बच्चों के लिए पृथ्वी का वातावरण कैसे बना? वायुमंडल की परतें क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, तापमंडल और बहिर्मंडल हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

कभी-कभी एक मोटी परत में हमारे ग्रह के चारों ओर के वातावरण को पाँचवाँ महासागर कहा जाता है। यह अकारण नहीं है कि विमान का दूसरा नाम विमान है। वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है, जिनमें नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की प्रधानता है। यह उत्तरार्द्ध के लिए धन्यवाद है कि ग्रह पर जीवन उस रूप में संभव है जिसके हम सभी आदी हैं। इनके अतिरिक्त 1% अन्य घटक भी हैं। ये निष्क्रिय (रासायनिक अंतःक्रिया में प्रवेश नहीं करने वाली) गैसें, सल्फर ऑक्साइड हैं। पांचवें महासागर में यांत्रिक अशुद्धियाँ भी हैं: धूल, राख, आदि। वायुमंडल की सभी परतें सतह से लगभग 480 किमी तक फैली हुई हैं (डेटा अलग हैं, हम आगे इस बिंदु पर और अधिक विस्तार से चर्चा करेंगे)। इतनी प्रभावशाली मोटाई एक प्रकार की अभेद्य ढाल बनाती है जो ग्रह को हानिकारक ब्रह्मांडीय विकिरण और बड़ी वस्तुओं से बचाती है।

वायुमंडल की निम्नलिखित परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, उसके बाद समतापमंडल, फिर मध्यमंडल और अंत में, थर्मोस्फीयर। दिया गया क्रम ग्रह की सतह से शुरू होता है। वायुमंडल की सघन परतों का प्रतिनिधित्व प्रथम दो द्वारा किया जाता है। वे ही हैं जो हानिकारक के एक महत्वपूर्ण हिस्से को फ़िल्टर करते हैं

वायुमंडल की सबसे निचली परत, क्षोभमंडल, समुद्र तल से केवल 12 किमी ऊपर (उष्णकटिबंधीय में 18 किमी) तक फैली हुई है। 90% तक जलवाष्प यहीं केंद्रित है, यही कारण है कि बादल यहीं बनते हैं। अधिकांश वायु भी यहीं केंद्रित है। वायुमंडल की सभी बाद की परतें ठंडी हैं, क्योंकि सतह से निकटता परावर्तित सौर किरणों को हवा को गर्म करने की अनुमति देती है।

समताप मंडल सतह से लगभग 50 किमी तक फैला हुआ है। अधिकांश मौसम संबंधी गुब्बारे इसी परत में "तैरते" हैं। यहां कुछ प्रकार के विमान भी उड़ान भर सकते हैं। आश्चर्यजनक विशेषताओं में से एक तापमान शासन है: 25 से 40 किमी की सीमा में, हवा का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है। -60 से यह बढ़कर लगभग 1 हो जाता है। फिर इसमें थोड़ी कमी होकर शून्य हो जाती है, जो 55 किमी की ऊंचाई तक बनी रहती है। ऊपरी सीमा बदनाम है

इसके अलावा, मध्यमंडल लगभग 90 किमी तक फैला हुआ है। यहां हवा का तापमान तेजी से गिरता है। प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि पर 0.3 डिग्री की कमी होती है। इसे कभी-कभी वातावरण का सबसे ठंडा भाग भी कहा जाता है। हवा का घनत्व कम है, लेकिन गिरते उल्कापिंडों के प्रति प्रतिरोध पैदा करने के लिए यह काफी है।

सामान्य अर्थ में वायुमंडल की परतें लगभग 118 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होती हैं। प्रसिद्ध अरोरा यहीं बनते हैं। थर्मोस्फीयर क्षेत्र ऊपर से शुरू होता है। एक्स-रे के कारण इस क्षेत्र में मौजूद कुछ वायु अणुओं का आयनीकरण होता है। ये प्रक्रियाएँ तथाकथित आयनमंडल का निर्माण करती हैं (इसे अक्सर थर्मोस्फीयर में शामिल किया जाता है और इसलिए इसे अलग से नहीं माना जाता है)।

700 किमी से ऊपर की हर चीज़ को बाह्यमंडल कहा जाता है। हवा बेहद छोटी होती है, इसलिए वे टकराव के कारण प्रतिरोध का अनुभव किए बिना स्वतंत्र रूप से चलते हैं। यह उनमें से कुछ को 160 डिग्री सेल्सियस के अनुरूप ऊर्जा जमा करने की अनुमति देता है, इस तथ्य के बावजूद कि आसपास का तापमान कम है। गैस के अणु बाह्यमंडल के पूरे आयतन में उनके द्रव्यमान के अनुसार वितरित होते हैं, इसलिए उनमें से सबसे भारी परत के निचले हिस्से में ही पाया जा सकता है। ग्रह का गुरुत्वाकर्षण, जो ऊंचाई के साथ घटता जाता है, अब अणुओं को धारण करने में सक्षम नहीं है, इसलिए उच्च ऊर्जा वाले ब्रह्मांडीय कण और विकिरण गैस अणुओं को वायुमंडल छोड़ने के लिए पर्याप्त आवेग प्रदान करते हैं। यह क्षेत्र सबसे लंबे क्षेत्रों में से एक है: ऐसा माना जाता है कि 2000 किमी से अधिक ऊंचाई पर वायुमंडल पूरी तरह से अंतरिक्ष के निर्वात में बदल जाता है (कभी-कभी संख्या 10,000 भी दिखाई देती है)। कृत्रिम प्राणी थर्मोस्फीयर में रहते हुए भी कक्षाओं में घूमते हैं।

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

वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है। यह पृथ्वी की सतह से 900 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है, जो ग्रह को सौर विकिरण के हानिकारक स्पेक्ट्रम से बचाता है, और इसमें ग्रह पर सभी जीवन के लिए आवश्यक गैसें शामिल हैं। वायुमंडल सूर्य की गर्मी को सोख लेता है, पृथ्वी की सतह को गर्म कर देता है और अनुकूल जलवायु का निर्माण करता है।

वायुमंडलीय रचना

पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से दो गैसें हैं - नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%)। इसके अलावा, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ होती हैं। वायुमंडल में यह वाष्प, बादलों में नमी की बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के रूप में मौजूद है।

वायुमंडल की परतें

वायुमंडल कई परतों से बना है, जिनके बीच कोई स्पष्ट सीमाएँ नहीं हैं। विभिन्न परतों का तापमान एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होता है।

• वायुहीन मैग्नेटोस्फीयर। यहीं पर पृथ्वी के अधिकांश उपग्रह पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर उड़ान भरते हैं।
• बहिर्मंडल (सतह से 450-500 किमी)। लगभग कोई गैस नहीं. कुछ मौसम उपग्रह बाह्यमंडल में उड़ते हैं। थर्मोस्फीयर (80-450 किमी) में उच्च तापमान होता है, जो ऊपरी परत में 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।
• मेसोस्फीयर (50-80 किमी)। इस क्षेत्र में ऊंचाई बढ़ने पर तापमान गिर जाता है। यहीं पर वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्कापिंड (अंतरिक्ष चट्टानों के टुकड़े) जल जाते हैं।
• स्ट्रैटोस्फियर (15-50 किमी)। इसमें ओजोन परत होती है, यानी ओजोन की एक परत जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है। इससे पृथ्वी की सतह के निकट तापमान बढ़ जाता है। जेट विमान आमतौर पर यहाँ उड़ान भरते हैं क्योंकि इस परत में दृश्यता बहुत अच्छी है और मौसम की स्थिति के कारण लगभग कोई हस्तक्षेप नहीं होता है।
• क्षोभ मंडल। पृथ्वी की सतह से ऊंचाई 8 से 15 किमी तक होती है। यहीं पर ग्रह का मौसम बनता है, तब से इस परत में सबसे अधिक जलवाष्प, धूल और हवाएँ होती हैं। पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान घटता जाता है।

वातावरणीय दबाव

यद्यपि हम इसे महसूस नहीं करते हैं, वायुमंडल की परतें पृथ्वी की सतह पर दबाव डालती हैं। यह सतह के निकट सबसे अधिक होता है और जैसे-जैसे आप इससे दूर जाते हैं यह धीरे-धीरे कम होता जाता है। यह भूमि और महासागर के बीच तापमान के अंतर पर निर्भर करता है, और इसलिए समुद्र तल से समान ऊंचाई पर स्थित क्षेत्रों में अक्सर अलग-अलग दबाव होते हैं। कम दबाव गीला मौसम लाता है, जबकि उच्च दबाव आमतौर पर साफ मौसम लाता है।

वायुमंडल में वायुराशियों का संचलन

और दबाव वायुमंडल की निचली परतों को मिश्रण करने के लिए मजबूर करता है। इस प्रकार हवाएँ उत्पन्न होती हैं, जो उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से निम्न दबाव वाले क्षेत्रों की ओर बहती हैं। कई क्षेत्रों में भूमि और समुद्र के तापमान में अंतर के कारण भी स्थानीय हवाएँ उत्पन्न होती हैं। पवनों की दिशा पर पर्वतों का भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव

कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसें जो पृथ्वी के वायुमंडल को बनाती हैं, सूर्य से गर्मी को रोकती हैं। इस प्रक्रिया को आमतौर पर ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है, क्योंकि यह कई मायनों में ग्रीनहाउस में गर्मी के संचलन की याद दिलाता है। ग्रीनहाउस प्रभाव ग्रह पर ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनता है। उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में - प्रतिचक्रवात - साफ़ धूप वाला मौसम शुरू हो जाता है। कम दबाव वाले क्षेत्र - चक्रवात - आमतौर पर अस्थिर मौसम का अनुभव करते हैं। वातावरण में गर्मी और प्रकाश का प्रवेश। गैसें पृथ्वी की सतह से परावर्तित ऊष्मा को रोक लेती हैं, जिससे पृथ्वी पर तापमान में वृद्धि होती है।

समताप मंडल में एक विशेष ओजोन परत होती है। ओजोन सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को रोकता है, जिससे पृथ्वी और उस पर मौजूद सभी जीवन की रक्षा होती है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ओजोन परत के विनाश का कारण कुछ एरोसोल और प्रशीतन उपकरणों में निहित विशेष क्लोरोफ्लोरोकार्बन डाइऑक्साइड गैसें हैं। आर्कटिक और अंटार्कटिका के ऊपर, ओजोन परत में विशाल छिद्रों की खोज की गई है, जिससे पृथ्वी की सतह को प्रभावित करने वाले पराबैंगनी विकिरण की मात्रा में वृद्धि हुई है।

निचले वायुमंडल में सौर विकिरण और विभिन्न निकास धुएं और गैसों के बीच ओजोन का निर्माण होता है। आमतौर पर यह पूरे वायुमंडल में फैला हुआ होता है, लेकिन अगर गर्म हवा की परत के नीचे ठंडी हवा की एक बंद परत बन जाती है, तो ओजोन केंद्रित हो जाता है और धुंध उत्पन्न हो जाती है। दुर्भाग्य से, यह ओजोन छिद्रों में खोई हुई ओजोन की भरपाई नहीं कर सकता।

इस सैटेलाइट तस्वीर में अंटार्कटिका के ऊपर ओजोन परत में एक छेद साफ़ दिखाई दे रहा है। छेद का आकार अलग-अलग होता है, लेकिन वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह लगातार बढ़ रहा है। वायुमंडल में निकास गैसों के स्तर को कम करने के प्रयास किये जा रहे हैं। वायु प्रदूषण को कम किया जाना चाहिए और शहरों में धुआं रहित ईंधन का उपयोग किया जाना चाहिए। स्मॉग कई लोगों की आंखों में जलन और घुटन का कारण बनता है।

पृथ्वी के वायुमंडल का उद्भव और विकास

पृथ्वी का आधुनिक वातावरण लम्बे विकासवादी विकास का परिणाम है। यह भूवैज्ञानिक कारकों और जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि की संयुक्त क्रियाओं के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। पूरे भूवैज्ञानिक इतिहास में, पृथ्वी के वायुमंडल में कई गहन परिवर्तन हुए हैं। भूवैज्ञानिक डेटा और सैद्धांतिक आधार पर, युवा पृथ्वी का मौलिक वातावरण, जो लगभग 4 अरब साल पहले अस्तित्व में था, निष्क्रिय नाइट्रोजन के एक छोटे से जोड़ के साथ निष्क्रिय और उत्कृष्ट गैसों का मिश्रण हो सकता है (एन. ए. यासामानोव, 1985; ए. एस. मोनिन, 1987; ओ. जी. सोरोख्तिन, एस. ए. उशाकोव, 1991, 1993)। वर्तमान में, प्रारंभिक वायुमंडल की संरचना और संरचना पर दृष्टिकोण कुछ हद तक बदल गया है। प्रारंभिक प्रोटोप्लेनेटरी चरण में प्राथमिक वायुमंडल (प्रोटो-वायुमंडल), यानी 4.2 बिलियन से अधिक पुराना वर्षों में मीथेन, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण हो सकता है। मेंटल के क्षरण और पृथ्वी की सतह पर होने वाली सक्रिय अपक्षय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, जल वाष्प, सीओ 2 और सीओ के रूप में कार्बन यौगिक, सल्फर और इसके यौगिकों ने वायुमंडल में प्रवेश करना शुरू कर दिया, साथ ही मजबूत हैलोजन एसिड - एचसीआई, एचएफ, एचआई और बोरिक एसिड, जो वायुमंडल में मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन, आर्गन और कुछ अन्य उत्कृष्ट गैसों द्वारा पूरक थे। यह प्राथमिक वातावरण बेहद पतला था। इसलिए, पृथ्वी की सतह पर तापमान विकिरण संतुलन के तापमान के करीब था (ए. एस. मोनिन, 1977)।

समय के साथ, प्राथमिक वायुमंडल की गैस संरचना पृथ्वी की सतह पर उभरी हुई चट्टानों की अपक्षय प्रक्रियाओं, सायनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की गतिविधि, ज्वालामुखीय प्रक्रियाओं और सूर्य के प्रकाश की क्रिया के प्रभाव में बदलने लगी। इससे मीथेन का कार्बन डाइऑक्साइड में, अमोनिया का नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में अपघटन हुआ; कार्बन डाइऑक्साइड, जो धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह पर आ गई, और नाइट्रोजन द्वितीयक वायुमंडल में जमा होने लगी। नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए धन्यवाद, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ऑक्सीजन का उत्पादन शुरू हुआ, जो, हालांकि, शुरुआत में मुख्य रूप से "वायुमंडलीय गैसों के ऑक्सीकरण, और फिर चट्टानों" पर खर्च किया गया था। उसी समय, आणविक नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत अमोनिया, वायुमंडल में तीव्रता से जमा होने लगी। यह माना जाता है कि आधुनिक वायुमंडल में नाइट्रोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा अवशिष्ट है। मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया गया। सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड को SO 2 और SO 3 में ऑक्सीकृत किया गया, जो अपनी उच्च गतिशीलता और हल्केपन के कारण, वायुमंडल से तुरंत हटा दिए गए। इस प्रकार, घटते वातावरण से वातावरण, जैसा कि आर्कियन और अर्ली प्रोटेरोज़ोइक में था, धीरे-धीरे ऑक्सीकरण वाले वातावरण में बदल गया।

कार्बन डाइऑक्साइड मीथेन ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप और चट्टानों के आवरण के क्षरण और अपक्षय के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश कर गई। इस घटना में कि पृथ्वी के पूरे इतिहास में जारी सभी कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में संरक्षित किया गया था, वर्तमान में इसका आंशिक दबाव शुक्र (ओ. सोरोख्तिन, एस. ए. उशाकोव, 1991) के समान हो सकता है। लेकिन पृथ्वी पर इसकी विपरीत प्रक्रिया काम कर रही थी। वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जलमंडल में घुल गया था, जिसमें इसका उपयोग हाइड्रोबियोन्ट्स द्वारा अपने गोले बनाने के लिए किया गया था और जैविक रूप से कार्बोनेट में परिवर्तित किया गया था। इसके बाद, उनसे केमोजेनिक और ऑर्गेनोजेनिक कार्बोनेट की मोटी परतें बनीं।

ऑक्सीजन तीन स्रोतों से वायुमंडल में प्रवेश करती है। लंबे समय तक, पृथ्वी के प्रकट होने के क्षण से, यह मेंटल के डीगैसिंग के दौरान जारी किया गया था और मुख्य रूप से ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं पर खर्च किया गया था। ऑक्सीजन का एक अन्य स्रोत कठोर पराबैंगनी सौर विकिरण द्वारा जल वाष्प का फोटोडिसोसिएशन था। दिखावे; वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन के कारण अधिकांश प्रोकैरियोट्स की मृत्यु हो गई जो कम करने वाली स्थितियों में रहते थे। प्रोकैरियोटिक जीवों ने अपना निवास स्थान बदल लिया। उन्होंने पृथ्वी की सतह को उसकी गहराइयों और उन क्षेत्रों में छोड़ दिया जहां पुनर्प्राप्ति की स्थिति अभी भी बनी हुई है। उनकी जगह यूकेरियोट्स ने ले ली, जो ऊर्जावान रूप से कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में परिवर्तित करने लगे।

