वायुमंडल के अस्तित्व के लिए शर्तें। पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतें आरोही क्रम में

वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय आवरण है, जो पृथ्वी के साथ-साथ घूमता है। वायुमंडल में मौजूद गैस को वायु कहा जाता है। वायुमंडल जलमंडल के संपर्क में है और आंशिक रूप से स्थलमंडल को कवर करता है। लेकिन ऊपरी सीमा निर्धारित करना कठिन है। यह परंपरागत रूप से स्वीकार किया जाता है कि वायुमंडल लगभग तीन हजार किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। वहां यह वायुहीन अंतरिक्ष में आसानी से प्रवाहित होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना

वायुमंडल की रासायनिक संरचना का निर्माण लगभग चार अरब वर्ष पहले शुरू हुआ था। प्रारंभ में, वायुमंडल में केवल हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन शामिल थीं। वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के चारों ओर गैस के गोले के निर्माण के लिए प्रारंभिक शर्तें ज्वालामुखी विस्फोट थीं, जो लावा के साथ भारी मात्रा में गैसों का उत्सर्जन करती थीं। इसके बाद, जलीय स्थानों, जीवित जीवों और उनकी गतिविधियों के उत्पादों के साथ गैस विनिमय शुरू हुआ। हवा की संरचना धीरे-धीरे बदल गई और कई मिलियन वर्ष पहले अपने आधुनिक रूप में स्थिर हो गई।

वायुमंडल के मुख्य घटक नाइट्रोजन (लगभग 79%) और ऑक्सीजन (20%) हैं। शेष प्रतिशत (1%) निम्नलिखित गैसों से बना है: आर्गन, नियॉन, हीलियम, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन, अमोनिया, सल्फर और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, जो शामिल हैं इस एक प्रतिशत में.

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

हाल ही में, वैज्ञानिकों ने कुछ वायु अवयवों में गुणात्मक नहीं, बल्कि मात्रात्मक परिवर्तन देखा है। और इसका कारण है मनुष्य और उसकी गतिविधियाँ। अकेले पिछले 100 वर्षों में, कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर काफी बढ़ गया है! यह कई समस्याओं से भरा है, जिनमें से सबसे वैश्विक समस्या जलवायु परिवर्तन है।

मौसम एवं जलवायु का निर्माण

पृथ्वी पर जलवायु और मौसम को आकार देने में वायुमंडल 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 से देखें।

1. वायुमंडल सूर्य की किरणों की गर्मी को प्रसारित करता है और हानिकारक विकिरण को अवशोषित करता है। प्राचीन यूनानियों को पता था कि सूर्य की किरणें पृथ्वी के विभिन्न भागों पर अलग-अलग कोणों पर पड़ती हैं। प्राचीन ग्रीक से अनुवादित शब्द "जलवायु" का अर्थ "ढलान" है। अतः भूमध्य रेखा पर सूर्य की किरणें लगभग लंबवत पड़ती हैं, जिसके कारण यहाँ अत्यधिक गर्मी होती है। ध्रुवों के जितना करीब होगा, झुकाव का कोण उतना ही अधिक होगा। और तापमान गिर जाता है.

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

ये सभी वायुराशियाँ निरंतर गतिशील रहती हैं। उनमें से कुछ काफी स्थिर हैं. उदाहरण के लिए, व्यापारिक हवाएँ जो उपोष्णकटिबंधीय से भूमध्य रेखा की ओर चलती हैं। दूसरों की गति 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 ज्ञात है, वायुराशि उच्च वायुमंडलीय दबाव वाले क्षेत्र से ऐसे क्षेत्र की ओर बढ़ती है जहां यह दबाव कम होता है।

कुल 7 जोन आवंटित किये गये हैं. भूमध्य रेखा एक निम्न दबाव क्षेत्र है। इसके अलावा, भूमध्य रेखा के दोनों ओर तीस अक्षांशों तक उच्च दबाव का क्षेत्र होता है। 30° से 60° तक - पुनः निम्न दबाव। तथा 60° से ध्रुवों तक उच्च दाब क्षेत्र है। इन क्षेत्रों के बीच वायुराशियाँ प्रसारित होती हैं। जो समुद्र से ज़मीन पर आते हैं वे बारिश और ख़राब मौसम लाते हैं, और जो महाद्वीपों से उड़ते हैं वे साफ़ और शुष्क मौसम लाते हैं। उन स्थानों पर जहां वायु धाराएं टकराती हैं, वायुमंडलीय अग्र क्षेत्र बनते हैं, जो वर्षा और खराब, हवादार मौसम की विशेषता रखते हैं।

वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि किसी व्यक्ति की भलाई भी वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। अंतर्राष्ट्रीय मानकों के अनुसार, सामान्य वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। 0°C के तापमान पर स्तंभ। इस सूचक की गणना भूमि के उन क्षेत्रों के लिए की जाती है जो समुद्र तल के लगभग समतल हैं। ऊंचाई के साथ दबाव कम होता जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सेंट पीटर्सबर्ग के लिए 760 मिमी एचजी। - यह आदर्श है. लेकिन मॉस्को के लिए, जो उच्चतर स्थित है, सामान्य दबाव 748 मिमी एचजी है।

