परतों में पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना। वायुमंडल और वायुमंडलीय घटनाओं की दुनिया

समुद्र तल पर 1013.25 hPa (लगभग 760 mmHg)। पृथ्वी की सतह पर वैश्विक औसत हवा का तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है, उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में तापमान लगभग 57 डिग्री सेल्सियस से लेकर अंटार्कटिका में -89 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। वायु घनत्व और दबाव घातांक के करीब एक नियम के अनुसार ऊंचाई के साथ घटते हैं।

वातावरण की संरचना. ऊर्ध्वाधर रूप से, वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है, जो मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (आंकड़ा) की विशेषताओं से निर्धारित होती है, जो भौगोलिक स्थिति, मौसम, दिन के समय आदि पर निर्भर करती है। वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - की विशेषता ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किमी) है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से लेकर उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक है। ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में तेजी से कमी के कारण, वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% क्षोभमंडल में स्थित है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है, एक परत जो आमतौर पर ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता होती है। क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच की संक्रमण परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। निचले समताप मंडल में, लगभग 20 किमी के स्तर तक, तापमान ऊंचाई (तथाकथित इज़ोटेर्मल क्षेत्र) के साथ थोड़ा बदलता है और अक्सर थोड़ा कम भी हो जाता है। इससे ऊपर, ओजोन द्वारा सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है, पहले धीरे-धीरे और 34-36 किमी के स्तर से तेजी से बढ़ता है। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहां ऊंचाई के साथ तापमान फिर से गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाती है; इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - गर्मियों में तापमान 150-160 K और 200-230 तक पहुँच जाता है सर्दियों में के। मेसोपॉज के ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है - तापमान में तेजी से वृद्धि की विशेषता वाली एक परत, जो 250 किमी की ऊंचाई पर 800-1200 K तक पहुंचती है। थर्मोस्फीयर में, सूर्य से कोरपसकुलर और एक्स-रे विकिरण अवशोषित होता है, उल्काओं की गति धीमी हो जाती है और वे जल जाती हैं, इसलिए यह पृथ्वी की सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करती है। इससे भी ऊंचा बाह्यमंडल है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण बाहरी अंतरिक्ष में फैल जाती हैं और जहां वायुमंडल से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है।

वायुमंडलीय रचना. लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल रासायनिक संरचना में लगभग सजातीय है और हवा का औसत आणविक भार (लगभग 29) स्थिर है। पृथ्वी की सतह के पास, वायुमंडल में नाइट्रोजन (आयतन के हिसाब से लगभग 78.1%) और ऑक्सीजन (लगभग 20.9%) शामिल है, और इसमें थोड़ी मात्रा में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), नियॉन और अन्य स्थायी और परिवर्तनशील घटक भी हैं (वायु देखें) ).

इसके अलावा, वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, अमोनिया, रेडॉन आदि होते हैं। हवा के मुख्य घटकों की सापेक्ष सामग्री समय के साथ स्थिर होती है और विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में एक समान होती है। जलवाष्प और ओजोन की सामग्री स्थान और समय में परिवर्तनशील है; उनकी कम सामग्री के बावजूद, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

100-110 किमी से ऊपर, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के अणुओं का पृथक्करण होता है, इसलिए हवा का आणविक द्रव्यमान कम हो जाता है। लगभग 1000 किमी की ऊंचाई पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होने लगती हैं, और इससे भी अधिक ऊंचाई पर पृथ्वी का वायुमंडल धीरे-धीरे अंतरग्रहीय गैस में बदल जाता है।

वायुमंडल का सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक जलवाष्प है, जो पानी और नम मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण के साथ-साथ पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करता है। जलवाष्प की सापेक्ष सामग्री पृथ्वी की सतह पर उष्णकटिबंधीय में 2.6% से लेकर ध्रुवीय अक्षांशों में 0.2% तक भिन्न होती है। यह ऊंचाई के साथ तेजी से गिरता है, 1.5-2 किमी की ऊंचाई पर पहले से ही आधे से कम हो जाता है। समशीतोष्ण अक्षांशों पर वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में लगभग 1.7 सेमी "अवक्षेपित जल परत" होती है। जब जल वाष्प संघनित होता है, तो बादल बनते हैं, जिससे वायुमंडलीय वर्षा वर्षा, ओले और बर्फ के रूप में गिरती है।

वायुमंडलीय वायु का एक महत्वपूर्ण घटक ओजोन है, जिसका 90% समताप मंडल (10 से 50 किमी के बीच) में केंद्रित है, इसका लगभग 10% क्षोभमंडल में है। ओजोन कठोर यूवी विकिरण (290 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ) का अवशोषण प्रदान करता है, और यह जीवमंडल के लिए इसकी सुरक्षात्मक भूमिका है। कुल ओजोन सामग्री का मान अक्षांश और मौसम के आधार पर 0.22 से 0.45 सेमी (दबाव पी = 1 एटीएम और तापमान टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर ओजोन परत की मोटाई) के बीच भिन्न होता है। 1980 के दशक की शुरुआत से अंटार्कटिका में वसंत ऋतु में देखे गए ओजोन छिद्रों में, ओजोन सामग्री 0.07 सेमी तक गिर सकती है। यह भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक बढ़ती है और वसंत में अधिकतम और शरद ऋतु में न्यूनतम के साथ एक वार्षिक चक्र होता है, और इसका आयाम होता है वार्षिक चक्र उष्ण कटिबंध में छोटा होता है और उच्च अक्षांशों की ओर बढ़ता है। वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसकी वायुमंडल में सामग्री पिछले 200 वर्षों में 35% बढ़ गई है, जिसे मुख्य रूप से मानवजनित कारक द्वारा समझाया गया है। इसकी अक्षांशीय और मौसमी परिवर्तनशीलता देखी जाती है, जो पौधों के प्रकाश संश्लेषण और समुद्री जल में घुलनशीलता से जुड़ी होती है (हेनरी के नियम के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ पानी में गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है)।

ग्रह की जलवायु को आकार देने में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायुमंडलीय एरोसोल द्वारा निभाई जाती है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण जिनका आकार कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक होता है। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल हैं। एरोसोल का निर्माण पौधों के जीवन और मानव आर्थिक गतिविधि, ज्वालामुखी विस्फोटों के उत्पादों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में होता है, जो ग्रह की सतह से, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से हवा द्वारा उठने वाली धूल के परिणामस्वरूप होता है, और यह भी होता है वायुमंडल की ऊपरी परतों में गिरने वाली ब्रह्मांडीय धूल से निर्मित। अधिकांश एरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित है; ज्वालामुखी विस्फोटों से निकलने वाला एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंग परत बनाता है। मानवजनित एरोसोल की सबसे बड़ी मात्रा वाहनों और थर्मल पावर प्लांटों के संचालन, रासायनिक उत्पादन, ईंधन दहन आदि के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में वायुमंडल की संरचना सामान्य हवा से काफी भिन्न होती है, जिसके लिए इसकी आवश्यकता होती है। वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर की निगरानी और निगरानी के लिए एक विशेष सेवा का निर्माण।

वातावरण का विकास. आधुनिक वायुमंडल स्पष्ट रूप से द्वितीयक उत्पत्ति का है: इसका निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले ग्रह के निर्माण के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस आवरण द्वारा छोड़ी गई गैसों से हुआ था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, कई कारकों के प्रभाव में वायुमंडल की संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं: गैसों का अपव्यय (अस्थिरीकरण), मुख्य रूप से हल्की गैसें, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखी गतिविधि के परिणामस्वरूप स्थलमंडल से गैसों का निकलना; वायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएँ; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में वायुमंडल में ही फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतरग्रहीय माध्यम से पदार्थ का अभिवृद्धि (कब्जा करना) (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ)। वायुमंडल के विकास का भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से और पिछले 3-4 अरब वर्षों में जीवमंडल की गतिविधि से भी गहरा संबंध है। आधुनिक वायुमंडल (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प) बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ज्वालामुखीय गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुआ, जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से ले गया। लगभग 2 अरब वर्ष पहले ऑक्सीजन प्रशंसनीय मात्रा में प्रकाश संश्लेषक जीवों के परिणामस्वरूप प्रकट हुई जो मूल रूप से समुद्र के सतही जल में उत्पन्न हुए थे।

