वायुमंडल और वायुमंडलीय घटनाओं की दुनिया। एयरोस्पेस प्रयोगशाला समताप मंडल पृथ्वी से कितनी दूर है

प्रत्येक साक्षर व्यक्ति को न केवल यह जानना चाहिए कि ग्रह विभिन्न गैसों के मिश्रण के वातावरण से घिरा हुआ है, बल्कि यह भी है कि वायुमंडल की विभिन्न परतें हैं जो पृथ्वी की सतह से असमान दूरी पर स्थित हैं।

आकाश को देखते हुए, हम बिल्कुल या तो इसकी जटिल संरचना, या इसकी विषम रचना, या आंखों से छिपी अन्य चीजों को नहीं देखते हैं। लेकिन यह हवा की परत की जटिल और बहु-घटक संरचना के लिए धन्यवाद है कि इस पर ग्रह के चारों ओर ऐसी स्थितियां हैं जो यहां जीवन को पैदा करने की अनुमति देती हैं, वनस्पति को पनपने देती हैं, और वह सब कुछ जो यहां कभी प्रकट हुआ है।

बातचीत के विषय के बारे में ज्ञान स्कूल में 6 वीं कक्षा तक लोगों को पहले से ही दिया जाता है, लेकिन कुछ ने अभी तक अपनी पढ़ाई पूरी नहीं की है, और कुछ इतने लंबे समय से हैं कि वे पहले से ही सब कुछ भूल गए हैं। फिर भी, प्रत्येक शिक्षित व्यक्ति को पता होना चाहिए कि उसके आसपास की दुनिया में क्या है, विशेष रूप से इसका वह हिस्सा जिस पर उसके सामान्य जीवन की संभावना सीधे निर्भर करती है।

वायुमंडल की प्रत्येक परत का नाम क्या है, यह कितनी ऊंचाई पर स्थित है, इसकी क्या भूमिका है? इन सभी सवालों पर नीचे चर्चा की जाएगी।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

आकाश को देखते हुए, खासकर जब यह पूरी तरह से बादल रहित है, तो यह कल्पना करना भी बहुत मुश्किल है कि इसकी इतनी जटिल और बहुस्तरीय संरचना है कि अलग-अलग ऊंचाई पर वहां का तापमान बहुत अलग होता है, और यह वहां होता है, ऊंचाई पर, कि सभी वनस्पतियों और जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं जमीन पर होती हैं।

यदि यह ग्रह के गैस आवरण की इतनी जटिल संरचना के लिए नहीं होता, तो यहाँ कोई जीवन नहीं होता और यहाँ तक कि इसकी उत्पत्ति की संभावना भी नहीं होती।

आसपास की दुनिया के इस हिस्से का अध्ययन करने का पहला प्रयास प्राचीन यूनानियों द्वारा किया गया था, लेकिन वे अपने निष्कर्ष में बहुत दूर नहीं जा सके, क्योंकि उनके पास आवश्यक तकनीकी आधार नहीं था। वे विभिन्न परतों की सीमाओं को नहीं देखते थे, अपना तापमान नहीं माप सकते थे, घटक संरचना का अध्ययन नहीं कर सकते थे, आदि।

यह ज्यादातर मौसम की घटनाएं थीं जिसने सबसे प्रगतिशील दिमागों को यह सोचने के लिए प्रेरित किया कि दृश्यमान आकाश उतना सरल नहीं है जितना लगता है।

ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी के चारों ओर आधुनिक गैसीय लिफाफे की संरचना तीन चरणों में बनी थी।पहले बाहरी अंतरिक्ष से कब्जा कर लिया गया हाइड्रोजन और हीलियम का प्राथमिक वातावरण था।

फिर ज्वालामुखियों के विस्फोट ने हवा को अन्य कणों के द्रव्यमान से भर दिया, और एक द्वितीयक वातावरण उत्पन्न हुआ। सभी मुख्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं और कण छूट प्रक्रियाओं से गुजरने के बाद, वर्तमान स्थिति उत्पन्न हुई।

पृथ्वी की सतह के क्रम में वायुमंडल की परतें और उनकी विशेषताएं

ग्रह के गैसीय लिफाफे की संरचना काफी जटिल और विविध है। आइए इसे और अधिक विस्तार से देखें, धीरे-धीरे उच्चतम स्तर पर पहुंचें।

क्षोभ मंडल

सीमा परत के अलावा, क्षोभमंडल वायुमंडल की सबसे निचली परत है। यह ध्रुवीय क्षेत्रों में पृथ्वी की सतह से लगभग 8-10 किमी, समशीतोष्ण जलवायु में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय भागों में 16-18 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

रोचक तथ्य:यह दूरी वर्ष के समय के आधार पर भिन्न हो सकती है - सर्दियों में यह गर्मियों की तुलना में कुछ कम होती है।

क्षोभमंडल की हवा में पृथ्वी पर सभी जीवन के लिए मुख्य जीवन शक्ति है।इसमें सभी उपलब्ध वायुमंडलीय वायु का लगभग 80%, 90% से अधिक जल वाष्प होता है, यहीं पर बादल, चक्रवात और अन्य वायुमंडलीय घटनाएं बनती हैं।

जब आप ग्रह की सतह से ऊपर उठते हैं तो तापमान में क्रमिक कमी को नोट करना दिलचस्प होता है। वैज्ञानिकों ने गणना की है कि प्रत्येक 100 मीटर ऊंचाई के लिए तापमान में लगभग 0.6-0.7 डिग्री की कमी आती है।

स्ट्रैटोस्फियर

अगली सबसे महत्वपूर्ण परत समताप मंडल है। समताप मंडल की ऊंचाई लगभग 45-50 किलोमीटर है।यह 11 किमी से शुरू होता है और यहां पहले से ही नकारात्मक तापमान -57 ° तक पहुंच जाता है।

