाई के साथ बढ़ता है, अधिकतम, इसके अलावा, लगभग 50 किमी की ऊंचाई पर सकारात्मक मूल्यों (+10 से +30 डिग्री तक) तक पहुंच जाता है। ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि के कारण समताप मंडल में अशांति कम होती है।

समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम होता है। हालांकि, 20-25 किमी की ऊंचाई पर, बहुत पतले, तथाकथित मदर-ऑफ-पर्ल बादल कभी-कभी उच्च अक्षांशों पर देखे जाते हैं। दिन के दौरान वे दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन रात में वे चमकते प्रतीत होते हैं, क्योंकि वे क्षितिज के नीचे सूर्य द्वारा प्रकाशित होते हैं। ये बादल सुपरकूल्ड पानी की बूंदों से बने होते हैं। समताप मंडल को इस तथ्य की भी विशेषता है कि इसमें मुख्य रूप से वायुमंडलीय ओजोन होता है, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है।

मीसोस्फीयर

समताप मंडल के ऊपर लगभग 80 किमी तक मेसोस्फीयर की एक परत होती है। यहां तापमान ऊंचाई के साथ शून्य से कई दसियों डिग्री नीचे चला जाता है। ऊंचाई के साथ तापमान में तेजी से गिरावट के कारण मेसोस्फीयर में अशांति अत्यधिक विकसित होती है। मेसोस्फीयर (75-90 किमी) की ऊपरी सीमा के करीब की ऊंचाई पर, अभी भी एक विशेष प्रकार के बादल हैं, जो रात में भी सूर्य द्वारा प्रकाशित होते हैं, तथाकथित चांदी के बादल। यह सबसे अधिक संभावना है कि वे बर्फ के क्रिस्टल से बने हों।

मध्यमंडल की ऊपरी सीमा पर वायुदाब पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम होता है। इस प्रकार, क्षोभमंडल, समताप मंडल और मेसोस्फीयर एक साथ, 80 किमी की ऊंचाई तक, वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 99.5% से अधिक होते हैं। ऊपर की परतों में हवा की एक नगण्य मात्रा होती है

पृथ्वी से लगभग 50 किमी की ऊँचाई पर, तापमान फिर से गिरना शुरू हो जाता है, जो समताप मंडल की ऊपरी सीमा और अगली परत - मेसोस्फीयर की शुरुआत को चिह्नित करता है। मेसोस्फीयर का वातावरण में सबसे ठंडा तापमान होता है: -2 से -138 डिग्री सेल्सियस तक। यहां सबसे ऊंचे बादल हैं: साफ मौसम में, उन्हें सूर्यास्त के समय देखा जा सकता है। उन्हें निशाचर (रात में प्रकाशमान) कहा जाता है।

बाह्य वायुमंडल

मेसोस्फीयर के ऊपर वायुमंडल के ऊपरी हिस्से में बहुत अधिक तापमान होता है और इसलिए इसे थर्मोस्फीयर कहा जाता है। हालाँकि, इसमें दो भाग प्रतिष्ठित हैं: आयनोस्फीयर, जो मेसोस्फीयर से एक हज़ार किलोमीटर के क्रम की ऊँचाई तक फैला हुआ है, और इसके ऊपर स्थित बाहरी भाग - एक्सोस्फीयर, पृथ्वी के कोरोना में गुजरता है।

आयनमंडल में हवा अत्यंत दुर्लभ है। हम पहले ही संकेत दे चुके हैं कि 300-750 किमी की ऊंचाई पर इसका औसत घनत्व लगभग 10-8-10-10 g/m3 है। लेकिन इतने कम घनत्व के साथ भी, 300 किमी की ऊँचाई पर प्रत्येक घन सेंटीमीटर हवा में अभी भी लगभग एक बिलियन (109) अणु या परमाणु होते हैं, और 600 किमी की ऊँचाई पर - 10 मिलियन (107) से अधिक। यह अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गैसों की सामग्री से अधिक परिमाण के कई क्रम हैं।

आयनोस्फीयर, जैसा कि नाम से ही पता चलता है, वायु आयनीकरण की एक बहुत मजबूत डिग्री की विशेषता है - हवा के मजबूत समग्र दुर्लभ होने के बावजूद, यहां आयनों की सामग्री अंतर्निहित परतों की तुलना में कई गुना अधिक है। ये आयन मुख्य रूप से आवेशित ऑक्सीजन परमाणु, आवेशित नाइट्रिक ऑक्साइड अणु और मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। 100-400 किमी की ऊंचाई पर उनकी सामग्री लगभग 1015-106 प्रति घन सेंटीमीटर है।

आयनमंडल में, कई परतें, या क्षेत्र, अधिकतम आयनीकरण के साथ प्रतिष्ठित हैं, खासकर 100-120 किमी और 200-400 किमी की ऊंचाई पर। लेकिन इन परतों के बीच के अंतराल में भी, वायुमंडल के आयनीकरण की डिग्री बहुत अधिक रहती है। आयनोस्फेरिक परतों की स्थिति और उनमें आयनों की सांद्रता हर समय बदलती रहती है। विशेष रूप से उच्च सांद्रता वाले इलेक्ट्रॉनों के छिटपुट संचय को इलेक्ट्रॉन बादल कहा जाता है।

