पृथ्वी की सतह से क्रम में वायुमंडल की परतें। पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना प्रतिशत में
क्षोभ मंडल
इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में सभी जल वाष्प का लगभग 90% होता है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। 0.65 ° / 100 m . की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान घटता है
ट्रोपोपॉज़
क्षोभमंडल से समताप मंडल तक की संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान कम होता जाता है, रुक जाता है।
स्ट्रैटोस्फियर
11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी (समताप मंडल की निचली परत) की परत में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी की परत में इसकी वृद्धि -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (समताप मंडल की ऊपरी परत या उलटा क्षेत्र) विशेषता हैं। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।
स्ट्रैटोपॉज़
समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में अधिकतम (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) होता है।
मीसोस्फीयर
मेसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। औसत ऊर्ध्वाधर ढाल (0.25-0.3) ° / 100 मीटर के साथ ऊंचाई के साथ तापमान घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी विनिमय है। जटिल प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाएं जिनमें मुक्त कण, कंपन से उत्तेजित अणु आदि शामिल होते हैं, वातावरण में चमक पैदा करते हैं।
मेसोपॉज़
मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) में न्यूनतम है।
पॉकेट लाइन
समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में लिया 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 ऊँचाई तक बढ़ जाता है, जहाँ यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुँच जाता है, जिसके बाद यह ऊँचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण ("ध्रुवीय रोशनी") होता है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान, इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी होती है।
थर्मोपॉज़
थर्मोस्फीयर के शीर्ष से सटे वातावरण का क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।
एक्सोस्फीयर (विक्षेपण की ओर्ब)
120 किमी . की ऊंचाई तक वायुमंडलीय परतें
एक्सोस्फीयर एक प्रकीर्णन क्षेत्र है, जो थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग है, जो 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस बहुत दुर्लभ होती है, और यहीं से इसके कणों का इंटरप्लेनेटरी स्पेस (अपव्यय) में रिसाव होता है।
100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई के साथ गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैसों के घनत्व में कमी के कारण समताप मंडल में तापमान 0°C से गिरकर मध्यमंडल में -110°C हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैसों के घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।
लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट-अंतरिक्ष निर्वात में गुजरता है, जो कि इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का केवल एक अंश है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।
क्षोभमंडल में वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा होता है, समताप मंडल - 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, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में ऐसा माना जाता है कि वातावरण 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।
वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। हेटरोस्फीयर एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इस ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना। इसके नीचे वायुमंडल का एक मिश्रित भाग है, जो संरचना में सजातीय है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।
वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 किमी दूर है। वायुमण्डल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) · 10 18 किग्रा है। इनमें से शुष्क हवा का द्रव्यमान 5.1352 ± 0.0003 · 10 18 किग्रा है, जल वाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 · 10 16 किग्रा है।
ट्रोपोपॉज़
क्षोभमंडल से समताप मंडल तक की संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान कम होता जाता है, रुक जाता है।
स्ट्रैटोस्फियर
11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी (समताप मंडल की निचली परत) की परत में तापमान में मामूली परिवर्तन और परत में 25-40 किमी की वृद्धि -56.5 से 0.8 ° (समताप मंडल की ऊपरी परत या उलटा क्षेत्र) हैं विशेषता। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।
स्ट्रैटोपॉज़
समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में अधिकतम (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) होता है।
मीसोस्फीयर
पृथ्वी का वातावरण
पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा
बाह्य वायुमंडल
ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊँचाई तक बढ़ जाता है, जहाँ यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुँच जाता है, जिसके बाद यह ऊँचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण ("ध्रुवीय रोशनी") होता है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।
थर्मोपॉज़
थर्मोस्फीयर के शीर्ष से सटे वातावरण का क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।
एक्सोस्फीयर (विक्षेपण की ओर्ब)
100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई के साथ गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैसों के घनत्व में कमी के कारण समताप मंडल में तापमान 0°C से गिरकर मध्यमंडल में -110°C हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैसों के घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।
लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित . में बदल जाता है निकट-अंतरिक्ष निर्वात, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों से भरा होता है, मुख्यतः हाइड्रोजन परमाणु। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का केवल एक अंश है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।
क्षोभमंडल में वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा होता है, समताप मंडल - 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, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में ऐसा माना जाता है कि वातावरण 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।
वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, होमोस्फीयरतथा हेटरोस्फीयर. हेटरोस्फीयर- यह वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इस ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना। इसके नीचे वायुमंडल का एक मिश्रित भाग है, जो संरचना में सजातीय है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।
वातावरण के शारीरिक और अन्य गुण
पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, व्यक्ति की कार्य क्षमता काफी कम हो जाती है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर इंसान की सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि वातावरण में करीब 115 किमी तक ऑक्सीजन होती है।
वातावरण हमें सांस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ऊँचाई बढ़ती है, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार कम हो जाता है।
वायु की विरल परतों में ध्वनि का संचरण असंभव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए हवा के प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊँचाई से शुरू होकर, संख्या M और ध्वनि अवरोध की अवधारणाएँ, जो प्रत्येक पायलट से परिचित हैं, अपना अर्थ खो देती हैं: सशर्त कर्मन रेखा वहाँ से गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जो केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।
100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण में एक और उल्लेखनीय संपत्ति का भी अभाव है - संवहन (यानी, हवा को मिलाकर) थर्मल ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता। इसका मतलब यह है कि उपकरण के विभिन्न तत्व, परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण बाहर से ठंडा नहीं हो पाएंगे क्योंकि यह आमतौर पर एक हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर की मदद से। इस ऊंचाई पर, सामान्य रूप से अंतरिक्ष में, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।
वायुमंडल के निर्माण का इतिहास
सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल तीन अलग-अलग रचनाओं में था। इसमें मूल रूप से इंटरप्लेनेटरी स्पेस से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण(लगभग चार अरब साल पहले)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति हुई। तो इसका गठन किया गया था माध्यमिक वातावरण(लगभग तीन अरब साल पहले)। माहौल आराम देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:
- अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
- पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में रासायनिक प्रतिक्रियाएं।
धीरे-धीरे, इन कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण, बहुत कम हाइड्रोजन सामग्री और बहुत अधिक नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।
नाइट्रोजन
नाइट्रोजन एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ऑक्सीजन ओ 2 के साथ अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से बहने लगा था। इसके अलावा, नाइट्रोजन एन 2 नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप वातावरण में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है।
नाइट्रोजन एन 2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान)। कम मात्रा में विद्युत निर्वहन के साथ ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है जो फलियां, तथाकथित के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं। साइडरेट्स।
ऑक्सीजन
प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, पृथ्वी पर जीवित जीवों की उपस्थिति के साथ वातावरण की संरचना मौलिक रूप से बदलने लगी। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लौह के लौह रूप आदि के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया। चूँकि इसने वातावरण, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन किए, इस घटना को ऑक्सीजन तबाही कहा गया।
उत्कृष्ट गैस
वायु प्रदूषण
हाल ही में, मनुष्यों ने वातावरण के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार उल्लेखनीय वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान CO2 की भारी मात्रा में खपत होती है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित कर लिए जाते हैं। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों के अपघटन और पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वातावरण में CO 2 की सामग्री में 10% की वृद्धि हुई है, जिसमें थोक (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आया है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 200-300 वर्षों में वातावरण में 2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इससे वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकते हैं।
ईंधन का दहन प्रदूषणकारी गैसों (सीओ, एसओ 2) का मुख्य स्रोत है। ऊपरी वायुमंडल में सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा SO 3 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में पानी और अमोनिया वाष्प के साथ संपर्क करता है, और परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड (H 2 SO 4) और अमोनियम सल्फेट ((NH 4) 2 SO 4) वापस आ जाता है। तथाकथित के रूप में पृथ्वी की सतह। अम्ल वर्षा। आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों (टेट्राइथाइल लेड Pb (CH 3 CH 2) 4)) के साथ वातावरण का महत्वपूर्ण प्रदूषण होता है।
वातावरण का एरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखीय विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्री जल की बूंदों और पौधों के पराग, आदि) और मानव आर्थिक गतिविधियों (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन जलाने, सीमेंट बनाने) के कारण होता है। , आदि।)। वायुमंडल में ठोस कणों का बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।
यह सभी देखें
- जाकिया (वायुमंडल मॉडल)
नोट्स (संपादित करें)
लिंक
साहित्य
- V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा" (दूसरा संस्करण, संशोधित और बड़ा), एम।: "शिक्षा", 1975, 223 पृष्ठ।
- एन.वी. गुसाकोवा"पर्यावरण का रसायन", रोस्तोव-ऑन-डॉन: फीनिक्स, 2004, 192 ISBN 5-222-05386-5 के साथ
- सोकोलोव वी.ए.प्राकृतिक गैसों की भू-रसायन, एम।, 1971;
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- प्राकृतिक वातावरण की पृष्ठभूमि प्रदूषण की निगरानी। वी 1, एल।, 1982।
| धरती | ||
|---|---|---|
| पृथ्वी का इतिहास | पृथ्वी की आयु पृथ्वी का भूवैज्ञानिक इतिहास भू-कालानुक्रमिक पैमाना पृथ्वी पर जीवन का इतिहास पृथ्वी का हिमनद कमजोर युवा सूर्य का विरोधाभास एक विशाल टक्कर का सिद्धांत विकास का कालक्रम |  |
| भूगोल और भूविज्ञान |
ऑस्ट्रेलिया एशिया अंटार्कटिका अफ्रीका यूरोप उत्तरी अमेरिका दक्षिण अमेरिका अटलांटिक महासागर हिंद महासागर आर्कटिक महासागर | |
समुद्र तल पर, 1013.25 hPa (लगभग 760 मिमी Hg)। पृथ्वी की सतह पर वैश्विक औसत हवा का तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है, जबकि उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में तापमान लगभग 57 डिग्री सेल्सियस से अंटार्कटिका में -89 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। हवा का घनत्व और दबाव घातांक के करीब एक कानून के अनुसार ऊंचाई के साथ घटता है।
वायुमंडल की संरचना... लंबवत 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 - को ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किमी) की विशेषता है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से 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 है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है - एक परत जिसे आमतौर पर ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता होती है। क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच की संक्रमणकालीन 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 होता है। ऊपर, ओजोन द्वारा सूर्य से यूवी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है, पहले धीरे-धीरे, और 34-36 किमी के स्तर से - तेज। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - समताप मंडल - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहाँ तापमान फिर से ऊँचाई के साथ गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाता है, इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - गर्मियों में तापमान 150-160 K तक पहुँच जाता है, और 200- सर्दियों में 230 K। मेसोपॉज़ के ऊपर थर्मोस्फीयर शुरू होता है - एक परत, जिसमें तापमान में तेजी से वृद्धि होती है, जो 250 किमी की ऊंचाई पर 800-1200 K तक पहुंच जाती है। थर्मोस्फीयर सूर्य से कॉर्पसकुलर और एक्स-रे विकिरण को अवशोषित करता है, धीमा करता है और उल्काओं को जलाता है, इसलिए यह पृथ्वी की एक सुरक्षात्मक परत का कार्य करता है। एक्सोस्फीयर और भी अधिक है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में बिखरी हुई हैं, और जहां वायुमंडल से अंतःविषय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है।
वातावरण रचना... लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण रासायनिक संरचना में व्यावहारिक रूप से सजातीय है और इसमें हवा का औसत आणविक भार (लगभग 29) स्थिर है। पृथ्वी की सतह के पास, वायुमंडल में नाइट्रोजन (लगभग 78.1% मात्रा के हिसाब से) और ऑक्सीजन (लगभग 20.9%) होता है, और इसमें थोड़ी मात्रा में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), नियॉन और अन्य स्थिर और परिवर्तनशील घटक भी होते हैं (देखें वायु )
इसके अलावा, वातावरण में ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, अमोनिया, रेडॉन आदि की थोड़ी मात्रा होती है। हवा के मुख्य घटकों की सापेक्ष सामग्री समय के साथ स्थिर होती है और विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में समान रूप से होती है। जल वाष्प और ओजोन की सामग्री अंतरिक्ष 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 अणु अलग हो जाते हैं, इसलिए हवा का आणविक द्रव्यमान कम हो जाता है। लगभग 1000 किमी की ऊंचाई पर, हल्की गैसें हावी होने लगती हैं - हीलियम और हाइड्रोजन, और इससे भी अधिक, पृथ्वी का वायुमंडल धीरे-धीरे इंटरप्लेनेटरी गैस में बदल जाता है।
वायुमंडल का सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक जल वाष्प है, जो पानी और नम मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण के साथ-साथ पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन द्वारा वायुमंडल में छोड़ा जाता है। पृथ्वी की सतह के पास जल वाष्प की सापेक्ष सामग्री उष्णकटिबंधीय में 2.6% से ध्रुवीय अक्षांशों पर 0.2% तक भिन्न होती है। ऊंचाई के साथ, यह तेजी से गिरता है, पहले से ही 1.5-2 किमी की ऊंचाई पर आधे से कम हो जाता है। समशीतोष्ण अक्षांशों में वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में लगभग 1.7 सेमी "अवक्षेपित जल परत" होती है। जब जलवाष्प संघनित होता है, तो बादल बनते हैं, जिनसे वायुमंडलीय वर्षा वर्षा, ओलावृष्टि, हिम के रूप में होती है।
वायुमंडलीय वायु का एक महत्वपूर्ण घटक ओजोन है, जो समताप मंडल (10 से 50 किमी के बीच) में 90% केंद्रित है, इसका लगभग 10% क्षोभमंडल में है। ओजोन कठोर यूवी विकिरण (290 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ) का अवशोषण सुनिश्चित 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 (पी = 1 एटीएम के दबाव में ओजोन परत की मोटाई और टी = 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान) 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 बढ़ जाती है और इसमें वार्षिक भिन्नता होती है जिसमें अधिकतम वसंत और शरद ऋतु में न्यूनतम होता है, और इसका आयाम होता है उष्णकटिबंधीय में वार्षिक भिन्नता छोटी होती है और उच्च अक्षांशों की ओर बढ़ती है। वायुमंडल का एक आवश्यक परिवर्तनशील घटक कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसकी सामग्री पिछले 200 वर्षों में 35% बढ़ी 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, पानी में गैस की घुलनशीलता उसके तापमान में वृद्धि के साथ घट जाती है)।
ग्रह की जलवायु के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायुमंडलीय एरोसोल द्वारा निभाई जाती है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण, आकार में कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल प्रतिष्ठित हैं। एरोसोल पौधों के अपशिष्ट उत्पादों और मानव आर्थिक गतिविधियों, ज्वालामुखी विस्फोटों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में बनता है, ग्रह की सतह से हवा द्वारा धूल के बढ़ने के परिणामस्वरूप, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से, और ब्रह्मांडीय धूल से भी बनता है जो ऊपरी वायुमंडल में गिरती है। अधिकांश एरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित है, ज्वालामुखी विस्फोट से एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंग परत बनाता है। वाहनों और थर्मल पावर प्लांटों के संचालन, रासायनिक उत्पादन, ईंधन के दहन आदि के परिणामस्वरूप मानवजनित एरोसोल की सबसे बड़ी मात्रा वातावरण में प्रवेश करती है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में, वातावरण की संरचना सामान्य हवा से स्पष्ट रूप से भिन्न होती है, जिसके लिए आवश्यक है वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर की निगरानी और निगरानी के लिए एक विशेष सेवा का निर्माण।
वातावरण का विकास... आधुनिक वातावरण, जाहिरा तौर पर, एक माध्यमिक मूल है: यह लगभग 4.5 अरब साल पहले ग्रह के गठन के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस खोल द्वारा छोड़ी गई गैसों से बना था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, कई कारकों के प्रभाव में वातावरण ने अपनी संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन किए: गैसों का अपव्यय (वाष्पीकरण), मुख्य रूप से हल्के वाले, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखी गतिविधि के परिणामस्वरूप स्थलमंडल से गैसों की रिहाई; वायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएं; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में ही वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतरग्रहीय माध्यम (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ) के पदार्थ का अभिवृद्धि (कब्जा)। वायुमंडल का विकास भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से निकटता से संबंधित है, और पिछले 3-4 अरब वर्षों में भी जीवमंडल की गतिविधि के साथ। आधुनिक वातावरण (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प) बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ज्वालामुखी गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुआ जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से बाहर ले गया। लगभग 2 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधियों के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन ध्यान देने योग्य मात्रा में दिखाई दी थी, जो मूल रूप से समुद्र के सतही जल में उत्पन्न हुई थी।
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 अंतिम 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा ज्वालामुखी गतिविधि के स्तर, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण के स्तर के अनुसार व्यापक रूप से भिन्न होती है। इस समय के अधिकांश समय के लिए, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आज की तुलना में काफी अधिक थी (10 गुना तक)। फ़ैनरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया, और इसे बढ़ाने की प्रवृत्ति प्रबल हुई। प्रीकैम्ब्रियन वातावरण में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान, फ़ैनरोज़ोइक वातावरण की तुलना में कम था। अतीत में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ने पर ग्रीनहाउस प्रभाव तेज हो गया, जिसके कारण फ़ैनरोज़ोइक के मुख्य भाग के दौरान जलवायु आधुनिक युग की तुलना में बहुत गर्म थी। .