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

वातावरण की संरचना

माहौल एक लेयर केक की याद दिलाता है. और प्रत्येक परत की अपनी-अपनी विशेषताएँ होती हैं।

. क्षोभ मंडल- पृथ्वी के सबसे निकट की परत। इस परत की "मोटाई" भूमध्य रेखा से दूरी के साथ बदलती रहती है। भूमध्य रेखा के ऊपर, परत ऊपर की ओर 16-18 किमी, समशीतोष्ण क्षेत्रों में 10-12 किमी, ध्रुवों पर 8-10 किमी तक फैली हुई है।

यहीं पर कुल वायु द्रव्यमान का 80% और 90% जलवाष्प निहित है। यहां बादल बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात उठते हैं। हवा का तापमान क्षेत्र की ऊंचाई पर निर्भर करता है। औसतन, प्रत्येक 100 मीटर पर यह 0.65°C घट जाता है।

. ट्रोपोपॉज़- वायुमंडल की संक्रमण 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। उदाहरण के लिए, सर्दियों में ध्रुवों के ऊपर तापमान -65°C होता है। और वर्ष के किसी भी समय भूमध्य रेखा के ऊपर यह -70°C होता है।

. स्ट्रैटोस्फियर- यह एक परत है जिसकी ऊपरी सीमा 50-55 किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित है। यहां अशांति कम है, हवा में जलवाष्प की मात्रा नगण्य है। लेकिन ओजोन बहुत है. इसकी अधिकतम सघनता 20-25 किमी की ऊंचाई पर होती 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- समतापमंडल और इसके बाद आने वाले मध्यमंडल के बीच एक निचली मध्यवर्ती परत।

. मीसोस्फीयर- इस परत की ऊपरी सीमा 80-85 किलोमीटर है। मुक्त कणों से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं यहां होती हैं। वे ही हैं जो हमारे ग्रह को वह हल्की नीली चमक प्रदान करते हैं, जो अंतरिक्ष से दिखाई देती है।

अधिकांश धूमकेतु और उल्कापिंड मध्यमंडल में जल जाते हैं।

. मेसोपॉज़- अगली मध्यवर्ती परत, जिसमें हवा का तापमान 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 पर चलती 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 यहाँ की हवा इतनी दुर्लभ है कि "तापमान" शब्द को हमारी कल्पना के अनुसार समझना यहाँ उचित नहीं है।

. योण क्षेत्र- मेसोस्फीयर, मेसोपॉज़ और थर्मोस्फीयर को जोड़ती है। यहां की हवा में मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन अणु, साथ ही अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा शामिल हैं। आयनमंडल में प्रवेश करने वाली सूर्य की किरणें हवा के अणुओं को दृढ़ता से आयनित करती हैं। निचली परत में (90 किमी तक) आयनीकरण की मात्रा कम होती है। जितना अधिक होगा, आयनीकरण उतना ही अधिक होगा। तो, 100-110 किमी की ऊंचाई पर, इलेक्ट्रॉन केंद्रित होते हैं। यह छोटी और मध्यम रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में मदद करता है।

आयनमंडल 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 प्रतिबिंबित करता है, और इससे काफी दूरी तक रेडियो संकेतों के प्रसारण की सुविधा मिलती है।

यह आयनमंडल में है कि अरोरा जैसी घटना घटित होती है।

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

हमारे वायुमंडल में भार है, यह सुझाव देने वाले पहले वैज्ञानिक इतालवी ई. टोरिसेली थे। उदाहरण के लिए, ओस्टाप बेंडर ने अपने उपन्यास "द गोल्डन काफ़" में शोक व्यक्त किया है कि प्रत्येक व्यक्ति 14 किलो वजनी हवा के एक स्तंभ द्वारा दबाया जाता है! लेकिन महान योजनाकार थोड़ा गलत था। एक वयस्क को 13-15 टन का दबाव अनुभव होता है! लेकिन हमें यह भारीपन महसूस नहीं होता, 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।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और संरचना, यह कहा जाना चाहिए, हमारे ग्रह के विकास की एक या दूसरी अवधि में हमेशा स्थिर मूल्य नहीं थे। आज, इस तत्व की ऊर्ध्वाधर संरचना, जिसकी कुल "मोटाई" 1.5-2.0 हजार किमी है, को कई मुख्य परतों द्वारा दर्शाया गया है, जिनमें शामिल हैं:

1. क्षोभ मंडल।
2. ट्रोपोपॉज़।
3. समतापमंडल।
4. स्ट्रैटोपॉज़।
5. मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़।
6. बाह्य वायुमंडल।
7. बहिर्मंडल।

वायुमंडल के मूल तत्व

क्षोभमंडल एक परत है जिसमें मजबूत ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज हलचलें देखी जाती हैं; यहीं पर मौसम, तलछटी घटनाएँ और जलवायु परिस्थितियाँ बनती हैं। यह ध्रुवीय क्षेत्रों (वहां 15 किमी तक) को छोड़कर, ग्रह की सतह से लगभग हर जगह 7-8 किलोमीटर तक फैला हुआ है। क्षोभमंडल में तापमान में धीरे-धीरे प्रत्येक किलोमीटर की ऊंचाई के साथ लगभग 6.4 डिग्री सेल्सियस की कमी होती है। यह सूचक विभिन्न अक्षांशों और मौसमों के लिए भिन्न हो सकता है।