वायुमंडल की विद्युत चालकता आयनीकरण की डिग्री पर निर्भर करती है। इसलिए, आयनोस्फीयर में, हवा की विद्युत चालकता आमतौर पर पृथ्वी की सतह की तुलना में 1012 गुना अधिक होती है। रेडियो तरंगें आयनमंडल में अवशोषण, अपवर्तन और परावर्तन का अनुभव करती हैं। 20 मीटर से अधिक लंबी लहरें आयनोस्फीयर से बिल्कुल भी नहीं गुजर सकती हैं: वे पहले से ही आयनोस्फीयर के निचले हिस्से (70-80 किमी की ऊंचाई पर) में कम सांद्रता की इलेक्ट्रॉन परतों द्वारा परावर्तित होती हैं। मध्यम और छोटी तरंगें आयनोस्फेरिक परतों के ऊपर से परावर्तित होती हैं।

आयनमंडल से परावर्तन के कारण ही छोटी तरंगों पर लंबी दूरी का संचार संभव है। आयनोस्फीयर और पृथ्वी की सतह से कई परावर्तन छोटी तरंगों को लंबी दूरी पर ज़िगज़ैग तरीके से प्रचारित करने की अनुमति देते हैं, जिससे ग्लोब की सतह का पता चलता है। चूंकि आयनोस्फेरिक परतों की स्थिति और सांद्रता लगातार बदल रही है, रेडियो तरंगों के अवशोषण, परावर्तन और प्रसार की स्थितियां भी बदलती हैं। इसलिए, विश्वसनीय रेडियो संचार के लिए आयनमंडल की स्थिति के निरंतर अध्ययन की आवश्यकता होती है। रेडियो तरंगों के प्रसार पर अवलोकन इस तरह के शोध के साधन हैं।

आयनोस्फीयर में, अरोरा और प्रकृति में उनके करीब रात के आकाश की चमक देखी जाती है - वायुमंडलीय हवा की एक निरंतर चमक, साथ ही चुंबकीय क्षेत्र में तेज उतार-चढ़ाव - आयनोस्फेरिक चुंबकीय तूफान।

आयनोस्फीयर में आयनीकरण सूर्य से पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के कारण होता है। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, वायुमंडलीय गैस अणुओं द्वारा इसका अवशोषण आवेशित परमाणुओं और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति की ओर जाता है। आयनमंडल और अरोरा में चुंबकीय क्षेत्र में उतार-चढ़ाव सौर गतिविधि में उतार-चढ़ाव पर निर्भर करता है। सौर गतिविधि में परिवर्तन सूर्य से पृथ्वी के वायुमंडल में आने वाले कणिका विकिरण के प्रवाह में परिवर्तन से जुड़े हैं। अर्थात्, इन आयनोस्फेरिक घटनाओं के लिए कणिका विकिरण मौलिक महत्व का है।

आयनोस्फीयर में तापमान ऊंचाई के साथ बहुत अधिक मूल्यों तक बढ़ता है। लगभग 800 किमी की ऊँचाई पर यह 1000° तक पहुँच जाता है।

आयनमंडल के उच्च तापमान के बारे में बोलते हुए, उनका मतलब है कि वायुमंडलीय गैसों के कण वहां बहुत तेज गति से चलते हैं। हालांकि, आयनोस्फीयर में हवा का घनत्व इतना कम है कि आयनोस्फीयर में स्थित एक पिंड, जैसे कि एक उड़ने वाला उपग्रह, हवा के साथ हीट एक्सचेंज द्वारा गर्म नहीं होगा। उपग्रह का तापमान शासन इसके द्वारा सौर विकिरण के प्रत्यक्ष अवशोषण और आसपास के अंतरिक्ष में अपने स्वयं के विकिरण की वापसी पर निर्भर करेगा। थर्मोस्फीयर मेसोस्फीयर के ऊपर पृथ्वी की सतह से 90 से 500 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहां गैस के अणु अत्यधिक बिखरे हुए हैं, वे एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग को अवशोषित करते हैं। इस वजह से तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

थर्मोस्फीयर मूल रूप से आयनोस्फीयर से मेल खाता है, जहां आयनित गैस रेडियो तरंगों को पृथ्वी पर वापस दर्शाती है - यह घटना रेडियो संचार स्थापित करना संभव बनाती है।