वातावरण और जीवन... वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वातावरण और संबंधित जलवायु और मौसम के साथ घनिष्ठ संपर्क में होता है। संपूर्ण ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में छोटा (लगभग दस लाखवां भाग), वातावरण सभी जीवन रूपों के लिए एक अनिवार्य शर्त है। जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन का सबसे बड़ा महत्व है। जब प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ का निर्माण होता है, जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित चीजों द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए कार्बनिक पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा ऊर्जा का प्रवाह प्रदान किया जाता है। नाइट्रोजन, कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर) द्वारा आत्मसात, पौधों के खनिज पोषण के लिए आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य के कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करती है, सौर विकिरण के इस हानिकारक हिस्से को काफी कम कर देती है, जो जीवन के लिए हानिकारक है। वायुमंडल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का बनना और बाद में वायुमंडलीय वर्षा की वर्षा भूमि को पानी की आपूर्ति करती है, जिसके बिना कोई भी जीवन 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। चूंकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना जीवों की गतिविधि पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करती है, जीवमंडल और वायुमंडल को एक ही प्रणाली के हिस्से के रूप में माना जा सकता है, जिसके रखरखाव और विकास (जैव भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्व था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वातावरण।
वातावरण का विकिरण, ऊष्मा और जल संतुलन... वायुमंडल में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से 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 लंबी-लहर वाले थर्मल विकिरण को अवशोषित करता है, जिसका कुछ हिस्सा सतह पर वापस आ जाता है। प्रति-विकिरण के रूप में, जो पृथ्वी की सतह द्वारा विकिरण गर्मी के नुकसान की भरपाई करता है (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वायुमंडल के अभाव में पृथ्वी की सतह का औसत तापमान -18°C होगा, वास्तव में यह 15°C है। आने वाली सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होती है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा भी बिखरी हुई (लगभग 7%) होती है। ) पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण इससे आंशिक रूप से (लगभग 23%) परावर्तित होता है। परावर्तन अंतर्निहित सतह, तथाकथित अल्बेडो की परावर्तनशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, एकीकृत सौर विकिरण प्रवाह के लिए पृथ्वी का एल्बिडो 30% के करीब है। ताजा गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (सूखी मिट्टी और चेरनोज़म) से 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरण ऊष्मा विनिमय अल्बेडो पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वातावरण के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। बाह्य अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने और इसे वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाहों का बीजगणितीय योग विकिरण संतुलन कहलाता है।
वायुमंडल और पृथ्वी की सतह द्वारा इसके अवशोषण के बाद सौर विकिरण के परिवर्तन पृथ्वी के तापीय संतुलन को एक ग्रह के रूप में निर्धारित करते हैं। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है; इससे निकलने वाली गर्मी न केवल लंबी-तरंग विकिरण के रूप में, बल्कि संवहन द्वारा भी स्थानांतरित की जाती है, और जल वाष्प के संघनन के दौरान भी निकलती है। इन ऊष्मा अंतर्वाहों का हिस्सा औसतन क्रमशः 20%, 7% और 23% है। यह प्रत्यक्ष सौर विकिरण के अवशोषण के कारण गर्मी का लगभग 20% जोड़ता है। सूर्य की किरणों के लंबवत एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से प्रति इकाई समय सौर विकिरण प्रवाह और पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी पर वायुमंडल के बाहर स्थित (तथाकथित सौर स्थिरांक) 1367 W / m2 है, परिवर्तन हैं 1- 2 डब्ल्यू / एम 2, सौर गतिविधि के चक्र पर निर्भर करता है। लगभग 30% के ग्रहीय अल्बेडो के साथ, ग्रह पर सौर ऊर्जा का समय-औसत वैश्विक प्रवाह 239 W / m2 है। चूँकि पृथ्वी एक ग्रह के रूप में अंतरिक्ष में औसतन उतनी ही मात्रा में ऊर्जा का उत्सर्जन करती है, इसलिए, स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन कानून के अनुसार, आउटगोइंग थर्मल लॉन्ग-वेव रेडिएशन का प्रभावी तापमान 255 K (-18 ° C) होता है। वहीं, पृथ्वी की सतह का औसत तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है। 33°C का अंतर ग्रीन हाउस प्रभाव के कारण होता है।
संपूर्ण रूप से वायुमंडल का जल संतुलन पृथ्वी की सतह से वाष्पित 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 अतिरिक्त जलवाष्प वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों तक ले जाया जाता है। महासागरों से महाद्वीपों तक वायुमंडल में पहुँचाए गए जलवाष्प की मात्रा महासागरों में बहने वाली नदियों के आयतन के बराबर होती है।
वायु संचलन... पृथ्वी का एक गोलाकार आकार है, इसलिए इसके उच्च अक्षांशों पर उष्ण कटिबंध की तुलना में बहुत कम सौर विकिरण आता है। नतीजतन, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। तापमान वितरण भी महासागरों और महाद्वीपों की सापेक्ष स्थिति से काफी प्रभावित होता है। महासागरीय जल 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 होते हैं। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में गर्मियों में काफी कम और सर्दियों में अधिक होता है।
विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में वातावरण का असमान ताप वायुमंडलीय दबाव के असमान स्थानिक वितरण का कारण बनता है। समुद्र के स्तर पर, दबाव वितरण भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मूल्यों, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव बेल्ट) में वृद्धि और मध्य और उच्च अक्षांशों में कमी की विशेषता 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। एक दबाव प्रवणता के प्रभाव में, हवा उच्च दबाव के क्षेत्रों से निम्न दबाव के क्षेत्रों में त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। गतिमान वायु द्रव्यमान पृथ्वी के घूर्णन (कोरिओलिस बल) के विक्षेपक बल से भी प्रभावित होते हैं, एक घर्षण बल जो ऊंचाई के साथ घटता है, और वक्रतापूर्ण प्रक्षेपवक्र और केन्द्रापसारक बल के साथ। हवा के अशांत मिश्रण का बहुत महत्व है (देखें वायुमंडल में अशांति)।
वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली (वायुमंडल का सामान्य परिसंचरण) ग्रहों के दबाव वितरण से जुड़ी है। मेरिडियन प्लेन में औसतन दो या तीन मेरिडियन सर्कुलेशन की कोशिकाओं का पता लगाया जाता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा ऊपर उठती है और उपोष्णकटिबंधीय में गिरती है, जिससे हैडली कोशिका बनती है। उसी स्थान पर, फेरेल रिटर्न सेल की हवा कम हो जाती है। उच्च अक्षांशों पर अक्सर एक सीधी ध्रुवीय कोशिका का पता लगाया जाता है। मध्याह्न परिसंचरण वेग 1 m/s या उससे कम के क्रम के होते हैं। कोरिओलिस बल की क्रिया के कारण, लगभग 15 मी/सेकेंड के मध्य क्षोभमंडल में वेग के साथ अधिकांश वातावरण में पछुआ हवाएँ देखी जाती हैं। अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियाँ हैं। इनमें व्यापारिक हवाएं शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में उच्च दबाव वाले बेल्ट से भूमध्य रेखा पर ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम तक) के साथ चलने वाली हवाएं। मानसून काफी स्थिर होते हैं - वायु धाराएं जिनमें स्पष्ट रूप से स्पष्ट मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि तक और सर्दियों में विपरीत दिशा में उड़ते हैं। हिंद महासागर के मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं। मध्य अक्षांशों में, वायुराशियों की गति मुख्यतः पश्चिम (पश्चिम से पूर्व की ओर) होती है। यह वायुमंडलीय मोर्चों का एक क्षेत्र है, जिस पर बड़ी-बड़ी लहरें उठती हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो कई सैकड़ों या हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी चक्रवात आते हैं; यहाँ वे छोटे हैं, लेकिन बहुत तेज़ हवा की गति तूफान बल (33 m / s और अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवातों तक पहुँचती है। अटलांटिक और पूर्वी प्रशांत में उन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत में उन्हें टाइफून कहा जाता है। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, प्रत्यक्ष हैडली मेरिडियन सर्कुलेशन सेल और व्युत्क्रम फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तीव्र रूप से चित्रित 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 और मौसम... विभिन्न भौतिक गुणों के साथ पृथ्वी की सतह पर विभिन्न अक्षांशों पर पहुंचने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करता है। भूमध्य रेखा से लेकर उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह के पास हवा का तापमान औसतन 25-30 ° C होता है और पूरे वर्ष में बहुत कम होता है। भूमध्यरेखीय क्षेत्र में आमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जो वहां अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा करती है। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में, वर्षा की मात्रा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। पृथ्वी के विशाल मरुस्थल यहाँ स्थित हैं।
उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, पूरे वर्ष हवा के तापमान में काफी बदलाव होता है, और गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से महासागरों से दूर महाद्वीपों के क्षेत्रों में बहुत अच्छा होता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में, हवा के तापमान का वार्षिक आयाम 65 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। इन अक्षांशों पर आर्द्रीकरण की स्थिति बहुत विविध है, मुख्य रूप से सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण व्यवस्था पर निर्भर करती है और साल-दर-साल काफी भिन्न होती है।
ध्रुवीय अक्षांशों में, तापमान पूरे वर्ष कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी भिन्नता 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 अधिक से अधिक ध्यान देने योग्य हो गए हैं। तापमान निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की तुलना में रात में अधिक। 20 वीं शताब्दी में, रूस में पृथ्वी की सतह के पास औसत वार्षिक वायु तापमान में 1.5-2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई है, और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि हुई है। यह ट्रेस गैसों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है।
मौसम वायुमंडलीय परिसंचरण की स्थितियों और इलाके की भौगोलिक स्थिति से निर्धारित होता है; यह उष्णकटिबंधीय में सबसे अधिक स्थिर है और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील है। सबसे अधिक, वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और एंटीसाइक्लोन के पारित होने, वर्षा और बढ़ी हुई हवा के कारण वायु द्रव्यमान में परिवर्तन के क्षेत्रों में मौसम बदलता है। मौसम के पूर्वानुमान के लिए डेटा मौसम संबंधी उपग्रहों से जमीन आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों पर एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।
वातावरण में ऑप्टिकल, ध्वनिक और विद्युत घटनाएं... वायु और विभिन्न कणों (एयरोसोल, बर्फ के क्रिस्टल, पानी की बूंदों) द्वारा प्रकाश के अपवर्तन, अवशोषण और प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप वातावरण में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार के साथ, विभिन्न ऑप्टिकल घटनाएं उत्पन्न होती हैं: इंद्रधनुष, मुकुट, हेलो, मृगतृष्णा, आदि। प्रकाश का प्रकीर्णन आकाश और नीले आकाश की स्पष्ट ऊँचाई को निर्धारित करता है। वस्तुओं की दृश्यता सीमा वातावरण में प्रकाश प्रसार की स्थितियों से निर्धारित होती है (वायुमंडलीय दृश्यता देखें)। संचार रेंज और उपकरणों द्वारा वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता, जिसमें पृथ्वी की सतह से खगोलीय अवलोकन की संभावना शामिल है, विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर वातावरण की पारदर्शिता पर निर्भर करती है। समताप मंडल और मध्यमंडल में प्रकाशीय विषमताओं के अध्ययन में गोधूलि की घटना एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान से गोधूलि की तस्वीर लेने से एरोसोल परतों का पता लगाना संभव हो जाता है। वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की विशेषताएं इसके मापदंडों के रिमोट सेंसिंग के तरीकों की सटीकता निर्धारित करती हैं। इन सभी प्रश्नों का, कई अन्य प्रश्नों की तरह, वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा अध्ययन किया जाता है। रेडियो तरंगों का अपवर्तन और प्रकीर्णन रेडियो रिसेप्शन की संभावनाओं को निर्धारित करता है (रेडियो तरंगों का प्रसार देखें)।