आर्कियन और प्रोटेरोज़ोइक के एक महत्वपूर्ण हिस्से के दौरान, एबोजेनिक और बायोजेनिक दोनों तरीकों से उत्पन्न होने वाली लगभग सभी ऑक्सीजन मुख्य रूप से लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च की गई थी। प्रोटेरोज़ोइक के अंत तक, पृथ्वी की सतह पर स्थित सभी धात्विक द्विसंयोजक लौह या तो ऑक्सीकरण हो गए या पृथ्वी के कोर में चले गए। इससे प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बदल गया।

प्रोटेरोज़ोइक के मध्य में, वायुमंडल में ऑक्सीजन सांद्रता जूरी बिंदु तक पहुंच गई और आधुनिक स्तर का 0.01% हो गई। इस समय से, वायुमंडल में ऑक्सीजन जमा होना शुरू हो गया और, शायद, पहले से ही रिपियन के अंत में इसकी सामग्री पाश्चर बिंदु (आधुनिक स्तर का 0.1%) तक पहुंच गई। यह संभव है कि ओजोन परत वेंडियन काल में प्रकट हुई और यह कभी गायब नहीं हुई।

पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति ने जीवन के विकास को प्रेरित किया और अधिक उन्नत चयापचय के साथ नए रूपों का उदय हुआ। यदि पहले यूकेरियोटिक एककोशिकीय शैवाल और सायनिया, जो प्रोटेरोज़ोइक की शुरुआत में दिखाई देते थे, को इसकी आधुनिक सांद्रता के केवल 10 -3 के पानी में ऑक्सीजन सामग्री की आवश्यकता होती थी, तो प्रारंभिक वेंडियन के अंत में गैर-कंकाल मेटाज़ोआ के उद्भव के साथ, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले, वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता काफी अधिक होनी चाहिए। आख़िरकार, मेटाज़ोआ ने ऑक्सीजन श्वसन का उपयोग किया और इसके लिए आवश्यक था कि ऑक्सीजन का आंशिक दबाव एक महत्वपूर्ण स्तर - पाश्चर बिंदु तक पहुँच जाए। इस मामले में, अवायवीय किण्वन प्रक्रिया को ऊर्जावान रूप से अधिक आशाजनक और प्रगतिशील ऑक्सीजन चयापचय द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

इसके बाद, पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन का और अधिक संचय तेजी से हुआ। नीले-हरे शैवाल की मात्रा में प्रगतिशील वृद्धि ने पशु जगत के जीवन समर्थन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन स्तर के वातावरण में उपलब्धि में योगदान दिया। वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री का एक निश्चित स्थिरीकरण उस क्षण से हुआ जब पौधे भूमि पर पहुंचे - लगभग 450 मिलियन वर्ष पहले। भूमि पर पौधों के उद्भव, जो सिलुरियन काल में हुआ, ने वायुमंडल में ऑक्सीजन के स्तर को अंतिम रूप से स्थिर कर दिया। उस समय से, इसकी सांद्रता संकीर्ण सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करने लगी, कभी भी जीवन के अस्तित्व की सीमा से अधिक नहीं हुई। फूलों वाले पौधों के प्रकट होने के बाद से वातावरण में ऑक्सीजन की सांद्रता पूरी तरह से स्थिर हो गई है। यह घटना क्रेटेशियस काल के मध्य में घटित हुई, अर्थात्। लगभग 100 मिलियन वर्ष पहले.

नाइट्रोजन का अधिकांश भाग पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरण में बना, मुख्यतः अमोनिया के अपघटन के कारण। जीवों की उपस्थिति के साथ, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक पदार्थों में बांधने और समुद्री तलछट में दफनाने की प्रक्रिया शुरू हुई। जीवों के भूमि पर पहुँचने के बाद, नाइट्रोजन महाद्वीपीय तलछटों में दबने लगी। भूमि पौधों के आगमन के साथ मुक्त नाइट्रोजन के प्रसंस्करण की प्रक्रियाएँ विशेष रूप से तेज़ हो गईं।

क्रिप्टोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक के मोड़ पर, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा एक प्रतिशत के दसवें हिस्से तक कम हो गई थी, और यह हाल ही में, लगभग 10-20 मिलियन वर्षों में, आधुनिक स्तर के करीब पहुंच गई थी। पहले।

इस प्रकार, वायुमंडल की गैस संरचना ने न केवल जीवों के लिए रहने की जगह प्रदान की, बल्कि उनकी जीवन गतिविधि की विशेषताओं को भी निर्धारित किया और निपटान और विकास में योगदान दिया। ब्रह्मांडीय और ग्रहीय दोनों कारणों से जीवों के लिए अनुकूल वातावरण की गैस संरचना के वितरण में उभरते व्यवधानों के कारण कार्बनिक दुनिया में बड़े पैमाने पर विलुप्ति हुई, जो क्रिप्टोज़ोइक के दौरान और फ़ैनरोज़ोइक इतिहास की कुछ सीमाओं पर बार-बार हुई।

वायुमंडल के नृवंशविज्ञान संबंधी कार्य

पृथ्वी का वायुमंडल आवश्यक पदार्थ, ऊर्जा प्रदान करता है और चयापचय प्रक्रियाओं की दिशा और गति निर्धारित करता है। आधुनिक वायुमंडल की गैस संरचना जीवन के अस्तित्व और विकास के लिए इष्टतम है। ऐसा क्षेत्र होने के नाते जहां मौसम और जलवायु का निर्माण होता है, वातावरण को लोगों, जानवरों और वनस्पतियों के जीवन के लिए आरामदायक स्थिति बनानी चाहिए। वायुमंडलीय हवा और मौसम की स्थिति की गुणवत्ता में एक दिशा या किसी अन्य में विचलन मनुष्यों सहित वनस्पतियों और जीवों के जीवन के लिए चरम स्थितियां पैदा करता है।

पृथ्वी का वायुमंडल न केवल मानवता के अस्तित्व के लिए परिस्थितियाँ प्रदान करता है, बल्कि नृवंशमंडल के विकास में मुख्य कारक है। साथ ही, यह उत्पादन के लिए ऊर्जा और कच्चे माल का संसाधन बन जाता है। सामान्य तौर पर, वातावरण एक ऐसा कारक है जो मानव स्वास्थ्य को संरक्षित करता है, और कुछ क्षेत्र, भौतिक-भौगोलिक परिस्थितियों और वायुमंडलीय वायु गुणवत्ता के कारण, मनोरंजक क्षेत्रों के रूप में कार्य करते हैं और लोगों के सेनेटोरियम-रिसॉर्ट उपचार और मनोरंजन के लिए अभिप्रेत क्षेत्र हैं। इस प्रकार, वातावरण सौन्दर्यपरक एवं भावनात्मक प्रभाव का कारक है।

वायुमंडल के नृवंशमंडल और टेक्नोस्फीयर कार्यों को हाल ही में परिभाषित किया गया है (ई. डी. निकितिन, एन. ए. यासामानोव, 2001), स्वतंत्र और गहन अध्ययन की आवश्यकता है। इस प्रकार, वायुमंडलीय ऊर्जा कार्यों का अध्ययन पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाली प्रक्रियाओं की घटना और संचालन के दृष्टिकोण से और लोगों के स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रभाव के दृष्टिकोण से बहुत प्रासंगिक है। इस मामले में, हम चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों की ऊर्जा, वायुमंडलीय भंवरों, वायुमंडलीय दबाव और अन्य चरम वायुमंडलीय घटनाओं के बारे में बात कर रहे हैं, जिनका प्रभावी उपयोग वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को प्राप्त करने की समस्या के सफल समाधान में योगदान देगा जो प्रदूषित नहीं करते हैं। पर्यावरण। आख़िरकार, वायु पर्यावरण, विशेषकर उसका वह भाग जो विश्व महासागर के ऊपर स्थित है, एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ भारी मात्रा में मुक्त ऊर्जा निकलती है।

उदाहरण के लिए, यह स्थापित किया गया है कि औसत शक्ति के उष्णकटिबंधीय चक्रवात केवल एक दिन में हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराए गए 500 हजार परमाणु बमों की ऊर्जा के बराबर ऊर्जा छोड़ते हैं। ऐसे चक्रवात के अस्तित्व के 10 दिनों में, संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे देश की 600 वर्षों तक सभी ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जारी की जाती है।

हाल के वर्षों में, प्राकृतिक वैज्ञानिकों द्वारा बड़ी संख्या में कार्य प्रकाशित किए गए हैं, जो किसी न किसी रूप में गतिविधि के विभिन्न पहलुओं और सांसारिक प्रक्रियाओं पर वातावरण के प्रभाव से संबंधित हैं, जो आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान में अंतःविषय बातचीत की तीव्रता को इंगित करता है। साथ ही, इसकी कुछ दिशाओं की एकीकृत भूमिका भी प्रकट होती है, जिनमें से हमें भू-पारिस्थितिकी में कार्यात्मक-पारिस्थितिकी दिशा पर ध्यान देना चाहिए।

यह दिशा विभिन्न भू-मंडलों के पारिस्थितिक कार्यों और ग्रहों की भूमिका पर विश्लेषण और सैद्धांतिक सामान्यीकरण को प्रोत्साहित करती है, और यह बदले में, हमारे ग्रह के समग्र अध्ययन, तर्कसंगत उपयोग और संरक्षण के लिए कार्यप्रणाली और वैज्ञानिक नींव के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है। इसके प्राकृतिक संसाधन.

पृथ्वी के वायुमंडल में कई परतें शामिल हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, थर्मोस्फीयर, आयनमंडल और बाह्यमंडल। क्षोभमंडल के शीर्ष पर और समतापमंडल के निचले भाग में ओजोन से समृद्ध एक परत होती है, जिसे ओजोन ढाल कहा जाता है। ओजोन के वितरण में कुछ (दैनिक, मौसमी, वार्षिक, आदि) पैटर्न स्थापित किए गए हैं। अपनी उत्पत्ति के बाद से, वायुमंडल ने ग्रहों की प्रक्रियाओं को प्रभावित किया है। वायुमंडल की प्राथमिक संरचना वर्तमान समय की तुलना में पूरी तरह से अलग थी, लेकिन समय के साथ आणविक नाइट्रोजन की हिस्सेदारी और भूमिका में लगातार वृद्धि हुई, लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले मुक्त ऑक्सीजन दिखाई दी, जिसकी मात्रा लगातार बढ़ी, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता तदनुसार कम हो गया। वायुमंडल की उच्च गतिशीलता, इसकी गैस संरचना और एरोसोल की उपस्थिति विभिन्न भूवैज्ञानिक और जीवमंडल प्रक्रियाओं में इसकी उत्कृष्ट भूमिका और सक्रिय भागीदारी निर्धारित करती है। सौर ऊर्जा के पुनर्वितरण और विनाशकारी प्राकृतिक घटनाओं और आपदाओं के विकास में वातावरण एक महान भूमिका निभाता है। वायुमंडलीय भंवर - बवंडर (बवंडर), तूफान, टाइफून, चक्रवात और अन्य घटनाएं जैविक दुनिया और प्राकृतिक प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव डालती हैं। प्रदूषण के मुख्य स्रोत, प्राकृतिक कारकों के साथ-साथ, मानव आर्थिक गतिविधि के विभिन्न रूप हैं। वायुमंडल पर मानवजनित प्रभाव न केवल विभिन्न एरोसोल और ग्रीनहाउस गैसों की उपस्थिति में, बल्कि जल वाष्प की मात्रा में वृद्धि में भी व्यक्त होते हैं, और स्मॉग और अम्लीय वर्षा के रूप में प्रकट होते हैं। ग्रीनहाउस गैसें पृथ्वी की सतह के तापमान शासन को बदल देती हैं; कुछ गैसों के उत्सर्जन से ओजोन परत का आयतन कम हो जाता है और ओजोन छिद्रों के निर्माण में योगदान होता है। पृथ्वी के वायुमंडल की नृवंशीय भूमिका महान है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं में वातावरण की भूमिका

सतही वायुमंडल, स्थलमंडल और बाहरी अंतरिक्ष और इसकी गैस संरचना के बीच अपनी मध्यवर्ती स्थिति में, जीवों के जीवन के लिए परिस्थितियाँ बनाता है। इसी समय, चट्टानों के विनाश की अपक्षय और तीव्रता, क्लैस्टिक सामग्री का स्थानांतरण और संचय वर्षा की मात्रा, प्रकृति और आवृत्ति, हवाओं की आवृत्ति और ताकत और विशेष रूप से हवा के तापमान पर निर्भर करता है। वायुमंडल जलवायु प्रणाली का एक केंद्रीय घटक है। हवा का तापमान और आर्द्रता, बादल और वर्षा, हवा - यह सब मौसम की विशेषता है, यानी वातावरण की लगातार बदलती स्थिति। साथ ही, यही घटक जलवायु की विशेषता बताते हैं, यानी औसत दीर्घकालिक मौसम व्यवस्था।

गैसों की संरचना, बादलों की उपस्थिति और विभिन्न अशुद्धियाँ, जिन्हें एरोसोल कण (राख, धूल, जल वाष्प के कण) कहा जाता है, वायुमंडल के माध्यम से सौर विकिरण के पारित होने की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं और पृथ्वी के थर्मल विकिरण से बचने को रोकते हैं। बाह्य अंतरिक्ष में.

पृथ्वी का वायुमंडल अत्यंत गतिशील है। इसमें होने वाली प्रक्रियाएं और इसकी गैस संरचना, मोटाई, बादल, पारदर्शिता और इसमें कुछ एयरोसोल कणों की उपस्थिति में परिवर्तन मौसम और जलवायु दोनों को प्रभावित करते हैं।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं की क्रिया और दिशा, साथ ही पृथ्वी पर जीवन और गतिविधि, सौर विकिरण द्वारा निर्धारित होती है। यह पृथ्वी की सतह पर आपूर्ति की जाने वाली 99.98% ऊष्मा प्रदान करता है। हर साल यह मात्रा 134 * 10 19 किलो कैलोरी होती है। इतनी ऊष्मा 200 अरब टन कोयले को जलाकर प्राप्त की जा सकती है। सूर्य के द्रव्यमान में थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के इस प्रवाह को बनाने वाले हाइड्रोजन के भंडार कम से कम अगले 10 अरब वर्षों तक बने रहेंगे, यानी, हमारे ग्रह और स्वयं के अस्तित्व से दोगुनी अवधि के लिए।

वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर आने वाली सौर ऊर्जा की कुल मात्रा का लगभग 1/3 भाग वापस अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है, 13% ओजोन परत (लगभग सभी पराबैंगनी विकिरण सहित) द्वारा अवशोषित हो जाता है। 7% - शेष वायुमंडल और केवल 44% ही पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है। प्रतिदिन पृथ्वी तक पहुँचने वाला कुल सौर विकिरण उस ऊर्जा के बराबर है जो मानवता को पिछली सहस्राब्दी में सभी प्रकार के ईंधन जलाने के परिणामस्वरूप प्राप्त हुई थी।

पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण के वितरण की मात्रा और प्रकृति वायुमंडल के बादल और पारदर्शिता पर काफी हद तक निर्भर है। बिखरे हुए विकिरण की मात्रा क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई, वायुमंडल की पारदर्शिता, जल वाष्प की सामग्री, धूल, कार्बन डाइऑक्साइड की कुल मात्रा आदि से प्रभावित होती है।

प्रकीर्णित विकिरण की अधिकतम मात्रा ध्रुवीय क्षेत्रों तक पहुँचती है। सूर्य क्षितिज से जितना नीचे होगा, इलाके के किसी दिए गए क्षेत्र में उतनी ही कम गर्मी प्रवेश करेगी।

वायुमंडलीय पारदर्शिता और बादलता का बहुत महत्व है। गर्मी के बादल वाले दिन में यह आमतौर पर साफ दिन की तुलना में अधिक ठंडा होता है, क्योंकि दिन के समय बादल पृथ्वी की सतह को गर्म होने से रोकते हैं।

वातावरण की धूल गर्मी के वितरण में प्रमुख भूमिका निभाती है। इसमें पाए जाने वाले धूल और राख के बारीक बिखरे हुए ठोस कण, जो इसकी पारदर्शिता को प्रभावित करते हैं, सौर विकिरण के वितरण को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं, जिसका अधिकांश भाग परावर्तित होता है। सूक्ष्म कण वायुमंडल में दो तरह से प्रवेश करते हैं: या तो ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान उत्सर्जित राख, या शुष्क उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों से हवाओं द्वारा लाई गई रेगिस्तानी धूल। विशेष रूप से ऐसी बहुत सी धूल सूखे के दौरान बनती है, जब गर्म हवा की धाराएं इसे वायुमंडल की ऊपरी परतों में ले जाती हैं और लंबे समय तक वहां रह सकती हैं। 1883 में क्राकाटोआ ज्वालामुखी के विस्फोट के बाद, वायुमंडल में दसियों किलोमीटर तक फैली धूल लगभग 3 वर्षों तक समताप मंडल में बनी रही। 1985 में एल चिचोन ज्वालामुखी (मेक्सिको) के विस्फोट के परिणामस्वरूप, धूल यूरोप तक पहुंच गई, और इसलिए सतह के तापमान में थोड़ी कमी आई।