बहिर्मंडल

800-1000 किमी से ऊपर वायुमंडल बहिर्मंडल में और धीरे-धीरे अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चला जाता है। गैस के कणों, विशेष रूप से हल्के वाले, का वेग यहाँ बहुत अधिक होता है, और इन ऊँचाइयों पर अत्यंत दुर्लभ हवा के कारण, कण एक दूसरे से टकराए बिना अण्डाकार कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर उड़ सकते हैं। इस मामले में, व्यक्तिगत कणों में गुरुत्वाकर्षण बल को दूर करने के लिए पर्याप्त वेग हो सकते हैं। अनावेशित कणों के लिए क्रांतिक गति 11.2 किमी/सेकंड होगी। इस तरह के विशेष रूप से तेज कण, अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र के साथ चलते हुए, वायुमंडल से बाहरी अंतरिक्ष में उड़ सकते हैं, "बच" सकते हैं, और विलुप्त हो सकते हैं। इसलिए, बहिर्मंडल को प्रकीर्णन क्षेत्र भी कहा जाता है।

यह मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणु हैं जो बच जाते हैं, जो कि एक्सोस्फीयर की उच्चतम परतों में प्रमुख गैस है।

यह हाल ही में माना गया है कि एक्सोस्फीयर, और इसके साथ सामान्य रूप से पृथ्वी का वातावरण 2000-3000 किमी के क्रम की ऊंचाई पर समाप्त होता है। लेकिन रॉकेट और उपग्रहों की टिप्पणियों ने इस विचार को जन्म दिया है कि एक्सोस्फीयर से निकलने वाला हाइड्रोजन पृथ्वी के चारों ओर एक तथाकथित स्थलीय कोरोना बनाता है, जो 20,000 किमी से अधिक तक फैला हुआ है। बेशक, पृथ्वी के कोरोना में गैस का घनत्व नगण्य है। प्रत्येक घन सेंटीमीटर के लिए औसतन केवल एक हजार कण होते हैं। लेकिन इंटरप्लेनेटरी स्पेस में कणों (मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों) की सांद्रता कम से कम दस गुना कम होती है।

उपग्रहों और भूभौतिकीय रॉकेटों की सहायता से, वायुमंडल के ऊपरी भाग में और पृथ्वी के निकट-पृथ्वी के बाहरी अंतरिक्ष में पृथ्वी के विकिरण बेल्ट का अस्तित्व, जो कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होता है और पृथ्वी से दसियों हज़ार किलोमीटर तक फैला हुआ है। पृथ्वी की सतह, स्थापित किया गया है। इस बेल्ट में विद्युत आवेशित कण - प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और बहुत तेज गति से चलता है। उनकी ऊर्जा सैकड़ों हजारों इलेक्ट्रॉन वोल्ट के क्रम में है। विकिरण पेटी लगातार पृथ्वी के वायुमंडल में कणों को खोती है और सौर कणिका विकिरण के प्रवाह द्वारा इसकी पूर्ति की जाती है।

वायुमंडल का तापमान समताप मंडल क्षोभमंडल

पृथ्वी का वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय आवरण है। इसकी निचली सीमा पृथ्वी की पपड़ी और जलमंडल के स्तर से गुजरती है, और ऊपरी सीमा बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी क्षेत्र में जाती है। वायुमंडल में लगभग 78% नाइट्रोजन, 20% ऑक्सीजन, 1% तक आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, हीलियम, नियॉन और कुछ अन्य गैसें हैं।

यह पृथ्वी खोल स्पष्ट रूप से परिभाषित लेयरिंग द्वारा विशेषता है। वायुमंडल की परतें तापमान के ऊर्ध्वाधर वितरण और इसके विभिन्न स्तरों पर गैसों के विभिन्न घनत्व से निर्धारित होती हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की ऐसी परतें हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर। आयनमंडल अलग से प्रतिष्ठित है।

वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक क्षोभमंडल है - वायुमंडल की निचली सतह परत। ध्रुवीय क्षेत्रों में क्षोभमंडल पृथ्वी की सतह से 8-10 किमी ऊपर, उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में - अधिकतम 16-18 किमी तक के स्तर पर स्थित है। क्षोभमंडल और उसके ऊपर के समताप मंडल के बीच क्षोभमंडल है - संक्रमण परत। क्षोभमंडल में ऊंचाई बढ़ने पर तापमान घटता है और ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय दबाव कम होता है। क्षोभमंडल में औसत तापमान प्रवणता 0.6 डिग्री सेल्सियस प्रति 100 मीटर है। इस खोल के विभिन्न स्तरों पर तापमान सौर विकिरण के अवशोषण और संवहन की दक्षता से निर्धारित होता है। लगभग सभी मानव गतिविधि क्षोभमंडल में होती है। सबसे ऊंचे पहाड़ क्षोभमंडल से आगे नहीं जाते हैं, केवल हवाई परिवहन ही इस शेल की ऊपरी सीमा को एक छोटी ऊंचाई तक पार कर समताप मंडल में हो सकता है। जल वाष्प का एक बड़ा हिस्सा क्षोभमंडल में निहित है, जो लगभग सभी बादलों के गठन को निर्धारित करता है। साथ ही, पृथ्वी की सतह पर बनने वाले लगभग सभी एरोसोल (धूल, धुआं, आदि) क्षोभमंडल में केंद्रित होते हैं। क्षोभमंडल की निचली परत की सीमा में, तापमान और वायु आर्द्रता में दैनिक उतार-चढ़ाव व्यक्त किया जाता है, हवा की गति आमतौर पर कम हो जाती है (यह ऊंचाई के साथ बढ़ जाती है)। क्षोभमंडल में, क्षैतिज दिशा में वायु स्तंभ का वायु द्रव्यमान में एक परिवर्तनशील विभाजन होता है, जो बेल्ट और उनके गठन के क्षेत्र के आधार पर कई विशेषताओं में भिन्न होता है। वायुमंडलीय मोर्चों पर - वायु द्रव्यमान - चक्रवात और प्रतिचक्रवात के बीच की सीमाएँ बनती हैं, जो एक निश्चित क्षेत्र में एक निश्चित अवधि के लिए मौसम का निर्धारण करती हैं।