वातावरण में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह वातावरण के सुदूर संवेदन के लिए रुचिकर है। रॉकेट द्वारा ऊपरी वायुमंडल में लॉन्च किए गए आवेशों के विस्फोट ने पवन प्रणालियों और समताप मंडल और मध्यमंडल में तापमान के पाठ्यक्रम के बारे में जानकारी प्रदान की। एक स्थिर स्तरीकृत वातावरण में, जब ऊंचाई के साथ तापमान रुद्धोष्म प्रवणता (9.8 K / किमी) की तुलना में अधिक धीरे-धीरे घटता है, तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें ऊपर की ओर समताप मंडल में और यहाँ तक कि मध्यमंडल में भी जा सकती हैं, जहाँ वे क्षीण होती हैं, जिससे हवा और अशांति में वृद्धि होती है।
पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और परिणामी विद्युत क्षेत्र, वायुमंडल, विद्युत आवेशित आयनोस्फीयर और मैग्नेटोस्फीयर के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ बनाते हैं। बादलों का बनना और गरज के साथ बिजली इसमें अहम भूमिका निभाती है। बिजली के निर्वहन के खतरे ने इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार के बिजली संरक्षण के तरीकों को विकसित करने की आवश्यकता को जन्म दिया है। यह घटना विमानन के लिए विशेष रूप से खतरनाक है। लाइटनिंग डिस्चार्ज वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप का कारण बनता है, जिसे वायुमंडलीय कहा जाता है (व्हिसलिंग वायुमंडलीय देखें)। विद्युत क्षेत्र की ताकत में तेज वृद्धि के दौरान, चमकदार निर्वहन देखे जाते हैं जो पृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुओं के तेज कोनों और पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों आदि पर उत्पन्न होते हैं। (एल्मा रोशनी)। वातावरण में हमेशा विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर, प्रकाश और भारी आयनों की मात्रा होती है, जो वायुमंडल की विद्युत चालकता को निर्धारित करते हैं। पृथ्वी की सतह के पास मुख्य वायु आयनकारक पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में निहित रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण हैं, साथ ही साथ ब्रह्मांडीय किरणें भी हैं। वायुमंडलीय बिजली भी देखें।
वातावरण पर मानव प्रभाव।पिछली शताब्दियों में, मानवीय 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 की सामग्री - 0.7-10 1 से लगभग 300-400 साल पहले की शुरुआत में 1.8-10 -4 हो गई। 21 वीं सदी; पिछली शताब्दी में ग्रीनहाउस प्रभाव में लगभग 20% वृद्धि फ़्रीऑन द्वारा दी गई थी, जो 20 वीं शताब्दी के मध्य तक वातावरण में व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थे। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन विनाशक के रूप में मान्यता प्राप्त है और उनका उत्पादन 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा निषिद्ध है। वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती सांद्रता कोयले, तेल, गैस और अन्य प्रकार के कार्बन ईंधन की बढ़ती मात्रा के साथ-साथ वनों की कटाई के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण कम हो जाता है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस उत्पादन (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और मवेशियों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। यह सब जलवायु के गर्म होने में योगदान देता है।
मौसम बदलने के लिए वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर सक्रिय प्रभाव के तरीके विकसित किए गए हैं। गरज के साथ विशेष अभिकर्मकों को बिखेर कर कृषि संयंत्रों को ओलों से बचाने के लिए उनका उपयोग किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरे को तितर-बितर करने, पौधों को पाले से बचाने, सही जगहों पर वर्षा बढ़ाने के लिए बादलों पर कार्रवाई करने, या बड़े पैमाने पर होने वाली घटनाओं के समय बादलों को नष्ट करने के तरीके भी हैं।
वातावरण का अध्ययन... वातावरण में भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी मुख्य रूप से मौसम संबंधी टिप्पणियों से प्राप्त की जाती है, जो सभी महाद्वीपों और कई द्वीपों पर स्थित स्थायी मौसम विज्ञान स्टेशनों और पदों के वैश्विक नेटवर्क द्वारा की जाती हैं। दैनिक अवलोकन हवा के तापमान और आर्द्रता, वायुमंडलीय दबाव और वर्षा, बादल, हवा आदि के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। सौर विकिरण के अवलोकन और इसके परिवर्तन एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर किए जाते हैं। वायुमंडल के अध्ययन के लिए बहुत महत्व के हवाई स्टेशनों के नेटवर्क हैं, जिन पर 30-35 किमी की ऊंचाई तक रेडियोसॉन्ड का उपयोग करके मौसम संबंधी माप किए जाते हैं। कई स्टेशन वायुमंडलीय ओजोन, वायुमंडल में विद्युत परिघटनाओं और हवा की रासायनिक संरचना की निगरानी कर रहे हैं।
ग्राउंड स्टेशनों के डेटा को महासागरों पर टिप्पणियों द्वारा पूरक किया जाता है, जहां "मौसम के जहाज" संचालित होते हैं, जो स्थायी रूप से 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 की मदद से वातावरण के बारे में अधिक से अधिक जानकारी प्राप्त की गई है, जो बादलों की तस्वीर लेने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरणों से लैस हैं। उपग्रह तापमान, बादल और इसकी जल सामग्री, वायुमंडल के विकिरण संतुलन के तत्वों, समुद्र की सतह के तापमान आदि के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं। 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, ट्रेस वायुमंडलीय अशुद्धियों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना संभव हो गया है। वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की कई अन्य समस्याओं को हल करें।
लिट: बुडको एमआई क्लाइमेट इन द पास्ट एंड फ्यूचर। एल।, 1980; मतवेव एल.टी. सामान्य मौसम विज्ञान का पाठ्यक्रम। वातावरण का भौतिकी। दूसरा संस्करण। एल।, 1984; बुडको एम.आई., रोनोव ए.बी., यानशिन ए.एल. वातावरण का इतिहास। एल., 1985; ख्रगियन ए. ख. वायुमंडलीय भौतिकी। एम।, 1986; वातावरण: हैंडबुक। एल।, 1991; ख्रोमोव एस.पी., पेट्रोसिएंट्स एमए मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान। 5 वां संस्करण। एम।, 2001।
जी एस गोलित्सिन, एन ए जैतसेवा।
पृथ्वी के बनने के साथ ही वातावरण बनने लगा। ग्रह के विकास के क्रम में और जैसे-जैसे इसके पैरामीटर आधुनिक मूल्यों के करीब पहुंचे, इसकी रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों में मौलिक रूप से गुणात्मक परिवर्तन हुए। विकासवादी मॉडल के अनुसार, प्रारंभिक अवस्था में पृथ्वी पिघली हुई अवस्था में थी और लगभग 4.5 अरब साल पहले यह एक ठोस के रूप में बनी थी। इस सीमा को भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उस समय से, वातावरण का धीमा विकास शुरू हुआ। कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का बाहर निकलना) पृथ्वी के आंतों से गैसों की रिहाई के साथ थीं। इनमें नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, सीओ ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 शामिल थे। सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, जल वाष्प हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है, लेकिन मुक्त ऑक्सीजन कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। प्रसार की प्रक्रिया में, हाइड्रोजन ऊपर उठ गया और वातावरण छोड़ दिया, और भारी नाइट्रोजन बच नहीं सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, मुख्य घटक बन गया, हालांकि इसमें से कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप अणुओं में बंधे थे ( से। मी... वायुमंडल का रसायन)। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, पृथ्वी के मूल वातावरण में मौजूद गैसों के मिश्रण ने रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश किया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थ, विशेष रूप से अमीनो एसिड का निर्माण हुआ। आदिम पौधों के आगमन के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई। यह गैस, विशेष रूप से वायुमंडल की ऊपरी परतों में फैलने के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जानलेवा पराबैंगनी और एक्स-रे से बचाने लगी। सैद्धांतिक अनुमानों के अनुसार, ऑक्सीजन की मात्रा, जो अब से 25,000 गुना कम है, पहले से ही आज की आधी सांद्रता के साथ ओजोन की एक परत का निर्माण कर सकती है। हालांकि, यह पहले से ही पराबैंगनी किरणों के विनाशकारी प्रभावों से जीवों की बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।
यह संभावना है कि प्राथमिक वातावरण में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड था। प्रकाश संश्लेषण के दौरान इसका सेवन किया गया था, और इसकी एकाग्रता पौधों की दुनिया के विकास के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण कम होनी चाहिए थी। जहां तक कि ग्रीनहाउस प्रभाववातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से जुड़े, इसकी सांद्रता में उतार-चढ़ाव, पृथ्वी के इतिहास में इस तरह के बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है, जैसे कि हिम युगों.
आधुनिक वातावरण में मौजूद हीलियम अधिकांश भाग यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व ए-कणों का उत्सर्जन करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं। चूंकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान, एक विद्युत आवेश नहीं बनता है और न ही गायब होता है, प्रत्येक ए-कण के निर्माण के साथ, दो इलेक्ट्रॉन दिखाई देते हैं, जो एक-कणों के साथ पुनर्संयोजन करके तटस्थ हीलियम परमाणु बनाते हैं। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों की मोटाई में बिखरे खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें जमा हो जाता है, बहुत धीरे-धीरे वातावरण में निकल जाता है। विसरण के कारण हीलियम की एक निश्चित मात्रा बहिर्मंडल में ऊपर उठ जाती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से लगातार प्रवाहित होने के कारण वायुमंडल में इस गैस का आयतन लगभग अपरिवर्तित रहता है। तारे के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष प्रचुरता का अनुमान लगाना संभव है। अंतरिक्ष में नियॉन की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन दस मिलियन गुना है, और क्सीनन एक लाख गुना अधिक है। इससे यह पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो मूल रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद है और रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में फिर से नहीं भरी गई है, बहुत कम हो गई है, शायद पृथ्वी के अपने प्राथमिक वातावरण के नुकसान के चरण में भी। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान आइसोटोप 40 Ar के रूप में बनता है।
बैरोमीटर का दबाव वितरण।
वायुमंडलीय गैसों का कुल भार लगभग 4.5 · 10 15 टन है। इस प्रकार, समुद्र के स्तर पर प्रति इकाई क्षेत्र या वायुमंडलीय दबाव के वातावरण का "भार" लगभग 11 टन / मी 2 = 1.1 किग्रा / सेमी 2 है। पी 0 के बराबर दबाव = 1033.23 ग्राम / सेमी 2 = 1013.250 एमबार = 760 मिमी एचजी। कला। = 1 एटीएम, वायुमंडलीय दबाव के मानक औसत मान के रूप में लिया जाता है। हाइड्रोस्टेटिक संतुलन की स्थिति में वातावरण के लिए, हमारे पास है: d पी= -आरजीडी एच, इसका मतलब है कि ऊंचाई अंतराल पर एचइससे पहले एच+ डी एचहोता है वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन के बीच समानता d पीऔर इकाई क्षेत्रफल, घनत्व r और मोटाई d . के साथ वातावरण के संगत तत्व का भार एच।दबाव के बीच संबंध के रूप में आरऔर तापमान टीघनत्व r के साथ एक आदर्श गैस की अवस्था का समीकरण, जो पृथ्वी के वायुमंडल के लिए काफी उपयुक्त है, का उपयोग किया जाता है: पी= आर आर टी/ एम, जहां एम आणविक भार है, और आर = 8.3 जे / (के मोल) सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है। फिर डी लॉग पी= - (एम जी / आरटी) डी एच= - बीडी एच= - डी एच/ एच, एक लघुगणकीय पैमाने पर दबाव प्रवणता कहां है। इसका व्युत्क्रम मान H को वायुमंडल की ऊँचाई का पैमाना कहा जाना चाहिए।
एक समतापी वातावरण के लिए इस समीकरण को एकीकृत करते समय ( टी= कास्ट) या इसके भाग के लिए जहां ऐसा सन्निकटन स्वीकार्य है, ऊंचाई के साथ दबाव वितरण का एक बैरोमीटर का नियम प्राप्त किया जाता है: पी = पी 0 क्स्प (- एच/एच 0), जहाँ ऊँचाइयों की गणना की जाती है एचसमुद्र के स्तर से उत्पन्न होता है जहाँ मानक माध्य दबाव होता है पी 0. अभिव्यक्ति एच 0 = आर टी/ मिलीग्राम, ऊंचाई का पैमाना कहा जाता है, जो वायुमंडल की सीमा को दर्शाता है, बशर्ते कि इसमें तापमान हर जगह समान हो (समतापी वातावरण)। यदि वातावरण इज़ोटेर्मल नहीं है, तो ऊंचाई और पैरामीटर के साथ तापमान परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए एकीकृत करना आवश्यक है एन- वातावरण की परतों की कुछ स्थानीय विशेषता, उनके तापमान और पर्यावरण के गुणों पर निर्भर करती है।
