वायुमंडल की पहली परत। वायुमंडल की परतें

वायुमंडल (अन्य ग्रीक ἀτμός - भाप और σφαῖρα - गेंद से) पृथ्वी ग्रह के चारों ओर एक गैसीय खोल (भौगोलिक) है। इसकी आंतरिक सतह जलमंडल और आंशिक रूप से पृथ्वी की पपड़ी को कवर करती है, जबकि इसकी बाहरी सतह बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर सीमा बनाती है।

भौतिक विज्ञान और रसायन विज्ञान के उन वर्गों की समग्रता जो वातावरण का अध्ययन करते हैं, आमतौर पर वायुमंडलीय भौतिकी कहलाते हैं। वायुमंडल पृथ्वी की सतह पर मौसम का निर्धारण करता है, मौसम विज्ञान मौसम के अध्ययन से संबंधित है, और जलवायु विज्ञान दीर्घकालिक जलवायु विविधताओं से संबंधित है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 किमी. वायुमंडल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 1018 किग्रा है। इनमें से, शुष्क हवा का द्रव्यमान (5.1352 ± 0.0003) 1018 किलोग्राम है, जल वाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 1016 किलोग्राम है।

स्वच्छ शुष्क हवा का दाढ़ द्रव्यमान 28.966 g/mol है, समुद्र की सतह के पास वायु घनत्व लगभग 1.2 kg/m3 है। समुद्र तल पर 0 °C पर दबाव 101.325 kPa है; महत्वपूर्ण तापमान - -140.7 ° C (~ 132.4 K); महत्वपूर्ण दबाव - 3.7 एमपीए; Cp 0 °C पर - 1.0048 103 J/(kg K), Cv - 0.7159 103 J/(kg K) (0 °C पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता (द्रव्यमान द्वारा) 0 ° C - 0.0036%, 25 ° C - 0.0023% पर।

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य परिस्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा/एम3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्षिक आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग मूल्य है।

रासायनिक संरचना

ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप पृथ्वी के वायुमंडल की उत्पत्ति हुई। महासागरों और जीवमंडल के आगमन के साथ, यह मिट्टी और दलदलों में पानी, पौधों, जानवरों और उनके अपघटन उत्पादों के साथ गैस विनिमय के कारण भी बना था।

वर्तमान में, पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) हैं।

पानी (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के अपवाद के साथ, वायुमंडल बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना

नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
पानी
कार्बन डाईऑक्साइड
नियोन
हीलियम
मीथेन
क्रीप्टोण
हाइड्रोजन
क्सीनन
नाइट्रस ऑक्साइड

तालिका में सूचीबद्ध गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO2, NH3, CO, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, HCl, HF, Hg वाष्प, I2, साथ ही NO और कई अन्य गैसें कम मात्रा में हैं। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एरोसोल) होते हैं।

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊँचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय हवा के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% हिस्सा होता है। क्षोभमंडल में, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और एंटीसाइक्लोन विकसित होते हैं। 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ तापमान घटता है

क्षोभसीमा

क्षोभमंडल से समताप मंडल तक की संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊँचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

वायुमंडल की परत 11 से 50 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली परिवर्तन और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल परत या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊँचाई पर लगभग 273 K (लगभग 0 °C) के मान तक पहुँचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊँचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को स्ट्रैटोपॉज कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

मेसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ तापमान घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं जिनमें मुक्त कण, कंपन से उत्तेजित अणु आदि शामिल हैं, वायुमंडलीय ल्यूमिनेसेंस का कारण बनते हैं।

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में न्यूनतम (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) होता है।

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे परंपरागत रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है। एफएआई की परिभाषा के अनुसार कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर है।

पृथ्वी की वायुमंडल सीमा

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊँचाई तक बढ़ जाता है, जहाँ यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुँच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊँचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा आयनित ("ध्रुवीय रोशनी") होती है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से ऊपर की ऊँचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन की प्रधानता होती है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।

थर्मोपॉज़

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

एक्सोस्फीयर (बिखराव क्षेत्र)

एक्सोस्फीयर - प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस अत्यधिक दुर्लभ है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस (अपव्यय) में लीक हो जाते हैं।

100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊँचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण समताप मंडल में तापमान 0 डिग्री सेल्सियस से मेसोस्फीयर में -110 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊँचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 ° C के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊँचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट अंतरिक्ष वैक्यूम में गुजरता है, जो कि इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस इंटरप्लेनेटरी मैटर का ही एक हिस्सा है। दूसरा भाग हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समताप मंडल लगभग 20% है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है। वातावरण में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वायुमंडल 2000-3000 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। विषममंडल एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण का गैसों के पृथक्करण पर प्रभाव पड़ता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए विषममंडल की परिवर्तनशील रचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है और यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

वातावरण के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं से वातावरण का भौतिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मानव सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक के वातावरण में ऑक्सीजन होता है।

वायुमंडल हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने के लिए आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर चढ़ते हैं, वातावरण के कुल दबाव में गिरावट के कारण ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार घटता जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का सामान्य वायुमंडलीय दाब पर आंशिक दाब 110 mm Hg होता है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प - 47 मिमी एचजी। कला। बढ़ती ऊंचाई के साथ, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब आसपास की हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से बंद हो जाएगा।

लगभग 19-20 किमी की ऊँचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी Hg तक गिर जाता है। कला। इसलिए इतनी ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और अंतरालीय तरल पदार्थ उबलने लगते हैं। इन ऊंचाई पर दबाव वाले केबिन के बाहर मौत लगभग तुरंत होती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समताप मंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती हैं। हवा के पर्याप्त विरलन के साथ, 36 किमी से अधिक की ऊँचाई पर, आयनकारी विकिरण, प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें, शरीर पर तीव्र प्रभाव डालती हैं; 40 किमी से अधिक की ऊँचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊँचाई तक ऊपर उठते हैं, ऐसी घटनाएँ जो हमसे परिचित हैं, वायुमंडल की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय लिफ्ट और ड्रैग की घटना, संवहन द्वारा ऊष्मा हस्तांतरण, आदि। .., धीरे-धीरे कमजोर, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाते हैं।

वायु की विरल परतों में ध्वनि का संचरण असम्भव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, वायु प्रतिरोध का उपयोग करना और नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए लिफ्ट करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊँचाई से शुरू होकर, एम नंबर की अवधारणा और प्रत्येक पायलट के लिए परिचित ध्वनि अवरोधक अपना अर्थ खो देते हैं: वहाँ सशर्त कर्मन रेखा गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जो प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके ही नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण एक और उल्लेखनीय संपत्ति से भी वंचित है - संवहन द्वारा तापीय ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि उपकरण के विभिन्न तत्व, कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण बाहर से ठंडा नहीं हो पाएंगे, जैसा कि आमतौर पर हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर्स की मदद से। इस ऊंचाई पर, साथ ही सामान्य रूप से अंतरिक्ष में, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका तापीय विकिरण है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वातावरण तीन अलग-अलग संघटनों में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर की गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण (लगभग चार अरब साल पहले) है। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। इस प्रकार द्वितीयक वातावरण का निर्माण हुआ (लगभग तीन अरब वर्ष से आज तक)। यह माहौल पुनरोद्धार करने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• इंटरप्लेनेटरी स्पेस में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
• पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ।

धीरे-धीरे, इन कारकों ने तृतीयक वातावरण का निर्माण किया, जिसमें हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

नाइट्रोजन

बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन N2 का निर्माण आणविक ऑक्सीजन O2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से 3 अरब साल पहले शुरू हुआ था। नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन एन 2 को भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत होती है।

नाइट्रोजन N2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान) प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती है। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में उपयोग किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकृत किया जा सकता है और सियानोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है जो फलियां के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं, तथाकथित। हरी खाद।

ऑक्सीजन

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के परिणामस्वरूप, पृथ्वी पर जीवित जीवों के आगमन के साथ वातावरण की संरचना में मौलिक रूप से परिवर्तन होने लगा। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में लोहे का लौह रूप, आदि। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बना। चूंकि इससे वातावरण, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए, इसलिए इस घटना को ऑक्सीजन प्रलय कहा गया।

फैनेरोज़ोइक के दौरान, वातावरण की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन हुआ। वे मुख्य रूप से कार्बनिक तलछटी चट्टानों के जमाव की दर से संबंधित थे। इसलिए, कोयला संचय की अवधि के दौरान, वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री, जाहिरा तौर पर, आधुनिक स्तर से अधिक हो गई।