यह परत इंसानों, सभी जानवरों और पौधों के लिए क्यों महत्वपूर्ण है? यह यहाँ है, 20-25 किलोमीटर की ऊँचाई पर, ओजोन परत स्थित है - यह सूर्य से निकलने वाली पराबैंगनी किरणों को फँसाती है और वनस्पतियों और जीवों पर उनके विनाशकारी प्रभाव को एक स्वीकार्य मूल्य तक कम कर देती है।

यह ध्यान रखना बहुत दिलचस्प है कि समताप मंडल कई प्रकार के विकिरणों को अवशोषित करता है जो सूर्य, अन्य सितारों और बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी पर आते हैं। इन कणों से प्राप्त ऊर्जा यहाँ स्थित अणुओं और परमाणुओं के आयनीकरण में जाती है, विभिन्न रासायनिक यौगिक दिखाई देते हैं।

यह सब उत्तरी रोशनी जैसी प्रसिद्ध और रंगीन घटना की ओर जाता है।

मीसोस्फीयर

मेसोस्फीयर लगभग 50 से शुरू होता है और 90 किलोमीटर तक फैला होता है।ऊंचाई में बदलाव के साथ ढाल, या तापमान में गिरावट, यहां निचली परतों की तरह बड़ी नहीं है। इस खोल की ऊपरी सीमाओं में तापमान लगभग -80°C होता है। इस क्षेत्र की संरचना में लगभग 80% नाइट्रोजन, साथ ही 20% ऑक्सीजन शामिल हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मेसोस्फीयर किसी भी उड़ने वाले उपकरणों के लिए एक प्रकार का मृत क्षेत्र है। यहां हवाई जहाज नहीं उड़ सकते, क्योंकि हवा अत्यंत दुर्लभ है, जबकि उपग्रह इतनी कम ऊंचाई पर नहीं उड़ सकते, क्योंकि उनके लिए उपलब्ध वायु घनत्व बहुत अधिक है।

मेसोस्फीयर की एक और दिलचस्प विशेषता है यह यहाँ है कि ग्रह से टकराने वाले उल्कापिंड जलते हैं।पृथ्वी से दूर ऐसी परतों का अध्ययन विशेष रॉकेटों की मदद से किया जाता है, लेकिन प्रक्रिया की दक्षता कम होती है, इसलिए क्षेत्र का ज्ञान वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देता है।

बाह्य वायुमंडल

विचार की परत आने के तुरंत बाद थर्मोस्फीयर, जिसकी ऊंचाई किमी में 800 किमी तक फैली हुई है।एक तरह से यह लगभग खुली जगह है। ब्रह्मांडीय विकिरण, विकिरण, सौर विकिरण का आक्रामक प्रभाव पड़ता है।

यह सब औरोरा बोरेलिस जैसी अद्भुत और सुंदर घटना को जन्म देता है।

थर्मोस्फीयर की सबसे निचली परत लगभग 200 K या उससे अधिक के तापमान तक गर्म होती है। यह परमाणुओं और अणुओं के बीच प्राथमिक प्रक्रियाओं, उनके पुनर्संयोजन और विकिरण के कारण होता है।

यहां बहने वाले चुंबकीय तूफान, एक ही समय में उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराओं के कारण ऊपरी परतें गर्म हो जाती हैं। बिस्तर का तापमान एक समान नहीं होता है और इसमें काफी उतार-चढ़ाव हो सकता है।

अधिकांश कृत्रिम उपग्रह, बैलिस्टिक पिंड, मानवयुक्त स्टेशन आदि थर्मोस्फीयर में उड़ते हैं। यह विभिन्न हथियारों और मिसाइलों के प्रक्षेपण का भी परीक्षण करता है।

बहिर्मंडल

एक्सोस्फीयर, या जैसा कि इसे बिखरने वाला क्षेत्र भी कहा जाता है, हमारे वायुमंडल का उच्चतम स्तर है, इसकी सीमा, इसके बाद इंटरप्लानेटरी बाहरी स्थान। एक्सोस्फीयर लगभग 800-1000 किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होता है।

घनी परतें पीछे रह जाती हैं और यहाँ हवा अत्यंत दुर्लभ है, कोई भी कण जो किनारे से गिरता है, गुरुत्वाकर्षण की बहुत कमजोर क्रिया के कारण बस अंतरिक्ष में ले जाया जाता है।

यह खोल लगभग 3000-3500 किमी . की ऊंचाई पर समाप्त होता है, और यहाँ लगभग कोई कण नहीं हैं। इस क्षेत्र को निकट अंतरिक्ष निर्वात कहा जाता है। यह अपनी सामान्य अवस्था में व्यक्तिगत कण नहीं हैं जो यहां प्रबल होते हैं, लेकिन प्लाज्मा, जो अक्सर पूरी तरह से आयनित होता है।

पृथ्वी के जीवन में वायुमंडल का महत्व

हमारे ग्रह के वातावरण की संरचना के सभी मुख्य स्तर इस तरह दिखते हैं। इसकी विस्तृत योजना में अन्य क्षेत्र शामिल हो सकते हैं, लेकिन वे पहले से ही गौण महत्व के हैं।

यह ध्यान रखने के लिए महत्वपूर्ण है पृथ्वी पर जीवन के लिए वातावरण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।इसके समताप मंडल में बहुत अधिक ओजोन वनस्पतियों और जीवों को अंतरिक्ष से विकिरण और विकिरण के घातक प्रभावों से बचने की अनुमति देता है।

साथ ही, यह यहां है कि मौसम बनता है, सभी वायुमंडलीय घटनाएं होती हैं, चक्रवात, हवाएं उठती हैं और मर जाती हैं, यह या वह दबाव स्थापित होता है। यह सब मनुष्य की स्थिति, सभी जीवित जीवों और पौधों पर सीधा प्रभाव डालता है।