मानक वातावरण।
मॉडल (मुख्य मापदंडों के मूल्यों की तालिका) वातावरण के आधार पर मानक दबाव के अनुरूप है आर 0 तथा रासायनिक संघटन को मानक वायुमण्डल कहते हैं। अधिक सटीक रूप से, यह वातावरण का एक सशर्त मॉडल है, जिसके लिए तापमान, दबाव, घनत्व, चिपचिपाहट और हवा की अन्य विशेषताओं का औसत मान समुद्र तल से 2 किमी नीचे से पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा तक की ऊंचाई पर दिया जाता है। अक्षांश 45 ° 32ў 33І के लिए। सभी ऊंचाईयों पर मध्य वायुमंडल के मापदंडों की गणना राज्य के आदर्श गैस समीकरण और बैरोमीटर के नियम का उपयोग करके की जाती है यह मानते हुए कि समुद्र के स्तर पर दबाव 1013.25 hPa (760 मिमी Hg) है, और तापमान 288.15 K (15.0 ° C) है। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की प्रकृति से, औसत वातावरण में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में तापमान ऊंचाई के रैखिक कार्य द्वारा अनुमानित होता है। सबसे निचली परतों में, क्षोभमंडल (h 11 किमी), प्रत्येक किलोमीटर की वृद्धि के लिए तापमान 6.5 ° C गिर जाता है। उच्च ऊंचाई पर, ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल का मान और संकेत परत से परत में बदल जाता है। 790 किमी से ऊपर, तापमान लगभग 1000 K है और व्यावहारिक रूप से ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।
मानक वातावरण एक समय-समय पर अद्यतन, वैध मानक है जो तालिकाओं के रूप में जारी किया जाता है।
| तालिका एक। पृथ्वी के वायुमंडल का मानक मॉडल... तालिका दिखाती है: एच- समुद्र तल से ऊंचाई, आर- दबाव, टी- तापमान, आर - घनत्व, एन- प्रति इकाई आयतन में अणुओं या परमाणुओं की संख्या, एच- ऊंचाई का पैमाना, मैं- मुक्त पथ की लंबाई। रॉकेट डेटा से प्राप्त 80-250 किमी की ऊंचाई पर दबाव और तापमान का मान कम होता है। 250 किमी से अधिक की ऊंचाई के लिए एक्सट्रपलेशन मान बहुत सटीक नहीं हैं। | ||||||
| एच(किमी) | पी(एमबार) | टी(डिग्री सेल्सियस) | आर (जी / सेमी 3) | एन(सेमी -3) | एच(किमी) | मैं(से। मी) |
| 0 | 1013 | 288 | 1.22 · 10 –3 | 2.55 10 19 | 8,4 | 7.4 · 10 -6 |
| 1 | 899 | 281 | 1.11 · 10 -3 | 2.31 10 19 | 8.1 · 10 -6 | |
| 2 | 795 | 275 | 1.01 · 10 -3 | 2.10 10 19 | 8.9 · 10 -6 | |
| 3 | 701 | 268 | 9.1 · 10 -4 | 1.89 10 19 | 9.9 · 10 -6 | |
| 4 | 616 | 262 | 8.2 · 10 -4 | 1.70 10 19 | 1.1 · 10 -5 | |
| 5 | 540 | 255 | 7.4 · 10 -4 | 1.53 10 19 | 7,7 | 1.2 · 10 -5 |
| 6 | 472 | 249 | 6.6 · 10 -4 | 1.37 10 19 | 1.4 · 10 -5 | |
| 8 | 356 | 236 | 5.2 · 10 -4 | 1.09 10 19 | 1.7 · 10 -5 | |
| 10 | 264 | 223 | 4.1 · 10 –4 | 8.6 10 18 | 6,6 | 2.2 · 10 -5 |
| 15 | 121 | 214 | 1.93 · 10 -4 | 4.0 10 18 | 4.6 · 10 -5 | |
| 20 | 56 | 214 | 8.9 · 10 -5 | 1.85 10 18 | 6,3 | 1.0 · 10 -4 |
| 30 | 12 | 225 | 1.9 · 10 -5 | 3.9 10 17 | 6,7 | 4.8 · 10 -4 |
| 40 | 2,9 | 268 | 3.9 · 10 -6 | 7.6 10 16 | 7,9 | 2.4 · 10 -3 |
| 50 | 0,97 | 276 | 1.15 · 10 -6 | 2.4 10 16 | 8,1 | 8.5 · 10 -3 |
| 60 | 0,28 | 260 | 3.9 · 10 -7 | 7.7 10 15 | 7,6 | 0,025 |
| 70 | 0,08 | 219 | 1.1 · 10 -7 | 2.5 10 15 | 6,5 | 0,09 |
| 80 | 0,014 | 205 | 2.7 · 10 –8 | 5.0 10 14 | 6,1 | 0,41 |
| 90 | 2.8 · 10 -3 | 210 | 5.0 · 10 -9 | 9 10 13 | 6,5 | 2,1 |
| 100 | 5.8 · 10 -4 | 230 | 8.8 · 10 -10 | 1.8 10 13 | 7,4 | 9 |
| 110 | 1.7 · 10 –4 | 260 | 2.1 · 10 -10 | 5.4 · 10 12 | 8,5 | 40 |
| 120 | 6 · 10 -5 | 300 | 5.6 · 10-11 | 1.8 10 12 | 10,0 | 130 |
| 150 | 5 · 10 -6 | 450 | 3.2 · 10 -12 | 9 10 10 | 15 | 1.8 · 10 3 |
| 200 | 5 · 10 -7 | 700 | 1.6 · 10 -13 | 5 · 10 9 | 25 | 3 · 10 4 |
| 250 | 9 · 10 -8 | 800 | 3 · 10 -14 | 8 · 10 8 | 40 | 3 · 10 5 |
| 300 | 4 · 10 -8 | 900 | 8 · 10 -15 | 3 · 10 8 | 50 | |
| 400 | 8 · 10 -9 | 1000 | 1 · 10 -15 | 5 · 10 7 | 60 | |
| 500 | 2 · 10 -9 | 1000 | 2 · 10 -16 | 1 · 10 7 | 70 | |
| 700 | 2 · 10 -10 | 1000 | 2 · 10 -17 | 1 · 10 6 | 80 | |
| 1000 | 1 · 10-11 | 1000 | 1 · 10 -18 | 1 · 10 5 | 80 | |
क्षोभ मंडल।
वायुमंडल की सबसे निचली और सबसे घनी परत, जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान तेजी से घटता है, क्षोभमंडल कहलाता है। इसमें वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक होता है और ध्रुवीय और मध्य अक्षांशों में 8-10 किमी की ऊंचाई तक और उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक फैला हुआ है। लगभग सभी मौसम-निर्माण प्रक्रियाएं यहां विकसित होती हैं, पृथ्वी और उसके वायुमंडल के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है, बादल बनते हैं, विभिन्न मौसम संबंधी घटनाएं होती हैं, कोहरे और वर्षा होती है। पृथ्वी के वायुमंडल की ये परतें संवहन संतुलन में हैं और, सक्रिय मिश्रण के कारण, मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) की एक सजातीय रासायनिक संरचना है। प्राकृतिक और मानव निर्मित एरोसोल और गैसीय वायु प्रदूषकों की भारी मात्रा क्षोभमंडल में केंद्रित है। 2 किमी मोटी तक क्षोभमंडल के निचले हिस्से की गतिशीलता अंतर्निहित पृथ्वी की सतह के गुणों पर निर्भर करती है, जो एक गर्म भूमि से अवरक्त के माध्यम से गर्मी के हस्तांतरण के कारण हवा (हवाओं) के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह का विकिरण, जो मुख्य रूप से वाष्पों, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड (ग्रीनहाउस प्रभाव) द्वारा क्षोभमंडल में अवशोषित होता है। ऊंचाई के साथ तापमान का वितरण अशांत और संवहनी मिश्रण के परिणामस्वरूप स्थापित होता है। औसतन, यह लगभग 6.5 K / किमी की ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट से मेल खाती है।
सतह सीमा परत में हवा की गति पहले ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ती है, और इसके ऊपर 2-3 किमी / सेकंड प्रति किलोमीटर की वृद्धि जारी रहती है। कभी-कभी क्षोभमंडल में संकरी ग्रह धाराएँ (30 किमी / सेकंड से अधिक की गति के साथ), मध्य अक्षांशों में और भूमध्य रेखा के पास - पूर्व की ओर होती हैं। उन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है।
ट्रोपोपॉज़।
क्षोभमंडल (ट्रोपोपॉज़) की ऊपरी सीमा पर, तापमान निचले वायुमंडल के लिए अपने न्यूनतम मान तक पहुँच जाता है। यह क्षोभमंडल और इसके ऊपर समताप मंडल के बीच एक संक्रमणकालीन परत है। ट्रोपोपॉज़ की मोटाई सैकड़ों मीटर से 1.5-2 किमी तक होती है, और तापमान और ऊंचाई क्रमशः 190 से 220 K और अक्षांश और मौसम के आधार पर 8 से 18 किमी की सीमा में होती है। शीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में सर्दियों में यह गर्मियों की तुलना में 1-2 किमी कम और 8-15 K तक गर्म होता है। उष्णकटिबंधीय में, मौसमी परिवर्तन बहुत कम होते हैं (ऊंचाई 16-18 किमी, तापमान 180-200 K)। ऊपर जेट धाराएंट्रोपोपॉज़ का टूटना संभव है।
पृथ्वी के वायुमंडल में जल।
पृथ्वी के वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता जल वाष्प और पानी की बूंदों के रूप में एक महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति है, जिसे बादलों और बादल संरचनाओं के रूप में देखना सबसे आसान है। बादलों के साथ आकाश के कवरेज की डिग्री (एक निश्चित समय पर या एक निश्चित अवधि में औसतन), 10-बिंदु पैमाने पर या प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है, जिसे बादल कहा जाता है। बादलों का आकार अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, बादल दुनिया के लगभग आधे हिस्से को कवर करते हैं। बादल छाए रहना मौसम और जलवायु का एक महत्वपूर्ण कारक है। सर्दियों और रात में, बादल पृथ्वी की सतह और हवा की सतह परत के तापमान में कमी को रोकता है, गर्मियों में और दिन के दौरान, यह सूर्य की किरणों से पृथ्वी की सतह के ताप को कमजोर करता है, महाद्वीपों के अंदर की जलवायु को नरम करता है। .
बादल।
बादल वातावरण (पानी के बादल), बर्फ के क्रिस्टल (बर्फ के बादल), या दोनों एक साथ (मिश्रित बादल) में निलंबित पानी की बूंदों के समूह हैं। बूंदों और क्रिस्टल के बढ़ने पर वे वर्षा के रूप में बादलों से बाहर गिरते हैं। बादल मुख्य रूप से क्षोभमंडल में बनते हैं। वे हवा में जल वाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप होते हैं। बादल की बूंदों का व्यास कई माइक्रोन के क्रम में होता है। बादलों में तरल पानी की सामग्री अंशों से लेकर कई ग्राम प्रति मी 3 तक होती है। बादलों को ऊंचाई से पहचाना जाता है: अंतरराष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार, बादलों की 10 प्रजातियां हैं: सिरस, सिरोक्यूम्यलस, सिरोस्ट्रेटस, अल्टोक्यूम्यलस, ऑल्टोस्ट्रेटस, निंबोस्ट्रेटस, स्ट्रेटोक्यूम्यलस, स्ट्रेटोक्यूम्यलस, क्यूम्यलोनिम्बस, क्यूम्यलस।
समताप मंडल में नेक्रियस बादल और मेसोस्फीयर में निशाचर बादल भी देखे जाते हैं।
सिरस के बादल पतले सफेद तंतु के रूप में पारदर्शी बादल होते हैं या एक रेशमी चमक के साथ एक पर्दा होता है, जो कोई छाया नहीं देता है। सिरस के बादल बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं जो ऊपरी क्षोभमंडल में बहुत कम तापमान पर बनते हैं। कुछ प्रकार के सिरस बादल मौसम परिवर्तन के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।
Cirrocumulus बादल ऊपरी क्षोभमंडल में पतले सफेद बादलों की लकीरें या परतें हैं। Cirrocumulus बादल बिना छाया के गुच्छे, लहर, छोटी गेंदों के रूप में छोटे तत्वों से बने होते हैं और मुख्य रूप से बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं।
सिरोस्ट्रेटस बादल ऊपरी क्षोभमंडल में एक सफेद अर्धपारदर्शी घूंघट होते हैं, जो आमतौर पर रेशेदार होते हैं, कभी-कभी फैलते हैं, जिसमें छोटे सुई जैसे या स्तंभ बर्फ के क्रिस्टल होते हैं।
आल्टोक्यूम्यलस बादल निचले और मध्य क्षोभमंडल में सफेद, भूरे या सफेद-भूरे रंग के बादल होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादलों में परतों और लकीरों का रूप होता है, जैसे कि एक के ऊपर एक पड़ी प्लेटों से निर्मित, गोल द्रव्यमान, शाफ्ट, गुच्छे। तीव्र संवहनी गतिविधि के दौरान आल्टोक्यूम्यलस बादल बनते हैं और आमतौर पर इसमें सुपरकूल्ड पानी की बूंदें होती हैं।
आल्टोस्ट्रेटस बादल फिलामेंटस या एकसमान संरचना के भूरे या नीले बादल होते हैं। मध्य क्षोभमंडल में आल्टोस्ट्रेटस बादल देखे जाते हैं, जो कई किलोमीटर की ऊँचाई तक और कभी-कभी क्षैतिज दिशा में हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। आमतौर पर, उच्च स्तर वाले बादल वायु द्रव्यमान के आरोही आंदोलनों से जुड़े ललाट क्लाउड सिस्टम का हिस्सा होते हैं।
स्ट्रैटस बादल एक समान धूसर रंग के बादलों की एक कम (2 किमी और अधिक से) अनाकार परत होते हैं, जो भारी बारिश या बर्फ को जन्म देते हैं। निंबोस्ट्रेटस बादल अत्यधिक लंबवत (कई किलोमीटर तक) और क्षैतिज रूप से (कई हज़ार किलोमीटर) विकसित होते हैं; उनमें बर्फ के टुकड़ों के साथ मिश्रित सुपरकूल्ड पानी की बूंदें होती हैं, जो आमतौर पर वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ी होती हैं।
स्ट्रैटस बादल - निश्चित रूपरेखा के बिना एक समान परत के रूप में निचले स्तर के बादल, ग्रे। पृथ्वी की सतह के ऊपर स्ट्रैटस बादलों की ऊंचाई 0.5-2 किमी है। कभी-कभी स्ट्रेटस बादलों से बूंदा बांदी होती है।
क्यूम्यलस बादल दिन के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर विकास (5 किमी या अधिक तक) के साथ घने, चमकीले सफेद बादल होते हैं। क्यूम्यलस बादलों के शीर्ष गोलाकार रूपरेखा वाले गुंबद या टावर होते हैं। क्यूम्यलस बादल आमतौर पर ठंडी हवा के द्रव्यमान में संवहन बादलों के रूप में दिखाई देते हैं।
स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल ग्रे या सफेद गैर-रेशेदार परतों या गोल बड़े ब्लॉकों की लकीरों के रूप में कम (2 किमी से नीचे) बादल होते हैं। स्ट्रैटोक्यूम्यलस की ऊर्ध्वाधर मोटाई कम होती है। कभी-कभी स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल हल्की वर्षा देते हैं।
क्यूम्यलोनिम्बस बादल एक मजबूत ऊर्ध्वाधर विकास (14 किमी की ऊंचाई तक) के साथ शक्तिशाली और घने बादल हैं, जो गरज, ओलों, आंधी के साथ प्रचुर मात्रा में वर्षा देते हैं। क्यूम्यलोनिम्बस बादल शक्तिशाली मेघपुंज बादलों से विकसित होते हैं, जो बर्फ के क्रिस्टल से युक्त ऊपरी भाग में उनसे भिन्न होते हैं।
समताप मंडल।
क्षोभमंडल के माध्यम से, औसतन 12 से 50 किमी की ऊंचाई पर, क्षोभमंडल समताप मंडल में गुजरता है। निचले हिस्से में करीब 10 किमी तक यानी लगभग 20 किमी की ऊंचाई तक, यह इज़ोटेर्मल है (तापमान लगभग 220 K है)। फिर यह ऊंचाई के साथ बढ़ता है, 50-55 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम 270 K तक पहुंचता है। यहाँ समताप मंडल और उच्चतर मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है, जिसे समताप मंडल कहा जाता है .
समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम होता है। फिर भी, कभी-कभी वे देखे जाते हैं - पतले पारभासी नैकरियस बादल, कभी-कभी समताप मंडल में 20-30 किमी की ऊँचाई पर दिखाई देते हैं। सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले काले आकाश में नैसर्गिक बादल दिखाई देते हैं। आकार में, नैक्रियस बादल सिरस और सिरोक्यूम्यलस बादलों के समान होते हैं।
मध्य वायुमंडल (मेसोस्फीयर)।
लगभग 50 किमी की ऊंचाई पर, मध्यमंडल एक विस्तृत तापमान के शिखर से शुरू होता है अधिकतम . इस अधिकतम क्षेत्र में तापमान बढ़ने का कारण ओजोन अपघटन की एक एक्ज़ोथिर्मिक (यानी गर्मी की रिहाई के साथ) फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया है: 3 + एचवी® 2 + O. ओजोन आणविक ऑक्सीजन के प्रकाश-रासायनिक अपघटन से उत्पन्न होती है О 2
लगभग 2 + एचवी® + और किसी तीसरे अणु एम के साथ एक परमाणु और ऑक्सीजन अणु के ट्रिपल टकराव की बाद की प्रतिक्रिया।
ओ + ओ 2 + एम ® ओ 3 + एम
ओजोन लालच से 2000 से 3000 की सीमा में पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है, और यह विकिरण वातावरण को गर्म करता है। ऊपरी वायुमंडल में ओजोन एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करता है जो हमें सूर्य से पराबैंगनी विकिरण की क्रिया से बचाता है। इस ढाल के बिना, पृथ्वी पर अपने आधुनिक रूपों में जीवन का विकास शायद ही संभव होगा।
सामान्य तौर पर, पूरे मेसोस्फीयर में, वायुमंडलीय तापमान मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर लगभग 180 K के न्यूनतम मान तक कम हो जाता है (जिसे मेसोपॉज़ कहा जाता है, लगभग 80 किमी की ऊँचाई)। मेसोपॉज़ के आसपास, 70-90 किमी की ऊँचाई पर, बर्फ के क्रिस्टल की एक बहुत पतली परत और ज्वालामुखी और उल्कापिंड की धूल के कण दिखाई दे सकते हैं, जो रात के बादलों के एक सुंदर तमाशे के रूप में देखे जाते हैं। सूर्यास्त के तुरंत बाद।
मेसोस्फीयर में, अधिकांश भाग के लिए, पृथ्वी पर गिरने वाले छोटे ठोस उल्कापिंड जल जाते हैं, जिससे उल्कापिंड की घटना होती है।
उल्का, उल्कापिंड और आग के गोले।
पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में 11 किमी/सेकेंड की गति से और ठोस ब्रह्मांडीय कणों या पिंडों से अधिक की गति से घुसपैठ के कारण होने वाली फ्लेरेस और अन्य घटनाएं उल्कापिंड कहलाती हैं। एक नमूदार उज्ज्वल उल्का निशान प्रकट होता है; सबसे शक्तिशाली घटनाएँ, जो अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ होती हैं, कहलाती हैं आग के गोले; उल्काओं की उपस्थिति उल्का वर्षा के साथ जुड़ी हुई है।
उल्का बौछार:
1) एक प्रकाश से कई घंटों या दिनों में उल्काओं के कई प्रभावों की घटना।
2) उल्कापिंडों का एक झुंड सूर्य के चारों ओर एक कक्षा में घूम रहा है।
आकाश के एक निश्चित क्षेत्र में और वर्ष के कुछ दिनों में उल्काओं की व्यवस्थित उपस्थिति, पृथ्वी की कक्षा के प्रतिच्छेदन के कारण कई उल्का पिंडों की एक सामान्य कक्षा के साथ लगभग समान और समान रूप से निर्देशित गति से चलती है, क्योंकि जो आकाश में उनके पथ एक सामान्य बिंदु (उज्ज्वल) से निकलते प्रतीत होते हैं ... उनका नाम उस नक्षत्र के नाम पर रखा गया है जहां दीप्तिमान स्थित है।
उल्का वर्षा अपने प्रकाश प्रभाव से प्रभावशाली होती है, लेकिन अलग-अलग उल्काएं शायद ही कभी देखी जाती हैं। बहुत अधिक असंख्य अदृश्य उल्काएं हैं, जो वातावरण द्वारा अवशोषित होने पर देखने योग्य होने के लिए बहुत छोटी हैं। कुछ सबसे छोटे उल्काएं शायद बिल्कुल भी गर्म नहीं होती हैं, लेकिन केवल वायुमंडल द्वारा ही पकड़ी जाती हैं। कुछ मिलीमीटर से लेकर दस-हज़ारवें मिलीमीटर तक के आकार के इन छोटे कणों को माइक्रोमीटर कहा जाता है। हर दिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंड की मात्रा 100 से 10,000 टन के बीच होती है, और इसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंडों पर पड़ता है।
चूंकि उल्कापिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसलिए इसकी गैसीय संरचना विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर जाती है। उदाहरण के लिए, पत्थर के उल्का लिथियम को वायुमंडल में लाते हैं। धातु उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लौह-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से होकर गुजरती हैं और पृथ्वी की सतह पर जमा हो जाती हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां वर्षों तक बर्फ की चादरें लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी उन्हें समुद्र तल तलछट में पाते हैं।
वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्कापिंड कण लगभग 30 दिनों के भीतर जमा हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि यह ब्रह्मांडीय धूल वर्षा जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि यह जल वाष्प के संघनन के केंद्र के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्कापिंडों की वर्षा से जुड़ी होती है। हालांकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि, चूंकि उल्कापिंड का कुल सेवन सबसे बड़े उल्का बौछार की तुलना में कई गुना अधिक है, इस तरह की एक बारिश के परिणामस्वरूप इस मामले की कुल मात्रा में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है।
हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि सबसे बड़े सूक्ष्म उल्कापिंड और दृश्यमान उल्कापिंड वायुमंडल की उच्च परतों में मुख्य रूप से आयनमंडल में आयनीकरण के लंबे निशान छोड़ते हैं। इस तरह के निशान लंबी दूरी के रेडियो संचार के लिए उपयोग किए जा सकते हैं, क्योंकि वे उच्च आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों को दर्शाते हैं।
वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्काओं की ऊर्जा मुख्य रूप से, और शायद पूरी तरह से, इसके गर्म होने पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के ऊष्मीय संतुलन के छोटे घटकों में से एक है।
उल्कापिंड एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला ठोस है जो अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह पर गिरा है। आमतौर पर पत्थर, लौह-पत्थर और लोहे के उल्कापिंडों के बीच अंतर किया जाता है। उत्तरार्द्ध मुख्य रूप से लोहे और निकल से बने होते हैं। अधिकांश पाए गए उल्कापिंडों का वजन कुछ ग्राम से लेकर कई किलोग्राम तक होता है। सबसे बड़ा पाया गया, लोहे का उल्कापिंड गोबा, जिसका वजन लगभग 60 टन है और अभी भी वहीं है जहां यह दक्षिण अफ्रीका में खोजा गया था। अधिकांश उल्कापिंड क्षुद्रग्रहों के टुकड़े होते हैं, लेकिन कुछ उल्कापिंड चंद्रमा से और यहां तक कि मंगल से भी पृथ्वी पर आए होंगे।
बोलाइड एक बहुत चमकीला उल्का है, जिसे कभी-कभी दिन के दौरान भी देखा जाता है, जो अक्सर एक धुएँ के रंग का निशान छोड़ जाता है और ध्वनि की घटनाओं के साथ होता है; अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ समाप्त होता है।
बाह्य वायुमंडल।
मेसोपॉज़ के न्यूनतम तापमान से ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है, जिसमें तापमान, पहले धीरे-धीरे, और फिर तेज़ी से फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है। परमाणु ऑक्सीजन के आयनीकरण के कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर सूर्य से पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण इसका कारण है: O + एचवी® + + इ।
थर्मोस्फीयर में, तापमान लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक लगातार बढ़ता है, जहां यह दोपहर में सौर गतिविधि के अधिकतम 1800 K के युग में पहुंचता है। न्यूनतम के युग में, यह सीमित तापमान 1000 K से कम हो सकता है। 400 किमी से ऊपर, वायुमंडल इज़ोटेर्मल एक्सोस्फीयर में गुजरता है। महत्वपूर्ण स्तर (एक्सोस्फीयर का आधार) लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर है।
ऑरोरस और कृत्रिम उपग्रहों की कई कक्षाएँ, साथ ही निशाचर बादल - ये सभी घटनाएं मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में होती हैं।
ध्रुवीय रोशनी।
चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के दौरान उच्च अक्षांशों पर औरोरा देखे जाते हैं। वे कई मिनट तक रह सकते हैं, लेकिन अक्सर कई घंटों तक दिखाई देते हैं। औरोरा आकार, रंग और तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं, ये सभी कभी-कभी समय के साथ बहुत तेज़ी से बदलते हैं। ऑरोरल स्पेक्ट्रम में उत्सर्जन रेखाएं और बैंड होते हैं। ऑरोरल स्पेक्ट्रम में, रात के आकाश से कुछ उत्सर्जन में वृद्धि होती है, मुख्य रूप से हरे और लाल रेखाएं 5577 और l 6300 ऑक्सीजन पर होती हैं। ऐसा होता है कि इनमें से एक रेखा दूसरे की तुलना में कई गुना अधिक तीव्र होती है, और यह चमक के दृश्य रंग को निर्धारित करती है: हरा या लाल। ध्रुवीय क्षेत्रों में रेडियो संचार में व्यवधान के साथ चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी भी होती है। अशांति का कारण आयनमंडल में परिवर्तन है, जिसका अर्थ है कि चुंबकीय तूफान के दौरान आयनीकरण का एक शक्तिशाली स्रोत काम करता है। यह स्थापित किया गया है कि मजबूत चुंबकीय तूफान तब होते हैं जब सौर डिस्क के केंद्र के पास सनस्पॉट के बड़े समूह मौजूद होते हैं। अवलोकनों से पता चला है कि तूफान स्वयं सनस्पॉट से जुड़े नहीं हैं, बल्कि सोलर फ्लेयर्स के साथ हैं जो सनस्पॉट के एक समूह के विकास के दौरान दिखाई देते हैं।
औरोरा पृथ्वी के उच्च-अक्षांश क्षेत्रों में देखे गए तीव्र गति के साथ बदलती तीव्रता के प्रकाश का एक स्पेक्ट्रम है। दृश्य अरोरा में परमाणु ऑक्सीजन की हरी (5577Å) और लाल (6300 / 6364Å) उत्सर्जन लाइनें और N 2 के आणविक बैंड होते हैं, जो सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के ऊर्जावान कणों से उत्साहित होते हैं। ये उत्सर्जन आमतौर पर लगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई पर प्रदर्शित होते हैं। ऑप्टिकल ऑरोरा शब्द का उपयोग दृश्य अरोरा और उनके उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को अवरक्त से पराबैंगनी तक संदर्भित करने के लिए किया जाता है। स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में विकिरण ऊर्जा दृश्य क्षेत्र की ऊर्जा से काफी अधिक है। जब औरोरा दिखाई दिया, तो ULF में उत्सर्जन देखा गया (
औरोरा के वास्तविक रूपों को वर्गीकृत करना कठिन है; निम्नलिखित शब्दों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:
1. शांत वर्दी चाप या धारियां। चाप आमतौर पर भू-चुंबकीय समानांतर (ध्रुवीय क्षेत्रों में सूर्य की ओर) की दिशा में ~ 1000 किमी तक फैला होता है और इसकी चौड़ाई एक से कई दसियों किलोमीटर तक होती है। एक पट्टी एक चाप की अवधारणा का एक सामान्यीकरण है; इसमें आमतौर पर एक नियमित धनुषाकार आकार नहीं होता है, लेकिन S अक्षर के रूप में या सर्पिल के रूप में झुकता है। चाप और धारियां 100-150 किमी की ऊंचाई पर स्थित हैं।
2. औरोरा की किरणें . यह शब्द कई दसियों से कई सौ किलोमीटर तक की ऊर्ध्वाधर लंबाई के साथ, बल की चुंबकीय रेखाओं के साथ लम्बी एक औरोरल संरचना को संदर्भित करता है। किरणों की क्षैतिज लंबाई कई दसियों मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक छोटी होती है। किरणें आमतौर पर चापों में या अलग-अलग संरचनाओं के रूप में देखी जाती हैं।
3. दाग या सतह . ये चमक के अलग-अलग क्षेत्र हैं जिनका कोई निश्चित आकार नहीं होता है। व्यक्तिगत धब्बे संबंधित हो सकते हैं।
4. घूंघट। अरोरा का एक असामान्य रूप, जो एक समान चमक है जो आकाश के बड़े क्षेत्रों को कवर करती है।
संरचना के संदर्भ में, औरोरस को सजातीय, भुरभुरा और दीप्तिमान में विभाजित किया गया है। विभिन्न शब्दों का प्रयोग किया जाता है; स्पंदनशील चाप, स्पंदनशील सतह, विसरित सतह, दीप्तिमान पट्टी, चिलमन, आदि। उनके रंग के आधार पर औरोरा का वर्गीकरण है। इस वर्गीकरण के अनुसार, प्रकार के औरोरस ए... शीर्ष या सभी लाल हैं (6300-6364 )। वे आमतौर पर उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ 300-400 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं।
औरोरस प्रकार वीनिचले हिस्से में लाल रंग में रंगे होते हैं और पहले सकारात्मक सिस्टम एन 2 और पहले नकारात्मक सिस्टम ओ 2 के बैंड के ल्यूमिनेसेंस से जुड़े होते हैं। औरोरा के ये रूप औरोरा के सबसे सक्रिय चरणों के दौरान प्रकट होते हैं।
क्षेत्र ध्रुवीय रोशनी – पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर पर्यवेक्षकों के अनुसार, ये रात में औरोरल घटना की अधिकतम आवृत्ति के क्षेत्र हैं। ज़ोन 67° उत्तर और दक्षिण अक्षांश पर स्थित हैं, और उनकी चौड़ाई लगभग 6° है। भू-चुंबकीय स्थानीय समय के किसी दिए गए क्षण के अनुरूप अधिकतम ऑरोरल उपस्थिति अंडाकार जैसी बेल्ट (अरोरल अंडाकार) में होती है, जो उत्तर और दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुवों के चारों ओर विषम रूप से स्थित होती हैं। ऑरोरल ओवल अक्षांश-समय निर्देशांक में तय किया गया है, और ऑरोरल ज़ोन अक्षांश-देशांतर निर्देशांक में अंडाकार के मध्यरात्रि क्षेत्र के बिंदुओं का स्थान है। अंडाकार पेटी रात के क्षेत्र में भू-चुंबकीय ध्रुव से लगभग 23 ° और दिन के क्षेत्र में 15 ° स्थित है।
ऑरोरा बोरेलिस और ऑरोरल जोन का ओवल।ऑरोरल ओवल का स्थान भू-चुंबकीय गतिविधि पर निर्भर करता है। उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ अंडाकार चौड़ा हो जाता है। उरोरा या ऑरोरल अंडाकार सीमाओं के क्षेत्रों को द्विध्रुवीय निर्देशांक की तुलना में 6.4 के एल मान द्वारा बेहतर ढंग से दर्शाया जाता है। ऑरोरल अंडाकार के दिन के समय क्षेत्र की सीमा पर भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं मेल खाती हैं चुंबकत्व.ऑरोरल ओवल की स्थिति में परिवर्तन भू-चुंबकीय अक्ष और पृथ्वी की दिशा - सूर्य के बीच के कोण के आधार पर देखा जाता है। कुछ ऊर्जाओं के कणों (इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन) की वर्षा के आंकड़ों के आधार पर ऑरोरल ओवल भी निर्धारित किया जाता है। इसकी स्थिति को डेटा से स्वतंत्र रूप से निर्धारित किया जा सकता है उभारदिन की ओर और मैग्नेटोस्फीयर की पूंछ में।