कार्बन डाईऑक्साइड

वायुमंडल में सीओ 2 की सामग्री पृथ्वी के गोले में ज्वालामुखीय गतिविधि और रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक - जैवसंश्लेषण की तीव्रता और पृथ्वी के जीवमंडल में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर। वायुमंडलीय वायु में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 1012 टन) बनता है। समुद्र में, दलदलों में और जंगलों में दबे कार्बनिक पदार्थ कोयले, तेल और प्राकृतिक गैस में बदल जाते हैं।

उत्कृष्ट गैस

अक्रिय गैसों का स्रोत - आर्गन, हीलियम और क्रिप्टन - ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय है। अंतरिक्ष की तुलना में संपूर्ण रूप से पृथ्वी और विशेष रूप से वायुमंडल में अक्रिय गैसों की कमी है। ऐसा माना जाता है कि इसका कारण इंटरप्लेनेटरी स्पेस में गैसों के निरंतर रिसाव में निहित है।

वायु प्रदूषण

हाल ही में, मनुष्य ने वातावरण के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में संचित हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण उनकी गतिविधियों का परिणाम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में निरंतर वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वायुमंडल में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की मात्रा में 10% की वृद्धि हुई है, जिसमें मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 200-300 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और वैश्विक जलवायु परिवर्तन को जन्म दे सकती है।

ईंधन का दहन प्रदूषणकारी गैसों (CO, NO, SO2) का मुख्य स्रोत है। ऊपरी वायुमंडल में वायु ऑक्सीजन द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड को SO3, और नाइट्रिक ऑक्साइड को NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 और नाइट्रिक एसिड HNO3 पृथ्वी की सतह पर इतने के रूप में गिरते हैं- बुलाया। अम्ल वर्षा। आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों (टेट्राइथाइल लेड) Pb(CH3CH2)4 के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एयरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखीय विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्र के पानी की बूंदों और पौधों के पराग आदि) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) दोनों के कारण होता है। .). वायुमंडल में ठोस कणों का गहन बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

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वायुमण्डल विभिन्न गैसों का मिश्रण है। यह पृथ्वी की सतह से 900 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है, जो सौर विकिरण के हानिकारक स्पेक्ट्रम से ग्रह की रक्षा करता है, और इसमें ग्रह पर सभी जीवन के लिए आवश्यक गैसें शामिल हैं। वायुमंडल सूर्य की गर्मी को रोक लेता है, पृथ्वी की सतह के पास गर्म हो जाता है और अनुकूल जलवायु का निर्माण करता है।

वातावरण की 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 वाष्प, बादलों में नमी की बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के रूप में मौजूद है।

वायुमंडल की परतें

वायुमंडल में कई परतें होती हैं, जिनके बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है। विभिन्न परतों के तापमान एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

• वायुहीन मैग्नेटोस्फीयर। पृथ्वी के अधिकांश उपग्रह यहाँ पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर उड़ते हैं।
• एक्सोस्फीयर (सतह से 450-500 किमी)। लगभग गैसें नहीं होती हैं। कुछ मौसम उपग्रह बहिर्मंडल में उड़ते हैं। थर्मोस्फीयर (80-450 किमी) की ऊपरी परत में 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने वाले उच्च तापमान की विशेषता है।
• मेसोस्फीयर (50-80 किमी)। इस क्षेत्र में ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान गिरता जाता है। यहीं पर वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्कापिंड (अंतरिक्ष चट्टानों के टुकड़े) जलकर खाक हो जाते हैं।
• समताप मंडल (15-50 किमी)। इसमें एक ओजोन परत होती है, यानी ओजोन की एक परत जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है। इससे पृथ्वी की सतह के पास तापमान में वृद्धि होती है। जेट विमान आमतौर पर यहां उड़ते हैं, जैसे इस परत में दृश्यता बहुत अच्छी होती है और मौसम की स्थिति के कारण लगभग कोई व्यवधान नहीं होता है।
• क्षोभ मंडल। ऊंचाई पृथ्वी की सतह से 8 से 15 किमी तक भिन्न होती है। यह यहाँ है कि ग्रह का मौसम बनता है, क्योंकि में इस परत में सबसे अधिक जलवाष्प, धूल और पवनें होती हैं। पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान घटता जाता है।

वातावरण का दबाव

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

वायुमंडल में वायु द्रव्यमान की गति

और दबावों के कारण निचला वातावरण मिश्रित हो जाता है। इससे उच्च दाब वाले क्षेत्रों से निम्न दाब वाले क्षेत्रों की ओर चलने वाली हवाएँ बनती हैं। कई क्षेत्रों में, स्थानीय हवाएँ भी चलती हैं, जो भूमि और समुद्र के तापमान में अंतर के कारण होती हैं। पहाड़ों का भी हवाओं की दिशा पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव

पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसें सूर्य की गर्मी को रोक लेती हैं। इस प्रक्रिया को आमतौर पर ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है, क्योंकि यह कई तरह से ग्रीनहाउस में गर्मी के संचलन के समान है। ग्रीनहाउस प्रभाव ग्रह पर ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनता है। उच्च दबाव के क्षेत्रों में - एंटीसाइक्लोन्स - एक स्पष्ट सौर एक स्थापित होता है। कम दबाव वाले क्षेत्रों में - चक्रवात - मौसम आमतौर पर अस्थिर होता है। गर्मी और प्रकाश वातावरण में प्रवेश कर रहे हैं। गैसें पृथ्वी की सतह से परावर्तित ऊष्मा को रोक लेती हैं, जिससे पृथ्वी पर तापमान बढ़ जाता है।

समताप मंडल में एक विशेष ओजोन परत होती है। ओजोन सूर्य से आने वाली अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को रोकता है, जिससे पृथ्वी और उस पर सभी जीवन की रक्षा होती है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ओजोन परत के विनाश का कारण कुछ एरोसोल और प्रशीतन उपकरण में निहित विशेष क्लोरोफ्लोरोकार्बन डाइऑक्साइड गैसें हैं। आर्कटिक और अंटार्कटिका के ऊपर, ओजोन परत में बड़े छेद पाए गए हैं, जो पृथ्वी की सतह को प्रभावित करने वाले पराबैंगनी विकिरण की मात्रा में वृद्धि में योगदान करते हैं।

ओजोन निचले वायुमंडल में सौर विकिरण और विभिन्न निकास धुएं और गैसों के परिणामस्वरूप बनता है। आमतौर पर यह वायुमंडल में फैल जाता है, लेकिन अगर गर्म हवा की परत के नीचे ठंडी हवा की एक बंद परत बनती है, तो ओजोन केंद्रित हो जाती है और स्मॉग होता है। दुर्भाग्य से, यह ओजोन छिद्रों में ओजोन के नुकसान की भरपाई नहीं कर सकता है।

सैटेलाइट इमेज में स्पष्ट रूप से अंटार्कटिका के ऊपर ओजोन परत में छेद दिखाई दे रहा है। छेद का आकार बदलता रहता है, लेकिन वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह लगातार बढ़ रहा है। वातावरण में निकास गैसों के स्तर को कम करने के प्रयास किए जा रहे हैं। शहरों में वायु प्रदूषण कम करें और धुआं रहित ईंधन का उपयोग करें। स्मॉग कई लोगों की आंखों में जलन और घुटन का कारण बनता है।

पृथ्वी के वायुमंडल का उद्भव और विकास

पृथ्वी का आधुनिक वातावरण एक लंबे विकासवादी विकास का परिणाम है। यह भूगर्भीय कारकों की संयुक्त कार्रवाई और जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। पूरे भूवैज्ञानिक इतिहास में, पृथ्वी का वातावरण कई गहन पुनर्व्यवस्थाओं से गुजरा है। भूगर्भीय डेटा और सैद्धांतिक (पूर्वापेक्षाएँ) के आधार पर, लगभग 4 अरब साल पहले मौजूद युवा पृथ्वी का प्रारंभिक वातावरण, निष्क्रिय नाइट्रोजन (एन.ए. यासमानोव, 1985) के एक छोटे से जोड़ के साथ निष्क्रिय और महान गैसों का मिश्रण हो सकता है। ; ए.एस. मोनिन, 1987; ओ.जी. सोरोख्तिन, एसए उशाकोव, 1991, 1993। वर्तमान में, प्रारंभिक वातावरण की संरचना और संरचना पर विचार कुछ हद तक बदल गया है। प्रारंभिक प्रोटोप्लानेटरी चरण में प्राथमिक वातावरण (प्रोटोएटमॉस्फियर), यानी पुराना 4.2 अरब साल, मीथेन, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण शामिल हो सकता है। पृथ्वी की सतह, जल वाष्प, सीओ 2 और सीओ, सल्फर के रूप में कार्बन यौगिकों पर होने वाली मेंटल और सक्रिय अपक्षय प्रक्रियाओं के क्षरण के परिणामस्वरूप और इसके यौगिक वातावरण में प्रवेश करने लगे, साथ ही मजबूत हैलोजन एसिड - एचसीआई, एचएफ, एचआई और बोरिक एसिड, जो वातावरण में मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन, आर्गन और कुछ अन्य महान गैसों द्वारा पूरक थे। यह प्राथमिक वातावरण के माध्यम से था अत्यधिक पतला। इसलिए, पृथ्वी की सतह के पास का तापमान विकिरण संतुलन के तापमान के करीब था (एएस मोनिन, 1977)।