निकटतम परत, क्षोभमंडल, हमें सांस लेने का अवसर देता है, पूरे जीवन को ऑक्सीजन से संतृप्त करता है और इसे जीने की अनुमति देता है। यहां तक ​​कि वातावरण की संरचना और संरचना में छोटे विचलन भी सभी जीवित चीजों पर सबसे हानिकारक प्रभाव डाल सकते हैं।

यही कारण है कि इस तरह का अभियान अब कारों और उत्पादन से हानिकारक उत्सर्जन के खिलाफ शुरू किया गया है, पर्यावरणविद ओजोन परत की मोटाई के बारे में अलार्म बजा रहे हैं, ग्रीन पार्टी और अन्य जैसे प्रकृति के अधिकतम संरक्षण के लिए खड़े हैं। पृथ्वी पर सामान्य जीवन को लम्बा खींचने और इसे जलवायु की दृष्टि से असहनीय न बनाने का यही एकमात्र तरीका है।

पृथ्वी का वायुमंडल ग्रह का गैसीय आवरण है। वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह (जलमंडल और पृथ्वी की पपड़ी) के पास से गुजरती है, और ऊपरी सीमा बाहरी अंतरिक्ष (122 किमी) के संपर्क का क्षेत्र है। वातावरण में कई अलग-अलग तत्व होते हैं। मुख्य हैं: 78% नाइट्रोजन, 20% ऑक्सीजन, 1% आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, नियॉन गैलियम, हाइड्रोजन, आदि। रोचक तथ्य लेख के अंत में या क्लिक करके देखे जा सकते हैं।

वायुमंडल में हवा की अलग-अलग परतें होती हैं। हवा की परतें तापमान, गैस अंतर और उनके घनत्व में भिन्न होती हैं और। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि समताप मंडल और क्षोभमंडल की परतें पृथ्वी को सौर विकिरण से बचाती हैं। उच्च परतों में, एक जीवित जीव पराबैंगनी सौर स्पेक्ट्रम की घातक खुराक प्राप्त कर सकता है। वातावरण की वांछित परत पर जल्दी से कूदने के लिए, संबंधित परत पर क्लिक करें:

क्षोभमंडल और क्षोभमंडल

क्षोभमंडल - तापमान, दबाव, ऊंचाई

ऊपरी सीमा लगभग 8 - 10 किमी लगभग रखी गई है। समशीतोष्ण अक्षांशों में 16 - 18 किमी और ध्रुवीय में 10 - 12 किमी। क्षोभ मंडलयह वायुमंडल की निचली मुख्य परत है। इस परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और कुल जल वाष्प का 90% के करीब होता है। यह क्षोभमंडल में है कि संवहन और अशांति उत्पन्न होती है, चक्रवात बनते हैं और होते हैं। तापमानऊंचाई के साथ घटता है। ढाल: 0.65°/100 मीटर गर्म पृथ्वी और पानी संलग्न हवा को गर्म करते हैं। गर्म हवा ऊपर उठती है, ठंडी होती है और बादल बनाती है। परत की ऊपरी सीमाओं में तापमान -50/70 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

यह इस परत में है कि जलवायु मौसम की स्थिति में परिवर्तन होते हैं। क्षोभमंडल की निचली सीमा कहलाती है सतहचूंकि इसमें बहुत सारे वाष्पशील सूक्ष्मजीव और धूल होते हैं। इस परत में ऊंचाई के साथ हवा की गति बढ़ जाती है।

ट्रोपोपॉज़

यह क्षोभमंडल की समताप मंडल की संक्रमणकालीन परत है। यहां, ऊंचाई में वृद्धि के साथ तापमान में कमी की निर्भरता समाप्त हो जाती है। ट्रोपोपॉज़ न्यूनतम ऊंचाई है जहां ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल 0.2 डिग्री सेल्सियस / 100 मीटर तक गिर जाता है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई चक्रवात जैसी मजबूत जलवायु घटनाओं पर निर्भर करती है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई चक्रवातों के ऊपर घट जाती है और प्रतिचक्रवात से ऊपर बढ़ जाती है।

समताप मंडल और समताप मंडल

समताप मंडल की परत की ऊंचाई लगभग 11 से 50 किमी तक होती है। 11-25 किमी की ऊंचाई पर तापमान में मामूली बदलाव होता है। 25-40 किमी की ऊंचाई पर, उलट देनातापमान 56.5 से बढ़कर 0.8 डिग्री सेल्सियस हो गया। 40 किमी से 55 किमी तक तापमान 0°C के आसपास रहता है। इस क्षेत्र को कहा जाता है - स्ट्रैटोपॉज़.

समताप मंडल में गैस के अणुओं पर सौर विकिरण का प्रभाव देखा जाता है, वे परमाणुओं में वियोजित हो जाते हैं। इस परत में लगभग कोई जलवाष्प नहीं होती है। आधुनिक सुपरसोनिक वाणिज्यिक विमान स्थिर उड़ान स्थितियों के कारण 20 किमी तक की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं। उच्च ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे 40 किमी की ऊंचाई तक बढ़ते हैं। यहाँ हवा की धाराएँ स्थिर हैं, इनकी गति 300 किमी/घंटा तक पहुँच जाती है। साथ ही इस परत में केंद्रित है ओजोन, एक परत जो पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करती है।

मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़ - संरचना, प्रतिक्रियाएं, तापमान

मेसोस्फीयर परत लगभग 50 किमी से शुरू होती है और लगभग 80-90 किमी पर समाप्त होती है। ऊंचाई के साथ तापमान लगभग 0.25-0.3 डिग्री सेल्सियस/100 मीटर कम हो जाता है। दीप्तिमान ताप विनिमय यहां का मुख्य ऊर्जा प्रभाव है। मुक्त कणों से युक्त जटिल प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाएं (जिसमें 1 या 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं) वे लागू करते हैं चमकवायुमंडल।