ऑरोरल ज़ोन में औरोरस की घटना की आवृत्ति में दैनिक भिन्नता भू-चुंबकीय मध्यरात्रि में अधिकतम और भू-चुंबकीय दोपहर में न्यूनतम होती है। अंडाकार के भूमध्य रेखा पर, औरोरस की घटना की आवृत्ति तेजी से कम हो जाती है, लेकिन दैनिक विविधताओं का रूप बना रहता है। अंडाकार के ध्रुवीय पक्ष पर, अरोरा की घटना की आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है और जटिल दैनिक परिवर्तनों की विशेषता होती है।
औरोरा की तीव्रता।
औरोरा तीव्रता स्पष्ट चमक सतह को मापने के द्वारा निर्धारित किया जाता है। सतह की चमक मैंएक निश्चित दिशा में औरोरा 4p . के कुल उत्सर्जन से निर्धारित होता है मैंफोटॉन / (सेमी 2 एस)। चूंकि यह मान वास्तविक सतह चमक नहीं है, लेकिन स्तंभ से उत्सर्जन का प्रतिनिधित्व करता है, यूनिट फोटॉन / (सेमी 2 कॉलम एस) आमतौर पर औरोरस के अध्ययन में उपयोग किया जाता है। कुल उत्सर्जन को मापने के लिए सामान्य इकाई रेले (आरएल) 10 6 फोटॉन / (सेमी 2 · कॉलम · एस) के बराबर है। ऑरोरल तीव्रता की एक अधिक व्यावहारिक इकाई एक लाइन या बैंड के उत्सर्जन से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, अरोरा की तीव्रता अंतर्राष्ट्रीय चमक गुणांक (ICF) द्वारा निर्धारित की जाती है। ग्रीन लाइन (5577 ) की तीव्रता के आंकड़ों के अनुसार; 1 kRL = I MCQ, 10 kRL = II MCQ, 100 kRL = III MCQ, 1000 CRL = IV MCQ (औरोरा बोरेलिस की अधिकतम तीव्रता)। इस वर्गीकरण का उपयोग लाल औरोरा के लिए नहीं किया जा सकता है। युग की खोजों में से एक (1957-1958) चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष एक अंडाकार विस्थापित के रूप में अरोरा के अंतरिक्ष-समय वितरण की स्थापना थी। चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष अरोरा के वितरण के गोलाकार आकार के बारे में सरल विचारों से था मैग्नेटोस्फीयर के आधुनिक भौतिकी में संक्रमण पूरा हो गया था। खोज का सम्मान ओ। खोरोशेवा, और जी। स्टार्कोव, वाई। फेल्डस्टीन, एस। आई। अकासोफ और कई अन्य शोधकर्ताओं के अंतर्गत आता है, जिन्होंने ऑरोरल ओवल के विचारों का गहन विकास किया। ऑरोरल ओवल पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल पर सबसे तीव्र सौर पवन प्रभाव के क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। औरोरा की तीव्रता अंडाकार में सबसे अधिक होती है, और इसकी गतिकी पर उपग्रहों द्वारा लगातार नजर रखी जाती है।
स्थिर औरोरल लाल चाप।
लगातार ऑरोरल रेड आर्क, अन्यथा मध्य अक्षांश लाल चाप कहा जाता है या एम-आर्क, एक सबविज़ुअल (आंख की संवेदनशीलता की सीमा से नीचे) चौड़ा चाप है जो पूर्व से पश्चिम तक हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है और संभवतः पूरी पृथ्वी को घेर रहा है। चाप की अक्षांशीय लंबाई 600 किमी है। स्थिर ऑरोरल लाल चाप से उत्सर्जन व्यावहारिक रूप से लाल रेखाओं l 6300 और l 6364 में एकवर्णी होता है। 5577 (OI) और l 4278 (N + 2) पर कमजोर उत्सर्जन लाइनें भी हाल ही में बताई गई हैं। लगातार लाल चापों को औरोरा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन वे बहुत अधिक ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। निचली सीमा 300 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, ऊपरी सीमा लगभग 700 किमी है। एल 6300 के उत्सर्जन में शांत अरोरल लाल चाप की तीव्रता 1 से 10 केआरएल (सामान्य मूल्य 6 केआरएल) है। इस तरंग दैर्ध्य पर आंख की संवेदनशीलता सीमा लगभग 10 kRl है, जिससे कि चाप शायद ही कभी दृष्टिगत रूप से देखे जाते हैं। हालांकि, अवलोकनों से पता चला है कि 10% रातों में उनकी चमक> 50 kRl है। चापों का सामान्य जीवनकाल लगभग एक दिन का होता है, और वे अगले दिनों शायद ही कभी दिखाई देते हैं। उपग्रहों या रेडियो स्रोतों से रेडियो तरंगें स्थिर औरोरल लाल चापों को पार करती हैं, जो चमकने के लिए प्रवण होती हैं, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व अनियमितताओं के अस्तित्व का संकेत देती हैं। लाल चापों के लिए सैद्धांतिक व्याख्या यह है कि क्षेत्र के गर्म इलेक्ट्रॉन एफआयनमंडल ऑक्सीजन परमाणुओं में वृद्धि का कारण बनता है। उपग्रह अवलोकन भू-चुंबकीय क्षेत्र के बल की तर्ज पर इलेक्ट्रॉन तापमान में वृद्धि दिखाते हैं, जो स्थिर ऑरोरल लाल चापों को काटते हैं। इन चापों की तीव्रता सकारात्मक रूप से भू-चुंबकीय गतिविधि (तूफान) के साथ सहसंबद्ध होती है, और चापों की उपस्थिति की आवृत्ति सकारात्मक रूप से सनस्पॉट बनाने वाली गतिविधि से संबंधित होती है।
अरोड़ा बदल रहा है।
अरोरा के कुछ रूप तीव्रता में अर्ध-आवधिक और सुसंगत अस्थायी भिन्नताओं का अनुभव करते हैं। मोटे तौर पर स्थिर ज्यामिति और चरण में होने वाली तीव्र आवधिक विविधताओं के साथ इन औरोराओं को बदलते अरोरा कहा जाता है। उन्हें औरोरा के रूप में वर्गीकृत किया गया है आकार आरऑरोरा बोरेलिस के अंतर्राष्ट्रीय एटलस के अनुसार बदलते अरोरा का अधिक विस्तृत उपखंड:
आर 1 (स्पंदित औरोरा) औरोरा के पूरे रूप में चमक में एक समान चरण भिन्नता के साथ एक चमक है। परिभाषा के अनुसार, एक आदर्श स्पंदनशील अरोरा में, स्पंदन के स्थानिक और लौकिक भागों को अलग किया जा सकता है, अर्थात। चमक मैं(आर, टी)= मैं(आर)· यह(टी) ठेठ ध्रुवीय रोशनी में आर 1, स्पंदन 0.01 से 10 हर्ट्ज की कम तीव्रता (1-2 kRl) की आवृत्ति के साथ होता है। सबसे औरोरा आर 1 - ये धब्बे या चाप हैं जो कई सेकंड की अवधि के साथ स्पंदित होते हैं।
आर 2 (उग्र अरोरा बोरेलिस)। यह शब्द आमतौर पर एक आकृति का वर्णन करने के बजाय, ज्वाला जैसी गतियों को संदर्भित करने के लिए प्रयोग किया जाता है जो आकाश को भरते हैं। अरोरा चाप के रूप में होते हैं और आमतौर पर 100 किमी की ऊंचाई से ऊपर की ओर बढ़ते हैं। ये औरोरा अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और औरोरा बोरेलिस के बाहर अधिक बार होते हैं।
आर 3 (झिलमिलाता अरोरा)। ये तेज, अनियमित या नियमित रूप से चमक में बदलाव के साथ अरोरा हैं, जो पूरे आकाश में टिमटिमाती लौ का आभास देते हैं। वे औरोरा के क्षय से कुछ समय पहले दिखाई देते हैं। भिन्नता की सामान्य रूप से देखी गई आवृत्ति आर 3 10 ± 3 हर्ट्ज के बराबर है।
स्ट्रीमिंग ऑरोरा शब्द, स्पंदित औरोरा के एक अन्य वर्ग के लिए इस्तेमाल किया जाता है, औरोरा के आर्क और बैंड में तेजी से क्षैतिज रूप से चलने वाली चमक में अनियमित भिन्नताओं को संदर्भित करता है।
बदलते अरोरा सौर-स्थलीय घटनाओं में से एक है जो भू-चुंबकीय क्षेत्र और ऑरोरल एक्स-रे के स्पंदनों के साथ होता है, जो सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के कणों की वर्षा के कारण होता है।
ध्रुवीय टोपी की चमक को पहली नकारात्मक प्रणाली N + 2 (l 3914 ) के बैंड की उच्च तीव्रता की विशेषता है। आमतौर पर, ये N + 2 बैंड ग्रीन लाइन OI l 5577 की तुलना में पांच गुना अधिक तीव्र होते हैं; ध्रुवीय कैप ल्यूमिनेसिसेंस की पूर्ण तीव्रता 0.1 से 10 kPl (आमतौर पर 1–3 kPl) होती है। पीसीए अवधियों के दौरान दिखाई देने वाले इन औरोराओं के साथ, एक समान चमक लगभग 30 से 80 किमी की ऊंचाई पर 60 ° भू-चुंबकीय अक्षांश तक संपूर्ण ध्रुवीय टोपी को कवर करती है। यह मुख्य रूप से 10-100 MeV की ऊर्जा वाले सौर प्रोटॉन और डी-कणों द्वारा उत्पन्न होता है, जो इन ऊंचाई पर अधिकतम आयनीकरण करते हैं। ऑरोरल ज़ोन में एक अन्य प्रकार की चमक होती है, जिसे मेंटल ऑरोरा कहा जाता है। इस प्रकार के ऑरोरल ल्यूमिनेसेंस के लिए, सुबह के घंटों में दैनिक अधिकतम तीव्रता 1-10 kRl है, और न्यूनतम तीव्रता पांच गुना कमजोर है। मेंटल ऑरोरा के अवलोकन संख्या में कम हैं; उनकी तीव्रता भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।
वातावरण चमककिसी ग्रह के वायुमंडल द्वारा उत्पन्न और उत्सर्जित विकिरण के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वायुमंडल से गैर-थर्मल विकिरण है, औरोरा के उत्सर्जन, बिजली के निर्वहन और उल्कापिंडों के उत्सर्जन के अपवाद के साथ। इस शब्द का प्रयोग पृथ्वी के वायुमंडल (रात की चमक, गोधूलि और दिन के समय) को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। वातावरण की चमक वातावरण में प्रकाश का केवल एक अंश है। अन्य स्रोत सूर्य से स्टारलाइट, राशि चक्र प्रकाश और दिन के उजाले बिखरे हुए प्रकाश हैं। कभी-कभी, वायुमंडल की चमक प्रकाश की कुल मात्रा का 40% तक हो सकती है। वायुमंडल की चमक अलग-अलग ऊंचाई और मोटाई की वायुमंडलीय परतों में होती है। वायुमंडलीय चमक स्पेक्ट्रम 1000 से 22.5 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य को कवर करता है। वायुमंडल की चमक में मुख्य उत्सर्जन रेखा l 5577 है, जो 30-40 किमी मोटी परत में 90-100 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देती है। चमक की उपस्थिति ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन पर आधारित चेम्पेन तंत्र के कारण होती है। अन्य उत्सर्जन लाइनें l 6300 हैं, जो NI l 5198/5201 और NI l 5890/5896 के विघटनकारी O + 2 पुनर्संयोजन और उत्सर्जन के मामले में दिखाई देती हैं।
वायुमण्डल की चमक की तीव्रता रेले में मापी जाती है। चमक (रेले में) 4 पीडब्ल्यू के बराबर है, जहां कोणीय सतह है, 10 6 फोटॉन / (सेमी 2 · एसआर · एस) की इकाइयों में उत्सर्जक परत की चमक। चमक की तीव्रता अक्षांश (अलग-अलग उत्सर्जन के लिए अलग-अलग) पर निर्भर करती है, और दिन के दौरान अधिकतम मध्यरात्रि के साथ भी बदलती है। 10.7 सेमी की तरंग दैर्ध्य पर सूर्य के धब्बों की संख्या और सौर विकिरण के प्रवाह के साथ वातावरण l 5577 के उत्सर्जन के लिए एक सकारात्मक सहसंबंध नोट किया गया था। उपग्रह प्रयोगों के दौरान वातावरण की चमक देखी जाती है। बाह्य अंतरिक्ष से, यह पृथ्वी के चारों ओर प्रकाश की एक अंगूठी की तरह दिखता है और इसका रंग हरा होता है।
ओजोनमंडल।
20-25 किमी की ऊंचाई पर, ओजोन ओ 3 (ऑक्सीजन सामग्री के 2 × 10-7 तक) की नगण्य मात्रा की अधिकतम सांद्रता पहुँच जाती है, जो लगभग 10 से 10 की ऊँचाई पर सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में उत्पन्न होती है। 50 किमी, सौर विकिरण को आयनित करने से ग्रह की रक्षा करना। ओजोन अणुओं की अत्यंत कम संख्या के बावजूद, वे पृथ्वी पर सभी जीवन को सूर्य से आने वाली शॉर्ट-वेव (पराबैंगनी और एक्स-रे) विकिरण के विनाशकारी प्रभावों से बचाते हैं। यदि आप सभी अणुओं को वायुमंडल के तल में जमा करते हैं, तो आपको 3-4 मिमी से अधिक मोटी परत नहीं मिलती है! 100 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, प्रकाश गैसों का अनुपात बढ़ जाता है, और बहुत अधिक ऊंचाई पर, हीलियम और हाइड्रोजन प्रबल होते हैं; कई अणु अलग-अलग परमाणुओं में अलग हो जाते हैं, जो सूर्य के कठोर विकिरण से आयनित होकर आयनमंडल का निर्माण करते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में हवा का दबाव और घनत्व ऊंचाई के साथ घटता जाता है। तापमान वितरण के आधार पर, पृथ्वी के वायुमंडल को क्षोभमंडल, समताप मंडल, मध्यमंडल, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर में विभाजित किया गया है। .
20-25 किमी की ऊंचाई पर है ओजोन परत... ओजोन का निर्माण सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण पर ऑक्सीजन अणुओं के क्षय के कारण होता है, जिसकी तरंग दैर्ध्य 0.1–0.2 माइक्रोन से कम होती है। मुक्त ऑक्सीजन ओ 2 अणुओं के साथ मिलकर ओजोन ओ 3 बनाती है, जो 0.29 माइक्रोन से कम की सभी पराबैंगनी प्रकाश को लालच से अवशोषित करती है। ओजोन ओ 3 अणु लघु-तरंग विकिरण द्वारा आसानी से नष्ट हो जाते हैं। इसलिए, इसके दुर्लभ होने के बावजूद, ओजोन परत सूर्य के पराबैंगनी विकिरण को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है, जो उच्च और पारदर्शी वायुमंडलीय परतों से होकर गुजरी है। इसके लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर रहने वाले जीव सूर्य से पराबैंगनी प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षित हैं।
आयनमंडल।
सूर्य से विकिरण वायुमंडल के परमाणुओं और अणुओं को आयनित करता है। आयनीकरण की डिग्री पहले से ही 60 किलोमीटर की ऊंचाई पर महत्वपूर्ण हो जाती है और पृथ्वी से दूरी के साथ तेजी से बढ़ती है। वायुमंडल में अलग-अलग ऊंचाई पर, विभिन्न अणुओं के पृथक्करण और विभिन्न परमाणुओं और आयनों के बाद के आयनीकरण की प्रक्रियाएं क्रमिक रूप से होती हैं। ये मुख्य रूप से ऑक्सीजन के अणु O 2, नाइट्रोजन N 2 और उनके परमाणु हैं। इन प्रक्रियाओं की तीव्रता के आधार पर, 60 किलोमीटर से ऊपर स्थित वायुमंडल की विभिन्न परतों को आयनोस्फेरिक परतें कहा जाता है। , और आयनमंडल द्वारा उनकी समग्रता . निचली परत, जिसका आयनीकरण नगण्य है, न्यूट्रोस्फीयर कहलाता है।
आयनमंडल में आवेशित कणों की अधिकतम सांद्रता 300-400 किमी की ऊँचाई पर पहुँच जाती है।
आयनमंडल के अध्ययन का इतिहास।
ऊपरी वायुमंडल में एक संवाहक परत के अस्तित्व की परिकल्पना को 1878 में अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टुअर्ट द्वारा भू-चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं की व्याख्या करने के लिए सामने रखा गया था। फिर 1902 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैनेडी और इंग्लैंड में हेविसाइड ने स्वतंत्र रूप से बताया कि लंबी दूरी पर रेडियो तरंगों के प्रसार की व्याख्या करने के लिए, उच्च परतों में उच्च चालकता वाले क्षेत्रों के अस्तित्व को मान लेना आवश्यक है। वातावरण। 1923 में, शिक्षाविद एमवी शुलीकिन, विभिन्न आवृत्तियों की रेडियो तरंगों के प्रसार की विशेषताओं पर विचार करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि आयनमंडल में कम से कम दो परावर्तक परतें हैं। फिर 1925 में अंग्रेजी शोधकर्ताओं एपलटन और बार्नेट, साथ ही ब्रेइट और टुवे ने पहली बार प्रयोगात्मक रूप से रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने वाले क्षेत्रों के अस्तित्व को साबित किया, और उनके व्यवस्थित अध्ययन की नींव रखी। उस समय से, इन परतों के गुणों का एक व्यवस्थित अध्ययन, जिसे आम तौर पर आयनोस्फीयर कहा जाता है, किया गया है, जो कई भूभौतिकीय घटनाओं में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं जो रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब और अवशोषण को निर्धारित करते हैं, जो कि बहुत महत्वपूर्ण है व्यावहारिक उद्देश्य, विशेष रूप से विश्वसनीय रेडियो संचार सुनिश्चित करने के लिए।