समय के साथ, प्राथमिक वायुमंडल की गैस संरचना पृथ्वी की सतह पर उभरी चट्टानों के अपक्षय की प्रक्रियाओं, साइनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि, ज्वालामुखीय प्रक्रियाओं और सूर्य के प्रकाश की क्रिया के प्रभाव में बदलने लगी। इससे मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया - नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में अपघटन हुआ; द्वितीयक वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड जमा होना शुरू हुआ, जो धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह और नाइट्रोजन में उतर गया। 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 और फिर चट्टानों के ऑक्सीकरण" पर खर्च किया गया था। उसी समय, अमोनिया, आणविक नाइट्रोजन के लिए ऑक्सीकृत, वातावरण में गहन रूप से जमा होने लगा। यह माना जाता है कि आधुनिक वातावरण में नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अवशेष है। मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया गया था। सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड को SO 2 और SO 3 में ऑक्सीकृत किया गया था, जो उनकी उच्च गतिशीलता और हल्केपन के कारण वातावरण से जल्दी से हटा दिए गए थे। इस प्रकार, कम करने वाले से वातावरण, जैसा कि आर्कियन और शुरुआती प्रोटेरोज़ोइक में था, धीरे-धीरे ऑक्सीकरण में बदल गया।

मीथेन ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप और चट्टानों के क्षरण और अपक्षय के परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड ने वायुमंडल में प्रवेश किया। इस घटना में कि पृथ्वी के पूरे इतिहास में जारी सभी कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में बने रहे, इसका आंशिक दबाव अब शुक्र (ओ सोरोख्तिन, एस ए उशाकोव, 1991) के समान हो सकता है। लेकिन पृथ्वी पर, प्रक्रिया उलटी थी। वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जलमंडल में घुल गया था, जिसमें इसका उपयोग जलीय जीवों द्वारा अपने गोले बनाने और बायोजेनिक रूप से कार्बोनेट में परिवर्तित करने के लिए किया गया था। इसके बाद, उनसे केमोजेनिक और ऑर्गेनोजेनिक कार्बोनेट के सबसे शक्तिशाली स्तर बनाए गए।

तीन स्रोतों से वायुमंडल में ऑक्सीजन की आपूर्ति की गई। एक लंबे समय के लिए, पृथ्वी के गठन के क्षण से शुरू होकर, यह मेंटल के पतन 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; वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन के कारण अधिकांश प्रोकैरियोट्स की मृत्यु हो गई जो कम करने की स्थिति में रहते थे। प्रोकैरियोटिक जीवों ने अपने निवास स्थान बदल दिए हैं। उन्होंने पृथ्वी की सतह को इसकी गहराई और क्षेत्रों में छोड़ दिया जहां कम करने की स्थिति अभी भी संरक्षित थी। उन्हें यूकेरियोट्स द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, जिन्होंने कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में सख्ती से संसाधित करना शुरू कर दिया।

आर्कियन और प्रोटेरोज़ोइक के एक महत्वपूर्ण भाग के दौरान, लगभग सभी ऑक्सीजन, जो कि एबोजेनिक और बायोजेनिक रूप से उत्पन्न होती हैं, मुख्य रूप से लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च की गई थीं। प्रोटेरोज़ोइक के अंत तक, सभी धात्विक द्विसंयोजक लोहा जो पृथ्वी की सतह पर थे या तो ऑक्सीकृत हो गए या पृथ्वी के कोर में चले गए। इससे यह तथ्य सामने आया कि शुरुआती प्रोटेरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बदल गया।

प्रोटेरोज़ोइक के मध्य में, वातावरण में ऑक्सीजन की सघनता यूरे बिंदु तक पहुँच गई और वर्तमान स्तर का 0.01% हो गई। उस समय से, ऑक्सीजन वातावरण में जमा होना शुरू हो गया और, शायद, पहले से ही रिपियन के अंत में, इसकी सामग्री पाश्चर बिंदु (वर्तमान स्तर का 0.1%) तक पहुंच गई। यह संभव है कि वेंडियन काल में ओजोन परत का उदय हुआ हो और उस समय यह कभी लुप्त न हुआ हो।

पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति ने जीवन के विकास को प्रेरित किया और अधिक परिपूर्ण चयापचय के साथ नए रूपों का उदय हुआ। यदि पहले यूकेरियोटिक एककोशिकीय शैवाल और साइनाइड्स, जो प्रोटेरोज़ोइक की शुरुआत में प्रकट हुए थे, को इसकी आधुनिक सांद्रता के केवल 10 -3 के पानी में ऑक्सीजन सामग्री की आवश्यकता थी, तो प्रारंभिक वेंडियन के अंत में गैर-कंकाल मेटाज़ोआ के उद्भव के साथ, यानी करीब 65 करोड़ साल पहले वातावरण में ऑक्सीजन की सघनता कहीं ज्यादा होनी चाहिए थी। आखिरकार, 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।

उसके बाद, पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन का और संचय तेजी से हुआ। नीले-हरे शैवाल की मात्रा में उत्तरोत्तर वृद्धि ने जानवरों की दुनिया के जीवन समर्थन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन स्तर के वातावरण में उपलब्धि में योगदान दिया। वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री का एक निश्चित स्थिरीकरण उस क्षण से हुआ है जब पौधे जमीन पर आए थे - लगभग 450 मिलियन वर्ष पहले। भूमि पर पौधों की उपस्थिति, जो सिलुरियन काल में हुई, ने वातावरण में ऑक्सीजन के स्तर को अंतिम रूप से स्थिर कर दिया। उस समय से, इसकी एकाग्रता जीवन के अस्तित्व से परे कभी नहीं जाने वाली संकीर्ण सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करने लगी। फूलों के पौधों की उपस्थिति के बाद से वातावरण में ऑक्सीजन की एकाग्रता पूरी तरह से स्थिर हो गई है। यह घटना क्रेटेशियस काल के मध्य में हुई, अर्थात। लगभग 100 मिलियन वर्ष पूर्व।

मुख्य रूप से अमोनिया के अपघटन के कारण पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में नाइट्रोजन का बड़ा हिस्सा बना था। जीवों के आगमन के साथ, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक पदार्थों में बांधने और समुद्री तलछट में दफनाने की प्रक्रिया शुरू हुई। जमीन पर जीवों की रिहाई के बाद, नाइट्रोजन महाद्वीपीय तलछट में दबने लगी। स्थलीय पौधों के आगमन के साथ मुक्त नाइट्रोजन प्रसंस्करण की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज हो गई थी।

क्रिप्टोज़ोइक और फेनेरोज़ोइक के मोड़ पर, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा एक प्रतिशत के दसवें हिस्से तक कम हो गई, और यह वर्तमान स्तर के करीब हाल ही में लगभग 10-20 मिलियन तक पहुंच गई। साल पहले।

इस प्रकार, वायुमंडल की गैस संरचना ने न केवल जीवों के लिए रहने की जगह प्रदान की, बल्कि उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि, बढ़ावा देने वाले निपटान और विकास की विशेषताओं को भी निर्धारित किया। ब्रह्मांडीय और ग्रहीय दोनों कारणों से जीवों के लिए अनुकूल वायुमंडलीय गैस संरचना के वितरण में परिणामी विफलताओं ने जैविक दुनिया के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बना, जो बार-बार क्रिप्टोज़ोइक के दौरान और फ़ैनेरोज़ोइक इतिहास की कुछ सीमाओं पर हुआ।