इस भाग में पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना को निम्नलिखित तत्वों और उनके प्रतिशत द्वारा दर्शाया गया है:

नाइट्रोजन - लगभग 78 प्रतिशत;

ऑक्सीजन - लगभग 21 प्रतिशत;

आर्गन - लगभग एक प्रतिशत;

कार्बन डाइऑक्साइड - 0.05% से कम।

90 किलोमीटर की ऊंचाई तक एकल रचना

इसके अलावा, यहां आप धूल, पानी की बूंदें, जल वाष्प, दहन उत्पाद, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री नमक, कई एरोसोल कण आदि पा सकते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की यह संरचना लगभग नब्बे किलोमीटर की ऊंचाई तक देखी जाती है, इसलिए हवा है रासायनिक संरचना में लगभग समान, न केवल क्षोभमंडल में, बल्कि ऊपरी परतों में भी। लेकिन वहां के वातावरण में मौलिक रूप से भिन्न भौतिक गुण हैं। वह परत जिसमें सामान्य रासायनिक संरचना होती है, होमोस्फीयर कहलाती है।

अन्य कौन से तत्व पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण करते हैं? प्रतिशत में (आयतन के अनुसार, शुष्क हवा में) गैसें जैसे क्रिप्टन (लगभग 1.14 x 10 -4), क्सीनन (8.7 x 10 -7), हाइड्रोजन (5.0 x 10 -5), मीथेन (लगभग 1.7 x 10 -5) यहां दर्शाया गया है। 4), नाइट्रस ऑक्साइड (5.0 x 10 -5), आदि। द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में, सूचीबद्ध घटकों में से अधिकांश नाइट्रस ऑक्साइड और हाइड्रोजन हैं, इसके बाद हीलियम, क्रिप्टन, आदि हैं।

विभिन्न वायुमंडलीय परतों के भौतिक गुण

क्षोभमंडल के भौतिक गुण ग्रह की सतह से इसकी निकटता से निकटता से संबंधित हैं। यहां से, अवरक्त किरणों के रूप में परावर्तित सौर ताप को वापस ऊपर की ओर निर्देशित किया जाता है, जिसमें चालन और संवहन की प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। इसीलिए पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान गिरता जाता है। यह घटना समताप मंडल की ऊंचाई (11-17 किलोमीटर) तक देखी जाती है, फिर तापमान 34-35 किमी तक लगभग अपरिवर्तित हो जाता है, और फिर तापमान फिर से 50 किलोमीटर की ऊंचाई (समताप मंडल की ऊपरी सीमा) तक बढ़ जाता है। . समताप मंडल और क्षोभमंडल के बीच ट्रोपोपॉज़ (1-2 किमी तक) की एक पतली मध्यवर्ती परत होती है, जहां भूमध्य रेखा के ऊपर निरंतर तापमान देखा जाता है - लगभग शून्य से 70 डिग्री सेल्सियस और नीचे। ध्रुवों के ऊपर, ट्रोपोपॉज़ गर्मियों में शून्य से 45 डिग्री सेल्सियस तक "गर्म" हो जाता है; सर्दियों में, यहाँ तापमान -65 डिग्री सेल्सियस के आसपास उतार-चढ़ाव करता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की गैस संरचना में ओजोन जैसा महत्वपूर्ण तत्व शामिल है। सतह पर इसकी मात्रा अपेक्षाकृत कम है (एक प्रतिशत की दस से शून्य से छठी शक्ति), क्योंकि गैस वायुमंडल के ऊपरी हिस्सों में परमाणु ऑक्सीजन से सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में बनती है। विशेष रूप से, सबसे अधिक ओजोन लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर है, और संपूर्ण "ओजोन स्क्रीन" ध्रुवों पर 7-8 किमी, भूमध्य रेखा पर 18 किमी और कुल मिलाकर पचास किमी ऊपर के क्षेत्रों में स्थित है। ग्रह की सतह.

वातावरण सौर विकिरण से बचाता है

पृथ्वी के वायुमंडल में हवा की संरचना जीवन के संरक्षण में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि व्यक्तिगत रासायनिक तत्व और संरचनाएं पृथ्वी की सतह और उस पर रहने वाले लोगों, जानवरों और पौधों तक सौर विकिरण की पहुंच को सफलतापूर्वक सीमित कर देती हैं। उदाहरण के लिए, जल वाष्प के अणु 8 से 13 माइक्रोन की लंबाई को छोड़कर, अवरक्त विकिरण की लगभग सभी श्रेणियों को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं। ओजोन 3100 ए की तरंग दैर्ध्य तक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है। इसकी पतली परत के बिना (ग्रह की सतह पर रखे जाने पर औसतन केवल 3 मिमी), केवल 10 मीटर से अधिक की गहराई पर पानी और भूमिगत गुफाएं जहां सौर विकिरण नहीं होता है पहुँच कर आबाद किया जा सकता है..