मेसोस्फीयर में लगभग सभी उल्काएं जलती हैं। वैज्ञानिकों ने इस क्षेत्र का नाम रखा है इग्नोरोस्फीयर. इस क्षेत्र का पता लगाना मुश्किल है, क्योंकि यहां वायुगतिकीय उड्डयन हवा के घनत्व के कारण बहुत खराब है, जो पृथ्वी की तुलना में 1000 गुना कम है। और कृत्रिम उपग्रहों को प्रक्षेपित करने के लिए, घनत्व अभी भी बहुत अधिक है। अनुसंधान मौसम संबंधी रॉकेटों की मदद से किया जाता है, लेकिन यह एक विकृति है। मेसोपॉज़मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। न्यूनतम तापमान -90 डिग्री सेल्सियस है।

कर्मन रेखा

पॉकेट लाइनपृथ्वी के वायुमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच की सीमा कहलाती है। इंटरनेशनल एविएशन फेडरेशन (FAI) के मुताबिक, इस बॉर्डर की ऊंचाई 100 किमी है। यह परिभाषा अमेरिकी वैज्ञानिक थियोडोर वॉन कर्मन के सम्मान में दी गई थी। उन्होंने निर्धारित किया कि इस ऊंचाई पर वायुमंडल का घनत्व इतना कम है कि वायुगतिकीय विमानन यहां असंभव हो जाता है, क्योंकि विमान की गति अधिक होनी चाहिए पहला अंतरिक्ष वेग. इतनी ऊंचाई पर, ध्वनि अवरोध की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है। यहां आप प्रतिक्रियाशील बलों के कारण ही विमान को नियंत्रित कर सकते हैं।

थर्मोस्फीयर और थर्मोपॉज़

इस परत की ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी. तापमान लगभग 300 किमी तक बढ़ जाता है, जहाँ यह लगभग 1500 K तक पहुँच जाता है। ऊपर, तापमान अपरिवर्तित रहता है। इस परत में है ध्रुवीय रोशनी- हवा पर सौर विकिरण के प्रभाव के परिणामस्वरूप होता है। इस प्रक्रिया को वायुमंडलीय ऑक्सीजन का आयनीकरण भी कहा जाता है।

हवा की कम दुर्लभता के कारण, कर्मन रेखा के ऊपर की उड़ानें केवल बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र के साथ ही संभव हैं। सभी मानवयुक्त कक्षीय उड़ानें (चंद्रमा की उड़ानों को छोड़कर) वायुमंडल की इस परत में होती हैं।

बहिर्मंडल - घनत्व, तापमान, ऊँचाई

एक्सोस्फीयर की ऊंचाई 700 किमी से ऊपर है। यहां गैस बहुत दुर्लभ है, और प्रक्रिया होती है अपव्यय- ग्रहों के बीच अंतरिक्ष में कणों का रिसाव। ऐसे कणों की गति 11.2 किमी/सेकंड तक पहुंच सकती है। सौर गतिविधि की वृद्धि से इस परत की मोटाई का विस्तार होता है।

• गुरुत्वाकर्षण के कारण गैस का खोल अंतरिक्ष में नहीं उड़ता है। वायु उन कणों से बनी होती है जिनका अपना द्रव्यमान होता है। गुरुत्वाकर्षण के नियम से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि द्रव्यमान वाली प्रत्येक वस्तु पृथ्वी की ओर आकर्षित होती है।
• ब्यूज़-बैलट का नियम कहता है कि यदि आप उत्तरी गोलार्ध में हैं और हवा की ओर पीठ करके खड़े हैं, तो दाहिनी ओर एक उच्च दबाव क्षेत्र होगा, और बाईं ओर निम्न दबाव होगा। दक्षिणी गोलार्ध में, यह इसके विपरीत होगा।

वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय खोल है जो पृथ्वी के साथ घूमता है। वायुमण्डल में उपस्थित गैस को वायु कहते हैं। वायुमंडल जलमंडल के संपर्क में है और आंशिक रूप से स्थलमंडल को कवर करता है। लेकिन ऊपरी सीमा निर्धारित करना मुश्किल है। परंपरागत रूप से, यह माना जाता है कि वायुमंडल लगभग तीन हजार किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। वहां यह वायुहीन अंतरिक्ष में सुचारू रूप से बहती है।

पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना

वायुमंडल की रासायनिक संरचना का निर्माण लगभग चार अरब साल पहले शुरू हुआ था। प्रारंभ में, वायुमंडल में केवल हल्की गैसें थीं - हीलियम और हाइड्रोजन। वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के चारों ओर एक गैस शेल के निर्माण के लिए प्रारंभिक पूर्वापेक्षाएँ ज्वालामुखी विस्फोट थे, जो लावा के साथ मिलकर भारी मात्रा में गैसों का उत्सर्जन करते थे। इसके बाद, पानी के रिक्त स्थान, जीवित जीवों के साथ, उनकी गतिविधि के उत्पादों के साथ गैस विनिमय शुरू हुआ। हवा की संरचना धीरे-धीरे बदली और अपने आधुनिक रूप में कई लाख साल पहले तय की गई थी।

वायुमंडल के मुख्य घटक नाइट्रोजन (लगभग 79%) और ऑक्सीजन (20%) हैं। शेष प्रतिशत (1%) निम्नलिखित गैसों के लिए जिम्मेदार है: आर्गन, नियॉन, हीलियम, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन, अमोनिया, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन, नाइट्रस ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड इसमें शामिल हैं। प्रतिशत।

इसके अलावा, हवा में जल वाष्प और कण पदार्थ (पौधे पराग, धूल, नमक क्रिस्टल, एरोसोल अशुद्धियाँ) होते हैं।