वायुमंडल के नृवंशीय कार्य

पृथ्वी का वातावरण आवश्यक पदार्थ, ऊर्जा प्रदान करता है और चयापचय प्रक्रियाओं की दिशा और गति निर्धारित करता है। आधुनिक वातावरण की गैस संरचना जीवन के अस्तित्व और विकास के लिए इष्टतम है। मौसम और जलवायु निर्माण के क्षेत्र के रूप में, वातावरण को लोगों, जानवरों और वनस्पतियों के जीवन के लिए आरामदायक स्थिति बनानी चाहिए। वायुमंडलीय हवा की गुणवत्ता और मौसम की स्थिति में एक दिशा या किसी अन्य में विचलन मानव सहित पशु और पौधे की दुनिया के जीवन के लिए चरम स्थिति पैदा करता है।

नृवंशविज्ञान के विकास में मुख्य कारक होने के नाते, पृथ्वी का वातावरण न केवल मानव जाति के अस्तित्व के लिए स्थितियां प्रदान करता है। इसी समय, यह उत्पादन के लिए एक ऊर्जा और कच्चे माल का संसाधन बन जाता है। सामान्य तौर पर, वातावरण एक ऐसा कारक है जो मानव स्वास्थ्य को बनाए रखता है, और कुछ क्षेत्र, भौतिक और भौगोलिक परिस्थितियों और वायुमंडलीय वायु गुणवत्ता के कारण, मनोरंजक क्षेत्रों के रूप में काम करते हैं और लोगों के लिए सेनेटोरियम उपचार और मनोरंजन के लिए अभिप्रेत क्षेत्र हैं। इस प्रकार, वातावरण सौंदर्य और भावनात्मक प्रभाव का कारक है।

वायुमंडल के एथ्नोस्फेरिक और टेक्नोस्फेरिक कार्यों को हाल ही में निर्धारित किया गया है (ई.डी. निकितिन, एन.ए. यासमनोव, 2001), एक स्वतंत्र और गहन अध्ययन की आवश्यकता है। इस प्रकार, वायुमंडलीय ऊर्जा कार्यों का अध्ययन पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाली प्रक्रियाओं की घटना और संचालन दोनों के संदर्भ में और मानव स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रभाव के संदर्भ में बहुत प्रासंगिक है। इस मामले में, हम चक्रवातों और एंटीसाइक्लोन्स, वायुमंडलीय भंवरों, वायुमंडलीय दबाव और अन्य चरम वायुमंडलीय घटनाओं की ऊर्जा के बारे में बात कर रहे हैं, जिसके प्रभावी उपयोग से वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को प्राप्त करने की समस्या के सफल समाधान में योगदान मिलेगा जो प्रदूषित नहीं करते हैं। पर्यावरण। आखिरकार, वायु पर्यावरण, विशेष रूप से इसका वह हिस्सा जो विश्व महासागर के ऊपर स्थित है, एक विशाल मात्रा में मुक्त ऊर्जा की रिहाई के लिए एक क्षेत्र 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 500,000 परमाणु बमों की ऊर्जा के बराबर ऊर्जा छोड़ते हैं। इस तरह के चक्रवात के अस्तित्व के 10 दिनों के लिए, 600 वर्षों के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे देश की 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 कुछ हद तक गतिविधि के विभिन्न पहलुओं और पृथ्वी की प्रक्रियाओं पर वातावरण के प्रभाव से संबंधित हैं, जो आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान में अंतःविषय बातचीत की तीव्रता को इंगित करता है। इसी समय, इसकी कुछ दिशाओं की एकीकृत भूमिका प्रकट होती है, जिसके बीच भू-विज्ञान में कार्यात्मक-पारिस्थितिक दिशा पर ध्यान देना आवश्यक है।

यह दिशा पारिस्थितिक कार्यों के विश्लेषण और सैद्धांतिक सामान्यीकरण और विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों की ग्रहों की भूमिका को उत्तेजित करती है, और बदले में, यह हमारे ग्रह के समग्र अध्ययन, तर्कसंगत उपयोग और वैज्ञानिक नींव के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है। इसके प्राकृतिक संसाधनों का संरक्षण।

पृथ्वी के वायुमंडल में कई परतें हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, आयनमंडल और बहिर्मंडल। क्षोभमंडल के ऊपरी भाग और समताप मंडल के निचले भाग में ओजोन से समृद्ध एक परत होती है, जिसे ओजोन परत कहते हैं। ओजोन के वितरण में कुछ (दैनिक, मौसमी, वार्षिक, आदि) नियमितताएँ स्थापित की गई हैं। अपनी स्थापना के बाद से, वातावरण ने ग्रह प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित किया है। वातावरण की प्राथमिक संरचना वर्तमान की तुलना में पूरी तरह से अलग थी, लेकिन समय के साथ आणविक नाइट्रोजन के अनुपात और भूमिका में लगातार वृद्धि हुई, लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले मुक्त ऑक्सीजन दिखाई दी, जिसकी मात्रा में लगातार वृद्धि हुई, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता तदनुसार घट गई . वातावरण की उच्च गतिशीलता, इसकी गैस संरचना और एरोसोल की उपस्थिति इसकी उत्कृष्ट भूमिका और विभिन्न भूवैज्ञानिक और जैवमंडलीय प्रक्रियाओं में सक्रिय भागीदारी निर्धारित करती है। सौर ऊर्जा के पुनर्वितरण और भयावह प्राकृतिक घटनाओं और आपदाओं के विकास में वातावरण की भूमिका महान है। वायुमंडलीय बवंडर - बवंडर (बवंडर), तूफान, आंधी, चक्रवात और अन्य घटनाओं का जैविक दुनिया और प्राकृतिक प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। प्रदूषण के मुख्य स्रोत, प्राकृतिक कारकों के साथ, मानव आर्थिक गतिविधियों के विभिन्न रूप हैं। वातावरण पर मानवजनित प्रभाव न केवल विभिन्न एरोसोल और ग्रीनहाउस गैसों की उपस्थिति में व्यक्त किए जाते हैं, बल्कि जल वाष्प की मात्रा में वृद्धि में भी प्रकट होते हैं, और खुद को स्मॉग और अम्लीय वर्षा के रूप में प्रकट करते हैं। ग्रीनहाउस गैसें पृथ्वी की सतह के तापमान शासन को बदलती हैं, कुछ गैसों का उत्सर्जन ओजोन स्क्रीन की मात्रा को कम करता है और ओजोन छिद्रों के निर्माण में योगदान देता है। पृथ्वी के वायुमंडल की जातीय भूमिका महान है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं में वातावरण की भूमिका

लिथोस्फीयर और बाहरी अंतरिक्ष और इसकी गैस संरचना के बीच अपनी मध्यवर्ती स्थिति में सतही वातावरण जीवों के जीवन के लिए परिस्थितियों का निर्माण करता है। इसी समय, अपक्षय और चट्टानों के विनाश की तीव्रता, हानिकारक सामग्री का स्थानांतरण और संचय वर्षा की मात्रा, प्रकृति और आवृत्ति, हवाओं की आवृत्ति और शक्ति और विशेष रूप से हवा के तापमान पर निर्भर करता है। वायुमंडल जलवायु प्रणाली का केंद्रीय घटक है। हवा का तापमान और आर्द्रता, बादल और वर्षा, हवा - यह सब मौसम की विशेषता है, अर्थात वातावरण की लगातार बदलती स्थिति। साथ ही, ये वही घटक जलवायु को भी चित्रित करते हैं, यानी औसत दीर्घकालिक मौसम शासन।

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 तापीय विकिरण से बचने को रोकते हैं। बाह्य अंतरिक्ष में।

पृथ्वी का वातावरण बहुत मोबाइल है। इसमें उत्पन्न होने वाली प्रक्रियाएं और इसकी गैस संरचना में परिवर्तन, मोटाई, बादलपन, पारदर्शिता और इसमें विभिन्न एयरोसोल कणों की उपस्थिति मौसम और जलवायु दोनों को प्रभावित करती है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं की क्रिया और दिशा, साथ ही साथ पृथ्वी पर जीवन और गतिविधि, सौर विकिरण द्वारा निर्धारित की जाती है। यह पृथ्वी की सतह पर आने वाली ऊष्मा का 99.98% देता है। सालाना यह 134*10 19 किलो कैलोरी बनाता है। इतनी मात्रा में ऊष्मा 200 बिलियन टन कोयले को जलाकर प्राप्त की जा सकती है। हाइड्रोजन के भंडार, जो सूर्य के द्रव्यमान में थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के इस प्रवाह को बनाता है, कम से कम अगले 10 बिलियन वर्षों के लिए पर्याप्त होगा, यानी, हमारे ग्रह के अस्तित्व में आने से दोगुनी अवधि के लिए।