1930 के दशक में, आयनमंडल की स्थिति का व्यवस्थित अवलोकन शुरू हुआ। हमारे देश में, एमए बॉंच-ब्रुविच की पहल पर, इसके आवेग ध्वनि के लिए प्रतिष्ठान बनाए गए थे। आयनोस्फीयर के कई सामान्य गुणों, इसकी मुख्य परतों की ऊंचाई और इलेक्ट्रॉन सांद्रता की जांच की गई।
60-70 किमी की ऊंचाई पर, परत डी देखी जाती है, 100-120 किमी की ऊंचाई पर, परत इ, ऊंचाई पर, 180-300 किमी की ऊंचाई पर डबल परत एफ 1 और एफ 2. इन परतों के मुख्य पैरामीटर तालिका 4 में दिखाए गए हैं।
| तालिका 4. | ||||||
| आयनमंडल क्षेत्र | अधिकतम ऊंचाई, किमी | टी आई , क | दिन | रात एन ई , सेमी -3 | ए΄, एम 3 एस – 1 | |
| मिनट एन ई , सेमी -3 | मैक्स एन ई , सेमी -3 | |||||
| डी | 70 | 20 | 100 | 200 | 10 | 10 –6 |
| इ | 110 | 270 | 1.5 · 10 5 | 3 · 10 5 | 3000 | 10 –7 |
| एफ 1 | 180 | 800–1500 | 3 · 10 5 | 5 · 10 5 | – | 3 · 10 -8 |
| एफ 2 (सर्दी) | 220–280 | 1000–2000 | 6 · 10 5 | 25 · 10 5 | ~10 5 | 2 · 10 -10 |
| एफ 2 (गर्मी) | 250–320 | 1000–2000 | 2 · 10 5 | 8 10 5 | ~ 3 · 10 5 | 10 –10 |
| एन ई- इलेक्ट्रॉन सांद्रता, ई - इलेक्ट्रॉन आवेश, टी आईआयन तापमान है, a΄ पुनर्संयोजन गुणांक है (जो निर्धारित करता है कि एन ईऔर समय में इसका परिवर्तन) | ||||||
औसत मान दिए जाते हैं क्योंकि वे विभिन्न अक्षांशों, दिन के समय और मौसमों के लिए भिन्न होते हैं। लंबी दूरी के रेडियो संचार को सुनिश्चित करने के लिए इस तरह के डेटा आवश्यक हैं। उनका उपयोग विभिन्न शॉर्टवेव रेडियो लिंक के लिए ऑपरेटिंग आवृत्तियों के चयन में किया जाता है। रेडियो संचार की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए दिन के अलग-अलग समय और अलग-अलग मौसमों में आयनमंडल की स्थिति के आधार पर उनके परिवर्तनों का ज्ञान अत्यंत महत्वपूर्ण है। आयनोस्फीयर पृथ्वी के वायुमंडल की आयनित परतों का एक समूह है, जो 60 किमी के क्रम की ऊंचाई से शुरू होता है और हजारों किमी की ऊंचाई तक फैलता है। पृथ्वी के वायुमंडल के आयनीकरण का मुख्य स्रोत सूर्य से आने वाली पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण है, जो मुख्य रूप से सौर क्रोमोस्फीयर और कोरोना में होती है। इसके अलावा, ऊपरी वायुमंडल के आयनीकरण की डिग्री सौर फ्लेयर्स के दौरान उत्पन्न होने वाली सौर कोरपसकुलर धाराओं के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणों और उल्कापिंड कणों से प्रभावित होती है।
आयनोस्फेरिक परतें
- ये वायुमंडल के ऐसे क्षेत्र हैं जिनमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता के अधिकतम मान (अर्थात, उनकी संख्या प्रति इकाई आयतन) तक पहुँच जाते हैं। विद्युत आवेशित मुक्त इलेक्ट्रॉन और (कुछ हद तक, कम मोबाइल आयन) वायुमंडलीय गैसों के परमाणुओं के आयनीकरण से उत्पन्न होते हैं, रेडियो तरंगों (यानी, विद्युत चुम्बकीय दोलनों) के साथ बातचीत करते हुए, उनकी दिशा बदल सकते हैं, उन्हें प्रतिबिंबित या अपवर्तित कर सकते हैं और उनकी ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं। . नतीजतन, दूर के रेडियो स्टेशनों को प्राप्त करते समय, विभिन्न प्रभाव हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, रेडियो संचार का लुप्त होना, दूर के स्टेशनों की श्रव्यता में वृद्धि, ब्लैकआउटआदि। घटना
अनुसंधान की विधियां।
पृथ्वी से आयनोस्फीयर का अध्ययन करने के शास्त्रीय तरीकों को स्पंदित ध्वनि के लिए कम कर दिया गया है - रेडियो दालों को भेजना और आयनोस्फीयर की विभिन्न परतों से उनके प्रतिबिंबों को देरी के समय को मापने और परावर्तित संकेतों की तीव्रता और आकार का अध्ययन करना। विभिन्न आवृत्तियों पर रेडियो दालों के प्रतिबिंब की ऊंचाई को मापकर, विभिन्न क्षेत्रों की महत्वपूर्ण आवृत्तियों का निर्धारण (रेडियो पल्स की वाहक आवृत्ति को महत्वपूर्ण कहा जाता है, जिसके लिए आयनोस्फीयर का एक निश्चित क्षेत्र पारदर्शी हो जाता है), यह निर्धारित करना संभव है परतों में इलेक्ट्रॉन एकाग्रता का मूल्य और दी गई आवृत्तियों के लिए प्रभावी ऊंचाई, और दिए गए रेडियो पथों के लिए इष्टतम आवृत्तियों का चयन करना। रॉकेट प्रौद्योगिकी के विकास और कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों (एईएस) और अन्य अंतरिक्ष यान के अंतरिक्ष युग के आगमन के साथ, निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष प्लाज्मा के मापदंडों को सीधे मापना संभव हो गया, जिसका निचला हिस्सा आयनमंडल है।
विशेष रूप से लॉन्च किए गए रॉकेटों के बोर्ड से और उपग्रह उड़ान मार्गों के साथ किए गए इलेक्ट्रॉन एकाग्रता के माप, आयनोस्फीयर की संरचना पर जमीन-आधारित विधियों द्वारा पहले प्राप्त आंकड़ों की पुष्टि और परिष्कृत करते हैं, ऊंचाई के साथ इलेक्ट्रॉन एकाग्रता का वितरण पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों और मुख्य अधिकतम से ऊपर इलेक्ट्रॉन एकाग्रता के मूल्यों को प्राप्त करना संभव बना दिया - परत एफ... पहले, परावर्तित शॉर्ट-वेव रेडियो दालों के अवलोकन के आधार पर ध्वनि विधियों द्वारा ऐसा करना असंभव था। यह पाया गया कि दुनिया के कुछ क्षेत्रों में कम इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले काफी स्थिर क्षेत्र हैं, नियमित "आयनोस्फेरिक हवाएं", आयनोस्फीयर में अजीबोगरीब तरंग प्रक्रियाएं उत्पन्न होती हैं जो आयनोस्फीयर की स्थानीय गड़बड़ी को उनके उत्तेजना के स्थान से हजारों किलोमीटर दूर ले जाती हैं। , और भी बहुत कुछ। विशेष रूप से अत्यधिक संवेदनशील रिसीवरों के निर्माण ने आयनमंडल के स्पंदित ध्वनि के स्टेशनों पर आयनमंडल के निम्नतम क्षेत्रों (आंशिक प्रतिबिंबों के स्टेशनों) से आंशिक रूप से परावर्तित स्पंदित संकेतों को प्राप्त करना संभव बना दिया। एंटेना के उपयोग के साथ मीटर और डेसीमीटर तरंग दैर्ध्य में शक्तिशाली स्पंदित प्रतिष्ठानों के उपयोग से विकिरणित ऊर्जा की उच्च सांद्रता की अनुमति मिलती है, जिससे आयनोस्फीयर द्वारा विभिन्न ऊंचाइयों पर बिखरे संकेतों का निरीक्षण करना संभव हो जाता है। इन संकेतों के स्पेक्ट्रा की विशेषताओं का अध्ययन, आयनोस्फेरिक प्लाज्मा के इलेक्ट्रॉनों और आयनों द्वारा सुसंगत रूप से बिखरे हुए नहीं (इसके लिए, रेडियो तरंगों के असंगत प्रकीर्णन के लिए स्टेशनों का उपयोग किया गया था) ने इलेक्ट्रॉनों और आयनों की एकाग्रता को निर्धारित करना संभव बना दिया, उनके कई हजार किलोमीटर की ऊंचाई तक विभिन्न ऊंचाइयों पर बराबर तापमान। यह पता चला कि आयनमंडल उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों के लिए काफी पारदर्शी है।
पृथ्वी के आयनमंडल में 300 किमी की ऊँचाई पर विद्युत आवेशों की सांद्रता (इलेक्ट्रॉन सांद्रता आयनिक के बराबर होती है) दिन के दौरान लगभग 10 6 सेमी -3 होती है। इस घनत्व का प्लाज्मा 20 मीटर से अधिक लंबी रेडियो तरंगों को दर्शाता है, और छोटी तरंगों को प्रसारित करता है।
दिन और रात की स्थितियों के लिए आयनमंडल में इलेक्ट्रॉन सांद्रता का विशिष्ट ऊर्ध्वाधर वितरण।
आयनमंडल में रेडियो तरंगों का प्रसार।
दूर के प्रसारण स्टेशनों का स्थिर स्वागत उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों के साथ-साथ दिन के समय, मौसम और इसके अलावा, सौर गतिविधि पर निर्भर करता है। सौर गतिविधि आयनमंडल की स्थिति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। ग्राउंड स्टेशन द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगें सभी प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरह एक सीधी रेखा में फैलती हैं। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पृथ्वी की सतह और उसके वायुमंडल की आयनित परतें दोनों एक विशाल संधारित्र की प्लेटों के रूप में कार्य करती हैं, जो प्रकाश पर दर्पणों की क्रिया की तरह उन पर कार्य करती हैं। उनसे परावर्तित करते हुए, रेडियो तरंगें कई हजारों किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं, दुनिया भर में सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की विशाल छलांग में झुकती हैं, आयनित गैस की एक परत से और पृथ्वी या पानी की सतह से बारी-बारी से परावर्तित होती हैं।
1920 के दशक में, यह माना जाता था कि 200 मीटर से कम की रेडियो तरंगें आमतौर पर मजबूत अवशोषण के कारण लंबी दूरी के संचार के लिए उपयुक्त नहीं थीं। यूरोप और अमेरिका के बीच अटलांटिक में छोटी तरंगों के लंबी दूरी के स्वागत पर पहला प्रयोग अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ओलिवर हेविसाइड और अमेरिकी विद्युत इंजीनियर आर्थर केनेली द्वारा किया गया था। एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से, उन्होंने मान लिया कि पृथ्वी के चारों ओर कहीं न कहीं वायुमंडल की एक आयनित परत है जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में सक्षम है। इसे हीविसाइड - केनेली परत, और फिर आयनमंडल कहा जाता था।
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, आयनमंडल में ऋणात्मक रूप से आवेशित मुक्त इलेक्ट्रॉन और धनावेशित आयन मुख्य रूप से आणविक ऑक्सीजन O + और नाइट्रोजन ऑक्साइड NO + होते हैं। आयनों और इलेक्ट्रॉनों का निर्माण अणुओं के पृथक्करण और सौर एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण द्वारा तटस्थ गैस परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप होता है। एक परमाणु को आयनित करने के लिए, उसे आयनीकरण ऊर्जा के बारे में सूचित करना आवश्यक है, जिसका मुख्य स्रोत आयनोस्फीयर के लिए सूर्य का पराबैंगनी, एक्स-रे और कोरपसकुलर विकिरण है।
जबकि पृथ्वी के गैसीय खोल को सूर्य द्वारा प्रकाशित किया जाता है, इसमें लगातार अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉन बनते हैं, लेकिन साथ ही कुछ इलेक्ट्रॉन, आयनों से टकराते हुए, पुनर्संयोजन करते हैं, फिर से तटस्थ कण बनाते हैं। सूरज डूबने के बाद, नए इलेक्ट्रॉनों का बनना लगभग बंद हो जाता है, और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम होने लगती है। आयनमंडल में जितने अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, उतनी ही बेहतर उच्च आवृत्ति तरंगें इससे परावर्तित होती हैं। इलेक्ट्रॉन सांद्रता में कमी के साथ, रेडियो तरंगों का संचरण केवल निम्न-आवृत्ति श्रेणियों में ही संभव है। यही कारण है कि रात में, एक नियम के रूप में, केवल 75, 49, 41 और 31 मीटर की दूरी में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव है। आयनमंडल में इलेक्ट्रॉनों को असमान रूप से वितरित किया जाता है। 50 से 400 किमी की ऊँचाई पर, कई परतें या बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले क्षेत्र होते हैं। ये क्षेत्र आसानी से एक दूसरे में गुजरते हैं और विभिन्न तरीकों से एचएफ रेडियो तरंगों के प्रसार को प्रभावित करते हैं। आयनमंडल की ऊपरी परत को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है एफ... यहाँ आयनन की मात्रा सबसे अधिक होती है (आवेशित कणों का अंश 10-4 की कोटि का होता है)। यह पृथ्वी की सतह से 150 किमी से अधिक की ऊंचाई पर स्थित है और उच्च आवृत्ति वाले एचएफ बैंड की रेडियो तरंगों के लंबी दूरी के प्रसार में मुख्य परावर्तक भूमिका निभाता है। गर्मियों के महीनों में F क्षेत्र दो परतों में विभाजित हो जाता है - एफ 1 और एफ 2. F1 परत 200 से 250 किमी की ऊंचाई पर कब्जा कर सकती है, और परत एफ 2, जैसा कि यह था, 300-400 किमी की ऊंचाई सीमा में "तैरता"। आमतौर पर एक परत एफ 2 परत की तुलना में बहुत अधिक आयनित होता है एफ 1. रात की परत एफ 1 गायब हो जाता है और परत एफ 2 रहता है, धीरे-धीरे अपनी आयनीकरण की डिग्री का 60% तक खो देता है। F परत के नीचे 90 से 150 किमी की ऊंचाई पर एक परत होती है इ, जिसका आयनीकरण सूर्य से नरम एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में होता है। ई परत के आयनीकरण की डिग्री परत की तुलना में कम है एफ, दिन के दौरान, 31 और 25 मीटर के कम आवृत्ति वाले एचएफ बैंड के स्टेशनों का स्वागत तब होता है जब परत से संकेत परिलक्षित होते हैं इ... आमतौर पर ये 1000-1500 किमी की दूरी पर स्थित स्टेशन होते हैं। रात में एक परत में इआयनीकरण तेजी से घटता है, लेकिन इस समय भी यह 41, 49 और 75 मीटर रेंज में स्टेशनों से सिग्नल प्राप्त करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
इस क्षेत्र में 16, 13 और 11 मीटर के उच्च आवृत्ति वाले एचएफ बैंड के संकेतों के स्वागत के लिए बहुत रुचि पैदा हो रही है इदृढ़ता से बढ़े हुए आयनीकरण के इंटरलेयर्स (बादल)। इन बादलों का क्षेत्रफल कुछ से लेकर सैकड़ों वर्ग किलोमीटर तक हो सकता है। बढ़े हुए आयनन की इस परत को छिटपुट परत कहते हैं इऔर निरूपित तों... ईएस बादल हवा के प्रभाव में आयनोस्फीयर में घूम सकते हैं और 250 किमी / घंटा तक की गति तक पहुंच सकते हैं। गर्मियों में, मध्य अक्षांशों में, दिन के समय, Es बादलों के कारण रेडियो तरंगों की उत्पत्ति प्रति माह 15-20 दिन होती है। भूमध्यरेखीय क्षेत्र में, यह लगभग हमेशा मौजूद होता है, और उच्च अक्षांशों पर यह आमतौर पर रात में दिखाई देता है। कभी-कभी, कम सौर गतिविधि के वर्षों में, जब 16, 13 और 11 मीटर बैंड पर उच्च आवृत्ति वाले एचएफ बैंड पर कोई संचरण नहीं होता है, तो दूर के स्टेशन अचानक अच्छी जोर से दिखाई देते हैं, जिसके संकेत बार-बार ईएस से परिलक्षित होते हैं।