समताप मंडल क्षोभमंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की परत है। इस परत की सीमा पृथ्वी की सतह से 8-16 किमी से लेकर 50-55 किमी तक है। समताप मंडल में, वायु की गैस संरचना लगभग क्षोभमंडल के समान ही होती है। एक विशिष्ट विशेषता जल वाष्प की सांद्रता में कमी और ओजोन सामग्री में वृद्धि है। वायुमंडल की ओजोन परत, जो पराबैंगनी प्रकाश के आक्रामक प्रभाव से जीवमंडल की रक्षा करती है, 20 से 30 किमी के स्तर पर है। समताप मंडल में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, और तापमान मान सौर विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है, न कि संवहन (वायु द्रव्यमान की गति) द्वारा, जैसा कि क्षोभमंडल में होता है। समताप मंडल में हवा का ताप ओजोन द्वारा पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण होता है।

मेसोस्फीयर समताप मंडल के ऊपर 80 किमी के स्तर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की इस परत की विशेषता यह है कि ऊँचाई बढ़ने पर तापमान 0°C से -90°C तक कम हो जाता है।यह वायुमंडल का सबसे ठंडा क्षेत्र है।

मेसोस्फीयर के ऊपर 500 किमी के स्तर तक थर्मोस्फीयर है। मेसोस्फीयर के साथ सीमा से एक्सोस्फीयर तक, तापमान लगभग 200 K से 2000 K तक भिन्न होता है। 500 किमी के स्तर तक, वायु घनत्व कई सौ हजार गुना कम हो जाता है। थर्मोस्फीयर के वायुमंडलीय घटकों की सापेक्ष संरचना क्षोभमंडल की सतह परत के समान है, लेकिन बढ़ती ऊंचाई के साथ, अधिक ऑक्सीजन परमाणु अवस्था में गुजरती है। थर्मोस्फीयर के अणुओं और परमाणुओं का एक निश्चित अनुपात आयनित अवस्था में होता है और कई परतों में वितरित होता है, वे आयनमंडल की अवधारणा से एकजुट होते हैं। भौगोलिक अक्षांश, सौर विकिरण की मात्रा, वर्ष और दिन के समय के आधार पर थर्मोस्फीयर की विशेषताएं एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती हैं।

वायुमंडल की ऊपरी परत बहिर्मंडल है। यह वायुमण्डल की सबसे पतली परत है। बहिर्मंडल में, कणों के माध्य मुक्त पथ इतने विशाल होते हैं कि कण स्वतंत्र रूप से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में पलायन कर सकते हैं। बाह्यमंडल का द्रव्यमान वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का दस मिलियनवां भाग है। एक्सोस्फीयर की निचली सीमा 450-800 किमी का स्तर है, और ऊपरी सीमा वह क्षेत्र है जहां कणों की एकाग्रता बाहरी अंतरिक्ष के समान होती है - पृथ्वी की सतह से कई हजार किलोमीटर। एक्सोस्फीयर प्लाज्मा, एक आयनित गैस से बना होता है। एक्सोस्फीयर में भी हमारे ग्रह के विकिरण बेल्ट हैं।

वीडियो प्रस्तुति - पृथ्वी के वायुमंडल की परतें:

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अंतरिक्ष ऊर्जा से भरा है। ऊर्जा असमान रूप से अंतरिक्ष को भरती है। इसकी एकाग्रता और निर्वहन के स्थान हैं। इस तरह आप घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं। ग्रह एक व्यवस्थित प्रणाली है, जिसमें केंद्र में पदार्थ का अधिकतम घनत्व होता है और परिधि की ओर एकाग्रता में क्रमिक कमी होती है। इंटरेक्शन फोर्स पदार्थ की स्थिति को निर्धारित करती है, जिस रूप में यह मौजूद है। भौतिकी पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति का वर्णन करती है: ठोस, तरल, गैस, और इसी तरह।