कार्बोनेट जमा की रासायनिक संरचना के आंकड़ों के आधार पर, भूवैज्ञानिक अतीत के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान प्राप्त किया गया था। फ़ैनरोज़ोइक (पृथ्वी के इतिहास के पिछले 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा ज्वालामुखीय गतिविधि के स्तर, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण की दर के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न थी। इस समय के अधिकांश समय में, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आज की तुलना में काफी अधिक (10 गुना तक) थी। फ़ैनरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया, इसकी वृद्धि की प्रवृत्ति प्रचलित रही। प्रीकैम्ब्रियन वायुमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान फ़ैनरोज़ोइक वातावरण की तुलना में छोटा था। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का अतीत में जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती सांद्रता के साथ ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि हुई, जिससे आधुनिक युग की तुलना में फ़ैनरोज़ोइक के मुख्य भाग में जलवायु अधिक गर्म हो गई।

वातावरण और जीवन. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वायुमंडल और संबंधित जलवायु और मौसम के साथ निकट संपर्क में होता है। संपूर्ण ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में नगण्य (लगभग दस लाख में एक भाग), वायुमंडल सभी प्रकार के जीवन के लिए एक अनिवार्य शर्त है। जीवों के जीवन के लिए वायुमंडलीय गैसों में सबसे महत्वपूर्ण हैं ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन। जब कार्बन डाइऑक्साइड को प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ बनता है, जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित प्राणियों द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए ऊर्जा का प्रवाह कार्बनिक पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा प्रदान किया जाता है। कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर) द्वारा आत्मसात किया गया नाइट्रोजन, पौधों के खनिज पोषण के लिए आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य से कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करता है, जीवन के लिए हानिकारक सौर विकिरण के इस हिस्से को काफी कमजोर कर देता है। वायुमंडल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का निर्माण और उसके बाद होने वाली वर्षा भूमि पर पानी की आपूर्ति करती है, जिसके बिना जीवन का कोई भी रूप संभव नहीं है। जलमंडल में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि काफी हद तक पानी में घुली वायुमंडलीय गैसों की मात्रा और रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। चूँकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना महत्वपूर्ण रूप से जीवों की गतिविधियों पर निर्भर करती है, जीवमंडल और वायुमंडल को एक ही प्रणाली का हिस्सा माना जा सकता है, जिसका रखरखाव और विकास (जैव भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्वपूर्ण था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वायुमंडल।

वायुमंडल का विकिरण, ताप और जल संतुलन. सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से वायुमंडल में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। वायुमंडल के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव है: वायुमंडल सौर विकिरण को पृथ्वी की सतह पर काफी अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन सक्रिय रूप से पृथ्वी की सतह से थर्मल लंबी-तरंग विकिरण को अवशोषित करता है, जिसका एक हिस्सा सतह पर वापस आ जाता है। काउंटर विकिरण के रूप में, पृथ्वी की सतह से विकिरण गर्मी की हानि की भरपाई (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वायुमंडल की अनुपस्थिति में, पृथ्वी की सतह का औसत तापमान -18°C होगा, लेकिन वास्तव में यह 15°C है। आने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होता है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एयरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा भी बिखरा हुआ है (लगभग 7%) . पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 23%) इससे परावर्तित होता है। परावर्तन गुणांक अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता, तथाकथित अल्बेडो द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, सौर विकिरण के अभिन्न प्रवाह के लिए पृथ्वी का अल्बेडो 30% के करीब है। ताजी गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (सूखी मिट्टी और काली मिट्टी) से लेकर 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरणीय ताप विनिमय महत्वपूर्ण रूप से अल्बेडो पर निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वायुमंडल के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित होता है। बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने और इसे वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाह के बीजगणितीय योग को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

वायुमंडल और पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषण के बाद सौर विकिरण का परिवर्तन एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के ताप संतुलन को निर्धारित करता है। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है; इससे गर्मी न केवल लंबी-तरंग विकिरण के रूप में स्थानांतरित होती है, बल्कि संवहन द्वारा भी होती है, और जल वाष्प के संघनन के दौरान भी निकलती है। इन ऊष्मा प्रवाहों का हिस्सा क्रमशः औसतन 20%, 7% और 23% है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण के अवशोषण के कारण लगभग 20% ऊष्मा भी यहाँ जुड़ जाती है। सूर्य की किरणों के लंबवत और वायुमंडल के बाहर पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी पर स्थित एकल क्षेत्र (तथाकथित सौर स्थिरांक) के माध्यम से प्रति इकाई समय में सौर विकिरण का प्रवाह 1367 W/m2 के बराबर है, परिवर्तन हैं सौर गतिविधि के चक्र के आधार पर 1-2 W/m2। लगभग 30% की ग्रहीय अल्बेडो के साथ, ग्रह पर सौर ऊर्जा का समय-औसत वैश्विक प्रवाह 239 W/m2 है। चूंकि एक ग्रह के रूप में पृथ्वी अंतरिक्ष में औसतन समान मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित करती है, तो स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन कानून के अनुसार, आउटगोइंग थर्मल लॉन्ग-वेव विकिरण का प्रभावी तापमान 255 K (-18 ° C) है। वहीं पृथ्वी की सतह का औसत तापमान 15°C होता है. 33°C का अंतर ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण है।

वायुमंडल का जल संतुलन आम तौर पर पृथ्वी की सतह से वाष्पित होने वाली नमी की मात्रा और पृथ्वी की सतह पर गिरने वाली वर्षा की मात्रा की समानता से मेल खाता है। महासागरों के ऊपर का वातावरण भूमि की तुलना में वाष्पीकरण प्रक्रियाओं से अधिक नमी प्राप्त करता है, और वर्षा के रूप में 90% खो देता है। महासागरों के ऊपर से अतिरिक्त जलवाष्प को वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों तक पहुँचाया जाता है। महासागरों से महाद्वीपों तक वायुमंडल में स्थानांतरित जलवाष्प की मात्रा महासागरों में बहने वाली नदियों की मात्रा के बराबर होती है।

वायु संचलन. पृथ्वी गोलाकार है, इसलिए उष्णकटिबंधीय की तुलना में इसके उच्च अक्षांशों तक बहुत कम सौर विकिरण पहुँचता है। परिणामस्वरूप, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। तापमान वितरण महासागरों और महाद्वीपों की सापेक्ष स्थिति से भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है। समुद्र के पानी के विशाल द्रव्यमान और पानी की उच्च ताप क्षमता के कारण, समुद्र की सतह के तापमान में मौसमी उतार-चढ़ाव भूमि की तुलना में बहुत कम होता है। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, गर्मियों में महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में काफी कम होता है, और सर्दियों में अधिक होता है।

विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में वायुमंडल के असमान तापन के कारण वायुमंडलीय दबाव का स्थानिक रूप से अमानवीय वितरण होता है। समुद्र तल पर, दबाव वितरण की विशेषता भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मान, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव बेल्ट) में वृद्धि और मध्य और उच्च अक्षांशों में घट जाती है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है और गर्मियों में कम हो जाता है, जो तापमान वितरण से जुड़ा होता है। दबाव प्रवणता के प्रभाव के तहत, हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर निर्देशित त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। गतिमान वायु द्रव्यमान पृथ्वी के घूर्णन के विक्षेपक बल (कोरिओलिस बल), घर्षण बल, जो ऊंचाई के साथ घटता है, और, घुमावदार प्रक्षेपवक्र के लिए, केन्द्रापसारक बल से भी प्रभावित होता है। हवा का अशांत मिश्रण बहुत महत्वपूर्ण है (वायुमंडल में अशांति देखें)।