हाल ही में, वैज्ञानिकों ने कुछ वायु अवयवों में गुणात्मक नहीं, बल्कि मात्रात्मक परिवर्तन का उल्लेख किया है। और इसका कारण व्यक्ति और उसकी गतिविधि है। केवल पिछले 100 वर्षों में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है! यह कई समस्याओं से भरा हुआ है, जिनमें से सबसे वैश्विक है जलवायु परिवर्तन।

मौसम और जलवायु का गठन

पृथ्वी पर जलवायु और मौसम को आकार देने में वायुमंडल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बहुत कुछ सूर्य के प्रकाश की मात्रा, अंतर्निहित सतह की प्रकृति और वायुमंडलीय परिसंचरण पर निर्भर करता है।

आइए कारकों को क्रम में देखें।

1. वायुमंडल सूर्य की किरणों की गर्मी को संचारित करता है और हानिकारक विकिरण को अवशोषित करता है। प्राचीन यूनानियों को पता था कि सूर्य की किरणें पृथ्वी के विभिन्न हिस्सों पर अलग-अलग कोणों पर पड़ती हैं। प्राचीन ग्रीक से अनुवाद में "जलवायु" शब्द का अर्थ "ढलान" है। तो, भूमध्य रेखा पर, सूर्य की किरणें लगभग लंबवत पड़ती हैं, क्योंकि यहाँ बहुत गर्म है। ध्रुवों के करीब, झुकाव का कोण जितना अधिक होगा। और तापमान गिर रहा है।

2. पृथ्वी के असमान ताप के कारण वायुमंडल में वायु धाराएँ बनती हैं। उन्हें उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। सबसे छोटी (दसियों और सैकड़ों मीटर) स्थानीय हवाएँ हैं। इसके बाद मानसून और व्यापारिक हवाएं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात, ग्रहीय ललाट क्षेत्र आते हैं।

ये सभी वायुराशियाँ निरंतर गतिमान हैं। उनमें से कुछ काफी स्थिर हैं। उदाहरण के लिए, व्यापारिक हवाएँ जो उपोष्णकटिबंधीय से भूमध्य रेखा की ओर चलती हैं। दूसरों की आवाजाही काफी हद तक वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है।

3. वायुमंडलीय दबाव जलवायु निर्माण को प्रभावित करने वाला एक अन्य कारक है। यह पृथ्वी की सतह पर वायुदाब है। जैसा कि आप जानते हैं, वायु द्रव्यमान उच्च वायुमंडलीय दबाव वाले क्षेत्र से उस क्षेत्र की ओर बढ़ता है जहां यह दबाव कम होता है।

कुल 7 जोन हैं। भूमध्य रेखा एक कम दबाव का क्षेत्र है। इसके अलावा, भूमध्य रेखा के दोनों किनारों पर तीसवें अक्षांश तक - उच्च दबाव का क्षेत्र। 30° से 60° तक - फिर से निम्न दाब। और 60° से ध्रुवों तक - उच्च दाब का क्षेत्र। इन क्षेत्रों के बीच वायु द्रव्यमान प्रसारित होता है। जो समुद्र से जमीन पर जाते हैं वे बारिश और खराब मौसम लाते हैं, और जो महाद्वीपों से उड़ते हैं वे साफ और शुष्क मौसम लाते हैं। उन जगहों पर जहां हवा की धाराएं टकराती हैं, वायुमंडलीय सामने के क्षेत्र बनते हैं, जो वर्षा और खराब, हवा के मौसम की विशेषता है।

वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि किसी व्यक्ति की भलाई भी वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुसार, सामान्य वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। 0 डिग्री सेल्सियस पर स्तंभ। इस आंकड़े की गणना भूमि के उन क्षेत्रों के लिए की जाती है जो समुद्र तल से लगभग फ्लश हैं। ऊंचाई के साथ दबाव कम हो जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सेंट पीटर्सबर्ग के लिए 760 मिमी एचजी। - आदर्श है। लेकिन मॉस्को के लिए, जो अधिक स्थित है, सामान्य दबाव 748 मिमी एचजी है।

दबाव न केवल लंबवत, बल्कि क्षैतिज रूप से भी बदलता है। यह विशेष रूप से चक्रवातों के पारित होने के दौरान महसूस किया जाता है।

वायुमंडल की संरचना

वातावरण एक परत केक की तरह है। और प्रत्येक परत की अपनी विशेषताएं हैं।

. क्षोभ मंडलपृथ्वी के सबसे निकट की परत है। भूमध्य रेखा से दूर जाने पर इस परत की "मोटाई" बदल जाती है। भूमध्य रेखा के ऊपर, परत 16-18 किमी तक, समशीतोष्ण क्षेत्रों में - 10-12 किमी के लिए, ध्रुवों पर - 8-10 किमी तक फैली हुई है।

यह यहाँ है कि हवा के कुल द्रव्यमान का 80% और जल वाष्प का 90% निहित है। यहां बादल बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात उत्पन्न होते हैं। हवा का तापमान क्षेत्र की ऊंचाई पर निर्भर करता है। औसतन, यह प्रत्येक 100 मीटर पर 0.65°C गिर जाता है।

. ट्रोपोपॉज़- वातावरण की संक्रमणकालीन परत। इसकी ऊंचाई कई सौ मीटर से लेकर 1-2 किमी तक होती है। गर्मियों में हवा का तापमान सर्दियों की तुलना में अधिक होता है। तो, उदाहरण के लिए, सर्दियों में ध्रुवों पर -65 डिग्री सेल्सियस और वर्ष के किसी भी समय भूमध्य रेखा पर -70 डिग्री सेल्सियस होता है।