वायुमंडल की ऊपरी सीमा में प्रवेश करने वाली सौर ऊर्जा की कुल मात्रा का लगभग 1/3 वापस विश्व अंतरिक्ष में परिलक्षित होता है, 13% ओजोन परत (लगभग सभी पराबैंगनी विकिरण सहित) द्वारा अवशोषित होता है। 7% - शेष वायुमंडल और केवल 44% पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है। एक दिन में पृथ्वी पर पहुंचने वाली कुल सौर विकिरण उस ऊर्जा के बराबर है जो पिछली सहस्राब्दी में सभी प्रकार के ईंधन को जलाने के परिणामस्वरूप मानवता को प्राप्त हुई है।

पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण के वितरण की मात्रा और प्रकृति बादल और वातावरण की पारदर्शिता पर बारीकी से निर्भर है। बिखरी हुई विकिरण की मात्रा क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई, वातावरण की पारदर्शिता, जल वाष्प की मात्रा, धूल, कार्बन डाइऑक्साइड की कुल मात्रा आदि से प्रभावित होती है।

प्रकीर्णित विकिरण की अधिकतम मात्रा ध्रुवीय क्षेत्रों में पड़ती है। सूर्य जितना नीचे क्षितिज से ऊपर होता है, उतनी ही कम गर्मी किसी दिए गए क्षेत्र में प्रवेश करती है।

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

वायुमंडल की धूल सामग्री गर्मी के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसमें धूल और राख के बारीक बिखरे हुए ठोस कण, जो इसकी पारदर्शिता को प्रभावित करते हैं, सौर विकिरण के वितरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं, जिनमें से अधिकांश परिलक्षित होता है। महीन कण वायुमंडल में दो तरह से प्रवेश करते हैं: या तो ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान निकली राख, या शुष्क उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों से हवाओं द्वारा ले जाई गई रेगिस्तानी धूल। विशेष रूप से इस तरह की बहुत सारी धूल सूखे के दौरान बनती है, जब इसे गर्म हवा की धाराओं द्वारा वायुमंडल की ऊपरी परतों में ले जाया जाता है और लंबे समय तक वहां रह सकता है। 1883 में क्राकाटोआ ज्वालामुखी के फटने के बाद दस किलोमीटर तक वायुमंडल में फेंकी गई धूल लगभग 3 वर्षों तक समताप मंडल में बनी रही। 1985 में एल चिचोन ज्वालामुखी (मेक्सिको) के विस्फोट के परिणामस्वरूप, धूल यूरोप पहुंच गई, और इसलिए सतह के तापमान में थोड़ी कमी आई।

पृथ्वी के वायुमंडल में जल वाष्प की एक चर मात्रा होती है। निरपेक्ष रूप से, वजन या मात्रा के हिसाब से, इसकी मात्रा 2 से 5% तक होती है।

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

वायुमंडल में जलवाष्प का प्राथमिक स्रोत महासागरों की सतह है। 95 से 110 सेमी मोटी पानी की एक परत सालाना इससे वाष्पित हो जाती है। नमी का हिस्सा संघनन के बाद समुद्र में लौट आता है, और दूसरा हवा की धाराओं द्वारा महाद्वीपों की ओर निर्देशित होता है। चर-आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में, वर्षा मिट्टी को नम करती है, और आर्द्र क्षेत्रों में यह भूजल भंडार बनाती है। इस प्रकार, वातावरण आर्द्रता का संचयक और वर्षा का भंडार है। और वातावरण में बनने वाले कोहरे मिट्टी के आवरण को नमी प्रदान करते हैं और इस प्रकार पशु और पौधों की दुनिया के विकास में निर्णायक भूमिका निभाते हैं।

वायुमंडल की गतिशीलता के कारण वायुमंडलीय नमी पृथ्वी की सतह पर वितरित है। इसमें हवाओं और दबाव वितरण की एक बहुत ही जटिल प्रणाली है। इस तथ्य के कारण कि वायुमण्डल निरन्तर गतिमान है, पवनों के वितरण तथा दाब के वितरण की प्रकृति एवं सीमा में निरन्तर परिवर्तन होता रहता है। संचलन के पैमाने सूक्ष्म मौसम विज्ञान से भिन्न होते हैं, केवल कुछ सौ मीटर के आकार के साथ, एक वैश्विक एक के साथ, कई दसियों हज़ार किलोमीटर के आकार के साथ। विशाल वायुमंडलीय भंवर बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की प्रणालियों के निर्माण में शामिल हैं और वायुमंडल के सामान्य संचलन 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। इस घटना में कि वायुमंडलीय दबाव में छोटी सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव होता है, यह लोगों की भलाई और जानवरों के व्यवहार में निर्णायक भूमिका नहीं निभाता है और पौधों के शारीरिक कार्यों को प्रभावित नहीं करता है। एक नियम के रूप में, ललाट की घटनाएं और मौसम परिवर्तन दबाव में परिवर्तन से जुड़े होते हैं।

हवा के निर्माण के लिए वायुमंडलीय दबाव का मूलभूत महत्व है, जो राहत देने वाला कारक होने के कारण वनस्पतियों और जीवों पर सबसे मजबूत प्रभाव डालता है।

हवा पौधों के विकास को दबाने में सक्षम है और साथ ही बीजों के हस्तांतरण को बढ़ावा देती है। मौसम और जलवायु परिस्थितियों के निर्माण में हवा की भूमिका महान है। वह समुद्री धाराओं के नियामक के रूप में भी कार्य करता है। बाहरी कारकों में से एक के रूप में हवा लंबी दूरी पर अपक्षय सामग्री के क्षरण और अपस्फीति में योगदान करती है।

वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक भूमिका

एयरोसोल कणों के प्रकट होने और उसमें ठोस धूल के कारण वातावरण की पारदर्शिता में कमी सौर विकिरण के वितरण को प्रभावित करती है, अल्बेडो या परावर्तकता को बढ़ाती है। विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक ही परिणाम की ओर ले जाती हैं, जिससे ओजोन का अपघटन होता है और "मोती" बादलों की उत्पत्ति होती है, जिसमें जल वाष्प होता है। परावर्तकता में वैश्विक परिवर्तन, साथ ही वातावरण की गैस संरचना में परिवर्तन, मुख्य रूप से ग्रीनहाउस गैसें, जलवायु परिवर्तन का कारण हैं।

असमान ताप, जो पृथ्वी की सतह के विभिन्न भागों पर वायुमंडलीय दबाव में अंतर का कारण बनता है, वायुमंडलीय परिसंचरण की ओर जाता है, जो क्षोभमंडल की पहचान है। जब वायुदाब में अंतर होता है तो वायु उच्च दाब वाले क्षेत्रों से निम्न दाब वाले क्षेत्रों की ओर दौड़ती है। आर्द्रता और तापमान के साथ वायु द्रव्यमान की ये गति वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की मुख्य पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक विशेषताओं को निर्धारित करती है।

गति के आधार पर, हवा पृथ्वी की सतह पर विभिन्न भूवैज्ञानिक कार्यों का निर्माण करती है। 10 मीटर/सेकेंड की गति से, यह पेड़ों की मोटी शाखाओं को हिलाता है, उठाता है और धूल और महीन रेत ले जाता है; 20 मीटर/सेकंड की गति से पेड़ की शाखाओं को तोड़ता है, रेत और बजरी ढोता है; 30 मीटर/सेकेंड (तूफान) की गति से मकानों की छतें उखड़ जाती हैं, पेड़ उखड़ जाते हैं, खंभे टूट जाते हैं, कंकड़-पत्थर चले जाते हैं और छोटी-छोटी बजरी ले जाती है, और 40 मीटर/सेकेंड की गति से तूफान घरों को नष्ट कर देता है, बिजली की लाइन को तोड़ देता है और ध्वस्त कर देता है डंडे, बड़े-बड़े पेड़ उखाड़ देते हैं।

स्क्वाल्ड स्टॉर्म और बवंडर (बवंडर) का विनाशकारी परिणामों के साथ एक बड़ा नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव होता है - वायुमंडलीय भंवर जो गर्म मौसम में शक्तिशाली वायुमंडलीय मोर्चों पर 100 मीटर / सेकंड तक की गति से होते हैं। तूफ़ान तूफानी हवा की गति (60-80 मी/से तक) के साथ क्षैतिज बवंडर हैं। उनके साथ अक्सर कुछ मिनटों से लेकर आधे घंटे तक चलने वाली भारी बारिश और गरज के साथ बारिश होती है। तूफ़ान 50 किमी तक के क्षेत्रों को कवर करता है और 200-250 किमी की दूरी तय करता है। 1998 में मॉस्को और मॉस्को क्षेत्र में भारी तूफान ने कई घरों की छतों को क्षतिग्रस्त कर दिया और पेड़ों को गिरा दिया।