पृथ्वी के वायुमंडल में विभिन्न मात्रा में जलवाष्प मौजूद है। वजन या आयतन के हिसाब से निरपेक्ष रूप से इसकी मात्रा 2 से 5% तक होती है।

कार्बन डाइऑक्साइड की तरह जल वाष्प, ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है। वायुमंडल में उठने वाले बादलों और कोहरे में अजीबोगरीब भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएँ होती हैं।

वायुमंडल में जलवाष्प का प्राथमिक स्रोत विश्व महासागर की सतह है। इसमें से प्रतिवर्ष 95 से 110 सेमी मोटी पानी की एक परत वाष्पित होती है। नमी का एक भाग संघनन के बाद समुद्र में लौट आता है, और दूसरा वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों की ओर निर्देशित होता है। परिवर्तनशील आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में, वर्षा मिट्टी को नम करती है, और आर्द्र जलवायु में यह भूजल भंडार बनाती है। इस प्रकार, वायुमंडल आर्द्रता का संचयकर्ता और वर्षा का भंडार है। और वायुमंडल में बनने वाला कोहरा मिट्टी के आवरण को नमी प्रदान करता है और इस प्रकार वनस्पतियों और जीवों के विकास में निर्णायक भूमिका निभाता है।

वायुमंडल की गतिशीलता के कारण वायुमंडलीय नमी पृथ्वी की सतह पर वितरित होती है। इसकी विशेषता हवाओं और दबाव वितरण की एक बहुत ही जटिल प्रणाली है। इस तथ्य के कारण कि वायुमंडल निरंतर गति में है, हवा के प्रवाह और दबाव के वितरण की प्रकृति और पैमाने लगातार बदल रहे हैं। परिसंचरण का पैमाना सूक्ष्म मौसम विज्ञान से लेकर, केवल कुछ सौ मीटर के आकार के साथ, कई दसियों हज़ार किलोमीटर के वैश्विक पैमाने तक भिन्न होता है। विशाल वायुमंडलीय भंवर बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की प्रणालियों के निर्माण में भाग लेते हैं और वायुमंडल के सामान्य परिसंचरण को निर्धारित करते हैं। इसके अलावा, वे विनाशकारी वायुमंडलीय घटनाओं के स्रोत हैं।

मौसम और जलवायु परिस्थितियों का वितरण और जीवित पदार्थ की कार्यप्रणाली वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। यदि वायुमंडलीय दबाव छोटी सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करता है, तो यह लोगों की भलाई और जानवरों के व्यवहार में निर्णायक भूमिका नहीं निभाता है और पौधों के शारीरिक कार्यों को प्रभावित नहीं करता है। दबाव में परिवर्तन आमतौर पर ललाट घटना और मौसम परिवर्तन से जुड़े होते हैं।

हवा के निर्माण के लिए वायुमंडलीय दबाव का मौलिक महत्व है, जो एक राहत-निर्माण कारक होने के नाते, पशु और पौधे की दुनिया पर एक मजबूत प्रभाव डालता है।

हवा पौधों की वृद्धि को रोक सकती है और साथ ही बीज स्थानांतरण को भी बढ़ावा दे सकती है। मौसम और जलवायु परिस्थितियों को आकार देने में हवा की भूमिका महान है। यह समुद्री धाराओं के नियामक के रूप में भी कार्य करता है। हवा, बहिर्जात कारकों में से एक के रूप में, लंबी दूरी पर अपक्षयित सामग्री के क्षरण और अपस्फीति में योगदान करती है।

वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक भूमिका

एरोसोल कणों और ठोस धूल की उपस्थिति के कारण वायुमंडल की पारदर्शिता में कमी सौर विकिरण के वितरण को प्रभावित करती है, जिससे अल्बेडो या परावर्तनशीलता बढ़ जाती है। विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाएं जो ओजोन के अपघटन का कारण बनती हैं और जल वाष्प से युक्त "मोती" बादलों की उत्पत्ति एक ही परिणाम देती हैं। परावर्तनशीलता में वैश्विक परिवर्तन, साथ ही वायुमंडलीय गैसों, मुख्य रूप से ग्रीनहाउस गैसों में परिवर्तन, जलवायु परिवर्तन के लिए जिम्मेदार हैं।

असमान तापन, जो पृथ्वी की सतह के विभिन्न हिस्सों पर वायुमंडलीय दबाव में अंतर का कारण बनता है, वायुमंडलीय परिसंचरण की ओर जाता है, जो क्षोभमंडल की पहचान है। जब दबाव में अंतर होता है, तो हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर दौड़ती है। वायु द्रव्यमान की ये हलचलें, आर्द्रता और तापमान के साथ मिलकर, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की मुख्य पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक विशेषताओं को निर्धारित करती हैं।

गति के आधार पर हवा पृथ्वी की सतह पर विभिन्न भूवैज्ञानिक कार्य करती है। 10 मीटर/सेकेंड की गति से, यह मोटी पेड़ की शाखाओं को हिलाता है, धूल और महीन रेत उठाता और परिवहन करता है; 20 मीटर/सेकेंड की गति से पेड़ की शाखाओं को तोड़ता है, रेत और बजरी ले जाता है; 30 मीटर/सेकंड की गति से (तूफान) घरों की छतों को तोड़ देता है, पेड़ों को उखाड़ देता है, खंभों को तोड़ देता है, कंकड़-पत्थरों को हटा देता है और छोटे मलबे को अपने साथ ले जाता है, और 40 मीटर/सेकेंड की गति से तूफान हवा घरों को नष्ट कर देता है, तोड़ देता है और बिजली को ध्वस्त कर देता है। लाइन के खंभे, बड़े-बड़े पेड़ों को उखाड़ देते हैं।

तूफ़ान और बवंडर (बवंडर) - गर्म मौसम में शक्तिशाली वायुमंडलीय मोर्चों पर उत्पन्न होने वाले वायुमंडलीय भंवर, 100 मीटर/सेकेंड तक की गति के साथ, भयावह परिणामों के साथ एक बड़ा नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव डालते हैं। तूफ़ान तूफानी हवा की गति (60-80 मीटर/सेकेंड तक) के साथ क्षैतिज बवंडर हैं। इनके साथ अक्सर कई मिनटों से लेकर आधे घंटे तक चलने वाली भारी बारिश और तूफान आते हैं। तूफ़ान 50 किमी तक चौड़े क्षेत्रों को कवर करता है और 200-250 किमी की दूरी तय करता है। 1998 में मॉस्को और मॉस्को क्षेत्र में आए तेज़ तूफ़ान ने कई घरों की छतें क्षतिग्रस्त कर दीं और पेड़ गिर गए।

बवंडर, जिसे उत्तरी अमेरिका में बवंडर कहा जाता है, शक्तिशाली कीप के आकार के वायुमंडलीय भंवर हैं, जो अक्सर गरज वाले बादलों से जुड़े होते हैं। ये कई दसियों से लेकर सैकड़ों मीटर व्यास वाले बीच में हवा की तरह पतले होते स्तंभ हैं। बवंडर एक फ़नल की तरह दिखता है, जो हाथी की सूंड के समान होता है, जो बादलों से उतरता है या पृथ्वी की सतह से उठता है। मजबूत विरलन और उच्च घूर्णन गति के साथ, एक बवंडर कई सौ किलोमीटर तक की यात्रा करता है, धूल, जलाशयों से पानी और विभिन्न वस्तुओं को खींचता है। शक्तिशाली बवंडर तूफान, बारिश के साथ आते हैं और इनमें बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है।

बवंडर शायद ही कभी उपध्रुवीय या भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में आते हैं, जहां यह लगातार ठंडा या गर्म होता है। खुले समुद्र में कुछ बवंडर आते हैं। बवंडर यूरोप, जापान, ऑस्ट्रेलिया, संयुक्त राज्य अमेरिका में आते हैं और रूस में वे विशेष रूप से सेंट्रल ब्लैक अर्थ क्षेत्र, मॉस्को, यारोस्लाव, निज़नी नोवगोरोड और इवानोवो क्षेत्रों में अक्सर आते हैं।

बवंडर कारों, घरों, गाड़ियों और पुलों को उठा और हिला देता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में विशेष रूप से विनाशकारी बवंडर देखे जाते हैं। हर साल 450 से 1500 तक बवंडर आते हैं और औसतन लगभग 100 लोगों की मौत होती है। बवंडर तेजी से काम करने वाली विनाशकारी वायुमंडलीय प्रक्रियाएं हैं। ये मात्र 20-30 मिनट में बन जाते हैं और इनका जीवनकाल 30 मिनट का होता है। इसलिए, बवंडर के समय और स्थान की भविष्यवाणी करना लगभग असंभव है।

अन्य विनाशकारी लेकिन लंबे समय तक चलने वाले वायुमंडलीय भंवर चक्रवात हैं। वे दबाव के अंतर के कारण बनते हैं, जो कुछ शर्तों के तहत वायु प्रवाह के एक गोलाकार आंदोलन के उद्भव में योगदान देता है। वायुमंडलीय भंवर नम गर्म हवा के शक्तिशाली उर्ध्व प्रवाह के आसपास उत्पन्न होते हैं और दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिणावर्त और उत्तरी में वामावर्त उच्च गति से घूमते हैं। बवंडर के विपरीत, चक्रवात महासागरों के ऊपर उत्पन्न होते हैं और महाद्वीपों पर अपना विनाशकारी प्रभाव पैदा करते हैं। मुख्य विनाशकारी कारक तेज़ हवाएँ, बर्फबारी के रूप में तीव्र वर्षा, मूसलाधार बारिश, ओलावृष्टि और भारी बाढ़ हैं। 19 - 30 मीटर/सेकेंड की गति वाली हवाएँ तूफान बनाती हैं, 30-35 मीटर/सेकंड की गति से - एक तूफान, और 35 मीटर/सेकेंड से अधिक की गति वाली हवाएँ - एक तूफान बनाती हैं।

उष्णकटिबंधीय चक्रवात - तूफान और टाइफून - की औसत चौड़ाई कई सौ किलोमीटर होती है। चक्रवात के अंदर हवा की गति तूफान की ताकत तक पहुँच जाती है। उष्णकटिबंधीय चक्रवात कई दिनों से लेकर कई हफ्तों तक चलते हैं, 50 से 200 किमी/घंटा की गति से चलते हैं। मध्य अक्षांशीय चक्रवातों का व्यास बड़ा होता है। इनका अनुप्रस्थ आयाम एक हजार से लेकर कई हजार किलोमीटर तक होता है और हवा की गति तूफानी होती है। वे पश्चिम से उत्तरी गोलार्ध में आगे बढ़ते हैं और उनके साथ ओलावृष्टि और बर्फबारी होती है, जो प्रकृति में विनाशकारी होती है। पीड़ितों की संख्या और क्षति के संदर्भ में, बाढ़ के बाद चक्रवात और संबंधित तूफान और टाइफून सबसे बड़ी प्राकृतिक वायुमंडलीय घटनाएं हैं। एशिया के घनी आबादी वाले इलाकों में तूफान से मरने वालों की संख्या हजारों में है। 1991 में, बांग्लादेश में, एक तूफान के दौरान 6 मीटर ऊंची समुद्री लहरें उठीं, 125 हजार लोग मारे गए। टाइफून संयुक्त राज्य अमेरिका को भारी क्षति पहुंचाते हैं। वहीं, दसियों और सैकड़ों लोगों की मौत हो जाती है। पश्चिमी यूरोप में तूफान कम नुकसान पहुंचाते हैं।

तूफ़ान को एक विनाशकारी वायुमंडलीय घटना माना जाता है। वे तब घटित होते हैं जब गर्म, नम हवा बहुत तेज़ी से ऊपर उठती है। उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की सीमा पर, वर्ष में 90-100 दिन, समशीतोष्ण क्षेत्र में 10-30 दिन तूफान आते हैं। हमारे देश में सबसे अधिक तूफान उत्तरी काकेशस में आते हैं।

गरज के साथ बारिश आमतौर पर एक घंटे से भी कम समय तक चलती है। तीव्र बारिश, ओलावृष्टि, बिजली गिरना, हवा के झोंके और ऊर्ध्वाधर हवा की धाराएँ विशेष रूप से खतरनाक हैं। ओलावृष्टि का खतरा ओलों के आकार से निर्धारित होता है। उत्तरी काकेशस में, ओलों का द्रव्यमान एक बार 0.5 किलोग्राम तक पहुंच गया, और भारत में, 7 किलोग्राम वजन वाले ओलों को दर्ज किया गया। हमारे देश में सबसे अधिक शहरी-खतरनाक क्षेत्र उत्तरी काकेशस में स्थित हैं। जुलाई 1992 में ओलावृष्टि से मिनरलनी वोडी हवाई अड्डे पर 18 विमान क्षतिग्रस्त हो गये।

खतरनाक वायुमंडलीय घटनाओं में बिजली गिरना भी शामिल है। वे लोगों, पशुओं को मारते हैं, आग लगाते हैं और बिजली ग्रिड को नुकसान पहुंचाते हैं। दुनिया भर में हर साल लगभग 10,000 लोग तूफान और उसके परिणामों से मर जाते हैं। इसके अलावा, अफ्रीका, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ क्षेत्रों में, बिजली गिरने से पीड़ितों की संख्या अन्य प्राकृतिक घटनाओं की तुलना में अधिक है। संयुक्त राज्य अमेरिका में तूफान से होने वाली वार्षिक आर्थिक क्षति कम से कम $700 मिलियन है।

सूखा रेगिस्तान, स्टेपी और वन-स्टेप क्षेत्रों के लिए विशिष्ट है। वर्षा की कमी के कारण मिट्टी सूख जाती है, भूजल के स्तर में कमी आ जाती है और जलाशयों में पानी पूरी तरह से सूख जाता है। नमी की कमी से वनस्पति और फसलें नष्ट हो जाती हैं। अफ्रीका, निकट और मध्य पूर्व, मध्य एशिया और दक्षिणी उत्तरी अमेरिका में सूखा विशेष रूप से गंभीर है।

सूखा मानव जीवन की स्थितियों को बदल देता है और मिट्टी के लवणीकरण, शुष्क हवाओं, धूल भरी आंधियों, मिट्टी के कटाव और जंगल की आग जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राकृतिक पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। टैगा क्षेत्रों, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय जंगलों और सवाना में सूखे के दौरान आग विशेष रूप से गंभीर होती है।

सूखा अल्पकालिक प्रक्रिया है जो एक मौसम तक चलती है। जब सूखा दो सीज़न से अधिक रहता है, तो अकाल और बड़े पैमाने पर मृत्यु का खतरा होता है। आमतौर पर, सूखा एक या अधिक देशों के क्षेत्र को प्रभावित करता है। दुखद परिणामों वाला लंबे समय तक सूखा विशेष रूप से अफ़्रीका के साहेल क्षेत्र में अक्सर होता है।

बर्फबारी, अल्पकालिक भारी बारिश और लंबे समय तक होने वाली बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाएं बहुत नुकसान पहुंचाती हैं। बर्फबारी के कारण पहाड़ों में बड़े पैमाने पर हिमस्खलन होता है, और गिरी हुई बर्फ के तेजी से पिघलने और लंबे समय तक बारिश के कारण बाढ़ आती है। पृथ्वी की सतह पर गिरने वाले पानी का विशाल द्रव्यमान, विशेषकर वृक्षविहीन क्षेत्रों में, गंभीर मिट्टी के कटाव का कारण बनता है। गली-बीम प्रणालियों का गहन विकास हो रहा है। अचानक गर्मी बढ़ने या वसंत ऋतु में बर्फ पिघलने के बाद भारी वर्षा या उच्च पानी की अवधि के दौरान बड़ी बाढ़ के परिणामस्वरूप बाढ़ आती है और इसलिए, मूल रूप से वायुमंडलीय घटनाएं होती हैं (जलमंडल की पारिस्थितिक भूमिका पर अध्याय में उनकी चर्चा की गई है)।

मानवजनित वायुमंडलीय परिवर्तन

वर्तमान में, कई अलग-अलग मानवजनित स्रोत हैं जो वायु प्रदूषण का कारण बनते हैं और पारिस्थितिक संतुलन में गंभीर गड़बड़ी पैदा करते हैं। पैमाने के संदर्भ में, दो स्रोतों का वायुमंडल पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है: परिवहन और उद्योग। औसतन, परिवहन वायुमंडलीय प्रदूषण की कुल मात्रा का लगभग 60%, उद्योग - 15, थर्मल ऊर्जा - 15, घरेलू और औद्योगिक कचरे के विनाश के लिए प्रौद्योगिकियों - 10% के लिए जिम्मेदार है।