वायुमंडल वह गैसीय माध्यम है जो ग्रह को घेरता है। पृथ्वी का वातावरण मुक्त गति की अनुमति देता है और प्रकाश को गुजरने देता है, जिससे एक ऐसा स्थान बनता है जिसमें जीवन पनपता है।

पृथ्वी की सतह से लगभग 16 किलोमीटर (भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक कम, मौसम पर भी निर्भर करता है) की ऊंचाई तक के क्षेत्र को क्षोभमंडल कहा जाता है। क्षोभमंडल वह परत है जिसमें वायुमंडल में लगभग 80% हवा होती है और लगभग सभी जल वाष्प। यह यहां है कि मौसम को आकार देने वाली प्रक्रियाएं होती हैं। ऊंचाई के साथ दबाव और तापमान में कमी आती है। वायु के तापमान में कमी का कारण रुद्धोष्म प्रक्रम है, जब गैस फैलती है तो ठंडी हो जाती है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर, मान -50, -60 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकते हैं।

इसके बाद स्ट्रैटोस्फियर आता है। यह 50 किलोमीटर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की इस परत में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, लगभग 0 C के शीर्ष बिंदु पर एक मान प्राप्त करता है। तापमान में वृद्धि ओजोन परत द्वारा पराबैंगनी किरणों के अवशोषण की प्रक्रिया के कारण होती है। विकिरण एक रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बनता है। ऑक्सीजन अणु एकल परमाणुओं में टूट जाते हैं जो ओजोन बनाने के लिए सामान्य ऑक्सीजन अणुओं के साथ जुड़ सकते हैं।

10 और 400 नैनोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य वाले सूर्य से विकिरण को पराबैंगनी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यूवी विकिरण की तरंग दैर्ध्य जितनी कम होगी, जीवों के लिए उतना ही अधिक खतरा होगा। विकिरण का केवल एक छोटा सा अंश पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है, इसके अलावा, इसके स्पेक्ट्रम का कम सक्रिय भाग। प्रकृति की यह विशेषता एक व्यक्ति को एक स्वस्थ सन टैन प्राप्त करने की अनुमति देती है।

वायुमंडल की अगली परत मेसोस्फीयर कहलाती है। लगभग 50 किमी से 85 किमी तक की सीमा। मेसोस्फीयर में, ओजोन की सांद्रता, जो यूवी ऊर्जा को फंसा सकती है, कम है, इसलिए तापमान फिर से ऊंचाई के साथ गिरना शुरू हो जाता है। चरम बिंदु पर, तापमान -90 C तक गिर जाता है, कुछ स्रोत -130 C के मान का संकेत देते हैं। अधिकांश उल्कापिंड वायुमंडल की इस परत में जलते हैं।

वायुमंडल की वह परत जो पृथ्वी से 85 किमी की ऊंचाई से 600 किमी की दूरी तक फैली हुई है, थर्मोस्फीयर कहलाती है। थर्मोस्फीयर तथाकथित वैक्यूम पराबैंगनी सहित सौर विकिरण का सामना करने वाला पहला व्यक्ति है।

वैक्यूम यूवी हवा द्वारा विलंबित होती है, जिससे वातावरण की इस परत को अत्यधिक तापमान तक गर्म किया जाता है। हालांकि, चूंकि यहां दबाव बेहद कम है, इसलिए यह प्रतीत होता है कि गरमागरम गैस का वस्तुओं पर उतना प्रभाव नहीं पड़ता जितना कि पृथ्वी की सतह पर परिस्थितियों में होता है। इसके विपरीत ऐसे वातावरण में रखी वस्तुएं ठंडी हो जाएंगी।

100 किमी की ऊँचाई पर, सशर्त रेखा "कर्मन रेखा" गुजरती है, जिसे अंतरिक्ष की शुरुआत माना जाता है।

ऑरोरस थर्मोस्फीयर में होते हैं। वायुमंडल की इस परत में सौर वायु ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करती है।

वायुमंडल की अंतिम परत एक्सोस्फीयर है, एक बाहरी आवरण जो हजारों किलोमीटर तक फैला है। एक्सोस्फीयर व्यावहारिक रूप से एक खाली जगह है, हालांकि, यहां घूमने वाले परमाणुओं की संख्या इंटरप्लानेटरी स्पेस की तुलना में अधिक परिमाण का क्रम है।

व्यक्ति हवा में सांस लेता है। सामान्य दबाव पारा का 760 मिलीमीटर है। 10,000 मीटर की ऊंचाई पर, दबाव लगभग 200 मिमी है। आर टी. कला। इस ऊंचाई पर, एक व्यक्ति शायद सांस ले सकता है, कम से कम लंबे समय तक नहीं, लेकिन इसके लिए तैयारी की आवश्यकता होती है। राज्य स्पष्ट रूप से निष्क्रिय होगा।

वायुमंडल की गैस संरचना: 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन, लगभग एक प्रतिशत आर्गन, बाकी सब कुछ गैसों का मिश्रण है जो कुल के सबसे छोटे अंश का प्रतिनिधित्व करता है।