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

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

बवंडर कारों, घरों, वैगनों, पुलों को उठाता और स्थानांतरित करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में विशेष रूप से विनाशकारी बवंडर (बवंडर) देखे जाते हैं। लगभग 100 पीड़ितों के औसत के साथ सालाना 450 से 1500 बवंडर दर्ज किए जाते हैं। बवंडर तेजी से काम करने वाली विनाशकारी वायुमंडलीय प्रक्रियाएं हैं। वे सिर्फ 20-30 मिनट में बनते हैं, और उनके अस्तित्व का समय 30 मिनट है। इसलिए, बवंडर के आने के समय और स्थान की भविष्यवाणी करना लगभग असंभव है।

अन्य विनाशकारी, लेकिन दीर्घकालिक वायुमंडलीय भंवर चक्रवात हैं। वे एक दबाव ड्रॉप के कारण बनते हैं, जो कुछ शर्तों के तहत वायु धाराओं के एक परिपत्र आंदोलन की घटना में योगदान देता है। वायुमंडलीय भंवर आर्द्र गर्म हवा की शक्तिशाली आरोही धाराओं के आसपास उत्पन्न होते हैं और दक्षिणी गोलार्ध में उच्च गति से दक्षिणावर्त और उत्तरी गोलार्ध में वामावर्त घूमते हैं। चक्रवात, बवंडर के विपरीत, महासागरों के ऊपर उत्पन्न होते हैं और महाद्वीपों पर अपने विनाशकारी कार्यों का उत्पादन करते हैं। मुख्य विनाशकारी कारक तेज हवाएं, बर्फबारी, मूसलाधार बारिश, ओलावृष्टि और बाढ़ के रूप में तीव्र वर्षा हैं। 19 - 30 m / s की गति वाली हवाएँ एक तूफान बनाती हैं, 30 - 35 m / s - एक तूफान, और 35 m / s से अधिक - एक तूफान।

उष्णकटिबंधीय चक्रवात - हरिकेन और टाइफून - की औसत चौड़ाई कई सौ किलोमीटर होती है। चक्रवात के अंदर हवा की गति हरिकेन फोर्स तक पहुंच जाती है। उष्णकटिबंधीय चक्रवात 50 से 200 किमी/घंटा की गति से चलते हुए कई दिनों से लेकर कई हफ्तों तक रहता है। मध्य अक्षांशीय चक्रवातों का व्यास बड़ा होता है। उनका अनुप्रस्थ आयाम एक हजार से लेकर कई हजार किलोमीटर तक होता है, हवा की गति तूफानी होती है। वे पश्चिम से उत्तरी गोलार्ध में चले जाते हैं और ओलों और हिमपात के साथ होते हैं, जो विनाशकारी होते हैं। पीड़ितों की संख्या और नुकसान के मामले में बाढ़ के बाद चक्रवात और उनसे जुड़े तूफान और टाइफून सबसे बड़ी प्राकृतिक आपदाएं हैं। एशिया के घनी आबादी वाले क्षेत्रों में तूफान के दौरान पीड़ितों की संख्या हजारों में मापी जाती है। 1991 में, बांग्लादेश में, एक तूफान के दौरान जिसने 6 मीटर ऊंची समुद्री लहरों का निर्माण किया, 125 हजार लोग मारे गए। टाइफून संयुक्त राज्य अमेरिका को बहुत नुकसान पहुंचाता है। नतीजतन, दर्जनों और सैकड़ों लोग मारे जाते हैं। पश्चिमी यूरोप में तूफान से कम नुकसान होता है।

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

तूफान आमतौर पर एक घंटे से भी कम समय तक रहता है। तीव्र वर्षा, ओलावृष्टि, बिजली गिरना, हवा के झोंके और ऊर्ध्वाधर वायु धाराएँ एक विशेष खतरा पैदा करती हैं। ओलों का खतरा ओलों के आकार से निर्धारित होता है। उत्तरी काकेशस में, ओलों का द्रव्यमान एक बार 0.5 किलोग्राम तक पहुंच गया था, और भारत में 7 किलोग्राम वजन वाले ओलों का उल्लेख किया गया था। हमारे देश में सबसे खतरनाक क्षेत्र उत्तरी काकेशस में स्थित हैं। जुलाई 1992 में, ओलावृष्टि ने मिनरलनी वोडी हवाई अड्डे पर 18 विमानों को क्षतिग्रस्त कर दिया।

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

सूखे रेगिस्तान, स्टेपी और वन-स्टेपी क्षेत्रों के लिए विशिष्ट हैं। वर्षा की कमी से मिट्टी सूख जाती है, भूजल का स्तर कम हो जाता है और जलाशय पूरी तरह से सूख जाते हैं। नमी की कमी से वनस्पति और फसलों की मृत्यु हो जाती है। सूखे विशेष रूप से अफ्रीका, निकट और मध्य पूर्व, मध्य एशिया और दक्षिणी उत्तरी अमेरिका में गंभीर हैं।

सूखा मानव जीवन की स्थितियों को बदल देता है, मिट्टी के लवणीकरण, शुष्क हवाओं, धूल भरी आंधी, 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 मजबूत होती है।

सूखा अल्पकालिक प्रक्रियाएं हैं जो एक मौसम तक चलती हैं। जब सूखा दो से अधिक मौसमों तक रहता है, तो भुखमरी और सामूहिक मृत्यु दर का खतरा होता है। आमतौर पर, सूखे का प्रभाव एक या एक से अधिक देशों के क्षेत्र तक फैला होता है। अफ्रीका के साहेल क्षेत्र में विशेष रूप से अक्सर दुखद परिणामों के साथ लंबे समय तक सूखा पड़ता है।

वायुमंडलीय घटनाएं जैसे हिमपात, रुक-रुक कर भारी बारिश और लंबे समय तक बारिश से भारी नुकसान होता है। हिमपात से पहाड़ों में बड़े पैमाने पर हिमस्खलन होता है, और गिरी हुई बर्फ के तेजी से पिघलने और लंबे समय तक भारी बारिश से बाढ़ आती है। पृथ्वी की सतह पर गिरने वाले पानी का एक विशाल द्रव्यमान, विशेष रूप से पेड़ रहित क्षेत्रों में, मिट्टी के आवरण के गंभीर क्षरण का कारण बनता है। खड्ड-बीम प्रणालियों का गहन विकास हुआ है। भारी वर्षा की अवधि के दौरान बड़ी बाढ़ के परिणामस्वरूप बाढ़ आती है या अचानक गर्म होने या वसंत के हिमपात के बाद बाढ़ आती है और इसलिए, मूल रूप से वायुमंडलीय घटनाएं हैं (वे जलमंडल की पारिस्थितिक भूमिका पर अध्याय में चर्चा की गई हैं)।

वातावरण में मानवजनित परिवर्तन

वर्तमान में, मानवजनित प्रकृति के कई अलग-अलग स्रोत हैं जो वायुमंडलीय प्रदूषण का कारण बनते हैं और पारिस्थितिक संतुलन के गंभीर उल्लंघन का कारण बनते हैं। पैमाने के संदर्भ में, दो स्रोतों का वातावरण पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है: परिवहन और उद्योग। औसतन, वायुमंडलीय प्रदूषण की कुल मात्रा का लगभग 60% परिवहन, उद्योग - 15%, तापीय ऊर्जा - 15%, घरेलू और औद्योगिक कचरे के विनाश के लिए प्रौद्योगिकियाँ - 10% है।

परिवहन, उपयोग किए गए ईंधन और ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रकार के आधार पर, वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर, ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, सीसा और इसके यौगिकों, कालिख, बेंजोपाइरीन (पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के समूह से एक पदार्थ) का उत्सर्जन करता है। एक मजबूत 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 यौगिकों और रसायनों का उत्सर्जन करता है। लेकिन उत्सर्जन (85% तक) के बीच प्रमुख स्थान पर धूल का कब्जा है।

प्रदूषण के परिणामस्वरूप वातावरण की पारदर्शिता बदल जाती है, इसमें एरोसोल, स्मॉग और अम्लीय वर्षा दिखाई देती है।