स्ट्रेटोपॉज़ पर शून्य सेल्सियस

वायुमंडल के अगले दो स्तरों, स्ट्रैटोस्फियर और मेसोस्फीयर के बीच, एक उल्लेखनीय परत है - स्ट्रैटोपॉज़। यह लगभग ओजोन मैक्सिमा की ऊंचाई से मेल खाता है और यहां का तापमान मनुष्यों के लिए अपेक्षाकृत आरामदायक है - लगभग 0 डिग्री सेल्सियस। स्ट्रेटोपॉज़ के ऊपर, मेसोस्फीयर में (कहीं 50 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है और 80-90 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होता है), पृथ्वी की सतह से बढ़ती दूरी (शून्य से 70-80 डिग्री सेल्सियस तक) के साथ तापमान में फिर से गिरावट देखी जाती है। ). मध्यमंडल में उल्कापिंड आमतौर पर पूरी तरह जल जाते हैं।

थर्मोस्फीयर में - प्लस 2000 K!

थर्मोस्फीयर में पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना (लगभग 85-90 से 800 किमी की ऊंचाई से मेसोपॉज के बाद शुरू होती है) सौर विकिरण के प्रभाव में बहुत दुर्लभ "हवा" की परतों के क्रमिक हीटिंग जैसी घटना की संभावना निर्धारित करती है। . ग्रह के "वायु कंबल" के इस हिस्से में, तापमान 200 से 2000 K तक होता है, जो ऑक्सीजन के आयनीकरण (परमाणु ऑक्सीजन 300 किमी से ऊपर स्थित है) के साथ-साथ अणुओं में ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन के कारण प्राप्त होता है। , बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ। थर्मोस्फीयर वह जगह है जहां अरोरा घटित होता है।

थर्मोस्फीयर के ऊपर एक्सोस्फीयर है - वायुमंडल की बाहरी परत, जहां से प्रकाश और तेजी से बढ़ने वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में बच सकते हैं। यहां पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना को निचली परतों में व्यक्तिगत ऑक्सीजन परमाणुओं, मध्य परतों में हीलियम परमाणुओं और ऊपरी परतों में लगभग विशेष रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा दर्शाया गया है। यहाँ उच्च तापमान रहता है - लगभग 3000 K और कोई वायुमंडलीय दबाव नहीं होता है।

पृथ्वी का वायुमंडल कैसे बना?

लेकिन, जैसा कि ऊपर बताया गया है, ग्रह पर हमेशा ऐसी वायुमंडलीय संरचना नहीं थी। कुल मिलाकर इस तत्व की उत्पत्ति की तीन अवधारणाएँ हैं। पहली परिकल्पना से पता चलता है कि वायुमंडल एक प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड से अभिवृद्धि की प्रक्रिया के माध्यम से लिया गया था। हालाँकि, आज यह सिद्धांत महत्वपूर्ण आलोचना का विषय है, क्योंकि इस तरह के प्राथमिक वातावरण को हमारे ग्रह मंडल के एक तारे से सौर "हवा" द्वारा नष्ट कर दिया जाना चाहिए था। इसके अलावा, यह माना जाता है कि बहुत अधिक तापमान के कारण स्थलीय ग्रहों के निर्माण क्षेत्र में अस्थिर तत्वों को बरकरार नहीं रखा जा सका।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना, जैसा कि दूसरी परिकल्पना द्वारा सुझाया गया है, विकास के प्रारंभिक चरण में सौर मंडल के आसपास से आने वाले क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं द्वारा सतह पर सक्रिय बमबारी के कारण बन सकती है। इस अवधारणा की पुष्टि या खंडन करना काफी कठिन है।

आईडीजी आरएएस पर प्रयोग

सबसे प्रशंसनीय तीसरी परिकल्पना प्रतीत होती है, जो मानती है कि वायुमंडल लगभग 4 अरब वर्ष पहले पृथ्वी की पपड़ी से गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ था। इस अवधारणा का परीक्षण रूसी विज्ञान अकादमी के भूगोल संस्थान में "त्सरेव 2" नामक एक प्रयोग के दौरान किया गया था, जब उल्कापिंड मूल के एक पदार्थ का एक नमूना निर्वात में गर्म किया गया था। तब एच 2, सीएच 4, सीओ, एच 2 ओ, एन 2 आदि गैसों की रिहाई दर्ज की गई थी। इसलिए, वैज्ञानिकों ने सही ढंग से माना कि पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की रासायनिक संरचना में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड शामिल हैं ( एचएफ), कार्बन मोनोऑक्साइड गैस (सीओ), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस), नाइट्रोजन यौगिक, हाइड्रोजन, मीथेन (सीएच 4), अमोनिया वाष्प (एनएच 3), आर्गन, आदि। प्राथमिक वायुमंडल से जल वाष्प ने गठन में भाग लिया जलमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड काफी हद तक कार्बनिक पदार्थों और चट्टानों में एक बंधी हुई अवस्था में थी, नाइट्रोजन आधुनिक वायु की संरचना में चली गई, और फिर से तलछटी चट्टानों और कार्बनिक पदार्थों में भी।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना आधुनिक लोगों को श्वसन तंत्र के बिना इसमें रहने की अनुमति नहीं देगी, क्योंकि तब आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन नहीं थी। यह तत्व डेढ़ अरब साल पहले महत्वपूर्ण मात्रा में प्रकट हुआ था, माना जाता है कि यह नीले-हरे और अन्य शैवाल में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विकास के संबंध में था, जो हमारे ग्रह के सबसे पुराने निवासी हैं।