परिवहन, उपयोग किए गए ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के प्रकार के आधार पर, वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर, कार्बन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड, सीसा और उसके यौगिक, कालिख, बेंज़ोपाइरीन (पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के समूह से एक पदार्थ, जो एक मजबूत पदार्थ है) उत्सर्जित करता है। कार्सिनोजेन जो त्वचा कैंसर का कारण बनता है)।

उद्योग वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फ्यूरिक एसिड, फिनोल, क्लोरीन, फ्लोरीन और अन्य रासायनिक यौगिकों का उत्सर्जन करता है। लेकिन उत्सर्जन (85% तक) के बीच प्रमुख स्थान धूल का है।

प्रदूषण के परिणामस्वरूप, वायुमंडल की पारदर्शिता बदल जाती है, जिससे एरोसोल, स्मॉग और अम्लीय वर्षा होती है।

एरोसोल छितरी हुई प्रणालियाँ हैं जिनमें गैसीय वातावरण में निलंबित ठोस कण या तरल बूंदें शामिल होती हैं। परिक्षिप्त चरण का कण आकार आमतौर पर 10 -3 -10 -7 सेमी होता है। परिक्षिप्त चरण की संरचना के आधार पर, एरोसोल को दो समूहों में विभाजित किया जाता है। एक में गैसीय माध्यम में फैले ठोस कणों से बने एरोसोल शामिल हैं, दूसरे में एरोसोल शामिल हैं जो गैसीय और तरल चरणों का मिश्रण हैं। पूर्व को धुआं कहा जाता है, और बाद वाले को कोहरा कहा जाता है। इनके निर्माण की प्रक्रिया में संघनन केंद्र महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ज्वालामुखीय राख, ब्रह्मांडीय धूल, औद्योगिक उत्सर्जन उत्पाद, विभिन्न बैक्टीरिया आदि संघनन नाभिक के रूप में कार्य करते हैं। सांद्रता नाभिक के संभावित स्रोतों की संख्या लगातार बढ़ रही है। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब 4000 मीटर 2 के क्षेत्र में सूखी घास को आग से नष्ट किया जाता है, तो औसतन 11*10 22 एरोसोल नाभिक बनते हैं।

हमारे ग्रह के प्रकट होने और प्राकृतिक परिस्थितियों को प्रभावित करने के क्षण से ही एरोसोल बनना शुरू हो गए। हालाँकि, प्रकृति में पदार्थों के सामान्य चक्र के साथ संतुलित उनकी मात्रा और क्रियाओं के कारण गहरा पर्यावरणीय परिवर्तन नहीं हुआ। उनके गठन के मानवजनित कारकों ने इस संतुलन को महत्वपूर्ण जीवमंडल अधिभार की ओर स्थानांतरित कर दिया है। यह विशेषता विशेष रूप से तब से स्पष्ट हो गई है जब से मानवता ने जहरीले पदार्थों के रूप में और पौधों की सुरक्षा के लिए विशेष रूप से निर्मित एरोसोल का उपयोग करना शुरू किया है।

वनस्पति के लिए सबसे खतरनाक सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और नाइट्रोजन के एरोसोल हैं। जब वे नम पत्ती की सतह के संपर्क में आते हैं, तो वे एसिड बनाते हैं जो जीवित चीजों पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। एसिड धुंध साँस की हवा के साथ जानवरों और मनुष्यों के श्वसन अंगों में प्रवेश करती है और श्लेष्म झिल्ली पर आक्रामक प्रभाव डालती है। उनमें से कुछ जीवित ऊतक को विघटित करते हैं, और रेडियोधर्मी एरोसोल कैंसर का कारण बनते हैं। रेडियोधर्मी आइसोटोप के बीच, एसजी 90 न केवल अपनी कैंसरजन्यता के लिए, बल्कि कैल्शियम के एक एनालॉग के रूप में भी विशेष रूप से खतरनाक है, जो इसे जीवों की हड्डियों में प्रतिस्थापित करता है, जिससे उनका विघटन होता है।

परमाणु विस्फोटों के दौरान वायुमंडल में रेडियोधर्मी एरोसोल बादल बनते हैं। 1 - 10 माइक्रोन की त्रिज्या वाले छोटे कण न केवल क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में गिरते हैं, बल्कि समतापमंडल में भी गिरते हैं, जहां वे लंबे समय तक रह सकते हैं। परमाणु ईंधन का उत्पादन करने वाले औद्योगिक प्रतिष्ठानों में रिएक्टरों के संचालन के दौरान, साथ ही परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं के परिणामस्वरूप भी एरोसोल बादल बनते हैं।

स्मॉग तरल और ठोस बिखरे हुए चरणों के साथ एरोसोल का मिश्रण है, जो औद्योगिक क्षेत्रों और बड़े शहरों पर एक धूमिल पर्दा बनाता है।

स्मॉग तीन प्रकार के होते हैं: बर्फीला, गीला और सूखा। बर्फ के धुएं को अलास्का स्मॉग कहा जाता है। यह धूल के कणों और बर्फ के क्रिस्टल के साथ गैसीय प्रदूषकों का एक संयोजन है जो तब होता है जब हीटिंग सिस्टम से कोहरे और भाप की बूंदें जम जाती हैं।

गीले स्मॉग, या लंदन-प्रकार के स्मॉग को कभी-कभी शीतकालीन स्मॉग भी कहा जाता है। यह गैसीय प्रदूषकों (मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड), धूल के कणों और कोहरे की बूंदों का मिश्रण है। शीतकालीन स्मॉग की उपस्थिति के लिए मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा हवा रहित मौसम है, जिसमें गर्म हवा की एक परत ठंडी हवा की जमीनी परत (700 मीटर से नीचे) के ऊपर स्थित होती है। इस मामले में, न केवल क्षैतिज, बल्कि ऊर्ध्वाधर विनिमय भी होता है। प्रदूषक, आमतौर पर ऊंची परतों में बिखरे होते हैं, इस मामले में सतह परत में जमा हो जाते हैं।

शुष्क स्मॉग गर्मियों के दौरान होता है और इसे अक्सर लॉस एंजिल्स-प्रकार का स्मॉग कहा जाता है। यह ओजोन, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और एसिड वाष्प का मिश्रण है। ऐसा धुँआ सौर विकिरण, विशेषकर इसके पराबैंगनी भाग द्वारा प्रदूषकों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनता है। मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा वायुमंडलीय उलटाव है, जो गर्म हवा के ऊपर ठंडी हवा की एक परत की उपस्थिति में व्यक्त होती है। आमतौर पर, गर्म वायु धाराओं द्वारा उठाए गए गैसों और ठोस कणों को ऊपरी ठंडी परतों में फैलाया जाता है, लेकिन इस मामले में वे व्युत्क्रम परत में जमा हो जाते हैं। फोटोलिसिस की प्रक्रिया में, कार इंजन में ईंधन के दहन के दौरान बनने वाले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड विघटित होते हैं:

नहीं 2 → नहीं + ओ

तब ओजोन संश्लेषण होता है:

ओ + ओ 2 + एम → ओ 3 + एम

नहीं + ओ → नहीं 2

फोटोडिसोसिएशन प्रक्रियाएं पीले-हरे रंग की चमक के साथ होती हैं।

इसके अलावा, इस प्रकार की प्रतिक्रियाएं होती हैं: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, यानी मजबूत सल्फ्यूरिक एसिड बनता है।

मौसम संबंधी स्थितियों में बदलाव (हवा की उपस्थिति या आर्द्रता में बदलाव) के साथ, ठंडी हवा समाप्त हो जाती है और धुंध गायब हो जाती है।

स्मॉग में कार्सिनोजेनिक पदार्थों की मौजूदगी से सांस लेने में समस्या, श्लेष्मा झिल्ली में जलन, संचार संबंधी विकार, दमा का दम घुटना और अक्सर मौत हो जाती है। छोटे बच्चों के लिए स्मॉग विशेष रूप से खतरनाक है।

अम्लीय वर्षा वायुमंडलीय वर्षा है जो सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन और पर्क्लोरिक एसिड के वाष्प और उनमें घुले क्लोरीन के औद्योगिक उत्सर्जन द्वारा अम्लीकृत होती है। कोयले और गैस को जलाने की प्रक्रिया में, इसमें मौजूद अधिकांश सल्फर, ऑक्साइड के रूप में और लोहे के साथ यौगिकों में, विशेष रूप से पाइराइट, पाइरोटाइट, च्लोकोपाइराइट, आदि में, सल्फर ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है, जो एक साथ होता है। कार्बन डाइऑक्साइड के साथ वायुमंडल में उत्सर्जित होता है। जब वायुमंडलीय नाइट्रोजन और तकनीकी उत्सर्जन ऑक्सीजन के साथ मिलते हैं, तो विभिन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं, और बनने वाले नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा दहन तापमान पर निर्भर करती है। नाइट्रोजन ऑक्साइड का बड़ा हिस्सा वाहनों और डीजल इंजनों के संचालन के दौरान होता है, और एक छोटा हिस्सा ऊर्जा क्षेत्र और औद्योगिक उद्यमों में होता है। सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड मुख्य अम्ल निर्माता हैं। वायुमंडलीय ऑक्सीजन और उसमें मौजूद जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया करने पर सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड बनते हैं।

यह ज्ञात है कि पर्यावरण का क्षारीय-अम्ल संतुलन पीएच मान से निर्धारित होता है। तटस्थ वातावरण का पीएच मान 7 है, अम्लीय वातावरण का पीएच मान 0 है, और क्षारीय वातावरण का पीएच मान 14 है। आधुनिक युग में, वर्षा जल का पीएच मान 5.6 है, हालांकि हाल के दिनों में यह तटस्थ था. पीएच मान में एक की कमी अम्लता में दस गुना वृद्धि के अनुरूप होती है और इसलिए, वर्तमान में, बढ़ी हुई अम्लता के साथ बारिश लगभग हर जगह होती है। पश्चिमी यूरोप में बारिश की अधिकतम अम्लता 4-3.5 पीएच दर्ज की गई। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 4-4.5 का पीएच मान अधिकांश मछलियों के लिए घातक है।

अम्लीय वर्षा का पृथ्वी की वनस्पति, औद्योगिक और आवासीय भवनों पर आक्रामक प्रभाव पड़ता है और उजागर चट्टानों के अपक्षय में महत्वपूर्ण तेजी लाने में योगदान देता है। बढ़ी हुई अम्लता मिट्टी के तटस्थीकरण के स्व-नियमन को रोकती है जिसमें पोषक तत्व घुल जाते हैं। बदले में, इससे उपज में भारी कमी आती है और वनस्पति आवरण का क्षरण होता है। मिट्टी की अम्लता बंधी हुई भारी मिट्टी की रिहाई को बढ़ावा देती है, जो धीरे-धीरे पौधों द्वारा अवशोषित हो जाती है, जिससे गंभीर ऊतक क्षति होती है और मानव खाद्य श्रृंखला में प्रवेश होता है।

समुद्री जल की क्षारीय-अम्ल क्षमता में परिवर्तन, विशेष रूप से उथले पानी में, कई अकशेरुकी जीवों के प्रजनन की समाप्ति की ओर जाता है, मछलियों की मृत्यु का कारण बनता है और महासागरों में पारिस्थितिक संतुलन को बाधित करता है।

अम्लीय वर्षा के परिणामस्वरूप, पश्चिमी यूरोप, बाल्टिक राज्यों, करेलिया, यूराल, साइबेरिया और कनाडा में जंगलों के विनाश का खतरा है।

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

वायुमंडल पृथ्वी का गैसीय आवरण है; वायुमंडल के कारण ही हमारे ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति और आगे का विकास संभव हुआ। पृथ्वी के लिए वायुमंडल का महत्व बहुत बड़ा है - वायुमंडल गायब हो जाएगा, ग्रह गायब हो जाएगा। लेकिन हाल ही में, टेलीविजन स्क्रीन और रेडियो स्पीकर से, हम वायु प्रदूषण की समस्या, ओजोन परत के विनाश की समस्या और मनुष्यों सहित जीवित जीवों पर सौर विकिरण के हानिकारक प्रभावों के बारे में अधिक से अधिक सुन रहे हैं। यहां-वहां पर्यावरणीय आपदाएं घटित होती हैं जिनका पृथ्वी के वायुमंडल पर अलग-अलग स्तर का नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जिसका सीधा असर इसकी गैस संरचना पर पड़ता है। दुर्भाग्य से, हमें यह स्वीकार करना होगा कि मानव औद्योगिक गतिविधि के प्रत्येक वर्ष के साथ वातावरण जीवित जीवों के सामान्य कामकाज के लिए कम और उपयुक्त होता जाता है।

वातावरण का स्वरूप

वायुमंडल की आयु आमतौर पर ग्रह पृथ्वी की आयु के बराबर होती है - लगभग 5000 मिलियन वर्ष। अपने गठन के प्रारंभिक चरण में, पृथ्वी प्रभावशाली तापमान तक गर्म हो गई। “यदि, जैसा कि अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​है, नवगठित पृथ्वी अत्यधिक गर्म थी (इसका तापमान लगभग 9000 डिग्री सेल्सियस था), तो वायुमंडल बनाने वाली अधिकांश गैसें इसे छोड़ चुकी होतीं। जैसे-जैसे पृथ्वी धीरे-धीरे ठंडी और ठोस होती जाएगी, तरल परत में घुली गैसें इससे बाहर निकल जाएंगी।” इन्हीं गैसों से पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल का निर्माण हुआ, जिसकी बदौलत जीवन की उत्पत्ति संभव हो सकी।

जैसे ही पृथ्वी ठंडी हुई, उत्सर्जित गैसों से इसके चारों ओर एक वातावरण बन गया। दुर्भाग्य से, प्राथमिक वायुमंडल की रासायनिक संरचना में तत्वों का सटीक प्रतिशत निर्धारित करना संभव नहीं है, लेकिन यह सटीक रूप से माना जा सकता है कि इसकी संरचना में शामिल गैसें उन गैसों के समान थीं जो अब ज्वालामुखियों द्वारा उत्सर्जित होती हैं - कार्बन डाइऑक्साइड, पानी वाष्प और नाइट्रोजन. “अत्यधिक गर्म जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, अमोनिया, एसिड धुएं, उत्कृष्ट गैसों और ऑक्सीजन के रूप में ज्वालामुखीय गैसों ने प्रोटो-वायुमंडल का निर्माण किया। इस समय, वायुमंडल में ऑक्सीजन का संचय नहीं हुआ, क्योंकि यह अम्लीय धुएं (एचसीएल, SiO 2, H 2 S) के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था" (1)।

जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व - ऑक्सीजन - की उत्पत्ति के बारे में दो सिद्धांत हैं। जैसे ही पृथ्वी ठंडी हुई, तापमान लगभग 100 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया, अधिकांश जल वाष्प संघनित हो गया और पहली बारिश के रूप में पृथ्वी की सतह पर गिर गया, जिसके परिणामस्वरूप नदियों, समुद्रों और महासागरों - जलमंडल का निर्माण हुआ। “पृथ्वी पर पानी के गोले ने अंतर्जात ऑक्सीजन को जमा करने, इसके संचयकर्ता बनने और (संतृप्त होने पर) वायुमंडल के लिए आपूर्तिकर्ता बनने की संभावना प्रदान की, जिसके परिणामस्वरूप इस समय तक पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, अम्लीय धुएं और अन्य गैसों को पहले ही साफ कर दिया गया था। पिछले तूफ़ानों का” (1).