एरोसोल एक गैसीय माध्यम में निलंबित ठोस कणों या तरल बूंदों से मिलकर छितरी हुई प्रणालियाँ हैं। छितरी हुई अवस्था का कण आकार आमतौर पर 10 -3 -10 -7 सेमी होता है, छितरी हुई अवस्था की संरचना के आधार पर, एरोसोल को दो समूहों में विभाजित किया जाता है। एक में गैसीय माध्यम में बिखरे हुए ठोस कणों से युक्त एरोसोल शामिल हैं, दूसरा एरोसोल है, जो गैसीय और तरल चरणों का मिश्रण है। पहले को स्मोक और दूसरे को फॉग कहा जाता है। संघनन केंद्र उनके निर्माण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ज्वालामुखीय राख, ब्रह्मांडीय धूल, औद्योगिक उत्सर्जन के उत्पाद, विभिन्न बैक्टीरिया आदि संघनन नाभिक के रूप में कार्य करते हैं।सघनता नाभिक के संभावित स्रोतों की संख्या लगातार बढ़ रही है। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब सूखी घास 4000 मीटर 2 के क्षेत्र में आग से नष्ट हो जाती है, तो औसतन 11*1022 एरोसोल नाभिक बनते हैं।

हमारे ग्रह के उद्भव के क्षण से एरोसोल बनने लगे और प्राकृतिक परिस्थितियों को प्रभावित किया। हालांकि, प्रकृति में पदार्थों के सामान्य संचलन के साथ संतुलित उनकी संख्या और क्रियाएं गहरे पारिस्थितिक परिवर्तनों का कारण नहीं बनीं। उनके गठन के मानवजनित कारकों ने इस संतुलन को महत्वपूर्ण जैवमंडलीय अधिभार की ओर स्थानांतरित कर दिया। इस विशेषता को विशेष रूप से स्पष्ट किया गया है क्योंकि मानव जाति ने विषाक्त पदार्थों के रूप में और पौधों की सुरक्षा के लिए विशेष रूप से निर्मित एरोसोल का उपयोग करना शुरू कर दिया है।

वनस्पति आवरण के लिए सबसे खतरनाक सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और नाइट्रोजन के एरोसोल हैं। गीली पत्ती की सतह के संपर्क में आने पर, वे एसिड बनाते हैं जो जीवित चीजों पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। एसिड मिस्ट, साँस की हवा के साथ, जानवरों और मनुष्यों के श्वसन अंगों में प्रवेश करते हैं, और श्लेष्म झिल्ली को आक्रामक रूप से प्रभावित करते हैं। उनमें से कुछ जीवित ऊतक को विघटित करते हैं, और रेडियोधर्मी एरोसोल कैंसर का कारण बनते हैं। रेडियोधर्मी समस्थानिकों में, SG 90 न केवल अपनी कार्सिनोजेनेसिटी के कारण, बल्कि कैल्शियम के एक एनालॉग के रूप में, जीवों की हड्डियों में इसकी जगह, उनके अपघटन के कारण विशेष खतरे का कारण है।

परमाणु विस्फोट के दौरान वातावरण में रेडियोधर्मी एयरोसोल बादल बनते हैं। 1 - 10 माइक्रोन की त्रिज्या वाले छोटे कण न केवल क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में, बल्कि समताप मंडल में भी गिरते हैं, जिसमें वे लंबे समय तक रहने में सक्षम होते हैं। परमाणु ईंधन का उत्पादन करने वाले औद्योगिक संयंत्रों के रिएक्टरों के संचालन के दौरान और साथ ही परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं के परिणामस्वरूप एरोसोल बादल भी बनते हैं।

स्मॉग तरल और ठोस फैलाव वाले एरोसोल का मिश्रण है जो औद्योगिक क्षेत्रों और बड़े शहरों पर एक धूमिल पर्दा बनाता है।

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

वेट स्मॉग या लंदन-टाइप स्मॉग को कभी-कभी विंटर 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 शांत मौसम है, जिसमें गर्म हवा की एक परत ठंडी हवा की सतह परत (700 मीटर से नीचे) के ऊपर स्थित होती है। इसी समय, न केवल क्षैतिज, बल्कि ऊर्ध्वाधर विनिमय भी अनुपस्थित है। प्रदूषक, जो आमतौर पर उच्च परतों में फैले होते हैं, इस मामले में सतह परत में जमा होते हैं।

ड्राई स्मॉग गर्मियों के दौरान होता है और इसे अक्सर एलए-टाइप स्मॉग कहा जाता है। यह ओजोन, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और एसिड वाष्प का मिश्रण है। ऐसा स्मॉग सौर विकिरण, विशेष रूप से इसके पराबैंगनी भाग द्वारा प्रदूषकों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनता है। मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा वायुमंडलीय उलटा है, जो गर्म हवा के ऊपर ठंडी हवा की परत के रूप में व्यक्त की जाती है। आमतौर पर गर्म हवा की धाराओं द्वारा उठाए गए गैसों और ठोस कणों को ऊपरी ठंडी परतों में फैलाया जाता है, लेकिन इस मामले में वे उलटी परत में जमा हो जाते हैं। फोटोलिसिस की प्रक्रिया में, कार के इंजनों में ईंधन के दहन के दौरान बनने वाले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड का विघटन होता है:

सं 2 → नहीं + ओ

तब ओजोन संश्लेषण होता है:

ओ + ओ 2 + एम → ओ 3 + एम

नहीं + हे → नहीं 2

Photodissociation प्रक्रियाओं के साथ पीले-हरे रंग की चमक होती है।

इसके अलावा, प्रतिक्रियाएँ प्रकार के अनुसार 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 गायब हो जाती है और स्मॉग गायब हो जाता है।

स्मॉग में कार्सिनोजेन्स की उपस्थिति श्वसन विफलता, श्लेष्म झिल्ली की जलन, संचार संबंधी विकार, दमा संबंधी घुटन और अक्सर मृत्यु का कारण बनती है। स्मॉग खासतौर पर छोटे बच्चों के लिए खतरनाक है।

अम्लीय वर्षा वायुमंडलीय वर्षा है जो सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और पर्क्लोरिक एसिड के वाष्प और उनमें घुले क्लोरीन के औद्योगिक उत्सर्जन से अम्लीकृत होती है। कोयले और गैस को जलाने की प्रक्रिया में, इसमें अधिकांश सल्फर, ऑक्साइड के रूप में और लोहे के साथ यौगिकों में, विशेष रूप से पाइराइट, पायरोटाइट, च्लोकोपीराइट आदि में, सल्फर ऑक्साइड में बदल जाता है, जो कार्बन के साथ मिलकर बनता है। डाइऑक्साइड, वातावरण में छोड़ा जाता है। जब वायुमंडलीय नाइट्रोजन और तकनीकी उत्सर्जन को ऑक्सीजन के साथ जोड़ा जाता है, 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 लोकोमोटिव के संचालन के दौरान होता है, और एक छोटा हिस्सा ऊर्जा क्षेत्र और औद्योगिक उद्यमों में होता है। सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड मुख्य एसिड फॉर्मर्स हैं। वायुमंडलीय ऑक्सीजन और उसमें मौजूद जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया करने पर सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड बनते हैं।

यह ज्ञात है कि माध्यम का क्षारीय-अम्ल संतुलन पीएच मान द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक तटस्थ वातावरण का पीएच मान 7 है, एक अम्लीय वातावरण का पीएच मान 0 है, और एक 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 से मेल खाती है और इसलिए, वर्तमान में बढ़ी हुई अम्लता के साथ बारिश लगभग हर जगह गिरती है। पश्चिमी यूरोप में दर्ज की गई वर्षा की अधिकतम अम्लता 4-3.5 पीएच थी। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 4-4.5 के बराबर पीएच मान अधिकांश मछलियों के लिए घातक होता है।

अम्लीय वर्षा का पृथ्वी के वनस्पति आवरण, औद्योगिक और आवासीय भवनों पर आक्रामक प्रभाव पड़ता है और उजागर चट्टानों के अपक्षय में महत्वपूर्ण त्वरण में योगदान देता है। अम्लता में वृद्धि मिट्टी के बेअसर होने के स्व-नियमन को रोकती है जिसमें पोषक तत्व घुल जाते हैं। बदले में, यह पैदावार में तेज कमी की ओर जाता है और वनस्पति आवरण के क्षरण का कारण बनता है। मिट्टी की अम्लता भारी की रिहाई में योगदान देती है, जो एक बाध्य अवस्था में होती हैं, जो धीरे-धीरे पौधों द्वारा अवशोषित हो जाती हैं, जिससे उनमें गंभीर ऊतक क्षति होती है और मानव खाद्य श्रृंखलाओं में घुस जाती 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, उराल, साइबेरिया और कनाडा के जंगलों पर मौत का खतरा मंडरा रहा है।