न्यूनतम ऑक्सीजन

तथ्य यह है कि पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना शुरू में लगभग ऑक्सीजन-मुक्त थी, इस तथ्य से संकेत मिलता है कि आसानी से ऑक्सीकृत, लेकिन ऑक्सीकृत नहीं ग्रेफाइट (कार्बन) सबसे पुरानी (कैटार्चियन) चट्टानों में पाया जाता है। इसके बाद, तथाकथित बैंडेड लौह अयस्क दिखाई दिए, जिसमें समृद्ध लौह ऑक्साइड की परतें शामिल थीं, जिसका अर्थ है ग्रह पर आणविक रूप में ऑक्सीजन के एक शक्तिशाली स्रोत की उपस्थिति। लेकिन ये तत्व केवल समय-समय पर पाए जाते थे (शायद वही शैवाल या अन्य ऑक्सीजन उत्पादक एनोक्सिक रेगिस्तान में छोटे द्वीपों में दिखाई देते थे), जबकि बाकी दुनिया अवायवीय थी। उत्तरार्द्ध इस तथ्य से समर्थित है कि आसानी से ऑक्सीकृत पाइराइट रासायनिक प्रतिक्रियाओं के निशान के बिना प्रवाह द्वारा संसाधित कंकड़ के रूप में पाया गया था। चूंकि बहते पानी को खराब तरीके से वातित नहीं किया जा सकता है, इसलिए यह विचार विकसित हुआ है कि कैंब्रियन से पहले के वातावरण में आज की ऑक्सीजन संरचना का एक प्रतिशत से भी कम था।

वायु संरचना में क्रांतिकारी परिवर्तन

लगभग प्रोटेरोज़ोइक (1.8 अरब वर्ष पहले) के मध्य में, एक "ऑक्सीजन क्रांति" हुई जब दुनिया एरोबिक श्वसन में बदल गई, जिसके दौरान एक पोषक तत्व (ग्लूकोज) के एक अणु से 38 प्राप्त किया जा सकता है, और दो नहीं (जैसा कि अवायवीय श्वसन) ऊर्जा की इकाइयाँ। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना, ऑक्सीजन के संदर्भ में, आज की तुलना में एक प्रतिशत से अधिक होने लगी, और एक ओजोन परत दिखाई देने लगी, जो जीवों को विकिरण से बचाती है। यह उससे था, उदाहरण के लिए, ट्रिलोबाइट्स जैसे प्राचीन जानवर मोटे गोले के नीचे "छिपे"। तब से हमारे समय तक, मुख्य "श्वसन" तत्व की सामग्री धीरे-धीरे और धीरे-धीरे बढ़ी, जिससे ग्रह पर जीवन रूपों के विकास की विविधता सुनिश्चित हुई।

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उपशीर्षक

वायुमंडलीय सीमा

वायुमंडल पृथ्वी के चारों ओर का वह क्षेत्र माना जाता है जिसमें गैसीय माध्यम पृथ्वी के साथ मिलकर घूमता है। वायुमंडल पृथ्वी की सतह से 500-1000 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, बाह्यमंडल में धीरे-धीरे अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चला जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय विमानन महासंघ द्वारा प्रस्तावित परिभाषा के अनुसार, वायुमंडल और अंतरिक्ष की सीमा लगभग 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित कर्मन रेखा के साथ खींची गई है, जिसके ऊपर विमानन उड़ानें पूरी तरह से असंभव हो जाती हैं। नासा वायुमंडलीय सीमा के रूप में 122 किलोमीटर (400,000 फीट) के निशान का उपयोग करता है, जहां शटल संचालित पैंतरेबाज़ी से वायुगतिकीय पैंतरेबाज़ी में बदल जाते हैं।

भौतिक गुण

तालिका में दर्शाई गई गैसों के अलावा, वायुमंडल में शामिल हैं सीएल 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , NO 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), हाइड्रोकार्बन, एचसीएल (\displaystyle (\ce (एचसीएल))) , एचएफ (\displaystyle (\ce (एचएफ))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), जोड़े एचजी (\displaystyle (\ce (Hg))) , मैं 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), साथ ही छोटी मात्रा में कई अन्य गैसें। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एरोसोल) मौजूद रहते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे दुर्लभ गैस है आरएन (\displaystyle (\ce (आरएन))) .