एक अन्य सिद्धांत में कहा गया है कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान आदिम सेलुलर जीवों की जीवन गतिविधि के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन का निर्माण हुआ, जब पौधे जीव पूरे पृथ्वी पर बस गए, तो वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा तेजी से बढ़ने लगी। हालाँकि, कई वैज्ञानिक पारस्परिक बहिष्कार के बिना दोनों संस्करणों पर विचार करते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना में परिवर्तन

पृथ्वी पर जीवन के विकास के चरण		वायुमंडलीय संरचना में परिवर्तन
ग्रह की शिक्षा	4.5 – 5 अरब वर्ष पूर्व	कोई माहौल नहीं
पृथ्वी पर जीवन के चिन्हों का प्रकट होना	2.5 - 3 अरब वर्ष पूर्व	प्राथमिक वायुमंडल में कोई ऑक्सीजन नहीं है
जीवित जीवों द्वारा पृथ्वी पर सक्रिय विजय

पृथ्वी के निर्माण के साथ ही वायुमंडल का निर्माण शुरू हुआ। ग्रह के विकास के दौरान और जैसे-जैसे इसके पैरामीटर आधुनिक मूल्यों के करीब आए, 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 वर्ष पहले एक ठोस पिंड के रूप में बनी थी। इस मील के पत्थर को भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उसी समय से वायुमंडल का धीमी गति से विकास शुरू हुआ। कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का बाहर निकलना) पृथ्वी के आंत्र से गैसों की रिहाई के साथ थीं। उनमें 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 गया, लेकिन जारी ऑक्सीजन ने कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाया। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। प्रसार की प्रक्रिया के दौरान, हाइड्रोजन ऊपर की ओर बढ़ी और वायुमंडल छोड़ दिया, और भारी नाइट्रोजन वाष्पित नहीं हो सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, मुख्य घटक बन गया, हालांकि इसका कुछ हिस्सा रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप अणुओं में बंध गया था ( सेमी. वायुमंडल का रसायन शास्त्र)। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, पृथ्वी के मूल वायुमंडल में मौजूद गैसों का मिश्रण रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर गया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थों, 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, विशेषकर वायुमंडल की ऊपरी परतों में फैलने के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जीवन-घातक पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण से बचाने लगी। सैद्धांतिक अनुमानों के अनुसार, अब की तुलना में 25,000 गुना कम ऑक्सीजन सामग्री, अब की तुलना में केवल आधी सांद्रता के साथ ओजोन परत के निर्माण का कारण बन सकती है। हालाँकि, 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 थी। इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के दौरान किया गया था, और पौधे की दुनिया के विकास के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी सांद्रता कम हो गई होगी। क्योंकि ग्रीनहाउस प्रभाववायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से संबंधित, इसकी सांद्रता में उतार-चढ़ाव पृथ्वी के इतिहास में इतने बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है। हिम युगों.

आधुनिक वायुमंडल में मौजूद हीलियम अधिकतर यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व कण उत्सर्जित करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं। चूँकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान विद्युत आवेश न तो बनता है और न ही नष्ट होता है, प्रत्येक ए-कण के निर्माण के साथ दो इलेक्ट्रॉन प्रकट होते हैं, जो ए-कणों के साथ पुनः संयोजित होकर तटस्थ हीलियम परमाणु बनाते हैं। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों में बिखरे हुए खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें बना रहता है, जो बहुत धीरे-धीरे वायुमंडल में निकल जाता है। हीलियम की एक निश्चित मात्रा विसरण के कारण बाह्यमंडल में ऊपर की ओर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से निरंतर प्रवाह के कारण वायुमंडल में इस गैस की मात्रा लगभग अपरिवर्तित रहती है। तारों 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, और क्सीनन - एक लाख गुना। इससे पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो स्पष्ट रूप से शुरू में पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद थी और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गई थी, बहुत कम हो गई, शायद पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल के नुकसान के चरण में भी। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि 40 Ar आइसोटोप के रूप में यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनता है।

बैरोमीटर का दबाव वितरण.

वायुमंडलीय गैसों का कुल वजन लगभग 4.5 · 10 15 टन है। इस प्रकार, प्रति इकाई क्षेत्र में वायुमंडल का "वजन", या समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव, लगभग 11 टी/एम 2 = 1.1 किग्रा/सेमी 2 है। पी 0 = 1033.23 ग्राम/सेमी 2 = 1013.250 एमबार = 760 मिमी एचजी के बराबर दबाव। कला। = 1 एटीएम, मानक औसत वायुमंडलीय दबाव के रूप में लिया गया। हाइड्रोस्टैटिक संतुलन की स्थिति में वायुमंडल के लिए हमारे पास है: डी पी= -आरजीडी एच, इसका मतलब है कि ऊंचाई के अंतराल में से एचपहले एच+ डी एचघटित होना वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन के बीच समानता d पीऔर इकाई क्षेत्र, घनत्व आर और मोटाई डी के साथ वायुमंडल के संबंधित तत्व का वजन एच।दबाव के बीच एक रिश्ते के रूप में आरऔर तापमान टीघनत्व r के साथ एक आदर्श गैस की स्थिति का समीकरण, जो पृथ्वी के वायुमंडल पर काफी लागू होता है, का उपयोग किया जाता है: पी= आर आर टी/m, जहां m आणविक भार है, और R = 8.3 J/(K mol) सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है। फिर डी लॉग करें पी= – (एम जी/आरटी)डी एच= – बी.डी एच=-डी एच/एच, जहां दबाव प्रवणता लघुगणकीय पैमाने पर है। इसके व्युत्क्रम मान H को वायुमंडलीय ऊँचाई पैमाना कहा जाता है।

इज़ोटेर्माल वातावरण के लिए इस समीकरण को एकीकृत करते समय ( टी= स्थिरांक) या इसके भाग के लिए जहां ऐसा सन्निकटन अनुमेय है, ऊंचाई के साथ दबाव वितरण का बैरोमीटर का नियम प्राप्त होता है: पी = पी 0 क्स्प(- एच/एच 0), जहां ऊंचाई का संदर्भ है एचसमुद्र तल से उत्पादित, जहां मानक माध्य दबाव है पी 0 . अभिव्यक्ति एच 0 = आर टी/ मिलीग्राम, को ऊंचाई पैमाना कहा जाता है, जो वायुमंडल की सीमा को दर्शाता है, बशर्ते कि इसमें तापमान हर जगह समान हो (आइसोथर्मल वातावरण)। यदि वातावरण इज़ोटेर्मल नहीं है, तो एकीकरण को ऊंचाई और पैरामीटर के साथ तापमान में परिवर्तन को ध्यान में रखना चाहिए एन- वायुमंडलीय परतों की कुछ स्थानीय विशेषताएं, उनके तापमान और पर्यावरण के गुणों पर निर्भर करती हैं।

मानक वातावरण.

वायुमंडल के आधार पर मानक दबाव के अनुरूप मॉडल (मुख्य मापदंडों के मूल्यों की तालिका)। आर 0 और रासायनिक संरचना को मानक वायुमंडल कहा जाता है। अधिक सटीक रूप से, यह वायुमंडल का एक सशर्त मॉडल है, जिसके लिए समुद्र तल से 2 किमी नीचे से पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा तक की ऊंचाई पर तापमान, दबाव, घनत्व, चिपचिपाहट और हवा की अन्य विशेषताओं के औसत मान निर्दिष्ट किए जाते हैं। अक्षांश 45° 32ў 33І के लिए। सभी ऊंचाई पर मध्य वायुमंडल के मापदंडों की गणना एक आदर्श गैस की स्थिति के समीकरण और बैरोमीटर के नियम का उपयोग करके की गई थी यह मानते हुए कि समुद्र तल पर दबाव 1013.25 hPa (760 मिमी Hg) है और तापमान 288.15 K (15.0 डिग्री सेल्सियस) है। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की प्रकृति के अनुसार, औसत वायुमंडल में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में तापमान ऊंचाई के एक रैखिक कार्य द्वारा अनुमानित होता है। सबसे निचली परत - क्षोभमंडल (h Ј 11 किमी) में प्रत्येक किलोमीटर की वृद्धि के साथ तापमान 6.5 डिग्री सेल्सियस गिर जाता है। उच्च ऊंचाई पर, ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता का मान और संकेत परत दर परत बदलता रहता है। 790 किमी से ऊपर तापमान लगभग 1000 K है और व्यावहारिक रूप से ऊंचाई के साथ इसमें कोई बदलाव नहीं होता है।

मानक वातावरण एक समय-समय पर अद्यतन, वैध मानक है, जिसे तालिकाओं के रूप में जारी किया जाता है।

तालिका 1. पृथ्वी के वायुमंडल का मानक मॉडल

तालिका नंबर एक। पृथ्वी के वायुमंडल का मानक मॉडल. तालिका दर्शाती है: एच- समुद्र तल से ऊँचाई, आर- दबाव, टी- तापमान, आर - घनत्व, एन- प्रति इकाई आयतन में अणुओं या परमाणुओं की संख्या, एच– ऊंचाई का पैमाना, एल- मुक्त पथ की लंबाई. रॉकेट डेटा से प्राप्त 80-250 किमी की ऊंचाई पर दबाव और तापमान का मान कम होता है। एक्सट्रपलेशन द्वारा प्राप्त 250 किमी से अधिक की ऊंचाई के मान बहुत सटीक नहीं हैं।
एच(किमी)	पी(एमबार)	टी(डिग्री सेल्सियस)	आर (जी/सेमी 3)	एन(सेमी -3)	एच(किमी)	एल(सेमी)
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 कहलाती है। इसमें वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक शामिल 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, कोहरा और वर्षा होती है। पृथ्वी के वायुमंडल की ये परतें संवहनी संतुलन में हैं और, सक्रिय मिश्रण के कारण, एक सजातीय रासायनिक संरचना होती है, जिसमें मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) शामिल हैं। प्राकृतिक और मानव निर्मित एरोसोल और गैस वायु प्रदूषकों का विशाल बहुमत क्षोभमंडल में केंद्रित है। 2 किमी तक मोटे क्षोभमंडल के निचले हिस्से की गतिशीलता, पृथ्वी की अंतर्निहित सतह के गुणों पर दृढ़ता से निर्भर करती है, जो गर्म भूमि से गर्मी के हस्तांतरण के कारण हवा (हवाओं) के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह के अवरक्त विकिरण के माध्यम से, जो क्षोभमंडल में मुख्य रूप से वाष्प पानी और कार्बन डाइऑक्साइड (ग्रीनहाउस प्रभाव) द्वारा अवशोषित होता है। ऊंचाई के साथ तापमान वितरण अशांत और संवहन मिश्रण के परिणामस्वरूप स्थापित होता है। औसतन, यह लगभग 6.5 K/km की ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट से मेल खाता है।

सतह की सीमा परत में हवा की गति शुरू में ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ती है, और इसके ऊपर 2-3 किमी/सेकेंड प्रति किलोमीटर की वृद्धि जारी रहती है। कभी-कभी संकीर्ण ग्रह प्रवाह (30 किमी/सेकंड से अधिक की गति के साथ) क्षोभमंडल में, मध्य अक्षांशों में पश्चिमी और भूमध्य रेखा के पास पूर्वी में दिखाई देते हैं। इन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है।

ट्रोपोपॉज़।

क्षोभमंडल (ट्रोपोपॉज़) की ऊपरी सीमा पर, तापमान निचले वायुमंडल के लिए अपने न्यूनतम मूल्य तक पहुँच जाता है। यह क्षोभमंडल और उसके ऊपर स्थित समतापमंडल के बीच की संक्रमण परत है। ट्रोपोपॉज़ की मोटाई सैकड़ों मीटर से लेकर 1.5-2 किमी तक होती है, और तापमान और ऊंचाई क्रमशः अक्षांश और मौसम के आधार पर 190 से 220 K और 8 से 18 किमी तक होती है। शीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में सर्दियों में यह गर्मियों की तुलना में 1-2 किमी कम और 8-15 K अधिक गर्म होता है। उष्ण कटिबंध में, मौसमी परिवर्तन बहुत कम होते हैं (ऊंचाई 16-18 किमी, तापमान 180-200 K)। ऊपर जेट धाराएंट्रोपोपॉज़ ब्रेक संभव हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में जल.

पृथ्वी के वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता जल वाष्प और बूंदों के रूप में पानी की महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति है, जो बादलों और बादल संरचनाओं के रूप में सबसे आसानी से देखी जाती है। आकाश में बादल छाने की डिग्री (एक निश्चित क्षण में या औसतन एक निश्चित अवधि में), 10 के पैमाने पर या प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है, जिसे बादल कहा जाता है। बादलों का आकार अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार निर्धारित होता है। औसतन, बादल दुनिया के लगभग आधे हिस्से को कवर करते हैं। बादल छाना मौसम और जलवायु को दर्शाने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। सर्दियों में और रात में, बादल पृथ्वी की सतह और हवा की जमीनी परत के तापमान में कमी को रोकते हैं; गर्मियों में और दिन के दौरान, यह सूर्य की किरणों द्वारा पृथ्वी की सतह के गर्म होने को कमजोर करता है, जिससे महाद्वीपों के अंदर की जलवायु नरम हो जाती है। .

बादल.

बादल वायुमंडल में निलंबित पानी की बूंदों (पानी के बादल), बर्फ के क्रिस्टल (बर्फ के बादल), या दोनों एक साथ (मिश्रित बादल) का संचय हैं। जैसे-जैसे बूंदें और क्रिस्टल बड़े होते जाते हैं, वे वर्षा के रूप में बादलों से बाहर गिरते हैं। बादल मुख्यतः क्षोभमंडल में बनते हैं। वे हवा में निहित जलवाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। बादल की बूंदों का व्यास कई माइक्रोन के क्रम पर होता है। बादलों में तरल पानी की मात्रा अंश से लेकर कई ग्राम प्रति घन मीटर तक होती है। बादलों को ऊंचाई के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार, बादल 10 प्रकार के होते हैं: सिरस, सिरोक्यूम्यलस, सिरोस्ट्रेटस, अल्टोक्यूम्यलस, अल्टोस्ट्रेटस, निंबोस्ट्रेटस, स्ट्रेटस, स्ट्रैटोक्यूम्यलस, क्यूम्यलोनिम्बस, क्यूम्यलस।

समतापमंडल में मोती जैसे बादल भी देखे जाते हैं, और मध्यमंडल में रात्रिचर बादल भी देखे जाते हैं।

सिरस बादल पतले सफेद धागों या रेशमी चमक वाले घूंघट के रूप में पारदर्शी बादल होते हैं जो छाया प्रदान नहीं करते हैं। सिरस बादल बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं और ऊपरी क्षोभमंडल में बहुत कम तापमान पर बनते हैं। कुछ प्रकार के सिरस बादल मौसम परिवर्तन के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।

सिरोक्यूम्यलस बादल ऊपरी क्षोभमंडल में पतले सफेद बादलों की लकीरें या परतें हैं। सिरोक्यूम्यलस बादल छोटे तत्वों से निर्मित होते हैं जो गुच्छे, लहर, छाया के बिना छोटी गेंदों की तरह दिखते हैं और मुख्य रूप से बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं।

सिरोस्ट्रेटस बादल ऊपरी क्षोभमंडल में एक सफेद पारभासी आवरण होते हैं, जो आमतौर पर रेशेदार, कभी-कभी धुंधले होते हैं, जिनमें छोटे सुई के आकार या स्तंभ के आकार के बर्फ के क्रिस्टल होते हैं।

आल्टोक्यूम्यलस बादल क्षोभमंडल की निचली और मध्य परतों में सफेद, भूरे या सफेद-भूरे रंग के बादल होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादलों में परतों और लकीरों की उपस्थिति होती है, जैसे कि प्लेटों, गोल द्रव्यमान, शाफ्ट, एक दूसरे के ऊपर पड़े गुच्छे से निर्मित होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादल तीव्र संवहन गतिविधि के दौरान बनते हैं और आमतौर पर सुपरकूल पानी की बूंदों से बने होते हैं।

आल्टोस्ट्रेटस बादल रेशेदार या एक समान संरचना वाले भूरे या नीले रंग के बादल होते हैं। आल्टोस्ट्रेटस बादल मध्य क्षोभमंडल में देखे जाते हैं, जो ऊंचाई में कई किलोमीटर और कभी-कभी क्षैतिज दिशा में हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। आमतौर पर, अल्टोस्ट्रेटस बादल वायु द्रव्यमान के ऊपर की ओर गति से जुड़े ललाट बादल प्रणालियों का हिस्सा होते हैं।

निंबोस्ट्रेटस बादल एक समान भूरे रंग के बादलों की एक निचली (2 किमी और ऊपर से) अनाकार परत हैं, जो लगातार बारिश या बर्फ को जन्म देती है। निंबोस्ट्रेटस बादल लंबवत (कई किमी तक) और क्षैतिज रूप से (कई हजार किमी तक) अत्यधिक विकसित होते हैं, जिनमें बर्फ के टुकड़ों के साथ मिश्रित सुपरकूल पानी की बूंदें होती हैं, जो आमतौर पर वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ी होती हैं।

स्ट्रैटस बादल निश्चित रूपरेखा के बिना एक सजातीय परत के रूप में निचले स्तर के बादल होते हैं, जिनका रंग ग्रे होता है। पृथ्वी की सतह से ऊपर स्ट्रैटस बादलों की ऊंचाई 0.5-2 किमी है। कभी-कभी स्तरित बादलों से बूंदाबांदी 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 ऊपरी भाग गोल रूपरेखा वाले गुंबदों या टावरों जैसे दिखते हैं। आमतौर पर, क्यूम्यलस बादल ठंडी वायुराशियों में संवहन बादलों के रूप में उत्पन्न होते हैं।

स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल भूरे या सफेद गैर-रेशेदार परतों या गोल बड़े ब्लॉकों की लकीरों के रूप में निचले (2 किमी से नीचे) बादल होते हैं। स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादलों की ऊर्ध्वाधर मोटाई छोटी होती है। कभी-कभी, स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल हल्की वर्षा उत्पन्न करते हैं।

क्यूम्यलोनिम्बस बादल मजबूत ऊर्ध्वाधर विकास (14 किमी की ऊंचाई तक) वाले शक्तिशाली और घने बादल हैं, जो गरज, ओले और तूफ़ान के साथ भारी वर्षा करते हैं। क्यूम्यलोनिम्बस बादल शक्तिशाली क्यूम्यलस बादलों से विकसित होते हैं, जो बर्फ के क्रिस्टल से बने ऊपरी भाग में उनसे भिन्न होते हैं।

समतापमंडल।

ट्रोपोपॉज़ के माध्यम से, औसतन 12 से 50 किमी की ऊंचाई पर, क्षोभमंडल समतापमंडल में गुजरता है। निचले हिस्से में, लगभग 10 किमी तक, यानी। लगभग 20 किमी की ऊंचाई तक, यह इज़ोटेर्माल (तापमान लगभग 220 K) है। फिर यह ऊंचाई के साथ बढ़ता है, 50-55 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम 270 K तक पहुंचता है। यहां समतापमंडल और उसके ऊपर स्थित मध्यमंडल के बीच की सीमा है, जिसे स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है। .