वायु धाराओं (सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण) की एक जटिल प्रणाली ग्रहों के दबाव वितरण से जुड़ी हुई है। मेरिडियनल तल में, औसतन दो या तीन मेरिडियनल परिसंचरण कोशिकाओं का पता लगाया जा सकता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा उपोष्णकटिबंधीय में उठती और गिरती है, जिससे हेडली सेल बनता है। रिवर्स फेरेल सेल की हवा भी वहीं उतरती है। उच्च अक्षांशों पर, एक सीधी ध्रुवीय कोशिका अक्सर दिखाई देती है। मेरिडियनल परिसंचरण वेग 1 मीटर/सेकेंड या उससे कम के क्रम पर हैं। कोरिओलिस बल के कारण, अधिकांश वायुमंडल में पश्चिमी हवाएँ देखी जाती हैं जिनकी गति मध्य क्षोभमंडल में लगभग 15 मीटर/सेकेंड होती है। यहाँ अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियाँ हैं। इनमें व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय में उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से भूमध्य रेखा तक ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम तक) के साथ चलने वाली हवाएँ। मानसून काफी स्थिर होते हैं - वायु धाराएँ जिनमें स्पष्ट रूप से परिभाषित मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि की ओर और सर्दियों में विपरीत दिशा में चलती हैं। हिंद महासागर के मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं। मध्य अक्षांशों में वायुराशियों की गति मुख्यतः पश्चिमी (पश्चिम से पूर्व की ओर) होती है। यह वायुमंडलीय मोर्चों का एक क्षेत्र है जिस पर बड़े-बड़े भंवर उठते हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो कई सैकड़ों और यहां तक ​​कि हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी चक्रवात आते हैं; यहां वे अपने छोटे आकार, लेकिन बहुत तेज़ हवा की गति, तूफान बल (33 मीटर/सेकेंड या अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवातों तक पहुंचने से पहचाने जाते हैं। अटलांटिक और पूर्वी प्रशांत महासागरों में उन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत महासागर में उन्हें टाइफून कहा जाता है। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समतापमंडल में, प्रत्यक्ष हैडली मेरिडियनल सर्कुलेशन सेल और रिवर्स फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तेजी से परिभाषित सीमाओं के साथ जेट धाराएं अक्सर देखी जाती हैं, जिसके भीतर हवा 100-150 तक पहुंच जाती है। और यहां तक ​​कि 200 मीटर/ के साथ.

जलवायु एवं मौसम. पृथ्वी की सतह पर विभिन्न अक्षांशों से आने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर, जो इसके भौतिक गुणों में भिन्न है, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करता है। भूमध्य रेखा से लेकर उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह पर हवा का तापमान औसतन 25-30 डिग्री सेल्सियस होता है और पूरे वर्ष इसमें थोड़ा बदलाव होता है। भूमध्यरेखीय बेल्ट में आमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जिससे वहां अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा हो जाती है। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में वर्षा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। यहाँ पृथ्वी के विशाल रेगिस्तान हैं।

उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, हवा का तापमान पूरे वर्ष काफी भिन्न होता है, और महासागरों से दूर महाद्वीपों के क्षेत्रों में गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से बड़ा होता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में, वार्षिक वायु तापमान सीमा 65°C तक पहुँच जाती है। इन अक्षांशों में आर्द्रीकरण की स्थितियाँ बहुत विविध हैं, मुख्य रूप से सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण के शासन पर निर्भर करती हैं और साल-दर-साल काफी भिन्न होती हैं।

ध्रुवीय अक्षांशों में, पूरे वर्ष तापमान कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी बदलाव हो। यह महासागरों और भूमि और पर्माफ्रॉस्ट पर बर्फ के आवरण के व्यापक वितरण में योगदान देता है, जो रूस में इसके 65% से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है, मुख्य रूप से साइबेरिया में।

पिछले दशकों में, वैश्विक जलवायु में परिवर्तन तेजी से ध्यान देने योग्य हो गए हैं। निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर तापमान अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की तुलना में रात में अधिक. 20वीं सदी में, रूस में पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक वायु तापमान में 1.5-2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई, और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि देखी गई। यह सूक्ष्म गैसों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि से जुड़ा है।

मौसम वायुमंडलीय परिसंचरण की स्थितियों और क्षेत्र की भौगोलिक स्थिति से निर्धारित होता है; यह उष्णकटिबंधीय में सबसे स्थिर और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील होता है। वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और वर्षा ले जाने वाले प्रतिचक्रवातों और बढ़ी हुई हवा के पारित होने के कारण बदलती वायुराशियों के क्षेत्रों में मौसम सबसे अधिक बदलता है। मौसम की भविष्यवाणी के लिए डेटा ज़मीन-आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों और मौसम संबंधी उपग्रहों से एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।

वायुमंडल में ऑप्टिकल, ध्वनिक और विद्युत घटनाएं. जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण वायुमंडल में फैलता है, तो हवा और विभिन्न कणों (एरोसोल, बर्फ के क्रिस्टल, पानी की बूंदें) द्वारा प्रकाश के अपवर्तन, अवशोषण और बिखरने के परिणामस्वरूप, विभिन्न ऑप्टिकल घटनाएं उत्पन्न होती हैं: इंद्रधनुष, मुकुट, प्रभामंडल, मृगतृष्णा, आदि। प्रकाश का प्रकीर्णन स्वर्ग की तिजोरी की स्पष्ट ऊंचाई और आकाश के नीले रंग को निर्धारित करता है। वस्तुओं की दृश्यता सीमा वायुमंडल में प्रकाश प्रसार की स्थितियों से निर्धारित होती है (वायुमंडलीय दृश्यता देखें)। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर वायुमंडल की पारदर्शिता संचार सीमा और उपकरणों के साथ वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता निर्धारित करती है, जिसमें पृथ्वी की सतह से खगोलीय अवलोकन की संभावना भी शामिल है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर की ऑप्टिकल असमानताओं के अध्ययन के लिए, गोधूलि घटना एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान से गोधूलि की तस्वीर लेने से एयरोसोल परतों का पता लगाना संभव हो जाता है। वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की विशेषताएं इसके मापदंडों की रिमोट सेंसिंग के तरीकों की सटीकता निर्धारित करती हैं। इन सभी प्रश्नों के साथ-साथ कई अन्य प्रश्नों का अध्ययन वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा किया जाता है। रेडियो तरंगों का अपवर्तन और प्रकीर्णन रेडियो रिसेप्शन की संभावनाओं को निर्धारित करता है (रेडियो तरंगों का प्रसार देखें)।

वायुमंडल में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह दूरस्थ तरीकों से वायुमंडलीय संवेदन के लिए रुचिकर है। ऊपरी वायुमंडल में रॉकेटों द्वारा प्रक्षेपित आवेशों के विस्फोटों ने समताप मंडल और मेसोस्फीयर में पवन प्रणालियों और तापमान भिन्नता के बारे में समृद्ध जानकारी प्रदान की। एक स्थिर स्तरीकृत वातावरण में, जब तापमान एडियाबेटिक ग्रेडिएंट (9.8 K/किमी) की तुलना में धीमी ऊंचाई के साथ घटता है, तो तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें समताप मंडल में ऊपर की ओर और यहां तक ​​कि मध्यमंडल में भी फैल सकती हैं, जहां वे क्षीण हो जाती हैं, जिससे हवाओं और अशांति में वृद्धि होती है।

पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और परिणामी विद्युत क्षेत्र, वायुमंडल, विद्युत आवेशित आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ बनाते हैं। बादलों का बनना और आंधी बिजली इसमें अहम भूमिका निभाती है। बिजली गिरने के खतरे के कारण इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार के लिए बिजली संरक्षण विधियों के विकास की आवश्यकता हो गई है। यह घटना विमानन के लिए एक विशेष खतरा पैदा करती है। बिजली के निर्वहन से वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप होता है, जिसे वायुमंडल कहा जाता है (व्हिस्लिंग वायुमंडल देखें)। विद्युत क्षेत्र की ताकत में तेज वृद्धि के दौरान, चमकदार डिस्चार्ज देखे जाते हैं जो पृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुओं की युक्तियों और तेज कोनों, पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों आदि पर दिखाई देते हैं (एल्मा लाइट्स)। विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर वायुमंडल में हमेशा प्रकाश और भारी आयनों की बहुत भिन्न मात्रा होती है, जो वायुमंडल की विद्युत चालकता को निर्धारित करते हैं। पृथ्वी की सतह के पास हवा के मुख्य आयनकारक पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में निहित रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणें भी हैं। वायुमंडलीय बिजली भी देखें।

वातावरण पर मानव का प्रभाव।पिछली शताब्दियों में मानव आर्थिक गतिविधियों के कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि हुई है। कार्बन डाइऑक्साइड का प्रतिशत दो सौ साल पहले 2.8-10 2 से बढ़कर 2005 में 3.8-10 2 हो गया, मीथेन सामग्री - लगभग 300-400 साल पहले 0.7-10 1 से बढ़कर 21वीं सदी की शुरुआत में 1.8-10 -4 हो गई। शतक; पिछली सदी में ग्रीनहाउस प्रभाव में लगभग 20% वृद्धि फ़्रीऑन से हुई, जो 20वीं सदी के मध्य तक वायुमंडल में व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थे। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन क्षरणकर्ता के रूप में मान्यता प्राप्त है, और उनका उत्पादन 1987 मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा निषिद्ध है। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि कोयला, तेल, गैस और अन्य प्रकार के कार्बन ईंधन की लगातार बढ़ती मात्रा के जलने के साथ-साथ जंगलों की कटाई के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप अवशोषण होता है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाती है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस उत्पादन में वृद्धि (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और मवेशियों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है। यह सब जलवायु के गर्म होने में योगदान देता है।

मौसम को बदलने के लिए वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को सक्रिय रूप से प्रभावित करने के तरीके विकसित किए गए हैं। इनका उपयोग गरज वाले बादलों में विशेष अभिकर्मकों को फैलाकर कृषि पौधों को ओलों से बचाने के लिए किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरे को फैलाने, पौधों को ठंढ से बचाने, वांछित क्षेत्रों में वर्षा बढ़ाने के लिए बादलों को प्रभावित करने या सार्वजनिक कार्यक्रमों के दौरान बादलों को तितर-बितर करने के तरीके भी मौजूद हैं।

वातावरण का अध्ययन. वायुमंडल में भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी मुख्य रूप से मौसम संबंधी टिप्पणियों से प्राप्त होती है, जो सभी महाद्वीपों और कई द्वीपों पर स्थित स्थायी रूप से संचालित मौसम विज्ञान स्टेशनों और चौकियों के एक वैश्विक नेटवर्क द्वारा की जाती है। दैनिक अवलोकन हवा के तापमान और आर्द्रता, वायुमंडलीय दबाव और वर्षा, बादल, हवा आदि के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। सौर विकिरण और इसके परिवर्तनों का अवलोकन एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर किया जाता है। वायुमंडल के अध्ययन के लिए एयरोलॉजिकल स्टेशनों के नेटवर्क का बहुत महत्व है, जिन पर रेडियोसॉन्डेस का उपयोग करके 30-35 किमी की ऊंचाई तक मौसम संबंधी माप किए जाते हैं। कई स्टेशनों पर, वायुमंडलीय ओजोन, वायुमंडल में विद्युत घटना और हवा की रासायनिक संरचना का अवलोकन किया जाता है।

ग्राउंड स्टेशनों के डेटा को महासागरों पर टिप्पणियों द्वारा पूरक किया जाता है, जहां "मौसम जहाज" संचालित होते हैं, जो लगातार विश्व महासागर के कुछ क्षेत्रों में स्थित होते हैं, साथ ही अनुसंधान और अन्य जहाजों से प्राप्त मौसम संबंधी जानकारी भी होती है।

हाल के दशकों में, मौसम संबंधी उपग्रहों का उपयोग करके वायुमंडल के बारे में बढ़ती मात्रा में जानकारी प्राप्त की गई है, जो बादलों की तस्वीरें खींचने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरण ले जाते हैं। उपग्रह तापमान, बादल और इसकी जल आपूर्ति, वायुमंडल के विकिरण संतुलन के तत्वों, समुद्र की सतह के तापमान आदि के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं। नेविगेशन उपग्रहों की एक प्रणाली से रेडियो संकेतों के अपवर्तन के माप का उपयोग करके, यह घनत्व, दबाव और तापमान के साथ-साथ वातावरण में नमी की मात्रा के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल को निर्धारित करना संभव है। उपग्रहों की मदद से, पृथ्वी के सौर स्थिरांक और ग्रहीय अल्बेडो के मूल्य को स्पष्ट करना, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के विकिरण संतुलन के मानचित्र बनाना, छोटे वायुमंडलीय प्रदूषकों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना और समाधान करना संभव हो गया है। वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की कई अन्य समस्याएं।

लिट.: बुड्यको एम.आई. अतीत और भविष्य में जलवायु। एल., 1980; मतवेव एल. टी. सामान्य मौसम विज्ञान का पाठ्यक्रम। वायुमंडलीय भौतिकी. दूसरा संस्करण. एल., 1984; बुड्यको एम.आई., रोनोव ए.बी., यानशिन ए.एल. वातावरण का इतिहास। एल., 1985; ख्रगियन ए. ख. वायुमंडलीय भौतिकी। एम., 1986; वातावरण: निर्देशिका. एल., 1991; ख्रोमोव एस.पी., पेट्रोसिएंट्स एम.ए. मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान। 5वां संस्करण. एम., 2001.

जी.एस. गोलित्सिन, एन.ए. जैतसेवा।

वातावरण का निर्माण. आज, पृथ्वी का वायुमंडल गैसों का मिश्रण है - 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन और थोड़ी मात्रा में अन्य गैसें, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड। लेकिन जब ग्रह पहली बार प्रकट हुआ, तो वायुमंडल में कोई ऑक्सीजन नहीं थी - इसमें वे गैसें शामिल थीं जो मूल रूप से सौर मंडल में मौजूद थीं।

पृथ्वी तब उत्पन्न हुई जब सौर निहारिका से निकले धूल और गैस से बने छोटे चट्टानी पिंड, जिन्हें प्लैनेटॉइड्स कहा जाता है, एक दूसरे से टकराए और धीरे-धीरे एक ग्रह का आकार ले लिया। जैसे-जैसे यह बढ़ता गया, प्लैनेटॉइड्स में मौजूद गैसें फूट गईं और दुनिया को घेर लिया। कुछ समय बाद, पहले पौधों ने ऑक्सीजन छोड़ना शुरू कर दिया, और आदिकालीन वातावरण वर्तमान घने वायु आवरण में विकसित हो गया।