वातावरण की संरचना

वायुमंडलीय सीमा परत

क्षोभमंडल की निचली परत (1-2 किमी मोटी), जिसमें पृथ्वी की सतह की स्थिति और गुण सीधे वायुमंडल की गतिशीलता को प्रभावित करते हैं।

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; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम.
वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद कुल जल वाष्प का लगभग 90% होता है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं और चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान घटता जाता है।

ट्रोपोपॉज़

क्षोभमंडल से समतापमंडल तक संक्रमण परत, वायुमंडल की एक परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

वायुमंडल की एक परत 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में माइनस 56.5 से प्लस 0.8 डिग्री सेल्सियस (समताप मंडल या व्युत्क्रम क्षेत्र की ऊपरी परत) में वृद्धि की विशेषता है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 K (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 स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मान तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई पर लगभग स्थिर रहता है। सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा का आयनीकरण ("ऑरोरा") होता है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होता 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

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

बाह्यमंडल (प्रकीर्णन क्षेत्र)

100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। ऊंची परतों में, ऊंचाई के आधार पर गैसों का वितरण उनके आणविक भार 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°C से मध्यमंडल में शून्य से 110°C तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल धीरे-धीरे तथाकथित में बदल जाता है निकट अंतरिक्ष निर्वात, जो अंतरग्रहीय गैस के दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा हुआ है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ के केवल एक भाग का प्रतिनिधित्व करती है। दूसरे भाग में हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल के कण होते हैं। अत्यंत दुर्लभ धूल कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

समीक्षा

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समतापमंडल - लगभग 20%; 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, वे भेद करते हैं न्यूट्रोस्फीयरऔर योण क्षेत्र .

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं सममंडलऔर विषममंडल. हेटेरोस्फीयर- यह वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसका तात्पर्य विषममंडल की परिवर्तनशील संरचना से है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग स्थित है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई 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 को ऑक्सीजन की कमी का अनुभव होने लगता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। वायुमंडल का शारीरिक क्षेत्र यहीं समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मानव का सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक वायुमंडल में ऑक्सीजन होती है।

वातावरण हमें साँस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। हालाँकि, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव तदनुसार कम हो जाता है।

वायुमंडलीय निर्माण का इतिहास

सबसे आम सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के इतिहास में इसके वायुमंडल की तीन अलग-अलग रचनाएँ रही हैं। प्रारंभ में, इसमें अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण वातावरण हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त हो गया। इस तरह इसका निर्माण हुआ द्वितीयक वातावरण. यह वातावरण पुनर्स्थापनात्मक था। इसके अलावा, वायुमंडल 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 के कारण इसका निर्माण हुआ तृतीयक वातावरण, 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 है।

नाइट्रोजन

बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन का निर्माण आणविक ऑक्सीजन द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), जो 3 अरब वर्ष पहले शुरू हुए प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ। नाइट्रोजन भी एन 2 (\डिस्प्लेस्टाइल (\ce (एन2)))नाइट्रेट और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में छोड़ा गया। नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है नहीं (\displaystyle ((\ce (NO))))वायुमंडल की ऊपरी परतों में.

नाइट्रोजन एन 2 (\डिस्प्लेस्टाइल (\ce (एन2)))केवल विशिष्ट परिस्थितियों में ही प्रतिक्रिया करता है (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया, जो फलीदार पौधों के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं, जो प्रभावी हरी खाद हो सकते हैं - पौधे जो नष्ट नहीं होते हैं, लेकिन प्राकृतिक उर्वरकों के साथ मिट्टी को समृद्ध करते हैं, इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण कर सकते हैं और इसे परिवर्तित कर सकते हैं जैविक रूप से सक्रिय रूप में।

ऑक्सीजन

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, पृथ्वी पर जीवित जीवों की उपस्थिति के साथ वायुमंडल की संरचना मौलिक रूप से बदलना शुरू हो गई। प्रारंभ में, ऑक्सीजन को कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लोहे का लौह रूप और अन्य। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बना। चूँकि इसके कारण वायुमंडल, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए, इस घटना को ऑक्सीजन तबाही कहा गया।

उत्कृष्ट गैस

वायु प्रदूषण

हाल ही में, मनुष्यों ने वायुमंडल के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हुए हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण मानव गतिविधि का परिणाम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार वृद्धि हो रही है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव औद्योगिक गतिविधि के कारण वायुमंडल में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों से अधिक की सामग्री CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))वायुमंडल में 10% की वृद्धि हुई, जिसमें से अधिकांश (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आया। यदि ईंधन दहन की वृद्धि दर जारी रही, तो अगले 200-300 वर्षों में यह मात्रा बढ़ेगी CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))वातावरण में दोगुना हो जाएगा और हो सकता है

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; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम. वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद कुल जल वाष्प का लगभग 90% होता है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल उठते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान घटता जाता है

ट्रोपोपॉज़

क्षोभमंडल से समतापमंडल तक संक्रमण परत, वायुमंडल की एक परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

वायुमंडल की एक परत 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में तापमान में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (समताप मंडल या व्युत्क्रम क्षेत्र की ऊपरी परत) में वृद्धि की विशेषता है। . लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 K (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 स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

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

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में न्यूनतम (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) 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। कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मान तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई पर लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा का आयनीकरण ("ऑरोरा") होता है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होता है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान, इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आती है।

थर्मोपॉज़

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

बाह्यमंडल (प्रकीर्णन क्षेत्र)

120 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडलीय परतें

बाह्यमंडल एक फैलाव क्षेत्र है, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। बाह्यमंडल में गैस बहुत दुर्लभ है, और यहां से इसके कण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष (अपव्यय) में लीक हो जाते हैं।