समताप मंडल में जलवाष्प काफी कम है। फिर भी, कभी-कभी पतले पारभासी मोती जैसे बादल देखे जाते हैं, जो कभी-कभी 20-30 किमी की ऊंचाई पर समताप मंडल में दिखाई देते हैं। सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले काले आकाश में मोती जैसे बादल दिखाई देते हैं। आकार में, नैक्रियस बादल सिरस और सिरोक्यूम्यलस बादलों से मिलते जुलते हैं।

मध्य वायुमंडल (मेसोस्फीयर)।

लगभग 50 किमी की ऊंचाई पर, मेसोस्फीयर व्यापक तापमान अधिकतम के शिखर से शुरू होता है . इसका कारण इस अधिकतम क्षेत्र में तापमान का बढ़ना है ओजोन अपघटन की एक एक्ज़ोथिर्मिक (यानी गर्मी की रिहाई के साथ) फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया है: O 3 + एचवी® O 2 + O. ओजोन आणविक ऑक्सीजन O 2 के फोटोकैमिकल अपघटन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है

ओ 2+ एचवी® O + O और किसी तीसरे अणु M के साथ ऑक्सीजन परमाणु और अणु की ट्रिपल टक्कर की बाद की प्रतिक्रिया।

ओ + ओ 2 + एम ® ओ 3 + एम

ओजोन 2000 से 3000 Å तक के क्षेत्र में पराबैंगनी विकिरण को तेजी से अवशोषित करता है, और यह विकिरण वातावरण को गर्म करता है। ऊपरी वायुमंडल में स्थित ओजोन एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करती है जो हमें सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव से बचाती है। इस ढाल के बिना, पृथ्वी पर आधुनिक स्वरूप में जीवन का विकास शायद ही संभव हो पाता।

सामान्य तौर पर, पूरे मध्यमंडल में, मध्यमंडल की ऊपरी सीमा (जिसे मेसोपॉज़ कहा जाता है, ऊंचाई लगभग 80 किमी) पर वायुमंडलीय तापमान अपने न्यूनतम मान लगभग 180 K तक कम हो जाता है। मेसोपॉज़ के आसपास, 70-90 किमी की ऊंचाई पर, बर्फ के क्रिस्टल और ज्वालामुखी और उल्कापिंड धूल के कणों की एक बहुत पतली परत दिखाई दे सकती है, जो रात के बादलों के एक सुंदर दृश्य के रूप में देखी जा सकती है। सूर्यास्त के तुरंत बाद.

मध्यमंडल में छोटे ठोस उल्कापिंड कण जो पृथ्वी पर गिरते हैं, जिससे उल्कापिंड की घटना होती है, अधिकतर जल जाते हैं।

उल्कापिंड, उल्कापिंड और आग के गोले।

पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में 11 किमी/सेकंड या उससे अधिक की गति से ठोस ब्रह्मांडीय कणों या पिंडों के घुसपैठ के कारण होने वाली ज्वाला और अन्य घटनाओं को उल्कापिंड कहा जाता है। एक अवलोकनीय उज्ज्वल उल्का निशान दिखाई देता है; सबसे शक्तिशाली घटना, जो अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ होती है, कहलाती है आग के गोले; उल्काओं का दिखना उल्कापात से जुड़ा है।

उल्का बौछार:

1) एक दीप्तिमान से कई घंटों या दिनों में उल्काओं के कई बार गिरने की घटना।

2) सूर्य के चारों ओर एक ही कक्षा में घूमते उल्कापिंडों का झुंड।

आकाश के एक निश्चित क्षेत्र में और वर्ष के कुछ दिनों में उल्काओं की व्यवस्थित उपस्थिति, लगभग समान और समान रूप से निर्देशित गति से चलने वाले कई उल्का पिंडों की सामान्य कक्षा के साथ पृथ्वी की कक्षा के प्रतिच्छेदन के कारण होती है। जिससे आकाश में उनके पथ एक उभयनिष्ठ बिंदु (दीप्तिमान) से निकलते हुए प्रतीत होते हैं। इनका नाम उस नक्षत्र के नाम पर रखा गया है जहां दीप्तिमान स्थित है।

उल्कापात अपने प्रकाश प्रभाव से गहरी छाप छोड़ते हैं, लेकिन अलग-अलग उल्कापात कम ही दिखाई देते हैं। अदृश्य उल्काएं बहुत अधिक संख्या में होती हैं, जो वायुमंडल में अवशोषित होने पर दिखाई देने के लिए बहुत छोटी होती हैं। कुछ सबसे छोटे उल्कापिंड संभवतः बिल्कुल भी गर्म नहीं होते हैं, बल्कि केवल वायुमंडल द्वारा पकड़ लिए जाते हैं। कुछ मिलीमीटर से लेकर एक मिलीमीटर के दस हजारवें हिस्से तक के आकार वाले इन छोटे कणों को माइक्रोमीटराइट्स कहा जाता है। प्रतिदिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्का पिंड की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंडों से आते हैं।

चूंकि उल्कापिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसलिए इसकी गैस संरचना विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर जाती है। उदाहरण के लिए, चट्टानी उल्काएँ वायुमंडल में लिथियम लाती हैं। धातु उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लौह-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से गुजरते हैं और पृथ्वी की सतह पर बस जाते हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां बर्फ की चादरें वर्षों तक लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी इन्हें समुद्र की निचली तलछटों में पाते हैं।

वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का कण लगभग 30 दिनों के भीतर स्थिर हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह ब्रह्मांडीय धूल बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है क्योंकि यह जल वाष्प के लिए संघनन नाभिक के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्कापात से संबंधित है। हालाँकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना ​​है कि चूंकि उल्कापिंड सामग्री की कुल आपूर्ति सबसे बड़े उल्कापात की तुलना में कई गुना अधिक है, इसलिए ऐसी एक बारिश के परिणामस्वरूप इस सामग्री की कुल मात्रा में परिवर्तन को नजरअंदाज किया जा सकता है।

हालाँकि, 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। ऐसे निशानों का उपयोग लंबी दूरी के रेडियो संचार के लिए किया जा सकता है, क्योंकि वे उच्च आवृत्ति रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करते हैं।

वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्काओं की ऊर्जा मुख्य रूप से, और शायद पूरी तरह से, इसे गर्म करने पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के तापीय संतुलन के लघु घटकों में से एक है।

उल्कापिंड एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला ठोस पिंड है जो अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह पर गिरा है। आमतौर पर पथरीले, पथरीले-लोहे और लोहे के उल्कापिंडों के बीच अंतर किया जाता है। उत्तरार्द्ध में मुख्य रूप से लोहा और निकल शामिल हैं। पाए गए उल्कापिंडों में से अधिकांश का वजन कुछ ग्राम से लेकर कई किलोग्राम तक है। पाए गए उल्कापिंडों में से सबसे बड़ा, गोबा लौह उल्कापिंड का वजन लगभग 60 टन है और यह अभी भी दक्षिण अफ्रीका में उसी स्थान पर स्थित है जहां इसे खोजा गया था। अधिकांश उल्कापिंड क्षुद्रग्रहों के टुकड़े हैं, लेकिन कुछ उल्कापिंड चंद्रमा और यहां तक ​​कि मंगल ग्रह से भी पृथ्वी पर आए होंगे।

बोलाइड एक बहुत चमकीला उल्का है, जो कभी-कभी दिन के दौरान भी दिखाई देता है, अक्सर अपने पीछे एक धुँआदार निशान छोड़ता है और ध्वनि 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 तेजी से फिर बढ़ने लगता है। इसका कारण परमाणु ऑक्सीजन के आयनीकरण के कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर सूर्य से पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण है: O + एचवी® ओ + + इ।

थर्मोस्फीयर में, तापमान लगातार लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक बढ़ता है, जहां अधिकतम सौर गतिविधि के युग के दौरान दिन के दौरान यह 1800 K तक पहुंच जाता है। न्यूनतम सौर गतिविधि के युग के दौरान, यह सीमित तापमान 1000 K से कम हो सकता है। 400 किमी से ऊपर, वायुमंडल एक आइसोथर्मल एक्सोस्फीयर में बदल जाता है। क्रांतिक स्तर (बाह्यमंडल का आधार) लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर है।

ध्रुवीय रोशनी और कृत्रिम उपग्रहों की कई कक्षाएँ, साथ ही रात्रिचर बादल - ये सभी घटनाएँ मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में घटित होती हैं।

ध्रुवीय रोशनी।

उच्च अक्षांशों पर, चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के दौरान अरोरा देखे जाते हैं। वे कुछ मिनटों तक रह सकते हैं, लेकिन अक्सर कई घंटों तक दिखाई देते हैं। अरोरा आकार, रंग और तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं, ये सभी कभी-कभी समय के साथ बहुत तेज़ी से बदलते हैं। अरोरा के स्पेक्ट्रम में उत्सर्जन रेखाएं और बैंड होते हैं। रात के आकाश के कुछ उत्सर्जन अरोरा स्पेक्ट्रम में बढ़ जाते हैं, मुख्य रूप से हरी और लाल रेखाएं एल 5577 Å और एल 6300 Å ऑक्सीजन। ऐसा होता है कि इनमें से एक रेखा दूसरी की तुलना में कई गुना अधिक तीव्र होती है, और यह अरोरा के दृश्यमान रंग को निर्धारित करती है: हरा या लाल। ध्रुवीय क्षेत्रों में रेडियो संचार में व्यवधान के साथ चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी भी होती है। व्यवधान का कारण आयनमंडल में परिवर्तन है, जिसका अर्थ है कि चुंबकीय तूफान के दौरान आयनीकरण का एक शक्तिशाली स्रोत होता है। यह स्थापित किया गया है कि जब सौर डिस्क के केंद्र के पास सनस्पॉट के बड़े समूह होते हैं तो मजबूत चुंबकीय तूफान आते हैं। अवलोकनों से पता चला है कि तूफानों का संबंध स्वयं सूर्य धब्बों से नहीं है, बल्कि सौर ज्वालाओं से है जो सूर्य धब्बों के एक समूह के विकास के दौरान प्रकट होती हैं।

अरोरा पृथ्वी के उच्च अक्षांश क्षेत्रों में देखी जाने वाली तीव्र गति के साथ अलग-अलग तीव्रता के प्रकाश की एक श्रृंखला है। दृश्य अरोरा में हरा (5577Å) और लाल (6300/6364Å) परमाणु ऑक्सीजन उत्सर्जन रेखाएं और आणविक एन2 बैंड शामिल हैं, जो सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के ऊर्जावान कणों द्वारा उत्तेजित होते हैं। ये उत्सर्जन आमतौर पर लगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। ऑप्टिकल अरोरा शब्द का उपयोग दृश्य अरोरा और अवरक्त से पराबैंगनी क्षेत्र तक उनके उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में विकिरण ऊर्जा दृश्य क्षेत्र की ऊर्जा से काफी अधिक है। जब अरोरा प्रकट हुआ, तो यूएलएफ रेंज में उत्सर्जन देखा गया (

अरोरा के वास्तविक रूपों को वर्गीकृत करना कठिन है; सबसे अधिक इस्तेमाल किये जाने वाले शब्द हैं:

1. शांत, एकसमान चाप या धारियाँ। 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 लेकर कई दसियों किलोमीटर तक होती है। एक पट्टी एक चाप की अवधारणा का एक सामान्यीकरण है; इसमें आमतौर पर एक नियमित चाप-आकार का आकार नहीं होता है, लेकिन अक्षर एस के रूप में या सर्पिल के रूप में झुकता है। चाप और धारियाँ 100-150 किमी की ऊँचाई पर स्थित हैं।

2. अरोरा की किरणें . यह शब्द चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ लम्बी एक ऑरोरल संरचना को संदर्भित करता है, जिसकी ऊर्ध्वाधर सीमा कई दसियों से लेकर कई सौ किलोमीटर तक होती है। किरणों की क्षैतिज सीमा छोटी होती है, कई दसियों मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक। किरणें आमतौर पर चापों में या अलग-अलग संरचनाओं के रूप में देखी जाती हैं।

3. दाग या सतह . ये चमक के पृथक क्षेत्र हैं जिनका कोई विशिष्ट आकार नहीं होता है। अलग-अलग स्थान एक-दूसरे से जुड़े हो सकते हैं।

4. घूंघट. अरोरा का एक असामान्य रूप, जो एक समान चमक है जो आकाश के बड़े क्षेत्रों को कवर करती है।

उनकी संरचना के अनुसार, अरोरा को सजातीय, खोखले और चमकदार में विभाजित किया गया है। विभिन्न शब्दों का प्रयोग किया जाता है; स्पंदित चाप, स्पंदित सतह, विसरित सतह, दीप्तिमान धारी, चिलमन, आदि। रंग के अनुसार अरोरा का वर्गीकरण होता है। इस वर्गीकरण के अनुसार, अरोरा प्रकार के ए. ऊपरी भाग या संपूर्ण भाग लाल (6300-6364 Å) है। वे आमतौर पर उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ 300-400 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं।

अरोरा प्रकार मेंनिचले हिस्से में लाल रंग और पहले सकारात्मक सिस्टम एन 2 और पहले नकारात्मक सिस्टम ओ 2 के बैंड की चमक से जुड़ा हुआ है। अरोरा के ऐसे रूप अरोरा के सबसे सक्रिय चरणों के दौरान दिखाई देते हैं।

क्षेत्र ध्रुवीय रोशनी – पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर पर्यवेक्षकों के अनुसार, ये रात में अरोरा की अधिकतम आवृत्ति के क्षेत्र हैं। क्षेत्र 67° उत्तर और दक्षिण अक्षांश पर स्थित हैं, और उनकी चौड़ाई लगभग 6° है। भू-चुंबकीय स्थानीय समय के एक निश्चित क्षण के अनुरूप अरोरा की अधिकतम घटना अंडाकार-जैसी बेल्ट (अंडाकार अरोरा) में होती है, जो उत्तर और दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुवों के आसपास विषम रूप से स्थित होती हैं। अरोरा अंडाकार अक्षांश - समय निर्देशांक में तय होता है, और अरोरा क्षेत्र अक्षांश - देशांतर निर्देशांक में अंडाकार के मध्यरात्रि क्षेत्र के बिंदुओं का ज्यामितीय स्थान है। अंडाकार बेल्ट रात के क्षेत्र में भू-चुंबकीय ध्रुव से लगभग 23° और दिन के क्षेत्र में 15° पर स्थित है।

अरोरा अंडाकार और अरोरा क्षेत्र।अरोरा अंडाकार का स्थान भू-चुंबकीय गतिविधि पर निर्भर करता है। उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि पर अंडाकार चौड़ा हो जाता है। ऑरोरल ज़ोन या ऑरोरल अंडाकार सीमाओं को द्विध्रुवीय निर्देशांक की तुलना में एल 6.4 द्वारा बेहतर ढंग से दर्शाया जाता है। अरोरा अंडाकार के दिन के समय क्षेत्र की सीमा पर भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ मेल खाती हैं मैग्नेटोपॉज़।भू-चुंबकीय अक्ष और पृथ्वी-सूर्य दिशा के बीच के कोण के आधार पर अरोरा अंडाकार की स्थिति में बदलाव देखा जाता है। ऑरोरल ओवल का निर्धारण कुछ ऊर्जाओं के कणों (इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन) के अवक्षेपण के आंकड़ों के आधार पर भी किया जाता है। इसकी स्थिति डेटा से स्वतंत्र रूप से निर्धारित की जा सकती है कस्पखदिन के किनारे और मैग्नेटोस्फीयर की पूंछ में।

अरोरा क्षेत्र में अरोरा की घटना की आवृत्ति में दैनिक भिन्नता भू-चुंबकीय मध्यरात्रि में अधिकतम और भू-चुंबकीय दोपहर में न्यूनतम होती है। अंडाकार के निकट-भूमध्यरेखीय पक्ष पर, अरोरा की घटना की आवृत्ति तेजी से कम हो जाती है, लेकिन दैनिक विविधताओं का आकार संरक्षित रहता है। अंडाकार के ध्रुवीय पक्ष पर, अरोरा की आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है और जटिल दैनिक परिवर्तनों की विशेषता होती है।

अरोरा की तीव्रता.