कभी-कभी हमारे ग्रह को एक मोटी परत में घेरने वाले वातावरण को पाँचवाँ महासागर कहा जाता है। कोई आश्चर्य नहीं कि विमान का दूसरा नाम एक विमान है। वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है, जिनमें नाइट्रोजन और ऑक्सीजन प्रमुख हैं। यह उत्तरार्द्ध के लिए धन्यवाद है कि ग्रह पर जीवन उस रूप में संभव है जिसके हम सभी आदी हैं। उनके अलावा, अन्य घटकों का 1% अन्य है। ये निष्क्रिय (रासायनिक बातचीत में प्रवेश नहीं) गैसें, सल्फर ऑक्साइड हैं। पांचवें महासागर में यांत्रिक अशुद्धियाँ भी हैं: धूल, राख, आदि। वायुमंडल की सभी परतें सतह से लगभग 480 किमी तक फैली हुई हैं (डेटा अलग हैं, हम इस बिंदु पर और अधिक विस्तार से आगे रहेंगे)। इस तरह की प्रभावशाली मोटाई एक प्रकार की अभेद्य ढाल बनाती है जो ग्रह को विनाशकारी ब्रह्मांडीय विकिरण और बड़ी वस्तुओं से बचाती है।

वायुमंडल की निम्नलिखित परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, उसके बाद समताप मंडल, फिर मध्यमंडल और अंत में थर्मोस्फीयर। उपरोक्त क्रम ग्रह की सतह से शुरू होता है। वायुमंडल की घनी परतों को पहले दो द्वारा दर्शाया जाता है। वे विनाशकारी के एक महत्वपूर्ण हिस्से को छानते हैं

वायुमंडल की सबसे निचली परत, क्षोभमंडल, समुद्र तल से केवल 12 किमी (उष्णकटिबंधीय में 18 किमी) तक फैली हुई है। 90% तक जल वाष्प यहाँ केंद्रित है, इसलिए इसमें बादल बनते हैं। अधिकांश हवा भी यहाँ केंद्रित है। वायुमंडल की सभी बाद की परतें ठंडी होती हैं, क्योंकि सतह से निकटता परावर्तित सूर्य के प्रकाश को हवा को गर्म करने की अनुमति देती है।

समताप मंडल सतह से लगभग 50 किमी तक फैला हुआ है। अधिकांश मौसम के गुब्बारे इस परत में "तैरते" हैं। यहां कुछ प्रकार के विमान भी उड़ सकते हैं। अद्भुत विशेषताओं में से एक तापमान शासन है: 25 से 40 किमी के अंतराल में हवा के तापमान में वृद्धि शुरू होती है। -60 से यह लगभग 1 तक बढ़ जाता है। फिर शून्य में मामूली कमी होती है, जो 55 किमी की ऊंचाई तक बनी रहती है। ऊपरी सीमा कुख्यात है

इसके अलावा, मेसोस्फीयर लगभग 90 किमी तक फैला हुआ है। यहां हवा का तापमान तेजी से गिरता है। प्रत्येक 100 मीटर की ऊंचाई पर 0.3 डिग्री की कमी होती है। कभी-कभी इसे वायुमंडल का सबसे ठंडा भाग कहा जाता है। हवा का घनत्व कम है, लेकिन यह उल्का गिरने के लिए प्रतिरोध पैदा करने के लिए काफी है।

सामान्य अर्थों में वायुमंडल की परतें लगभग 118 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होती हैं। यहां प्रसिद्ध अरोरा बनते हैं। थर्मोस्फीयर का क्षेत्र ऊपर से शुरू होता है। एक्स-रे के कारण, इस क्षेत्र में निहित कुछ वायु अणुओं का आयनीकरण होता है। ये प्रक्रियाएं तथाकथित आयनमंडल बनाती हैं (इसे अक्सर थर्मोस्फीयर में शामिल किया जाता है, इसलिए इसे अलग से नहीं माना जाता है)।

700 किमी से ऊपर की किसी भी चीज को एक्सोस्फीयर कहा जाता है। हवा बेहद छोटी है, इसलिए वे टकराव के कारण प्रतिरोध का अनुभव किए बिना स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ते हैं। यह उनमें से कुछ को 160 डिग्री सेल्सियस के अनुरूप ऊर्जा जमा करने की अनुमति देता है, जबकि परिवेश का तापमान कम होता है। गैस के अणुओं को उनके द्रव्यमान के अनुसार एक्सोस्फीयर के पूरे आयतन में वितरित किया जाता है, इसलिए उनमें से सबसे भारी केवल परत के निचले हिस्से में पाया जा सकता है। ग्रह का आकर्षण, जो ऊंचाई के साथ घटता जाता है, अब अणुओं को धारण करने में सक्षम नहीं है, इसलिए ब्रह्मांडीय उच्च-ऊर्जा कण और विकिरण गैस के अणुओं को वातावरण छोड़ने के लिए पर्याप्त आवेग देते हैं। यह क्षेत्र सबसे लंबे में से एक है: ऐसा माना जाता है कि वातावरण पूरी तरह से 2000 किमी से अधिक ऊंचाई पर अंतरिक्ष के निर्वात में चला जाता है (कभी-कभी 10,000 की संख्या भी दिखाई देती है)। कृत्रिम कक्षाएँ अभी भी थर्मोस्फीयर में हैं।