. स्ट्रैटोस्फियर- यह एक परत है, जिसकी ऊपरी सीमा 50-55 किलोमीटर की ऊंचाई पर चलती है। यहां अशांति कम है, हवा में जलवाष्प की मात्रा नगण्य है। लेकिन बहुत सारे ओजोन। इसकी अधिकतम सांद्रता 20-25 किमी की ऊंचाई पर है। समताप मंडल में, हवा का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है और +0.8 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ओजोन परत पराबैंगनी विकिरण के साथ संपर्क करती है।

. स्ट्रैटोपॉज़- समताप मंडल और उसके बाद मध्यमंडल के बीच एक निम्न मध्यवर्ती परत।

. मीसोस्फीयर- इस परत की ऊपरी सीमा 80-85 किलोमीटर है। यहां मुक्त कणों से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं होती हैं। यह वे हैं जो हमारे ग्रह की वह कोमल नीली चमक प्रदान करते हैं, जिसे अंतरिक्ष से देखा जाता है।

मेसोस्फीयर में अधिकांश धूमकेतु और उल्कापिंड जलते हैं।

. मेसोपॉज़- अगली मध्यवर्ती परत, हवा का तापमान जिसमें कम से कम -90 ° हो।

. बाह्य वायुमंडल- निचली सीमा 80 - 90 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है, और परत की ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी के निशान से गुजरती है। हवा का तापमान बढ़ रहा है। यह +500°C से +1000°C तक भिन्न हो सकता है। दिन के दौरान, तापमान में उतार-चढ़ाव सैकड़ों डिग्री तक होता है! लेकिन यहां की हवा इतनी दुर्लभ है कि "तापमान" शब्द की समझ जैसा कि हम कल्पना करते हैं, यहां उचित नहीं है।

. योण क्षेत्र- मेसोस्फीयर, मेसोपॉज और थर्मोस्फीयर को जोड़ता है। यहां की हवा में मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अणु होते हैं, साथ ही अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा भी होते हैं। सूर्य की किरणें, आयनोस्फीयर में गिरती हैं, हवा के अणुओं को दृढ़ता से आयनित करती हैं। निचली परत (90 किमी तक) में, आयनीकरण की डिग्री कम होती है। जितना अधिक, उतना अधिक आयनीकरण। तो, 100-110 किमी की ऊंचाई पर, इलेक्ट्रॉन केंद्रित होते हैं। यह लघु और मध्यम रेडियो तरंगों के परावर्तन में योगदान देता है।

आयनोस्फीयर की सबसे महत्वपूर्ण परत ऊपरी परत है, जो 150-400 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसकी ख़ासियत यह है कि यह रेडियो तरंगों को दर्शाता है, और यह लंबी दूरी पर रेडियो संकेतों के प्रसारण में योगदान देता है।

यह आयनमंडल में है कि औरोरा जैसी घटना होती है।

. बहिर्मंडल- इसमें ऑक्सीजन, हीलियम और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। इस परत में गैस बहुत दुर्लभ होती है, और अक्सर हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इसलिए, इस परत को "प्रकीर्णन क्षेत्र" कहा जाता है।

पहला वैज्ञानिक जिसने सुझाव दिया कि हमारे वायुमंडल में भार है, वह इतालवी ई. टोरिसेली था। उदाहरण के लिए, ओस्टाप बेंडर ने उपन्यास "द गोल्डन कैल्फ" में शोक व्यक्त किया कि प्रत्येक व्यक्ति को 14 किलो वजन वाले वायु स्तंभ द्वारा दबाया गया था! लेकिन महान रणनीतिकार से थोड़ी गलती हुई। एक वयस्क व्यक्ति 13-15 टन के दबाव का अनुभव करता है! लेकिन हम इस भारीपन को महसूस नहीं करते हैं, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव व्यक्ति के आंतरिक दबाव से संतुलित होता है। हमारे वायुमंडल का भार 5,300,000,000,000,000 टन है। यह आंकड़ा बहुत बड़ा है, हालांकि यह हमारे ग्रह के वजन का केवल दस लाखवां हिस्सा है।

आइए सबसे पहले बताते हैं कि समताप मंडल क्या है? और वह क्या दर्शाती है?

समताप मंडल पृथ्वी के वायुमंडल की एक परत है, इसकी मोटाई लगभग 39 किलोमीटर है, यह 11 किलोमीटर से शुरू होकर लगभग 50 किलोमीटर पर समाप्त होती है। वायुमंडल के इस भाग में ऊपरी और निचली परत होती है। निचली परत 11 किलोमीटर से शुरू होकर 25 किलोमीटर की ऊँचाई पर समाप्त होती है, आगे पच्चीस किलोमीटर से समताप मंडल की ऊपरी परत 50 किलोमीटर तक जाती है, यहाँ तापमान -56 डिग्री से +0.8 डिग्री सेल्सियस तक बदल जाता है।

समताप मंडल में ग्रह के ओजोन का लगभग 90 प्रतिशत हिस्सा होता है, और शेष क्षोभमंडल में होता है, वायुमंडल का वह हिस्सा जो समताप मंडल के तुरंत बाद आता है, जो ओजोन का 10 प्रतिशत है। ओजोन ट्राइएटोमिक O3 अणुओं से युक्त ऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन है। सामान्य परिस्थितियों में - नीली गैस। जब द्रवित किया जाता है, तो यह नील द्रव में बदल जाता है। ठोस रूप में, यह गहरा नीला, लगभग काला क्रिस्टल है।

लगभग तीस किलोमीटर की ऊंचाई पर हमारे ओजोन की मोटाई 1.7 मिलीमीटर से 4 मिलीमीटर मोटी होगी, जो हमारे जीवों और वनस्पतियों की रक्षा के लिए पर्याप्त है, जहां हम रहते हैं और निवास करते हैं। ओजोन पृथ्वी की सतह पर भी पाई जाती है। कुछ मामलों में यह घातक है, दूसरों में यह नहीं है। फेफड़ों के रोगों से पीड़ित लोगों के लिए, यह उपयोगी है, आप देवदार के जंगलों में ओजोन पा सकते हैं, चीड़ O3 यौगिकों का उत्पादन करते हैं। ओजोन फसलों और वनों की वृद्धि के लिए हानिकारक है, इसलिए पृथ्वी पर ओजोन में वृद्धि के साथ, कृषि फसलों में गिरावट आती है और साधारण ऑक्सीजन का उत्पादन होता है, जो सभी जीवित प्राणियों के लिए आवश्यक है।