वायुमंडल की उत्पत्ति

1. 4.6 अरब वर्ष पहले नवजात पृथ्वी पर छोटे ग्रहों की वर्षा हुई थी। ग्रह के अंदर फंसी सौर नीहारिका की गैसें टकराव के दौरान बाहर निकलीं और पृथ्वी के आदिम वातावरण का निर्माण किया, जिसमें नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प शामिल थे।
2. ग्रह के निर्माण के दौरान निकलने वाली गर्मी आदिम वातावरण में घने बादलों की एक परत द्वारा बरकरार रखी जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प जैसी "ग्रीनहाउस गैसें" अंतरिक्ष में गर्मी के विकिरण को रोकती हैं। पृथ्वी की सतह पिघले हुए मैग्मा के उफनते समुद्र से भर गई है।
3. जब ग्रहों का टकराव कम हो गया, तो पृथ्वी ठंडी होने लगी और महासागर दिखाई देने लगे। घने बादलों से जलवाष्प संघनित होती है और कई युगों तक होने वाली बारिश से धीरे-धीरे निचले इलाकों में बाढ़ आ जाती है। इस प्रकार प्रथम समुद्र प्रकट हुए।
4. जलवाष्प के संघनित होकर महासागर बनने से हवा शुद्ध होती है। समय के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड उनमें घुल जाता है, और वातावरण में अब नाइट्रोजन का प्रभुत्व हो गया है। ऑक्सीजन की कमी के कारण सुरक्षात्मक ओजोन परत नहीं बन पाती है और सूर्य से पराबैंगनी किरणें बिना किसी बाधा के पृथ्वी की सतह तक पहुँचती हैं।
5. प्राचीन महासागरों में पहले अरब वर्षों के भीतर जीवन प्रकट होता है। सबसे सरल नीले-हरे शैवाल समुद्री जल द्वारा पराबैंगनी विकिरण से सुरक्षित रहते हैं। वे ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सूर्य के प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं, उपोत्पाद के रूप में ऑक्सीजन छोड़ते हैं, जो धीरे-धीरे वातावरण में जमा होने लगती है।
6. अरबों साल बाद ऑक्सीजन युक्त वातावरण बनता है। ऊपरी वायुमंडल में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं ओजोन की एक पतली परत बनाती हैं जो हानिकारक पराबैंगनी प्रकाश बिखेरती है। जीवन अब महासागरों से निकलकर ज़मीन पर आ सकता है, जहाँ विकास कई जटिल जीवों को जन्म देता है।

अरबों साल पहले, आदिम शैवाल की एक मोटी परत ने वायुमंडल में ऑक्सीजन छोड़ना शुरू कर दिया था। वे स्ट्रोमेटोलाइट्स नामक जीवाश्म के रूप में आज तक जीवित हैं।

ज्वालामुखीय उत्पत्ति

1. प्राचीन, वायुहीन पृथ्वी। 2. गैसों का विस्फोट.

इस सिद्धांत के अनुसार, युवा ग्रह पृथ्वी की सतह पर ज्वालामुखी सक्रिय रूप से फूट रहे थे। प्रारंभिक वायुमंडल संभवतः तब बना जब ग्रह के सिलिकॉन खोल में फंसी गैसें ज्वालामुखियों के माध्यम से बाहर निकल गईं।

- ग्लोब का वायु कवच, पृथ्वी के साथ मिलकर घूमता है। वायुमंडल की ऊपरी सीमा परंपरागत रूप से 150-200 किमी की ऊंचाई पर खींची जाती है। निचली सीमा पृथ्वी की सतह है।

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। वायु की सतह परत में इसकी अधिकांश मात्रा नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) के लिए होती है। इसके अलावा, हवा में अक्रिय गैसें (आर्गन, हीलियम, नियॉन, आदि), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03), जल वाष्प और विभिन्न ठोस कण (धूल, कालिख, नमक क्रिस्टल) होते हैं।

हवा रंगहीन है, और आकाश का रंग प्रकाश तरंगों के प्रकीर्णन की विशेषताओं से समझाया जाता है।

वायुमंडल में कई परतें होती हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल और थर्मोस्फीयर।

वायु की निचली भूमि परत कहलाती है क्षोभ मंडल।विभिन्न अक्षांशों पर इसकी शक्ति समान नहीं होती है। क्षोभमंडल ग्रह के आकार का अनुसरण करता है और पृथ्वी के साथ अक्षीय घूर्णन में भाग लेता है। भूमध्य रेखा पर वायुमंडल की मोटाई 10 से 20 किमी तक होती है। भूमध्य रेखा पर यह अधिक है, और ध्रुवों पर यह कम है। क्षोभमंडल की विशेषता अधिकतम वायु घनत्व है; पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का 4/5 भाग इसमें केंद्रित है। क्षोभमंडल मौसम की स्थिति निर्धारित करता है: यहां विभिन्न वायुराशियां बनती हैं, बादल और वर्षा होती है, और तीव्र क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर वायु गति होती है।

क्षोभमंडल के ऊपर, 50 किमी की ऊँचाई तक स्थित है समतापमंडल.इसकी विशेषता कम वायु घनत्व है और इसमें जल वाष्प की कमी है। समताप मंडल के निचले भाग में लगभग 25 किमी की ऊँचाई पर। एक "ओजोन स्क्रीन" है - ओजोन की उच्च सांद्रता वाली वायुमंडल की एक परत, जो पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है, जो जीवों के लिए घातक है।

50 से 80-90 किमी की ऊंचाई पर इसका विस्तार है मध्यमंडल.बढ़ती ऊंचाई के साथ, औसत ऊर्ध्वाधर ढाल (0.25-0.3)°/100 मीटर के साथ तापमान घटता है, और वायु घनत्व कम हो जाता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण है। वायुमंडलीय चमक रेडिकल और कंपन से उत्तेजित अणुओं से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं के कारण होती है।

बाह्य वायुमंडल 80-90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहां वायु घनत्व न्यूनतम है, और वायु आयनीकरण की डिग्री बहुत अधिक है। सूर्य की सक्रियता के आधार पर तापमान में परिवर्तन होता है। बड़ी संख्या में आवेशित कणों के कारण यहां अरोरा और चुंबकीय तूफान देखे जाते हैं।

पृथ्वी की प्रकृति के लिए वायुमंडल का बहुत महत्व है।ऑक्सीजन के बिना जीवित जीव साँस नहीं ले सकते। इसकी ओजोन परत सभी जीवित चीजों को हानिकारक पराबैंगनी किरणों से बचाती है। वातावरण तापमान में उतार-चढ़ाव को सुचारू करता है: पृथ्वी की सतह रात में अतिशीतल नहीं होती है और दिन के दौरान ज़्यादा गरम नहीं होती है। वायुमंडलीय हवा की घनी परतों में, ग्रह की सतह तक पहुंचने से पहले, उल्कापिंड कांटों से जलते हैं।

वायुमंडल पृथ्वी की सभी परतों के साथ क्रिया करता है। इसकी मदद से समुद्र और ज़मीन के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है। वायुमंडल के बिना कोई बादल, वर्षा या हवाएँ नहीं होंगी।

मानव आर्थिक गतिविधियों का वातावरण पर काफी प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। वायुमंडलीय वायु प्रदूषण होता है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड (CO2) की सांद्रता में वृद्धि होती है। और यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है और "ग्रीनहाउस प्रभाव" को बढ़ाता है। औद्योगिक कचरे और परिवहन के कारण पृथ्वी की ओजोन परत नष्ट हो जाती है।

वातावरण को सुरक्षा की जरूरत है. विकसित देशों में, वायुमंडलीय वायु को प्रदूषण से बचाने के लिए उपायों का एक सेट लागू किया जा रहा है।

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वातावरण की संरचना.हमारे ग्रह का वायु आवरण - वायुमंडलपृथ्वी की सतह को जीवित जीवों पर सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाता है। यह पृथ्वी को ब्रह्मांडीय कणों - धूल और उल्कापिंडों से भी बचाता है।