अरोरा तीव्रता स्पष्ट सतह चमक को मापकर निर्धारित किया जाता है। चमकदार सतह मैंएक निश्चित दिशा में अरोरा 4पी के कुल उत्सर्जन से निर्धारित होता है मैंफोटॉन/(सेमी 2 एस)। चूँकि यह मान वास्तविक सतह चमक नहीं है, लेकिन स्तंभ से उत्सर्जन का प्रतिनिधित्व करता है, इकाई फोटॉन/(सेमी 2 कॉलम एस) का उपयोग आमतौर पर अरोरा का अध्ययन करते समय किया जाता है। कुल उत्सर्जन को मापने की सामान्य इकाई रेले (आरएल) है जो 10 6 फोटॉन/(सेमी 2 कॉलम एस) के बराबर है। ध्रुवीय तीव्रता की अधिक व्यावहारिक इकाइयाँ एक व्यक्तिगत रेखा या बैंड के उत्सर्जन द्वारा निर्धारित की जाती हैं। उदाहरण के लिए, अरोरा की तीव्रता अंतरराष्ट्रीय चमक गुणांक (आईबीआर) द्वारा निर्धारित की जाती है। हरी रेखा की तीव्रता के अनुसार (5577 Å); 1 kRl = I MKY, 10 kRl = II MKY, 100 kRl = III MKY, 1000 kRl = IV MKY (उरोरा की अधिकतम तीव्रता)। इस वर्गीकरण का उपयोग लाल अरोरा के लिए नहीं किया जा सकता। युग (1957-1958) की खोजों में से एक चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष स्थानांतरित अंडाकार के रूप में अरोरा के स्पेटियोटेम्पोरल वितरण की स्थापना थी। चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष अरोरा के वितरण के गोलाकार आकार के बारे में सरल विचारों से वहाँ था मैग्नेटोस्फीयर के आधुनिक भौतिकी में परिवर्तन पूरा हो चुका है। खोज का सम्मान ओ. खोरोशेवा का है, और ऑरोरल ओवल के लिए विचारों का गहन विकास जी. स्टार्कोव, वाई. फेल्डस्टीन, एस. आई. अकासोफू और कई अन्य शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था। ऑरोरल ओवल पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल पर सौर हवा के सबसे तीव्र प्रभाव का क्षेत्र है। अंडाकार में अरोरा की तीव्रता सबसे अधिक होती है, और उपग्रहों का उपयोग करके इसकी गतिशीलता की लगातार निगरानी की जाती है।

स्थिर ध्रुवीय लाल चाप.

स्थिर ध्रुवीय लाल चाप, अन्यथा मध्य अक्षांश लाल चाप कहा जाता है या एम-आर्क, एक उपदृश्य (आंख की संवेदनशीलता की सीमा से नीचे) चौड़ा चाप है, जो पूर्व से पश्चिम तक हजारों किलोमीटर तक फैला है और संभवतः पूरी पृथ्वी को घेरे हुए है। चाप की अक्षांशीय लंबाई 600 किमी है। स्थिर ऑरोरल लाल चाप का उत्सर्जन लाल रेखाओं l 6300 Å और l 6364 Å में लगभग एकवर्णी है। हाल ही में, कमजोर उत्सर्जन लाइनें l 5577 Å (OI) और l 4278 Å (N+2) भी रिपोर्ट की गईं। निरंतर लाल चापों को अरोरा के रूप में वर्गीकृत किया गया 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 Å उत्सर्जन में शांत ऑरोरल लाल चाप की तीव्रता 1 से 10 kRl (सामान्य मान 6 kRl) तक होती है। इस तरंग दैर्ध्य पर आंख की संवेदनशीलता सीमा लगभग 10 kRl है, इसलिए चाप को शायद ही कभी दृष्टि से देखा जा सकता है। हालाँकि, अवलोकनों से पता चला है कि 10% रातों में उनकी चमक 50 kRL से अधिक होती है। चापों का सामान्य जीवनकाल लगभग एक दिन का होता है, और वे बाद के दिनों में शायद ही कभी दिखाई देते हैं। उपग्रहों या रेडियो स्रोतों से आने वाली रेडियो तरंगें लगातार ऑरोरल लाल चापों को पार करते हुए जगमगाहट के अधीन होती हैं, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व असमानताओं 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 से पता चलता है कि भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ इलेक्ट्रॉन तापमान में वृद्धि हुई है जो लगातार ऑरोरल लाल चापों को काटती है। इन चापों की तीव्रता भू-चुंबकीय गतिविधि (तूफान) के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होती है, और चापों की घटना की आवृत्ति सकारात्मक रूप से सनस्पॉट गतिविधि के साथ सहसंबद्ध होती है।

उरोरा बदलना.

अरोरा के कुछ रूपों में तीव्रता में अर्ध-आवधिक और सुसंगत अस्थायी बदलाव का अनुभव होता है। लगभग स्थिर ज्यामिति और चरण में होने वाले तीव्र आवधिक बदलाव वाले इन अरोरा को बदलते अरोरा कहा जाता है। इन्हें अरोरा के रूप में वर्गीकृत किया गया है फार्म आरऑरोरा के अंतर्राष्ट्रीय एटलस के अनुसार बदलते ऑरोरा का एक अधिक विस्तृत उपखंड:

आर 1 (स्पंदित अरोरा) पूरे अरोरा आकार में चमक में समान चरण भिन्नता वाली एक चमक है। परिभाषा के अनुसार, एक आदर्श स्पंदित अरोरा में, स्पंदन के स्थानिक और लौकिक भागों को अलग किया जा सकता है, अर्थात। चमक मैं(आर,टी)= मैं एस(आर)· यह(टी). एक ठेठ उरोरा में आर 1 स्पंदन 0.01 से 10 हर्ट्ज की कम तीव्रता (1-2 kRl) की आवृत्ति के साथ होता है। अधिकांश अरोरा आर 1 - ये ऐसे धब्बे या चाप हैं जो कई सेकंड की अवधि के साथ स्पंदित होते हैं।

आर 2 (उग्र अरोरा)। इस शब्द का उपयोग आम तौर पर किसी विशिष्ट आकार का वर्णन करने के बजाय आकाश में आग की लपटों को भरने जैसी गतिविधियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। अरोरा का आकार चाप जैसा होता है और आमतौर पर 100 किमी की ऊंचाई से ऊपर की ओर बढ़ता है। ये अरोरा अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और अधिकतर अरोरा के बाहर होते हैं।

आर 3 (चमकदार अरोरा)। ये चमक में तीव्र, अनियमित या नियमित बदलाव वाले अरोरा हैं, जो आकाश में टिमटिमाती लपटों का आभास देते हैं। वे अरोरा के विघटित होने से कुछ समय पहले ही प्रकट होते हैं। भिन्नता की आवृत्ति आमतौर पर देखी जाती है आर 3, 10 ± 3 हर्ट्ज के बराबर है।

स्पंदित अरोरा के एक अन्य वर्ग के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द स्ट्रीमिंग अरोरा, अरोरा चाप और धारियों में तेजी से क्षैतिज रूप से चलने वाली चमक में अनियमित बदलाव को संदर्भित करता है।

बदलता उरोरा सौर-स्थलीय घटनाओं में से एक है जो भू-चुंबकीय क्षेत्र के स्पंदन और सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के कणों की वर्षा के कारण होने वाले ऑरोरल एक्स-रे विकिरण के साथ होता है।

ध्रुवीय टोपी की चमक पहली नकारात्मक प्रणाली एन + 2 (एल 3914 Å) के बैंड की उच्च तीव्रता की विशेषता है। आमतौर पर, ये N + 2 बैंड हरी रेखा OI l 5577 Å से पांच गुना अधिक तीव्र होते हैं; ध्रुवीय टोपी की चमक की पूर्ण तीव्रता 0.1 से 10 kRl (आमतौर पर 1-3 kRl) तक होती है। इन अरोराओं के दौरान, जो पीसीए की अवधि के दौरान दिखाई देते हैं, एक समान चमक 30 से 80 किमी की ऊंचाई पर 60 डिग्री के भू-चुंबकीय अक्षांश तक पूरे 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, जिससे इन ऊंचाई पर अधिकतम आयनीकरण होता है। अरोरा जोन में एक अन्य प्रकार की चमक होती है, जिसे मेंटल अरोरा कहा जाता है। इस प्रकार की ध्रुवीय चमक के लिए, सुबह के समय होने वाली दैनिक अधिकतम तीव्रता 1-10 केआरएल होती है, और न्यूनतम तीव्रता पांच गुना कमजोर होती है। मेंटल ऑरोरा के अवलोकन बहुत कम होते हैं; उनकी तीव्रता भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।

वायुमंडलीय चमकइसे किसी ग्रह के वायुमंडल द्वारा उत्पादित और उत्सर्जित विकिरण के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वायुमंडल का गैर-थर्मल विकिरण है, अरोरा के उत्सर्जन, बिजली के निर्वहन और उल्का निशान के उत्सर्जन के अपवाद के साथ। इस शब्द का प्रयोग पृथ्वी के वायुमंडल (रात की रोशनी, गोधूलि चमक और दिन की रोशनी) के संबंध में किया जाता है। वायुमंडलीय चमक वायुमंडल में उपलब्ध प्रकाश का केवल एक हिस्सा है। अन्य स्रोतों में तारों का प्रकाश, राशिचक्रीय प्रकाश और दिन के समय सूर्य से आने वाली विसरित रोशनी शामिल हैं। कभी-कभी, वायुमंडलीय चमक प्रकाश की कुल मात्रा का 40% तक हो सकती है। वायुमंडलीय चमक अलग-अलग ऊंचाई और मोटाई की वायुमंडलीय परतों में होती है। वायुमंडलीय चमक स्पेक्ट्रम 1000 Å से 22.5 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य को कवर करता है। वायुमंडलीय चमक में मुख्य उत्सर्जन रेखा l 5577 Å है, जो 30-40 किमी मोटी परत में 90-100 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देती है। ल्यूमिनसेंस की उपस्थिति चैपमैन तंत्र के कारण होती है, जो ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन पर आधारित है। अन्य उत्सर्जन लाइनें एल 6300 Å हैं, जो ओ + 2 और उत्सर्जन एनआई एल 5198/5201 Å और एनआई एल 5890/5896 Å के पृथक्करणीय पुनर्संयोजन के मामले में दिखाई देती हैं।

एयरग्लो की तीव्रता रेले में मापी जाती है। चमक (रेले में) 4 आरवी के बराबर है, जहां बी 10 6 फोटॉन/(सेमी 2 स्टेर·एस) की इकाइयों में उत्सर्जक परत की कोणीय सतह की चमक है। चमक की तीव्रता अक्षांश (अलग-अलग उत्सर्जन के लिए अलग-अलग) पर निर्भर करती है, और आधी रात के करीब अधिकतम के साथ पूरे दिन बदलती रहती है। एल 5577 Å उत्सर्जन में एयरग्लो के लिए सनस्पॉट की संख्या और 10.7 सेमी की तरंग दैर्ध्य पर सौर विकिरण प्रवाह के साथ एक सकारात्मक सहसंबंध नोट किया गया था। सैटेलाइट प्रयोगों के दौरान एयरग्लो देखा गया है। बाह्य अंतरिक्ष से, यह पृथ्वी के चारों ओर प्रकाश की एक अंगूठी के रूप में दिखाई देता है और इसका रंग हरा है।

ओजोनोस्फीयर।

20-25 किमी की ऊंचाई पर, ओजोन ओ3 की नगण्य मात्रा की अधिकतम सांद्रता (ऑक्सीजन सामग्री के 2×10-7 तक!) तक पहुंच जाती है, जो लगभग 10 की ऊंचाई पर सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में उत्पन्न होती है। 50 किमी तक, ग्रह को आयनकारी सौर विकिरण से बचाता है। ओजोन अणुओं की बेहद कम संख्या के बावजूद, वे पृथ्वी पर सभी जीवन को सूर्य से शॉर्ट-वेव (पराबैंगनी और एक्स-रे) विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाते हैं। यदि आप सभी अणुओं को वायुमंडल के आधार पर जमा करते हैं, तो आपको 3-4 मिमी से अधिक मोटी परत नहीं मिलेगी! 100 किमी से ऊपर 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 विघटित हो जाते हैं, जो सूर्य से आने वाले कठोर विकिरण के प्रभाव में आयनित होकर आयनमंडल बनाते 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, समतापमंडल, मध्यमंडल, थर्मोस्फीयर और बाह्यमंडल में विभाजित किया गया है। .

20-25 किमी की ऊंचाई पर है ओज़ोन की परत. 0.1-0.2 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य के साथ सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते समय ऑक्सीजन अणुओं के टूटने के कारण ओजोन का निर्माण होता है। मुक्त ऑक्सीजन O 2 अणुओं के साथ मिलकर ओजोन O 3 बनाता है, जो 0.29 माइक्रोन से कम के सभी पराबैंगनी विकिरण को उत्सुकता से अवशोषित करता है। शॉर्ट-वेव विकिरण से O3 ओजोन अणु आसानी से नष्ट हो जाते हैं। इसलिए, अपनी विरलता के बावजूद, ओजोन परत सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है जो उच्च और अधिक पारदर्शी वायुमंडलीय परतों से होकर गुजरती है। इसके कारण, पृथ्वी पर रहने वाले जीव सूर्य से आने वाली पराबैंगनी प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षित रहते हैं।

आयनमंडल।

सूर्य से निकलने वाला विकिरण वायुमंडल के परमाणुओं और अणुओं को आयनित करता है। आयनीकरण की डिग्री 60 किलोमीटर की ऊंचाई पर पहले से ही महत्वपूर्ण हो जाती है और पृथ्वी से दूरी के साथ लगातार बढ़ती जाती है। वायुमंडल में विभिन्न ऊंचाई पर, विभिन्न अणुओं के पृथक्करण और उसके बाद विभिन्न परमाणुओं और आयनों के आयनीकरण की क्रमिक प्रक्रियाएँ होती हैं। ये मुख्यतः ऑक्सीजन O2, नाइट्रोजन N2 के अणु 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 उनकी समग्रता आयनमंडल है . निचली परत, जिसका आयनीकरण नगण्य है, न्यूट्रोस्फियर कहलाती है।

आयनमंडल में आवेशित कणों की अधिकतम सांद्रता 300-400 किमी की ऊंचाई पर प्राप्त होती है।

आयनमंडल के अध्ययन का इतिहास.

ऊपरी वायुमंडल में एक संवाहक परत के अस्तित्व के बारे में परिकल्पना 1878 में अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टुअर्ट द्वारा भू-चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं को समझाने के लिए सामने रखी गई थी। फिर 1902 में, एक-दूसरे से स्वतंत्र होकर, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैनेडी और इंग्लैंड में हेविसाइड ने बताया कि लंबी दूरी पर रेडियो तरंगों के प्रसार को समझाने के लिए वायुमंडल की उच्च परतों में उच्च चालकता वाले क्षेत्रों के अस्तित्व को मानना ​​आवश्यक था। 1923 में, शिक्षाविद् एम.वी. शुलेइकिन, 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 शोधकर्ता एपलटन और बार्नेट, साथ ही ब्रेइट और टुवे ने पहली बार प्रयोगात्मक रूप से उन क्षेत्रों के अस्तित्व को साबित किया जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करते हैं, और उनके व्यवस्थित अध्ययन की नींव रखी। उस समय से, इन परतों के गुणों का एक व्यवस्थित अध्ययन किया गया है, जिन्हें आम तौर पर आयनमंडल कहा जाता है, जो कई भूभौतिकीय घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब और अवशोषण को निर्धारित करते हैं, जो व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण है। उद्देश्य, विशेष रूप से विश्वसनीय रेडियो संचार सुनिश्चित करना।

1930 के दशक में, आयनमंडल की स्थिति का व्यवस्थित अवलोकन शुरू हुआ। हमारे देश में, एम.ए. बोंच-ब्रूविच की पहल पर, इसकी पल्स जांच के लिए प्रतिष्ठान बनाए गए थे। आयनमंडल के कई सामान्य गुणों, इसकी मुख्य परतों की ऊँचाई और इलेक्ट्रॉन सांद्रता का अध्ययन किया गया।

60-70 किमी की ऊंचाई पर परत डी देखी जाती है, 100-120 किमी की ऊंचाई पर परत डी देखी जाती है इ, ऊंचाई पर, 180-300 किमी की ऊंचाई पर दोहरी परत एफ 1 और एफ 2. इन परतों के मुख्य पैरामीटर तालिका 4 में दिए गए हैं।

तालिका 4.