इक्कीसवीं सदी में ओजोन परत के क्षरण जैसी समस्या सामने आई है। यह अंटार्कटिका की मुख्य भूमि पर होता है, जहां समताप मंडल में ओजोन की मात्रा केवल 60 प्रतिशत है - इसे ओजोन छिद्र कहा जाता है। ओजोन छिद्र अंतरिक्ष से विभिन्न किरणों को अंदर आने देता है जो पृथ्वी पर सभी जीवन को मार देती हैं।

समताप मंडल में उड़ानें XX सदी के 30 के दशक में शुरू हुईं। पहले स्ट्रैटोस्फेरिक बैलून (FNRS-1) पर उड़ान, जिसे ऑगस्टे पिकार्ड और पॉल किफ़र ने 27 मई, 1931 को 16.2 किमी की ऊँचाई पर बनाया था, व्यापक रूप से जाना जाता है। यूएसएसआर में, पिकार्ड की उड़ानों ने बहुत रुचि पैदा की, और 1933-1934 में यूएसएसआर -1 और ओसोवियाखिम -1 समताप मंडल के गुब्बारे बनाए गए।

30 सितंबर, 1933 को के डी गोडुनोव द्वारा डिजाइन किया गया "यूएसएसआर -1" एक नया विश्व रिकॉर्ड स्थापित करते हुए, 19 किमी की ऊंचाई तक उड़ गया। गोडुनोव के साथ, स्ट्रैटोस्टैट को ई. के. बिरनबाम और उत्कृष्ट सोवियत बैलूनिस्ट जी.ए. प्रोकोफ़िएव द्वारा संचालित किया गया था। आधुनिक लड़ाकू और सुपरसोनिक वाणिज्यिक विमान अधिक स्थिर उड़ान स्थितियों के कारण समताप मंडल में 20 किमी तक की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं (हालांकि गतिशील छत बहुत अधिक हो सकती है)।

ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे 40 किमी तक उठते हैं; मानवरहित गुब्बारे का रिकॉर्ड 51.8 किमी का है। हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका के सैन्य हलकों में, 20 किमी से ऊपर समताप मंडल की परतों के विकास पर बहुत ध्यान दिया गया है, जिसे अक्सर "पूर्व-अंतरिक्ष" (अंग्रेजी "अंतरिक्ष के निकट") कहा जाता है। यह माना जाता है कि मानव रहित हवाई पोत और सौर ऊर्जा से चलने वाले विमान (जैसे नासा पाथफाइंडर) लंबे समय तक लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर रहने और बहुत बड़े क्षेत्रों के लिए अवलोकन और संचार प्रदान करने में सक्षम होंगे, जबकि वायु रक्षा प्रणालियों के प्रति संवेदनशील रहेंगे; ऐसे उपकरण उपग्रहों से कई गुना सस्ते होंगे।