वायुमंडल में गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण होता है: इसकी मात्रा का 78% नाइट्रोजन है, 21% ऑक्सीजन है और 1% से कम हीलियम, आर्गन, क्रिप्टन और अन्य अक्रिय गैसें हैं। हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित है, क्योंकि नाइट्रोजन लगभग अन्य पदार्थों के साथ संयोजित नहीं होती है, और ऑक्सीजन, जो बहुत सक्रिय है और श्वसन, ऑक्सीकरण और दहन पर खर्च होती है, पौधों द्वारा लगातार भरपाई की जाती है।

लगभग 100 किमी की ऊंचाई तक, इन गैसों का प्रतिशत लगभग अपरिवर्तित रहता है। यह इस तथ्य के कारण है कि हवा लगातार मिश्रित होती रहती है।

उल्लिखित गैसों के अलावा, वायुमंडल में लगभग 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड होता है, जो आमतौर पर पृथ्वी की सतह के पास केंद्रित होता है और असमान रूप से वितरित होता है: शहरों, औद्योगिक केंद्रों और ज्वालामुखीय गतिविधि वाले क्षेत्रों में, इसकी मात्रा बढ़ जाती है।

वायुमंडल में हमेशा एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं - जल वाष्प और धूल। जलवाष्प की मात्रा हवा के तापमान पर निर्भर करती है: तापमान जितना अधिक होगा, हवा उतनी ही अधिक वाष्प धारण कर सकती है। हवा में वाष्पशील पानी की उपस्थिति के कारण, वायुमंडलीय घटनाएं जैसे इंद्रधनुष, सूर्य के प्रकाश का अपवर्तन आदि संभव हैं।

ज्वालामुखी विस्फोट, रेत और धूल भरी आंधियों, ताप विद्युत संयंत्रों में ईंधन के अधूरे दहन आदि के दौरान धूल वायुमंडल में प्रवेश करती है।

वातावरण की संरचना.वायुमंडल का घनत्व ऊंचाई के साथ बदलता है: यह पृथ्वी की सतह पर सबसे अधिक होता है और ऊपर जाने पर कम हो जाता है। इस प्रकार, 5.5 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडल का घनत्व 2 गुना है, और 11 किमी की ऊंचाई पर, यह सतह परत की तुलना में 4 गुना कम है।

गैसों के घनत्व, संरचना और गुणों के आधार पर, वायुमंडल को पाँच संकेंद्रित परतों में विभाजित किया गया है (चित्र 34)।

चावल। 34.वायुमंडल का ऊर्ध्वाधर खंड (वायुमंडल का स्तरीकरण)

1. निचली परत कहलाती है क्षोभ मंडल।इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवों पर 8-10 किमी और भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी की ऊंचाई से गुजरती है। क्षोभमंडल में वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक और लगभग सभी जल वाष्प शामिल हैं।

क्षोभमंडल में हवा का तापमान ऊंचाई के साथ हर 100 मीटर पर 0.6 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है और इसकी ऊपरी सीमा पर -45-55 डिग्री सेल्सियस होता है।

क्षोभमंडल में हवा लगातार मिश्रित होती है और विभिन्न दिशाओं में चलती है। केवल यहीं पर कोहरा, बारिश, बर्फबारी, आंधी, तूफान और अन्य मौसम संबंधी घटनाएं देखी जाती हैं।

2. ऊपर स्थित है समताप मंडल,जो 50-55 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। समताप मंडल में वायु का घनत्व और दबाव नगण्य है। पतली हवा में क्षोभमंडल की तरह ही गैसें होती हैं, लेकिन इसमें ओजोन अधिक होता है। ओजोन की उच्चतम सांद्रता 15-30 किमी की ऊंचाई पर देखी जाती है। समताप मंडल में तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है और इसकी ऊपरी सीमा पर 0 डिग्री सेल्सियस और उससे ऊपर तक पहुंच जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ओजोन सूर्य से शॉर्ट-वेव ऊर्जा को अवशोषित करता है, जिससे हवा गर्म हो जाती है।

3. समताप मंडल के ऊपर स्थित है मध्यमंडल, 80 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। वहां तापमान फिर से गिर जाता है और -90 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है. वहां वायु का घनत्व पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है।

4. मेसोस्फीयर के ऊपर स्थित है बाह्य वायुमंडल(80 से 800 किमी तक)। इस परत में तापमान बढ़ता है: 150 किमी से 220 डिग्री सेल्सियस की ऊंचाई पर; 600 किमी की ऊंचाई पर 1500 डिग्री सेल्सियस तक। वायुमंडलीय गैसें (नाइट्रोजन और ऑक्सीजन) आयनित अवस्था में होती हैं। लघु-तरंग सौर विकिरण के प्रभाव में, व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के कोश से अलग हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, इस परत में - योण क्षेत्रआवेशित कणों की परतें दिखाई देने लगती हैं। इनकी सबसे घनी परत 300-400 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। कम घनत्व के कारण सूर्य की किरणें वहां बिखर नहीं पाती हैं, इसलिए आकाश काला होता है, तारे और ग्रह उस पर चमकते हैं।

आयनमंडल में हैं ध्रुवीय रोशनी,शक्तिशाली विद्युत धाराएँ उत्पन्न होती हैं जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी पैदा करती हैं।

5. 800 किमी से ऊपर है बाहरी आवरण - बाह्यमंडल.बाह्यमंडल में व्यक्तिगत कणों की गति की गति महत्वपूर्ण - 11.2 मिमी/सेकेंड के करीब पहुंच रही है, इसलिए व्यक्तिगत कण गुरुत्वाकर्षण पर काबू पा सकते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में भाग सकते हैं।

वातावरण का अर्थ.हमारे ग्रह के जीवन में वायुमंडल की भूमिका असाधारण रूप से महान है। उसके बिना, पृथ्वी मृत हो जाएगी। वायुमंडल पृथ्वी की सतह को अत्यधिक ताप और शीतलन से बचाता है। इसके प्रभाव की तुलना ग्रीनहाउस में कांच की भूमिका से की जा सकती है: जो सूर्य की किरणों को गुजरने देती है और गर्मी के नुकसान को रोकती है।

वायुमंडल जीवित जीवों को सूर्य से आने वाली शॉर्ट-वेव और कणिका विकिरण से बचाता है। वायुमंडल वह वातावरण है जहां मौसम संबंधी घटनाएं घटित होती हैं, जिसके साथ सभी मानव गतिविधियां जुड़ी होती हैं। इस गोले का अध्ययन मौसम विज्ञान केन्द्रों पर किया जाता है। दिन-रात, किसी भी मौसम में मौसम विज्ञानी वायुमंडल की निचली परत की स्थिति पर नज़र रखते हैं। दिन में चार बार, और कई स्टेशनों पर प्रति घंटा वे तापमान, दबाव, हवा की नमी, बादल छाए रहने, हवा की दिशा और गति, वर्षा की मात्रा, वातावरण में विद्युत और ध्वनि घटनाओं को मापते हैं। मौसम विज्ञान केंद्र हर जगह स्थित हैं: अंटार्कटिका में और उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में, ऊंचे पहाड़ों पर और टुंड्रा के विशाल विस्तार में। विशेष रूप से निर्मित जहाजों से भी महासागरों पर अवलोकन किया जाता है।

30 के दशक से। XX सदी मुक्त वातावरण में अवलोकन शुरू हुआ। उन्होंने रेडियोसॉन्डेस लॉन्च करना शुरू किया जो 25-35 किमी की ऊंचाई तक बढ़ते हैं और रेडियो उपकरण का उपयोग करके तापमान, दबाव, वायु आर्द्रता और हवा की गति के बारे में जानकारी पृथ्वी तक पहुंचाते हैं। आजकल मौसम संबंधी रॉकेट और उपग्रहों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध में टेलीविजन इंस्टॉलेशन हैं जो पृथ्वी की सतह और बादलों की छवियां प्रसारित करते हैं।