तालिका 4.
आयनोस्फेरिक क्षेत्र	अधिकतम ऊंचाई, किमी	टी मैं , क	दिन		रात एन ई , सेमी-3	ए΄, ρm 3 एस – 1
			मिन एन ई , सेमी-3	अधिकतम 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 मैं- आयन तापमान, a΄ - पुनर्संयोजन गुणांक (जो मूल्य निर्धारित करता है एन ईऔर समय के साथ इसमें बदलाव)

औसत मान इसलिए दिए गए हैं क्योंकि वे दिन और मौसम के समय के आधार पर अलग-अलग अक्षांशों पर भिन्न होते हैं। लंबी दूरी के रेडियो संचार सुनिश्चित करने के लिए ऐसा डेटा आवश्यक है। इनका उपयोग विभिन्न शॉर्टवेव रेडियो लिंक के लिए ऑपरेटिंग आवृत्तियों का चयन करने में किया जाता है। दिन के अलग-अलग समय और अलग-अलग मौसमों में आयनमंडल की स्थिति के आधार पर उनके परिवर्तनों का ज्ञान रेडियो संचार की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए बेहद महत्वपूर्ण है। आयनमंडल पृथ्वी के वायुमंडल की आयनित परतों का एक संग्रह है, जो लगभग 60 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर हजारों किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। पृथ्वी के वायुमंडल के आयनीकरण का मुख्य स्रोत सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण है, जो मुख्य रूप से सौर क्रोमोस्फीयर और कोरोना में होता है। इसके अलावा, ऊपरी वायुमंडल के आयनीकरण की डिग्री सौर कणिका धाराओं से प्रभावित होती है जो सौर ज्वालाओं के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणों और उल्का कणों के दौरान होती हैं।

आयनोस्फेरिक परतें

- ये वायुमंडल के वे क्षेत्र हैं जिनमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम सांद्रता पहुँच जाती है (अर्थात, प्रति इकाई आयतन में उनकी संख्या)। वायुमंडलीय गैसों के परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप विद्युत रूप से चार्ज किए गए मुक्त इलेक्ट्रॉन और (कुछ हद तक, कम मोबाइल आयन), रेडियो तरंगों (यानी, विद्युत चुम्बकीय दोलनों) के साथ बातचीत करके, उनकी दिशा बदल सकते हैं, उन्हें प्रतिबिंबित या अपवर्तित कर सकते हैं, और उनकी ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं . इसके परिणामस्वरूप, दूर के रेडियो स्टेशन प्राप्त करते समय, विभिन्न प्रभाव उत्पन्न हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, रेडियो संचार का लुप्त होना, दूरस्थ स्टेशनों की श्रव्यता में वृद्धि, ब्लैकआउटऔर इसी तरह। घटना.

तलाश पद्दतियाँ।

पृथ्वी से आयनमंडल का अध्ययन करने की शास्त्रीय विधियाँ पल्स ध्वनि तक आती हैं - रेडियो पल्स भेजना और आयनोस्फीयर की विभिन्न परतों से उनके प्रतिबिंबों का अवलोकन करना, देरी के समय को मापना और परावर्तित संकेतों की तीव्रता और आकार का अध्ययन करना। विभिन्न आवृत्तियों पर रेडियो पल्स के प्रतिबिंब की ऊंचाई को मापकर, विभिन्न क्षेत्रों की महत्वपूर्ण आवृत्तियों का निर्धारण करके (महत्वपूर्ण आवृत्ति एक रेडियो पल्स की वाहक आवृत्ति है, जिसके लिए आयनमंडल का एक दिया गया क्षेत्र पारदर्शी हो जाता है), यह निर्धारित करना संभव है परतों में इलेक्ट्रॉन सांद्रता का मान और दी गई आवृत्तियों के लिए प्रभावी ऊंचाई, और दिए गए रेडियो पथों के लिए इष्टतम आवृत्तियों का चयन करें। 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 और उपग्रह उड़ान पथों पर किए गए इलेक्ट्रॉन एकाग्रता के माप, आयनोस्फीयर की संरचना पर जमीन-आधारित तरीकों से पहले से प्राप्त डेटा की पुष्टि और स्पष्ट करते हैं, पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों के ऊपर ऊंचाई के साथ इलेक्ट्रॉन एकाग्रता का वितरण और मुख्य अधिकतम - परत के ऊपर इलेक्ट्रॉन सांद्रता मान प्राप्त करना संभव हो गया एफ. पहले, परावर्तित शॉर्ट-वेव रेडियो दालों के अवलोकन के आधार पर ध्वनि विधियों का उपयोग करना असंभव था। यह पता चला है कि दुनिया के कुछ क्षेत्रों में कम इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले काफी स्थिर क्षेत्र हैं, नियमित "आयनोस्फेरिक हवाएं", आयनमंडल में अजीब तरंग प्रक्रियाएं उत्पन्न होती हैं जो स्थानीय आयनोस्फेरिक गड़बड़ी को उनके उत्तेजना के स्थान से हजारों किलोमीटर दूर ले जाती हैं, और भी बहुत कुछ। विशेष रूप से अत्यधिक संवेदनशील प्राप्त करने वाले उपकरणों के निर्माण ने आयनोस्फेरिक पल्स साउंडिंग स्टेशनों पर आयनमंडल के सबसे निचले क्षेत्रों (आंशिक प्रतिबिंब स्टेशनों) से आंशिक रूप से प्रतिबिंबित पल्स सिग्नल प्राप्त करना संभव बना दिया। उत्सर्जित ऊर्जा की उच्च सांद्रता की अनुमति देने वाले एंटेना के उपयोग के साथ मीटर और डेसीमीटर तरंग दैर्ध्य रेंज में शक्तिशाली स्पंदित प्रतिष्ठानों के उपयोग ने विभिन्न ऊंचाई पर आयनमंडल द्वारा बिखरे हुए संकेतों का निरीक्षण करना संभव बना दिया। आयनोस्फेरिक प्लाज्मा के इलेक्ट्रॉनों और आयनों द्वारा असंगत रूप से बिखरे हुए इन संकेतों के स्पेक्ट्रा की विशेषताओं का अध्ययन (इसके लिए, रेडियो तरंगों के असंगत बिखरने वाले स्टेशनों का उपयोग किया गया था) ने इलेक्ट्रॉनों और आयनों की एकाग्रता, उनके समकक्ष को निर्धारित करना संभव बना दिया कई हज़ार किलोमीटर की ऊँचाई तक विभिन्न ऊँचाइयों पर तापमान। यह पता चला कि आयनमंडल उपयोग की गई आवृत्तियों के लिए काफी पारदर्शी है।

300 किमी की ऊंचाई पर पृथ्वी के आयनमंडल में विद्युत आवेशों की सांद्रता (इलेक्ट्रॉन सांद्रता आयन सांद्रता के बराबर होती है) दिन के दौरान लगभग 10 6 सेमी -3 होती है। ऐसे घनत्व का प्लाज्मा 20 मीटर से अधिक लंबी रेडियो तरंगों को परावर्तित करता 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।

लंबी दूरी 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 यात्रा करती हैं। हालाँकि, 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 दर्पण के प्रभाव की तरह उन पर कार्य करती हैं। उनसे परावर्तित होकर, रेडियो तरंगें कई हजारों किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं, आयनित गैस की एक परत से और पृथ्वी या पानी की सतह से बारी-बारी से प्रतिबिंबित होकर, सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की विशाल छलांग में दुनिया का चक्कर लगा सकती हैं।

पिछली शताब्दी के 20 के दशक में, यह माना जाता था कि 200 मीटर से छोटी 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 इलेक्ट्रिकल इंजीनियर आर्थर केनेली द्वारा किया गया था। एक दूसरे से स्वतंत्र होकर, उन्होंने सुझाव दिया कि पृथ्वी के चारों ओर कहीं न कहीं वायुमंडल की एक आयनित परत है जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में सक्षम है। इसे हेविसाइड-केनेली परत और फिर आयनमंडल कहा गया।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, आयनमंडल में नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए मुक्त इलेक्ट्रॉन और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन होते हैं, मुख्य रूप से आणविक ऑक्सीजन O + और नाइट्रिक ऑक्साइड NO +। आयन और इलेक्ट्रॉन सौर एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण द्वारा अणुओं के पृथक्करण और तटस्थ गैस परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप बनते हैं। किसी परमाणु को आयनित करने के लिए उसमें आयनीकरण ऊर्जा प्रदान करना आवश्यक है, जिसका आयनमंडल के लिए मुख्य स्रोत सूर्य से पराबैंगनी, एक्स-रे और कणिका विकिरण है।

जबकि पृथ्वी का गैसीय आवरण सूर्य द्वारा प्रकाशित होता है, इसमें अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉन लगातार बनते रहते हैं, लेकिन साथ ही कुछ इलेक्ट्रॉन, आयनों से टकराकर, पुन: संयोजित होकर, फिर से तटस्थ कणों का निर्माण करते हैं। सूर्यास्त 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 कम आवृत्ति रेंज में ही संभव है। इसीलिए रात में, एक नियम के रूप में, केवल 75, 49, 41 और 31 मीटर की सीमा 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 ऊंचाई पर बढ़ी हुई इलेक्ट्रॉन सांद्रता की कई परतें या क्षेत्र होते हैं। ये क्षेत्र आसानी से एक दूसरे में परिवर्तित हो जाते हैं और एचएफ रेडियो तरंगों के प्रसार पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं। आयनमंडल की ऊपरी परत को अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया गया है एफ. यहां आयनीकरण की उच्चतम डिग्री (आवेशित कणों का अंश लगभग 10-4 है)। यह पृथ्वी की सतह से 150 किमी से अधिक की ऊंचाई पर स्थित है और उच्च आवृत्ति एचएफ रेडियो तरंगों के लंबी दूरी के प्रसार में मुख्य परावर्तक भूमिका निभाता है। गर्मियों के महीनों में, क्षेत्र F दो परतों में विभाजित हो जाता है - एफ 1 और एफ 2. परत F1 200 से 250 किमी और परत तक की ऊँचाई घेर सकती है एफ 2 300-400 किमी की ऊंचाई सीमा में "तैरता" प्रतीत होता है। आमतौर पर परत एफ 2 परत की तुलना में अधिक मजबूत रूप से आयनित होता है एफ 1 . रात की परत एफ 1 गायब हो जाता है और परत एफ 2 अवशेष धीरे-धीरे अपनी आयनीकरण की डिग्री का 60% तक खो रहा है। 90 से 150 किमी की ऊंचाई पर परत F के नीचे एक परत होती है इजिसका आयनीकरण सूर्य से आने वाले नरम एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में होता है। ई परत के आयनीकरण की डिग्री की तुलना में कम है एफदिन के दौरान, 31 और 25 मीटर की कम-आवृत्ति एचएफ रेंज में स्टेशनों का स्वागत तब होता है जब सिग्नल परत से परिलक्षित होते हैं इ. आमतौर पर ये 1000-1500 किमी की दूरी पर स्थित स्टेशन होते हैं। रात में परत में इआयनीकरण तेजी से घटता है, लेकिन इस समय भी यह 41, 49 और 75 मीटर रेंज पर स्टेशनों से सिग्नल प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहता है।

16, 13 और 11 मीटर की उच्च-आवृत्ति एचएफ रेंज के सिग्नल प्राप्त करने के लिए क्षेत्र में उत्पन्न होने वाले सिग्नल बहुत रुचि रखते हैं। इअत्यधिक बढ़े हुए आयनीकरण की परतें (बादल)। इन बादलों का क्षेत्रफल कुछ से लेकर सैकड़ों वर्ग किलोमीटर तक हो सकता है। बढ़े हुए आयनीकरण की इस परत को छिटपुट परत कहा जाता है इऔर नामित किया गया है तों. ईएस बादल हवा के प्रभाव में आयनमंडल में घूम सकते हैं और 250 किमी/घंटा तक की गति तक पहुंच सकते हैं। गर्मियों में मध्य अक्षांशों में दिन के समय ईएस बादलों के कारण रेडियो तरंगों की उत्पत्ति प्रति माह 15-20 दिनों तक होती है। भूमध्य रेखा के पास यह लगभग हमेशा मौजूद रहता है, और उच्च अक्षांशों में यह आमतौर पर रात में दिखाई देता है। कभी-कभी, कम सौर गतिविधि के वर्षों के दौरान, जब उच्च-आवृत्ति एचएफ बैंड पर कोई संचरण नहीं होता है, तो दूर के स्टेशन अचानक 16, 13 और 11 मीटर बैंड पर अच्छी मात्रा के साथ दिखाई देते हैं, जिनके संकेत कई बार ईएस से परिलक्षित होते हैं।

आयनमंडल का सबसे निचला भाग 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 सिग्नल दृढ़ता से अवशोषित होते हैं। सूर्यास्त के बाद, आयनीकरण बहुत तेज़ी से गायब हो जाता है और 41, 49 और 75 मीटर की रेंज में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिसके संकेत परतों से परिलक्षित होते हैं एफ 2 और इ. आयनमंडल की व्यक्तिगत परतें एचएफ रेडियो संकेतों के प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनमंडल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंग प्रसार का तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। वायुमंडल के रासायनिक गुणों का अध्ययन करते समय उत्तरार्द्ध भी रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

सामान्य आयनमंडल. भूभौतिकीय रॉकेटों और उपग्रहों का उपयोग करके किए गए अवलोकनों ने नई जानकारी प्रदान की है जो दर्शाती है कि वायुमंडल का आयनीकरण सौर विकिरण की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। पराबैंगनी विकिरण, जिसमें बैंगनी प्रकाश किरणों की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा होती है, सूर्य के आंतरिक वातावरण (क्रोमोस्फीयर) में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होती है, और एक्स-रे, जिसमें इससे भी अधिक ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी आवरण में गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। (कोरोना)।

आयनमंडल की सामान्य (औसत) स्थिति निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन और दोपहर के समय सूर्य की किरणों के आपतन कोण में मौसमी अंतर के कारण सामान्य आयनमंडल में नियमित परिवर्तन होते हैं, लेकिन आयनमंडल की स्थिति में अप्रत्याशित और अचानक परिवर्तन भी होते हैं।

आयनमंडल में गड़बड़ी.

जैसा कि ज्ञात है, सूर्य पर गतिविधि की शक्तिशाली चक्रीय रूप से दोहराई जाने वाली अभिव्यक्तियाँ होती हैं, जो हर 11 साल में अधिकतम तक पहुँचती हैं। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (आईजीवाई) कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, यानी। 18वीं सदी 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 सौर ज्वाला कहा जाता है। वे कई मिनटों से लेकर एक से दो घंटे तक चलते हैं। भड़कने के दौरान, सौर प्लाज्मा (ज्यादातर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) का विस्फोट होता है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं। ऐसी ज्वालाओं के दौरान सूर्य से निकलने वाले विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है।

प्रारंभिक प्रतिक्रिया भड़कने के 8 मिनट बाद देखी जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचता है। परिणामस्वरूप, आयनीकरण तेजी से बढ़ता है; एक्स-रे वायुमंडल में आयनमंडल की निचली सीमा तक प्रवेश करती हैं; इन परतों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इतनी बढ़ जाती है कि रेडियो सिग्नल लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाते हैं ("बुझ जाते हैं")। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण के कारण 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 प्रभाव होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। ऐसी धाराएँ, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र में ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट हो सकती हैं।

ऊपरी वायुमंडल की संरचना और गतिशीलता सौर विकिरण, रासायनिक प्रक्रियाओं, अणुओं और परमाणुओं के उत्तेजना, उनके निष्क्रिय होने, टकराव और अन्य प्राथमिक प्रक्रियाओं द्वारा आयनीकरण और पृथक्करण से जुड़े थर्मोडायनामिक अर्थ में गैर-संतुलन प्रक्रियाओं द्वारा महत्वपूर्ण रूप से निर्धारित होती है। इस मामले में, जैसे-जैसे घनत्व घटता है, ऊंचाई के साथ शून्य संतुलन की डिग्री बढ़ती जाती है। 500-1000 किमी की ऊंचाई तक, और अक्सर इससे भी अधिक, ऊपरी वायुमंडल की कई विशेषताओं के लिए गैर-संतुलन की डिग्री काफी छोटी होती है, जिससे इसका वर्णन करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए शास्त्रीय और हाइड्रोमैग्नेटिक हाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करना संभव हो जाता है।

बाह्यमंडल पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परत है, जो कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होती है, जहां से हल्के, तेज़ गति वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में बच सकते हैं।

एडवर्ड कोनोनोविच

साहित्य:

पुडोवकिन एम.आई. सौर भौतिकी के मूल सिद्धांत. सेंट पीटर्सबर्ग, 2001
एरिस चैसन, स्टीव मैकमिलन आज खगोल विज्ञान. प्रेंटिस-हॉल, इंक. अपर सैडल नदी, 2002
इंटरनेट पर सामग्री: http://ciencia.nasa.gov/