ये सभी संख्याएँ अनुमानित हैं, क्योंकि वायुमंडलीय परतों की सीमाएँ कई कारकों पर निर्भर करती हैं, उदाहरण के लिए, सूर्य की गतिविधि पर।

वायुमंडल (अन्य ग्रीक ἀτμός - भाप और σφαῖρα - गेंद से) पृथ्वी ग्रह के चारों ओर एक गैसीय खोल (भूमंडल) है। इसकी आंतरिक सतह जलमंडल और आंशिक रूप से पृथ्वी की पपड़ी को कवर करती है, जबकि इसकी बाहरी सतह बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर लगती है।

वातावरण का अध्ययन करने वाले भौतिकी और रसायन विज्ञान के वर्गों की समग्रता को सामान्यतः वायुमंडलीय भौतिकी कहा जाता है। वायुमंडल पृथ्वी की सतह पर मौसम को निर्धारित करता है, मौसम विज्ञान मौसम के अध्ययन से संबंधित है, और जलवायु विज्ञान दीर्घकालिक जलवायु विविधताओं से संबंधित है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 किमी दूर है। वायुमण्डल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 1018 किग्रा है। इनमें से शुष्क वायु का द्रव्यमान (5.1352 ± 0.0003) 1018 किग्रा है, जलवाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 1016 किग्रा है।

स्वच्छ शुष्क हवा का दाढ़ द्रव्यमान 28.966 g/mol है, समुद्र की सतह के पास हवा का घनत्व लगभग 1.2 kg/m3 है। समुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर दबाव 101.325 केपीए है; महत्वपूर्ण तापमान - -140.7 डिग्री सेल्सियस (~ 132.4 के); महत्वपूर्ण दबाव - 3.7 एमपीए; 0 डिग्री सेल्सियस पर सीपी - 1.0048 103 जे/(किलो के), सीवी - 0.7159 103 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता (द्रव्यमान द्वारा) 0 ° C - 0.0036%, 25 ° C - 0.0023% पर।

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य परिस्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा/एम3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्षिक आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग मूल्य है।

रासायनिक संरचना

ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप पृथ्वी का वातावरण उत्पन्न हुआ। महासागरों और जीवमंडल के आगमन के साथ, यह पानी, पौधों, जानवरों और मिट्टी और दलदलों में उनके अपघटन उत्पादों के साथ गैस के आदान-प्रदान के कारण भी बना था।

वर्तमान में, पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) शामिल हैं।

पानी (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को छोड़कर, वातावरण बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना

नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
पानी
कार्बन डाईऑक्साइड
नीयन
हीलियम
मीथेन
क्रीप्टोण
हाइड्रोजन
क्सीनन
नाइट्रस ऑक्साइड

तालिका में सूचीबद्ध गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO2, NH3, CO, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, HCl, HF, Hg वाष्प, I2, साथ ही NO और कई अन्य गैसें कम मात्रा में होती हैं। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एयरोसोल) होते हैं।

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% है। क्षोभमंडल में, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान 0.65°/100 m . के औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ घटता है

ट्रोपोपॉज़

क्षोभमंडल से समताप मंडल तक संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल परत या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) में अधिकतम होता है।

मीसोस्फीयर

मेसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। तापमान (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। मुक्त कणों, कंपन से उत्तेजित अणुओं आदि से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं वायुमंडलीय ल्यूमिनेसिसेंस का कारण बनती हैं।

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) में न्यूनतम है।

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है। एफएआई की परिभाषा के अनुसार कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर है।

पृथ्वी की वायुमण्डल सीमा

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊँचाई तक बढ़ जाता है, जहाँ यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुँच जाता है, जिसके बाद यह ऊँचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा आयनित ("ध्रुवीय रोशनी") होती है - आयनोस्फीयर के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।

थर्मोपॉज़

थर्मोस्फीयर के ऊपर वायुमंडल का क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

एक्सोस्फीयर - स्कैटरिंग ज़ोन, थर्मोस्फीयर का बाहरी हिस्सा, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस अत्यधिक दुर्लभ होती है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस (अपव्यय) में लीक हो जाते हैं।

100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0 डिग्री सेल्सियस से गिरकर मध्यमंडल में -110 डिग्री सेल्सियस हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट अंतरिक्ष निर्वात में गुजरता है, जो इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का ही हिस्सा है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल में वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा है, समताप मंडल लगभग 20% है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है। वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वातावरण 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। हेटरोस्फीयर एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण का गैसों के पृथक्करण पर प्रभाव पड़ता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है और यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडल के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर इंसान की सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि करीब 115 किमी तक वायुमंडल में ऑक्सीजन होती है।