समुद्र तल - 101.3 kPa (1 एटीएम।; 760 मिमी एचजी वायुमंडलीय दबाव), मध्यम घनत्व 2.7 1019 अणु प्रति सेमी³।
0.5 किमी - दुनिया की 80% मानव आबादी इस ऊंचाई तक रहती है।
2 किमी - दुनिया की 99% आबादी इस ऊंचाई तक रहती है।
2-3 किमी - गैर-अभ्यस्त लोगों में बीमारियों (पहाड़ की बीमारी) के प्रकट होने की शुरुआत।
4.7 किमी - एमएफए को पायलटों और यात्रियों के लिए अतिरिक्त ऑक्सीजन आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
5.0 किमी - समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव का 50%।
5.3 किमी - वायुमंडल के पूरे द्रव्यमान का आधा हिस्सा इस ऊंचाई से नीचे (माउंट एल्ब्रस के शीर्ष से थोड़ा नीचे) है।
6 किमी - स्थायी मानव निवास की सीमा, पहाड़ों में स्थलीय जीवन की सीमा।
6.6 किमी - सबसे ऊंची स्थित पत्थर की इमारत (माउंट लुलैलाको, दक्षिण अमेरिका)।
7 किमी - पहाड़ों में लंबे समय तक रहने के लिए मानव अनुकूलन क्षमता की सीमा।
8.2 किमी - बिना ऑक्सीजन मास्क के मौत की सीमा: एक स्वस्थ और प्रशिक्षित व्यक्ति भी होश खो सकता है और किसी भी क्षण मर सकता है।
8.848 किमी - पृथ्वी का उच्चतम बिंदु माउंट एवरेस्ट - पैदल पहुंच की सीमा।
9 किमी - वायुमंडलीय वायु के अल्पकालिक श्वास के लिए अनुकूलन क्षमता की सीमा।
12 किमी - सांस लेने वाली हवा अंतरिक्ष में होने के बराबर है (चेतना के नुकसान का एक ही समय ~ 10-20 सेकंड); अतिरिक्त दबाव के बिना शुद्ध ऑक्सीजन के साथ अल्पकालिक श्वास की सीमा; सबसोनिक यात्री लाइनर की छत।
15 किमी - शुद्ध ऑक्सीजन में सांस लेना अंतरिक्ष में होने के बराबर है।
16 किमी - जब ऊंचाई वाले सूट में कॉकपिट में अतिरिक्त दबाव की आवश्यकता होती है। 10% वातावरण उपरि बना रहा।
10-18 किमी - विभिन्न अक्षांशों (ट्रोपोपॉज़) पर क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच की सीमा। यह सामान्य बादलों के उदय की सीमा भी है, दुर्लभ और शुष्क हवा आगे फैली हुई है।
18.9-19.35 - आर्मस्ट्रांग की रेखा - मानव शरीर के लिए अंतरिक्ष की शुरुआत - मानव शरीर के तापमान पर उबलता पानी। आंतरिक शारीरिक तरल पदार्थ अभी तक इस ऊंचाई पर नहीं उबालते हैं, क्योंकि शरीर इस प्रभाव को रोकने के लिए पर्याप्त आंतरिक दबाव उत्पन्न करता है, लेकिन झाग के गठन के साथ लार और आंसू उबलने लगते हैं, आंखें सूज जाती हैं।
19 किमी - चरम पर गहरे बैंगनी आकाश की चमक समुद्र तल पर स्पष्ट नीले आकाश की चमक का 5% है (74.3-75 मोमबत्तियां बनाम 1500 मोमबत्तियां प्रति वर्ग मीटर), सबसे चमकीले सितारे और ग्रह दिन के दौरान देखे जा सकते हैं .
20 किमी - प्राथमिक ब्रह्मांडीय विकिरण की तीव्रता द्वितीयक (वायुमंडल में पैदा हुई) पर हावी होने लगती है।
20 किमी - गर्म हवा के गुब्बारे (गर्म हवा के गुब्बारे) की छत (19,811 मीटर)।
20-22 किमी - जीवमंडल की ऊपरी सीमा: वायु धाराओं द्वारा वायुमंडल में जीवित बीजाणुओं और जीवाणुओं के आरोहण की सीमा।
20-25 किमी - दिन के दौरान आकाश की चमक समुद्र तल पर चमक से 20-40 गुना कम होती है, दोनों पूर्ण सूर्य ग्रहण के बैंड के केंद्र में और शाम को, जब सूर्य 9-10 डिग्री होता है क्षितिज के नीचे और दूसरे परिमाण तक के तारे दिखाई दे रहे हैं।
25 किमी - दिन के दौरान आप चमकीले तारों से नेविगेट कर सकते हैं।
25-26 किमी - मौजूदा जेट विमान (व्यावहारिक छत) की स्थिर उड़ान की अधिकतम ऊंचाई।
15-30 किमी - विभिन्न अक्षांशों पर ओजोन परत।
34.668 किमी - दो स्ट्रैटोनॉट्स (प्रोजेक्ट स्ट्रैटो-लैब, 1961) द्वारा संचालित एक गुब्बारे (स्ट्रेटोस्फेरिक बैलून) के लिए आधिकारिक ऊंचाई रिकॉर्ड।
35 किमी - पानी के लिए जगह की शुरुआत या पानी का त्रिगुण बिंदु: इस ऊंचाई पर पानी 0 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, और इसके ऊपर तरल रूप में नहीं हो सकता है।
37.65 किमी - मौजूदा टर्बोजेट विमान (मिग-25, गतिशील छत) की ऊंचाई के लिए एक रिकॉर्ड।
38.48 किमी (52,000 कदम) - 11वीं शताब्दी में वायुमंडल की ऊपरी सीमा: गोधूलि की अवधि से वातावरण की ऊंचाई का पहला वैज्ञानिक निर्धारण (अरबी वैज्ञानिक अल्हज़ेन, 965-1039)।
39 किमी - एक व्यक्ति द्वारा नियंत्रित समताप मंडल के गुब्बारे की ऊंचाई के लिए एक रिकॉर्ड (एफ। बॉमगार्टनर, 2012)।
45 किमी रैमजेट के लिए सैद्धांतिक सीमा है।
48 किमी - वातावरण सूर्य की पराबैंगनी किरणों को कमजोर नहीं करता है।
50 किमी - समताप मंडल और मेसोस्फीयर (समताप मंडल) के बीच की सीमा।
51.694 किमी - पूर्व-अंतरिक्ष युग में अंतिम मानवयुक्त ऊंचाई रिकॉर्ड (एक्स -15 रॉकेट विमान में जोसेफ वॉकर, 30 मार्च, 1961)
51.82 किमी - गैस मानवरहित गुब्बारे के लिए ऊंचाई का रिकॉर्ड।
55 किमी - वातावरण ब्रह्मांडीय विकिरण को प्रभावित नहीं करता है।
40-80 किमी - पहले ब्रह्मांडीय वेग के साथ वातावरण में प्रवेश करते समय वंश वाहन के शरीर के खिलाफ घर्षण से अधिकतम वायु आयनीकरण (प्लाज्मा में हवा का परिवर्तन)।
70 किमी - पर्वतारोहियों के आंकड़ों, बॉयल के नियम और उल्काओं के अवलोकन के आधार पर एडमंड हैली की गणना के अनुसार 1714 में वायुमंडल की ऊपरी सीमा।
80 किमी - मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर (मेसोपॉज़) के बीच की सीमा: निशाचर बादलों की ऊंचाई।
80.45 किमी (50 मील) संयुक्त राज्य अमेरिका में अंतरिक्ष की सीमा की आधिकारिक ऊंचाई है।
100 किमी - वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच आधिकारिक अंतरराष्ट्रीय सीमा - कर्मन रेखा, जो वैमानिकी और अंतरिक्ष यात्रियों के बीच की सीमा को परिभाषित करती है। इस ऊंचाई से शुरू होने वाली वायुगतिकीय सतह (पंख) का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि लिफ्ट बनाने के लिए उड़ान की गति पहले ब्रह्मांडीय गति से अधिक हो जाती है और वायुमंडलीय विमान एक अंतरिक्ष उपग्रह में बदल जाता है। इस ऊंचाई पर माध्यम का घनत्व 12 ट्रिलियन अणु प्रति 1 dm³ है