आयनमंडल का सबसे निचला क्षेत्र क्षेत्र है डी 50 से 90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहाँ अपेक्षाकृत कम मुक्त इलेक्ट्रॉन हैं। क्षेत्र से डीलंबी और मध्यम तरंगें अच्छी तरह से परावर्तित होती हैं, और कम आवृत्ति वाले एचएफ स्टेशनों से संकेत दृढ़ता से अवशोषित होते हैं। सूर्यास्त के बाद, आयनीकरण बहुत जल्दी गायब हो जाता है और 41, 49 और 75 मीटर की श्रेणियों में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिसके संकेत परतों से परिलक्षित होते हैं। एफ 2 और इ... आयनमंडल की अलग परतें एचएफ रेडियो स्टेशन संकेतों के प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनोस्फीयर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंग प्रसार का तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। उत्तरार्द्ध भी वातावरण के रासायनिक गुणों के अध्ययन में रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल। भूभौतिकीय रॉकेटों और उपग्रहों की मदद से किए गए अवलोकनों ने बहुत सी नई जानकारी प्रदान की है जो दर्शाती है कि वायुमंडल का आयनीकरण व्यापक स्पेक्ट्रम के सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। वायलेट प्रकाश किरणों की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा के साथ पराबैंगनी विकिरण सूर्य के वायुमंडल (क्रोमोस्फीयर) के आंतरिक भाग से हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होता है, जबकि एक्स-रे, जिसमें और भी अधिक ऊर्जा होती है, बाहरी आवरण से गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। सूर्य (कोरोना)।
आयनमंडल की सामान्य (औसत) अवस्था निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन के प्रभाव में सामान्य आयनोस्फीयर में नियमित परिवर्तन होते हैं और दोपहर के समय सूर्य के प्रकाश की घटनाओं के कोण में मौसमी अंतर होता है, लेकिन आयनमंडल की स्थिति में अप्रत्याशित और अचानक परिवर्तन भी होते हैं।
आयनमंडल में गड़बड़ी।
जैसा कि आप जानते हैं, गतिविधि की शक्तिशाली चक्रीय रूप से दोहराई जाने वाली अभिव्यक्तियाँ सूर्य पर दिखाई देती हैं, जो हर 11 वर्षों में अधिकतम तक पहुँचती हैं। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (IGY) कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, अर्थात। 18 वीं शताब्दी की शुरुआत से। उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य पर कुछ क्षेत्रों की चमक कई गुना बढ़ जाती है, और पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की शक्ति तेजी से बढ़ जाती है। ऐसी घटनाओं को सोलर फ्लेयर्स कहा जाता है। वे कुछ मिनटों से एक से दो घंटे तक चलते हैं। एक विस्फोट के दौरान, सौर प्लाज्मा (मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) फट जाता है, और प्राथमिक कण अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इस तरह की चमक के क्षणों में सूर्य के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है।
प्रारंभिक प्रतिक्रिया प्रकोप के 8 मिनट बाद नोट की जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचते हैं। नतीजतन, आयनीकरण तेजी से बढ़ता है; एक्स-रे आयनमंडल की निचली सीमा तक वायुमंडल में प्रवेश करते हैं; इन परतों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इतनी बढ़ जाती है कि रेडियो सिग्नल लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाते हैं ("बुझा")। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण से गैस गर्म हो जाती है, जो हवाओं के विकास में योगदान करती है। आयनित गैस एक विद्युत चालक है, और जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो एक डायनेमो का प्रभाव प्रकट होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। इस तरह की धाराएं, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र में ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और खुद को चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट कर सकती हैं।
ऊपरी वायुमंडल की संरचना और गतिशीलता अनिवार्य रूप से सौर विकिरण, रासायनिक प्रक्रियाओं, अणुओं और परमाणुओं के उत्तेजना, उनके निष्क्रियता, टकराव और अन्य प्राथमिक प्रक्रियाओं द्वारा आयनीकरण और पृथक्करण से जुड़ी थर्मोडायनामिक अर्थ प्रक्रियाओं में किसी भी संतुलन द्वारा निर्धारित नहीं होती है। इस मामले में, घनत्व कम होने पर ऊंचाई के साथ कोई भी संतुलन नहीं बढ़ता है। 500-1000 किमी की ऊँचाई तक, और अक्सर इससे भी अधिक, ऊपरी वायुमंडल की कई विशेषताओं के लिए नोइक्विलिब्रियम की डिग्री काफी छोटी होती है, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए, इसके विवरण के लिए शास्त्रीय और हाइड्रोमैग्नेटिक हाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करना संभव बनाता है।
एक्सोस्फीयर पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परत है, जो कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होती है, जिससे प्रकाश, तेज गति से चलने वाले हाइड्रोजन परमाणु अंतरिक्ष में भाग सकते हैं।
एडवर्ड कोनोनोविच
साहित्य:
पुडोवकिन एम.आई. सौर भौतिकी के मूल सिद्धांत... एसपीबी, 2001
एरिस चैसन, स्टीव मैकमिलन खगोल विज्ञान आज... अप्रेंटिस-हॉल, इंक। अपर सैडल रिवर, 2002
इंटरनेट पर सामग्री: http://ciencia.nasa.gov/
हमारे चारों ओर की दुनिया तीन अलग-अलग हिस्सों से बनी है: पृथ्वी, जल और वायु। उनमें से प्रत्येक अपने तरीके से अद्वितीय और दिलचस्प है। अब हम उनमें से केवल अंतिम के बारे में बात करेंगे। वायुमंडल क्या है? यह कैसे घटित हुआ? इसमें क्या शामिल है और इसे किन भागों में बांटा गया है? ये सभी सवाल बेहद दिलचस्प हैं।
"वायुमंडल" नाम ग्रीक मूल के दो शब्दों से बना है, जिसका रूसी में अनुवाद किया गया है, जिसका अर्थ है "भाप" और "गेंद"। और यदि आप सटीक परिभाषा को देखें, तो आप निम्नलिखित पढ़ सकते हैं: "वायुमंडल पृथ्वी ग्रह का वायु कवच है, जो बाहरी अंतरिक्ष में इसके साथ-साथ भागता है।" यह ग्रह पर होने वाली भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के समानांतर विकसित हुआ। और आज जीवित जीवों में सभी प्रक्रियाएं इस पर निर्भर करती हैं। वायुमंडल के बिना, ग्रह चंद्रमा की तरह एक बेजान रेगिस्तान बन जाएगा।
इसमें क्या शामिल होता है?
एक वातावरण क्या है और इसमें कौन से तत्व शामिल हैं, इस सवाल में लोगों की दिलचस्पी लंबे समय से है। इस खोल के मुख्य घटक 1774 में पहले से ही ज्ञात थे। उन्हें एंटोनी लवॉज़ियर द्वारा स्थापित किया गया था। उन्होंने पाया कि वायुमंडल की संरचना काफी हद तक नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बनी थी। समय के साथ, इसके घटकों को परिष्कृत किया गया है। और अब यह ज्ञात है कि इसमें कई अन्य गैसें हैं, साथ ही पानी और धूल भी।
आइए अधिक विस्तार से विचार करें कि पृथ्वी के वायुमंडल में इसकी सतह के पास क्या है। सबसे आम गैस नाइट्रोजन है। इसमें 78 प्रतिशत से थोड़ा अधिक होता है। लेकिन, इतनी बड़ी मात्रा के बावजूद, नाइट्रोजन हवा में व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय है।
अगला सबसे प्रचुर और बहुत महत्वपूर्ण तत्व ऑक्सीजन है। इस गैस में लगभग 21% होता है, और यह बहुत ही उच्च गतिविधि दिखाता है। इसका विशिष्ट कार्य मृत कार्बनिक पदार्थ का ऑक्सीकरण करना है, जो इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप विघटित हो जाता है।
कम सामग्री वाली गैसें, लेकिन एक महत्वपूर्ण मूल्य
तीसरी गैस जो वायुमंडल का हिस्सा है वह आर्गन है। यह एक प्रतिशत से थोड़ा कम है। इसके बाद नियॉन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन के साथ हीलियम, हाइड्रोजन के साथ क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन और यहां तक कि अमोनिया भी है। लेकिन उनमें से इतने कम हैं कि ऐसे घटकों का प्रतिशत सौवां, हज़ारवां और मिलियन के बराबर है। इनमें से केवल कार्बन डाइऑक्साइड ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि यह वह निर्माण सामग्री है जिसकी पौधों को प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यकता होती है। इसका अन्य महत्वपूर्ण कार्य विकिरण को दूर रखना और सूर्य की कुछ ऊष्मा को अवशोषित करना है।
एक और छोटी लेकिन महत्वपूर्ण गैस, ओजोन, सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को फंसाने के लिए मौजूद है। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, ग्रह पर सभी जीवन मज़बूती से सुरक्षित हैं। दूसरी ओर, ओजोन समताप मंडल के तापमान को प्रभावित करता है। इस तथ्य के कारण कि यह इस विकिरण को अवशोषित करता है, हवा गर्म होती है।
वायुमंडल की मात्रात्मक संरचना की स्थिरता बिना रुके हलचल से बनी रहती है। इसकी परतें क्षैतिज और लंबवत दोनों तरह से चलती हैं। इसलिए, दुनिया में कहीं भी पर्याप्त ऑक्सीजन है और कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता नहीं है।
हवा में और क्या है?
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हवा में वाष्प और धूल पाए जा सकते हैं। उत्तरार्द्ध में पराग और मिट्टी के कण होते हैं, शहर में वे निकास गैसों से ठोस उत्सर्जन की अशुद्धियों से जुड़े होते हैं।
लेकिन वातावरण में बहुत पानी है। कुछ शर्तों के तहत, यह संघनित हो जाता है और बादल और कोहरा दिखाई देता है। वास्तव में, वे एक ही हैं, केवल पूर्व पृथ्वी की सतह से ऊपर उच्च दिखाई देते हैं, और बाद वाले इसके साथ रेंगते हैं। बादल कई तरह के आकार लेते हैं। यह प्रक्रिया पृथ्वी के ऊपर की ऊंचाई पर निर्भर करती है।
यदि वे भूमि से 2 किमी ऊपर बनते हैं, तो उन्हें स्तरित कहा जाता है। उनसे ही बारिश या बर्फ जमीन पर गिरती है। क्यूम्यलस बादल उनके ऊपर 8 किमी की ऊँचाई तक बनते हैं। वे हमेशा सबसे खूबसूरत और सुरम्य होती हैं। वे वही हैं जिन्हें देखा जाता है और आश्चर्य होता है कि वे कैसे दिखते हैं। यदि अगले 10 किमी में ऐसी संरचनाएं दिखाई देती हैं, तो वे बहुत हल्की और हवादार होंगी। इनका नाम पंछी है।
वायुमंडल को किन परतों में बांटा गया है?
यद्यपि उनके पास एक दूसरे से बहुत अलग तापमान हैं, यह कहना बहुत मुश्किल है कि किस विशिष्ट ऊंचाई पर एक परत शुरू होती है और दूसरी समाप्त होती है। यह विभाजन बहुत ही मनमाना और अनुमानित है। हालाँकि, वायुमंडल की परतें अभी भी मौजूद हैं और अपने कार्य करती हैं।
वायु आवरण का सबसे निचला भाग क्षोभमंडल कहलाता है। ध्रुवों से भूमध्य रेखा की ओर 8 से 18 किमी जाने पर इसकी मोटाई बढ़ जाती है। यह वायुमंडल का सबसे गर्म हिस्सा है, क्योंकि इसमें हवा पृथ्वी की सतह से गर्म होती है। अधिकांश जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित होता है, इसलिए इसमें बादल बनते हैं, वर्षा होती है, गरज के साथ गरज और हवाएँ चलती हैं।
अगली परत लगभग 40 किमी मोटी है और इसे समताप मंडल कहा जाता है। यदि प्रेक्षक हवा के इस भाग की ओर जाता है, तो वह पाएगा कि आकाश बैंगनी हो गया है। यह पदार्थ के कम घनत्व के कारण होता है, जो व्यावहारिक रूप से सूर्य की किरणों को नहीं बिखेरता है। इसी परत में जेट विमान उड़ते हैं। उनके लिए सभी खुले स्थान खुले हैं, क्योंकि व्यावहारिक रूप से कोई बादल नहीं हैं। समताप मंडल के अंदर बड़ी मात्रा में ओजोन की परत होती है।
इसके बाद स्ट्रैटोपॉज और मेसोस्फीयर आता है। बाद वाला लगभग 30 किमी मोटा है। यह वायु घनत्व और तापमान में तेज कमी की विशेषता है। प्रेक्षक के लिए आकाश काला है। यहां आप दिन में भी तारे देख सकते हैं।
कम या बिना हवा वाली परतें
वायुमंडल की संरचना थर्मोस्फीयर नामक एक परत द्वारा जारी रहती है - अन्य सभी में सबसे लंबी, इसकी मोटाई 400 किमी तक पहुंचती है। इस परत को एक विशाल तापमान की विशेषता है, जो 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।
अंतिम दो गोले अक्सर एक में जुड़ जाते हैं और आयनमंडल कहलाते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि उनमें आयनों की रिहाई के साथ प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह ऐसी परतें हैं जो उत्तरी रोशनी जैसी प्राकृतिक घटना का निरीक्षण करना संभव बनाती हैं।
पृथ्वी से अगला 50 किमी एक्सोस्फीयर को आवंटित किया गया है। यह वायुमंडल का बाहरी आवरण है। यह हवा के कणों को अंतरिक्ष में बिखेरता है। मौसम उपग्रह आमतौर पर इस परत में चलते हैं।
पृथ्वी का वायुमंडल मैग्नेटोस्फीयर के साथ समाप्त होता है। यह वह थी जिसने ग्रह के अधिकांश कृत्रिम उपग्रहों को आश्रय दिया था।
आखिर जो कहा जा चुका है, वहां का माहौल क्या है, इस पर सवाल नहीं होना चाहिए। यदि इसकी आवश्यकता के बारे में शंकाएं हों, तो उन्हें दूर करना आसान होता है।
वायुमंडल का अर्थ
वायुमंडल का मुख्य कार्य ग्रह की सतह को दिन में अधिक गर्मी और रात में अत्यधिक ठंडक से बचाना है। इस खोल का अगला महत्व, जिस पर कोई विवाद नहीं करेगा, वह है सभी जीवित चीजों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करना। इसके बिना उनका दम घुट जाएगा।
अधिकांश उल्कापिंड ऊपरी परतों में जलते हैं, कभी भी पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचते हैं। और लोग उड़ने वाली रोशनी की प्रशंसा कर सकते हैं, उन्हें शूटिंग सितारों के लिए भूल कर। वायुमंडल के बिना, पूरी पृथ्वी गड्ढों से पट जाएगी। और सौर विकिरण से सुरक्षा का उल्लेख पहले ही ऊपर किया जा चुका है।
एक व्यक्ति वातावरण को कैसे प्रभावित करता है?
बहुत नकारात्मक। यह लोगों की बढ़ती गतिविधियों के कारण है। सभी नकारात्मक पहलुओं का मुख्य हिस्सा उद्योग और परिवहन पर पड़ता है। वैसे, यह कारें हैं जो वायुमंडल में प्रवेश करने वाले सभी प्रदूषकों का लगभग 60% उत्सर्जित करती हैं। शेष चालीस ऊर्जा और उद्योग के साथ-साथ अपशिष्ट निपटान उद्योगों के बीच विभाजित हैं।
हर दिन हवा की संरचना की भरपाई करने वाले हानिकारक पदार्थों की सूची बहुत लंबी है। वातावरण में परिवहन के कारण हैं: नाइट्रोजन और सल्फर, कार्बन, ब्लू ब्रीम और कालिख, साथ ही एक मजबूत कार्सिनोजेन जो त्वचा के कैंसर का कारण बनता है - बेंज़ोपाइरीन।
उद्योग निम्नलिखित रासायनिक तत्वों के लिए जिम्मेदार है: सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और फिनोल, क्लोरीन और फ्लोरीन। यदि प्रक्रिया जारी रहती है, तो जल्द ही प्रश्नों के उत्तर: “वातावरण क्या है? इसमें क्या शामिल होता है? " पूरी तरह से अलग होगा।
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