वातावरण हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर जाते हैं, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार कम हो जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 110 मिमी एचजी है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प - 47 मिमी एचजी। कला। बढ़ती ऊंचाई के साथ, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब आसपास की हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से बंद हो जाएगा।

लगभग 19-20 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी एचजी तक गिर जाता है। कला। इसलिए इस ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और बीचवाला द्रव उबलने लगता है। इन ऊंचाईयों पर दबावयुक्त केबिन के बाहर, मृत्यु लगभग तुरंत हो जाती है। इस प्रकार, मानव शरीर क्रिया विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समताप मंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाते हैं। हवा के पर्याप्त दुर्लभ होने के साथ, 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, आयनकारी विकिरण, प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें, शरीर पर तीव्र प्रभाव डालती हैं; 40 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक से अधिक ऊँचाई पर पहुँचते हैं, ऐसी घटनाएँ जो हमें परिचित हैं, वातावरण की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय लिफ्ट और ड्रैग की घटना, संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण, आदि। ।, धीरे-धीरे कमजोर होता है, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाता है।

वायु की विरल परतों में ध्वनि का संचरण असंभव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, एम नंबर की अवधारणाएं और प्रत्येक पायलट से परिचित ध्वनि अवरोध अपना अर्थ खो देता है: वहां सशर्त कर्मन रेखा गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जो केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण एक और उल्लेखनीय संपत्ति से वंचित है - संवहन द्वारा थर्मल ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण, उपकरण के विभिन्न तत्वों को बाहर से ठंडा नहीं किया जा सकेगा, जैसा कि आमतौर पर एक हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर की मदद से। इस ऊंचाई पर, साथ ही सामान्य रूप से अंतरिक्ष में, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल तीन अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण है (लगभग चार अरब वर्ष पूर्व)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। इस प्रकार द्वितीयक वातावरण का निर्माण हुआ (आज तक लगभग तीन अरब वर्ष)। यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
• पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं।

धीरे-धीरे, इन कारकों ने एक तृतीयक वातावरण का निर्माण किया, जिसमें हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता थी।

नाइट्रोजन

नाइट्रोजन N2 की एक बड़ी मात्रा का निर्माण आणविक ऑक्सीजन O2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले से प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन एन 2 भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है।

नाइट्रोजन N2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए, एक बिजली के निर्वहन के दौरान) प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है जो फलियां, तथाकथित के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं। हरी खाद।

ऑक्सीजन

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, पृथ्वी पर जीवित जीवों के आगमन के साथ वातावरण की संरचना मौलिक रूप से बदलने लगी। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लौह के लौह रूप आदि के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया। चूँकि इसने वातावरण, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन किए, इस घटना को ऑक्सीजन तबाही कहा गया।

फ़ैनरोज़ोइक के दौरान, वायुमंडल की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन हुआ। वे मुख्य रूप से कार्बनिक तलछटी चट्टानों के जमाव की दर से संबंधित हैं। इसलिए, कोयले के संचय की अवधि के दौरान, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा, जाहिरा तौर पर, आधुनिक स्तर से अधिक हो गई।

कार्बन डाईऑक्साइड

वायुमंडल में CO2 की सामग्री ज्वालामुखी गतिविधि और पृथ्वी के गोले में रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक - जैवसंश्लेषण की तीव्रता और पृथ्वी के जीवमंडल में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर। वायुमंडलीय वायु में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 1012 टन) बनता है। समुद्र में, दलदलों और जंगलों में दफन कार्बनिक पदार्थ कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस में बदल जाते हैं।

उत्कृष्ट गैस

अक्रिय गैसों का स्रोत - आर्गन, हीलियम और क्रिप्टन - ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय है। संपूर्ण पृथ्वी और विशेष रूप से वातावरण में अंतरिक्ष की तुलना में अक्रिय गैसों की कमी है। ऐसा माना जाता है कि इसका कारण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गैसों का लगातार रिसाव होना है।

वायु प्रदुषण

हाल ही में, मनुष्य ने वातावरण के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में निरंतर वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की सामग्री में 10% की वृद्धि हुई है, जिसका मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 200-300 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इससे वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है।

ईंधन का दहन प्रदूषणकारी गैसों (CO, NO, SO2) का मुख्य स्रोत है। सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा SO3 में ऑक्सीकृत किया जाता है, और नाइट्रिक ऑक्साइड को ऊपरी वायुमंडल में NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामी सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 और नाइट्रिक एसिड HNO3 इतने के रूप में पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं। बुलाया। अम्ल वर्षा। आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों (टेट्राइथाइल लेड) Pb (CH3CH2)4 के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखी विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्री जल की बूंदों और पौधों के पराग, आदि का प्रवेश) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) के कारण होता है। ।)। वायुमंडल में ठोस कणों का बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

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