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5. पृथ्वी का वायु कवच§ 31. वातावरण का गर्म होना

पृथ्वी का वायुमंडल विषम है: अलग-अलग ऊंचाई पर अलग-अलग वायु घनत्व और दबाव, तापमान और गैस संरचना में परिवर्तन होते हैं। परिवेशी वायु तापमान के व्यवहार के आधार पर (अर्थात, ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता या घटता है), इसमें निम्नलिखित परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। परतों के बीच की सीमाओं को विराम कहा जाता है: उनमें से 4 हैं, क्योंकि बहिर्मंडल की ऊपरी सीमा बहुत धुंधली है और अक्सर निकट अंतरिक्ष को संदर्भित करती है। वायुमंडल की सामान्य संरचना संलग्न चित्र में पाई जा सकती है।

चित्र.1 पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना. श्रेय: वेबसाइट

सबसे निचली वायुमंडलीय परत क्षोभमंडल है, जिसकी ऊपरी सीमा, जिसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है, भौगोलिक अक्षांश के आधार पर भिन्न होती है और 8 किमी तक होती है। ध्रुवीय में 20 किमी तक। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में. मध्य या समशीतोष्ण अक्षांशों में, इसकी ऊपरी सीमा 10-12 किमी की ऊंचाई पर होती है। वर्ष के दौरान, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा सौर विकिरण के प्रवाह के आधार पर उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। इस प्रकार, अमेरिकी मौसम विज्ञान सेवा द्वारा पृथ्वी के दक्षिणी ध्रुव पर ध्वनि के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि मार्च से अगस्त या सितंबर तक क्षोभमंडल का लगातार ठंडा होना होता है, जिसके परिणामस्वरूप अगस्त में थोड़े समय के लिए या सितंबर में इसकी सीमा 11.5 किमी तक बढ़ जाती है। फिर, सितंबर से दिसंबर की अवधि में, यह तेजी से घटता है और अपनी सबसे निचली स्थिति - 7.5 किमी तक पहुंच जाता है, जिसके बाद मार्च तक इसकी ऊंचाई लगभग अपरिवर्तित रहती है। वे। क्षोभमंडल गर्मियों में अपनी अधिकतम मोटाई और सर्दियों में सबसे पतले स्तर पर पहुंच जाता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि, मौसमी के अलावा, ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई में दैनिक उतार-चढ़ाव भी होते हैं। इसके अलावा, इसकी स्थिति चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों से प्रभावित होती है: सबसे पहले, यह गिरती है, क्योंकि उनमें दबाव आसपास की हवा की तुलना में कम होता है, और दूसरी बात, यह तदनुसार बढ़ जाता है।

क्षोभमंडल में पृथ्वी की वायु के कुल द्रव्यमान का 90% और सभी जलवाष्प का 9/10 भाग होता है। यहां अशांति अत्यधिक विकसित होती है, विशेषकर निकट-सतह और उच्चतम परतों में, सभी स्तरों के बादल विकसित होते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं। और पृथ्वी की सतह से परावर्तित सूर्य के प्रकाश की ग्रीनहाउस गैसों (कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, जल वाष्प) के संचय के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव विकसित होता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव ऊंचाई के साथ क्षोभमंडल में हवा के तापमान में कमी के साथ जुड़ा हुआ है (क्योंकि गर्म पृथ्वी सतह परतों को अधिक गर्मी देती है)। औसत ऊर्ध्वाधर ढाल 0.65°/100 मीटर है (अर्थात, प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि के लिए हवा का तापमान 0.65° सेल्सियस कम हो जाता है)। इसलिए, यदि भूमध्य रेखा के पास पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक वायु तापमान +26° है, तो ऊपरी सीमा पर यह -70° है। उत्तरी ध्रुव के ऊपर ट्रोपोपॉज़ क्षेत्र में तापमान पूरे वर्ष गर्मियों में -45° से लेकर सर्दियों में -65° तक बदलता रहता है।

बढ़ती ऊंचाई के साथ, हवा का दबाव भी कम हो जाता है, जो क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर सतह के निकट स्तर का केवल 12-20% रह जाता है।

क्षोभमंडल की सीमा और समतापमंडल की ऊपरी परत पर ट्रोपोपॉज़ की एक परत होती है, जो 1-2 किमी मोटी होती है। ट्रोपोपॉज़ की निचली सीमाओं को आमतौर पर हवा की एक परत के रूप में लिया जाता है जिसमें क्षोभमंडल के अंतर्निहित क्षेत्रों में ऊर्ध्वाधर ढाल घटकर 0.2°/100 मीटर बनाम 0.65°/100 मीटर हो जाती है।

ट्रोपोपॉज़ के भीतर, एक कड़ाई से परिभाषित दिशा के वायु प्रवाह देखे जाते हैं, जिन्हें उच्च-ऊंचाई वाले जेट स्ट्रीम या "जेट स्ट्रीम" कहा जाता है, जो अपनी धुरी के चारों ओर पृथ्वी के घूमने और सौर विकिरण की भागीदारी के साथ वायुमंडल के गर्म होने के प्रभाव में बनता है। . महत्वपूर्ण तापमान अंतर वाले क्षेत्रों की सीमाओं पर धाराएँ देखी जाती हैं। इन धाराओं के स्थानीयकरण के कई केंद्र हैं, उदाहरण के लिए, आर्कटिक, उपोष्णकटिबंधीय, उपध्रुवीय और अन्य। जेट स्ट्रीम के स्थानीयकरण का ज्ञान मौसम विज्ञान और विमानन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है: पहला अधिक सटीक मौसम पूर्वानुमान के लिए स्ट्रीम का उपयोग करता है, दूसरा विमान उड़ान मार्गों के निर्माण के लिए, क्योंकि प्रवाह की सीमाओं पर, छोटे भँवरों के समान मजबूत अशांत भंवर होते हैं, जिन्हें इन ऊंचाइयों पर बादलों की अनुपस्थिति के कारण "स्पष्ट-आकाश अशांति" कहा जाता है।

उच्च-ऊंचाई वाले जेट धाराओं के प्रभाव में, ट्रोपोपॉज़ में अक्सर टूट-फूट होती है, और कभी-कभी यह पूरी तरह से गायब हो जाती है, हालांकि फिर यह नए सिरे से बनती है। यह विशेष रूप से उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों में अक्सर देखा जाता है, जहां एक शक्तिशाली उपोष्णकटिबंधीय उच्च-ऊंचाई धारा का प्रभुत्व होता है। इसके अलावा, परिवेश के तापमान में ट्रोपोपॉज़ परतों में अंतर के कारण अंतराल का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, गर्म और निम्न ध्रुवीय ट्रोपोपॉज़ और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के उच्च और ठंडे ट्रोपोपॉज़ के बीच एक बड़ा अंतर मौजूद है। हाल ही में, समशीतोष्ण अक्षांशों के ट्रोपोपॉज़ की एक परत भी उभरी है, जिसमें पिछली दो परतों: ध्रुवीय और उष्णकटिबंधीय के साथ असंतोष है।

पृथ्वी के वायुमंडल की दूसरी परत समताप मंडल है। समताप मंडल को मोटे तौर पर दो क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से पहला, 25 किमी की ऊंचाई तक स्थित है, जिसमें लगभग स्थिर तापमान होता है, जो एक विशेष क्षेत्र में क्षोभमंडल की ऊपरी परतों के तापमान के बराबर होता है। दूसरा क्षेत्र, या उलटा क्षेत्र, हवा के तापमान में लगभग 40 किमी की ऊंचाई तक वृद्धि की विशेषता है। यह ऑक्सीजन और ओजोन द्वारा सौर पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण होता है। समताप मंडल के ऊपरी हिस्से में, इस हीटिंग के कारण, तापमान अक्सर सकारात्मक या सतह की हवा के तापमान के बराबर होता है।