100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। ऊंची परतों में, ऊंचाई के आधार पर गैसों का वितरण उनके आणविक भार 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°C से मध्यमंडल में -110°C तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल धीरे-धीरे तथाकथित निकट-अंतरिक्ष निर्वात में बदल जाता है, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ के केवल एक भाग का प्रतिनिधित्व करती है। दूसरे भाग में हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल के कण होते हैं। अत्यंत दुर्लभ धूल कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समतापमंडल - लगभग 20%; 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, न्यूट्रोनोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वायुमंडल 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, होमोस्फीयर और हेटरोस्फियर को प्रतिष्ठित किया जाता है। हेटेरोस्फीयर एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसका तात्पर्य विषममंडल की परिवर्तनशील संरचना से है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग स्थित है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है; यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडल ही पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाता है। वातावरण के बारे में सबसे पहली जानकारी और तथ्य हमें प्राथमिक विद्यालय में प्राप्त होते हैं। हाई स्कूल में, भूगोल के पाठों में हम इस अवधारणा से अधिक परिचित हो जाते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल की अवधारणा

न केवल पृथ्वी, बल्कि अन्य खगोलीय पिंडों में भी वायुमंडल है। यह ग्रहों के चारों ओर मौजूद गैसीय आवरण को दिया गया नाम है। इस गैस परत की संरचना ग्रहों के बीच काफी भिन्न होती है। आइए वायु कहे जाने वाली वायु के बारे में बुनियादी जानकारी और तथ्यों पर नजर डालें।

इसका सबसे महत्वपूर्ण घटक ऑक्सीजन है। कुछ लोग गलती से सोचते हैं कि पृथ्वी का वायुमंडल पूरी तरह से ऑक्सीजन से बना है, लेकिन वास्तव में हवा गैसों का मिश्रण है। इसमें 78% नाइट्रोजन और 21% ऑक्सीजन होती है। शेष एक प्रतिशत में ओजोन, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प शामिल हैं। भले ही इन गैसों का प्रतिशत छोटा है, वे एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं - वे सौर उज्ज्वल ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अवशोषित करते हैं, जिससे हमारे ग्रह पर सभी जीवन को राख में बदलने से प्रकाशमान को रोका जा सकता है। ऊंचाई के आधार पर वायुमंडल के गुण बदलते रहते हैं। उदाहरण के लिए, 65 किमी की ऊंचाई पर नाइट्रोजन 86% और ऑक्सीजन 19% है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

• कार्बन डाईऑक्साइडपौधों के पोषण के लिए आवश्यक. यह जीवित जीवों के श्वसन, सड़न और दहन की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रकट होता है। वायुमंडल में इसकी अनुपस्थिति किसी भी पौधे के अस्तित्व को असंभव बना देगी।
• ऑक्सीजन- मनुष्य के लिए वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण घटक। इसकी उपस्थिति सभी जीवित जीवों के अस्तित्व के लिए एक शर्त है। यह वायुमंडलीय गैसों की कुल मात्रा का लगभग 20% बनाता है।
• ओजोनसौर पराबैंगनी विकिरण का एक प्राकृतिक अवशोषक है, जिसका जीवित जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। इसका अधिकांश भाग वायुमंडल की एक अलग परत बनाता है - ओजोन स्क्रीन। हाल ही में, मानव गतिविधि ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि यह धीरे-धीरे नष्ट होने लगा है, लेकिन चूंकि यह बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए इसे संरक्षित करने और पुनर्स्थापित करने के लिए सक्रिय कार्य किया जा रहा है।
• जल वाष्पवायु की आर्द्रता निर्धारित करता है। इसकी सामग्री विभिन्न कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है: हवा का तापमान, क्षेत्रीय स्थान, मौसम। कम तापमान पर हवा में बहुत कम जलवाष्प होती है, शायद एक प्रतिशत से भी कम, और उच्च तापमान पर इसकी मात्रा 4% तक पहुँच जाती है।
• उपरोक्त सभी के अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना में हमेशा एक निश्चित प्रतिशत होता है ठोस और तरल अशुद्धियाँ. ये हैं कालिख, राख, समुद्री नमक, धूल, पानी की बूंदें, सूक्ष्मजीव। वे प्राकृतिक और मानवजनित दोनों तरह से हवा में आ सकते हैं।

वायुमंडल की परतें

विभिन्न ऊंचाई पर हवा का तापमान, घनत्व और गुणवत्ता संरचना समान नहीं होती है। इस कारण से, वायुमंडल की विभिन्न परतों को अलग करने की प्रथा है। उनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं। आइए जानें कि वायुमंडल की कौन सी परतें प्रतिष्ठित हैं:

• क्षोभमंडल - वायुमंडल की यह परत पृथ्वी की सतह के सबसे निकट है। इसकी ऊंचाई ध्रुवों से 8-10 किमी और उष्ण कटिबंध में 16-18 किमी है। वायुमंडल में सभी जलवाष्प का 90% यहीं स्थित है, इसलिए सक्रिय बादल निर्माण होता है। साथ ही इस परत में वायु (हवा) की गति, अशांति और संवहन जैसी प्रक्रियाएं भी देखी जाती हैं। उष्ण कटिबंध में गर्म मौसम में दोपहर के समय तापमान +45 डिग्री से लेकर ध्रुवों पर -65 डिग्री तक होता है।
• समताप मंडल वायुमंडल की दूसरी सबसे दूर की परत है। 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। समताप मंडल की निचली परत में तापमान लगभग -55 है; पृथ्वी से दूर जाने पर यह +1˚С तक बढ़ जाता है। इस क्षेत्र को व्युत्क्रमण कहा जाता है और यह समतापमंडल और मध्यमंडल की सीमा है।
• मध्यमंडल 50 से 90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसकी निचली सीमा पर तापमान लगभग 0 है, ऊपरी सीमा पर यह -80...-90 ˚С तक पहुँच जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंड मध्यमंडल में पूरी तरह से जल जाते हैं, जिससे यहां वायु की चमक पैदा होती है।
• थर्मोस्फियर लगभग 700 किमी मोटा है। वायुमंडल की इस परत में उत्तरी रोशनी दिखाई देती है। वे ब्रह्मांडीय विकिरण और सूर्य से निकलने वाले विकिरण के प्रभाव के कारण प्रकट होते हैं।
• बाह्यमंडल वायु फैलाव का क्षेत्र है। यहां गैसों की सांद्रता कम होती है और वे धीरे-धीरे अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चली जाती हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच की सीमा 100 किमी मानी जाती है। इस रेखा को कर्मण रेखा कहा जाता है।

वायु - दाब

मौसम का पूर्वानुमान सुनते समय, हम अक्सर बैरोमीटर का दबाव रीडिंग सुनते हैं। लेकिन वायुमंडलीय दबाव का क्या मतलब है, और यह हमें कैसे प्रभावित कर सकता है?

हमने पता लगाया कि हवा में गैसें और अशुद्धियाँ होती हैं। इनमें से प्रत्येक घटक का अपना वजन होता है, जिसका अर्थ है कि वातावरण भारहीन नहीं है, जैसा कि 17वीं शताब्दी तक माना जाता था। वायुमंडलीय दबाव वह बल है जिसके साथ वायुमंडल की सभी परतें पृथ्वी की सतह और सभी वस्तुओं पर दबाव डालती हैं।

वैज्ञानिकों ने जटिल गणनाएँ कीं और साबित किया कि वायुमंडल प्रति वर्ग मीटर क्षेत्र पर 10,333 किलोग्राम का बल दबाता है। इसका मतलब है कि मानव शरीर वायु दबाव के अधीन है, जिसका वजन 12-15 टन है। हमें यह महसूस क्यों नहीं होता? यह हमारा आंतरिक दबाव है जो हमें बचाता है, जो बाहरी संतुलन बनाता है। आप हवाई जहाज़ पर या पहाड़ों में ऊंचाई पर वायुमंडल का दबाव महसूस कर सकते हैं, क्योंकि ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव बहुत कम होता है। इस मामले में, शारीरिक परेशानी, कान बंद होना और चक्कर आना संभव है।

आसपास के वातावरण के बारे में बहुत कुछ कहा जा सकता है। हम उसके बारे में कई दिलचस्प तथ्य जानते हैं, और उनमें से कुछ आश्चर्यजनक लग सकते हैं:

• पृथ्वी के वायुमंडल का भार 5,300,000,000,000,000 टन है।
• यह ध्वनि संचरण को बढ़ावा देता है। 100 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, वायुमंडल की संरचना में परिवर्तन के कारण यह संपत्ति गायब हो जाती है।
• वायुमंडल की गति पृथ्वी की सतह के असमान तापन से उत्पन्न होती है।
• हवा का तापमान निर्धारित करने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है, और वायुमंडल के दबाव को निर्धारित करने के लिए बैरोमीटर का उपयोग किया जाता है।
• वायुमंडल की उपस्थिति हमारे ग्रह को प्रतिदिन 100 टन उल्कापिंडों से बचाती है।
• हवा की संरचना कई सौ मिलियन वर्षों से स्थिर थी, लेकिन तेजी से औद्योगिक गतिविधि की शुरुआत के साथ इसमें बदलाव आना शुरू हो गया।
• ऐसा माना जाता है कि वायुमंडल 3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

मनुष्य के लिए वातावरण का महत्व

वायुमंडल का शारीरिक क्षेत्र 5 किमी है। समुद्र तल से 5000 मीटर की ऊंचाई पर, एक व्यक्ति को ऑक्सीजन की कमी का अनुभव होने लगता है, जो उसके प्रदर्शन में कमी और भलाई में गिरावट में व्यक्त होता है। इससे पता चलता है कि कोई व्यक्ति ऐसे स्थान पर जीवित नहीं रह सकता जहां गैसों का यह अद्भुत मिश्रण न हो।

वायुमंडल के बारे में सभी जानकारी और तथ्य केवल लोगों के लिए इसके महत्व की पुष्टि करते हैं। इसकी उपस्थिति के कारण ही पृथ्वी पर जीवन का विकास संभव हो सका। पहले से ही आज, यह आकलन करने के बाद कि मानवता अपने कार्यों के माध्यम से जीवन देने वाली हवा को किस हद तक नुकसान पहुंचाने में सक्षम है, हमें वातावरण को संरक्षित करने और बहाल करने के लिए और उपायों के बारे में सोचना चाहिए।