व्युत्क्रम क्षेत्र के ऊपर स्थिर तापमान की एक परत होती है, जिसे स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है। इसकी मोटाई 15 किमी तक पहुंचती है।

क्षोभमंडल के विपरीत, समतापमंडल में अशांत विक्षोभ दुर्लभ हैं, लेकिन ध्रुवों के सामने समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में तेज क्षैतिज हवाएं या जेट धाराएं बहती हैं। इन क्षेत्रों की स्थिति स्थिर नहीं है: वे स्थानांतरित हो सकते हैं, विस्तारित हो सकते हैं, या पूरी तरह से गायब भी हो सकते हैं। अक्सर जेट धाराएँ क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश करती हैं, या, इसके विपरीत, क्षोभमंडल से वायु द्रव्यमान समतापमंडल की निचली परतों में प्रवेश करती हैं। वायुराशियों का ऐसा मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों के क्षेत्रों में विशेष रूप से विशिष्ट है।

समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम है। यहाँ की हवा बहुत शुष्क है, इसलिए बादल कम बनते हैं। केवल 20-25 किमी की ऊंचाई पर और उच्च अक्षांशों में आप अतिशीतित पानी की बूंदों से बने बहुत पतले मोती जैसे बादलों को देख सकते हैं। दिन के दौरान, ये बादल दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन अंधेरे की शुरुआत के साथ वे सूर्य की रोशनी के कारण चमकने लगते हैं, जो पहले से ही क्षितिज के नीचे स्थापित हो चुका है।

निचले समताप मंडल में समान ऊंचाई (20-25 किमी) पर तथाकथित ओजोन परत होती है - उच्चतम ओजोन सामग्री वाला क्षेत्र, जो पराबैंगनी सौर विकिरण के प्रभाव में बनता है (आप इसके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं) पृष्ठ पर प्रक्रिया)। ओजोन परत या ओजोनोस्फीयर भूमि पर रहने वाले सभी जीवों के जीवन को बनाए रखने के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण है, जो 290 एनएम तक की तरंग दैर्ध्य के साथ घातक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है। यही कारण है कि जीवित जीव ओजोन परत के ऊपर नहीं रहते हैं; यह पृथ्वी पर जीवन के वितरण की ऊपरी सीमा है।

ओजोन के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र भी बदलते हैं, परमाणु और अणु विघटित होते हैं, आयनीकरण होता है, और गैसों और अन्य रासायनिक यौगिकों का नया निर्माण होता है।

समतापमंडल के ऊपर स्थित वायुमंडल की परत को मेसोस्फीयर कहा जाता है। इसकी विशेषता 0.25-0.3°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में कमी है, जिससे गंभीर अशांति होती है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर, मेसोपॉज़ नामक क्षेत्र में, -138 डिग्री सेल्सियस तक तापमान दर्ज किया गया, जो कि संपूर्ण पृथ्वी के वायुमंडल के लिए पूर्ण न्यूनतम है।

यहां, मेसोपॉज़ के भीतर, सूर्य से एक्स-रे और शॉर्ट-वेव पराबैंगनी विकिरण के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा स्थित है। इस ऊर्जा प्रक्रिया को रेडिएंट हीट ट्रांसफर कहा जाता है। परिणामस्वरूप, गैस गर्म और आयनीकृत होती है, जिससे वातावरण चमकने लगता है।

मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर 75-90 किमी की ऊंचाई पर, विशेष बादल देखे गए, जो ग्रह के ध्रुवीय क्षेत्रों में विशाल क्षेत्रों पर कब्जा कर रहे थे। इन बादलों को रात्रिचर कहा जाता है क्योंकि शाम के समय इनकी चमक बर्फ के क्रिस्टल से सूर्य के प्रकाश के परावर्तन के कारण होती है जिससे ये बादल बने हैं।

मेसोपॉज़ के भीतर हवा का दबाव पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है। इससे पता चलता है कि वायुमंडल की लगभग सारी हवा इसकी 3 निचली परतों में केंद्रित है: क्षोभमंडल, समतापमंडल और मेसोस्फीयर। ऊपर की परतें, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर, पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का केवल 0.05% हैं।

थर्मोस्फीयर पृथ्वी की सतह से 90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

थर्मोस्फीयर की विशेषता हवा के तापमान में 200-300 किमी की ऊंचाई तक निरंतर वृद्धि है, जहां यह 2500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। गैस अणुओं द्वारा सूर्य से एक्स-रे और लघु-तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है। समुद्र तल से 300 किमी ऊपर तापमान में वृद्धि रुक ​​जाती है।

इसके साथ ही तापमान में वृद्धि के साथ, दबाव और, परिणामस्वरूप, आसपास की हवा का घनत्व कम हो जाता है। इसलिए यदि थर्मोस्फीयर की निचली सीमाओं पर घनत्व 1.8 × 10 -8 ग्राम/सेमी 3 है, तो ऊपरी सीमाओं पर यह पहले से ही 1.8 × 10 -15 ग्राम/सेमी 3 है, जो लगभग 10 मिलियन - 1 बिलियन कणों से मेल खाता है। प्रति 1 सेमी 3.

थर्मोस्फीयर की सभी विशेषताएं, जैसे हवा की संरचना, इसका तापमान, घनत्व, मजबूत उतार-चढ़ाव के अधीन हैं: भौगोलिक स्थिति, वर्ष के मौसम और दिन के समय के आधार पर। यहां तक ​​कि थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा का स्थान भी बदल जाता है।

वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत को बाह्यमंडल या प्रकीर्णन परत कहा जाता है। इसकी निचली सीमा बहुत व्यापक सीमाओं के भीतर लगातार बदलती रहती है; औसत ऊँचाई 690-800 कि.मी. मानी जाती है। इसे वहां स्थापित किया गया है जहां अंतर-आणविक या अंतर-परमाणु टकराव की संभावना को नजरअंदाज किया जा सकता है, यानी। एक अव्यवस्थित रूप से गतिशील अणु दूसरे समान अणु (तथाकथित मुक्त पथ) से टकराने से पहले जो औसत दूरी तय करेगा वह इतनी अधिक होगी कि वास्तव में अणु शून्य के करीब की संभावना के साथ नहीं टकराएंगे। वह परत जहां वर्णित घटना घटित होती है, थर्मल पॉज़ कहलाती है।

बाह्यमंडल की ऊपरी सीमा 2-3 हजार किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यह बहुत धुंधला हो जाता है और धीरे-धीरे निकट-अंतरिक्ष निर्वात में बदल जाता है। कभी-कभी, इस कारण से, बाह्यमंडल को बाहरी अंतरिक्ष का हिस्सा माना जाता है, और इसकी ऊपरी सीमा 190 हजार किमी की ऊंचाई मानी जाती है, जिस पर हाइड्रोजन परमाणुओं की गति पर सौर विकिरण दबाव का प्रभाव गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से अधिक होता है। धरती। यह तथाकथित है पृथ्वी का मुकुट, जिसमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। पृथ्वी के कोरोना का घनत्व बहुत छोटा है: प्रति घन सेंटीमीटर केवल 1000 कण, लेकिन यह संख्या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में कणों की सांद्रता से 10 गुना अधिक है।

बाह्यमंडल में वायु के अत्यधिक विरलन के कारण, कण एक दूसरे से टकराए बिना अण्डाकार कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। उनमें से कुछ, ब्रह्मांडीय गति (हाइड्रोजन और हीलियम परमाणु) पर खुले या अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र के साथ चलते हुए, वायुमंडल छोड़ देते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं, यही कारण है कि बाह्यमंडल को प्रकीर्णन क्षेत्र कहा जाता है।