कभी-कभी हमारे ग्रह को एक मोटी परत में घेरने वाले वातावरण को पाँचवाँ महासागर कहा जाता है। कोई आश्चर्य नहीं कि विमान का दूसरा नाम विमान है। वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है, जिनमें नाइट्रोजन और ऑक्सीजन प्रमुख हैं। यह उत्तरार्द्ध के लिए धन्यवाद है कि ग्रह पर जीवन उस रूप में संभव है जिसके हम सभी आदी हैं। उनके अलावा, अन्य घटकों का 1% और है। ये अक्रिय (रासायनिक अंतःक्रियाओं 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 करेंगे इस बिंदु पर और अधिक विस्तार से ध्यान दें)। इतनी प्रभावशाली मोटाई एक प्रकार की अभेद्य ढाल बनाती है जो ग्रह को विनाशकारी ब्रह्मांडीय विकिरण और बड़ी वस्तुओं से बचाती है।

वायुमंडल की निम्न परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, उसके बाद समतापमंडल, फिर मध्यमंडल और अंत में थर्मोस्फीयर। उपरोक्त क्रम ग्रह की सतह पर शुरू होता है। वायुमंडल की सघन परतों को पहले दो द्वारा दर्शाया गया है। वे विनाशकारी 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 जल वाष्प यहाँ केंद्रित है, इसलिए इसमें बादल बनते हैं। अधिकांश हवा भी यहाँ केंद्रित है। वायुमंडल की सभी बाद की परतें ठंडी होती हैं, क्योंकि सतह से निकटता परावर्तित सूर्य के प्रकाश को हवा को गर्म करने की अनुमति देती है।

समताप मंडल सतह से लगभग 50 किमी तक फैला हुआ है। इस परत में अधिकांश मौसम गुब्बारे "तैरते" हैं। यहां कुछ प्रकार के विमान भी उड़ सकते हैं। अद्भुत विशेषताओं में से एक तापमान शासन है: 25 से 40 किमी के अंतराल में, हवा का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है। -60 से यह लगभग 1 तक बढ़ जाता है। फिर शून्य में थोड़ी कमी होती है, जो 55 किमी की ऊँचाई तक बनी रहती है। ऊपरी सीमा बदनाम है

इसके अलावा, मेसोस्फीयर लगभग 90 किमी तक फैला हुआ है। यहां हवा का तापमान तेजी से गिरता है। प्रत्येक 100 मीटर की ऊँचाई पर 0.3 डिग्री की कमी होती है। कभी-कभी इसे वायुमंडल का सबसे ठंडा भाग कहा जाता है। हवा का घनत्व कम है, लेकिन यह गिरने वाले उल्काओं के लिए प्रतिरोध पैदा करने के लिए काफी है।

सामान्य अर्थों में वायुमंडल की परतें लगभग 118 किमी की ऊँचाई पर समाप्त हो जाती हैं। प्रसिद्ध अरोरा यहाँ बनते हैं। ऊपर थर्मोस्फीयर का क्षेत्र शुरू होता है। एक्स-रे के कारण इस क्षेत्र में निहित उन कुछ वायु अणुओं का आयनीकरण होता है। ये प्रक्रियाएं तथाकथित आयनमंडल बनाती हैं (इसे अक्सर थर्मोस्फीयर में शामिल किया जाता है, इसलिए इसे अलग से नहीं माना जाता है)।

700 किमी से ऊपर की किसी भी चीज़ को एक्सोस्फीयर कहा जाता है। हवा बेहद छोटी है, इसलिए वे टक्करों के कारण प्रतिरोध का अनुभव किए बिना स्वतंत्र रूप से चलती हैं। यह उनमें से कुछ को 160 डिग्री सेल्सियस के बराबर ऊर्जा जमा करने की अनुमति देता है, जबकि परिवेश का तापमान कम होता है। गैस के अणुओं को उनके द्रव्यमान के अनुसार एक्सोस्फीयर के पूरे आयतन में वितरित किया जाता है, इसलिए उनमें से सबसे भारी परत के निचले हिस्से में ही पाया जा सकता है। ग्रह का आकर्षण, जो ऊंचाई के साथ घटता जाता है, अब अणुओं को धारण करने में सक्षम नहीं है, इसलिए ब्रह्मांडीय उच्च-ऊर्जा कण और विकिरण गैस के अणुओं को वातावरण छोड़ने के लिए पर्याप्त आवेग देते हैं। यह क्षेत्र सबसे लंबा है: ऐसा माना जाता है कि वायुमंडल पूरी तरह से 2000 किमी से अधिक ऊंचाई पर अंतरिक्ष के निर्वात में गुजरता है (कभी-कभी 10000 की संख्या भी दिखाई देती है)। थर्मोस्फीयर में अभी भी कृत्रिम कक्षाएँ।

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

वायुमंडल(ग्रीक एटमोस से - भाप और स्पैरिया - गेंद) - पृथ्वी का वायु खोल, इसके साथ घूमता है। वायुमंडल का विकास हमारे ग्रह पर होने वाली भूगर्भीय और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ-साथ जीवित जीवों की गतिविधियों से निकटता से जुड़ा हुआ था।

वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह से मेल खाती है, क्योंकि हवा मिट्टी के सबसे छोटे छिद्रों में प्रवेश करती है और पानी में भी घुल जाती है।

2000-3000 किमी की ऊंचाई पर ऊपरी सीमा धीरे-धीरे बाह्य अंतरिक्ष में गुजरती है।

ऑक्सीजन युक्त वातावरण पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग मनुष्यों, जानवरों और पौधों द्वारा सांस लेने की प्रक्रिया में किया जाता है।

यदि वायुमंडल न होता तो पृथ्वी चंद्रमा की तरह शांत होती। आखिर ध्वनि वायु के कणों का कंपन है। आकाश के नीले रंग को इस तथ्य से समझाया जाता है कि सूर्य की किरणें, जैसे कि एक लेंस के माध्यम से, वातावरण से गुजरती हैं, अपने घटक रंगों में विघटित हो जाती हैं। ऐसे में नीले और नीले रंग की किरणें सबसे ज्यादा बिखरती हैं।

वातावरण सूर्य से आने वाली अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को बरकरार रखता है, जिसका जीवित जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। यह हमारे ग्रह को ठंडा होने से रोकते हुए, पृथ्वी की सतह पर भी गर्मी बनाए रखता है।

वायुमंडल की संरचना

घनत्व और घनत्व में भिन्न, वायुमंडल में कई परतों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 1)।

क्षोभ मंडल

क्षोभ मंडल- वायुमंडल की सबसे निचली परत, जिसकी मोटाई ध्रुवों के ऊपर 8-10 किमी, समशीतोष्ण अक्षांशों में - 10-12 किमी और भूमध्य रेखा के ऊपर - 16-18 किमी है।

चावल। 1. पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

क्षोभमंडल में हवा पृथ्वी की सतह से, यानी जमीन और पानी से गर्म होती है। इसलिए, इस परत में हवा का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6 ° C की ऊंचाई के साथ घटता है।क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर, यह -55 ° C तक पहुँच जाता है। इसी समय, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर भूमध्य रेखा के क्षेत्र में, हवा का तापमान -70 ° С है, और उत्तरी ध्रुव के क्षेत्र में -65 ° С है।

वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% क्षोभमंडल में केंद्रित है, लगभग सभी जल वाष्प स्थित हैं, गरज, तूफान, बादल और वर्षा होती है, और ऊर्ध्वाधर (संवहन) और क्षैतिज (हवा) वायु गति होती है।

हम कह सकते हैं कि मौसम मुख्य रूप से क्षोभमंडल में बनता है।

स्ट्रैटोस्फियर

स्ट्रैटोस्फियर- वायुमंडल की परत क्षोभमंडल के ऊपर 8 से 50 किमी की ऊँचाई पर स्थित होती है। इस परत में आकाश का रंग बैंगनी दिखाई देता है, जिसे वायु के विरलीकरण द्वारा समझाया जाता है, जिसके कारण सूर्य की किरणें लगभग बिखरती नहीं हैं।

समताप मंडल में वायुमंडल का 20% द्रव्यमान होता है। इस परत में हवा दुर्लभ है, व्यावहारिक रूप से कोई जल वाष्प नहीं है, और इसलिए बादल और वर्षा लगभग नहीं बनते हैं। हालाँकि, समताप मंडल में स्थिर वायु धाराएँ देखी जाती हैं, जिसकी गति 300 किमी / घंटा तक पहुँच जाती है।

यह परत केंद्रित है ओजोन(ओजोन स्क्रीन, ओजोनोस्फीयर), एक परत जो पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करती है, उन्हें पृथ्वी पर जाने से रोकती है और इस तरह हमारे ग्रह पर रहने वाले जीवों की रक्षा करती है। ओजोन के कारण, समताप मंडल की ऊपरी सीमा पर हवा का तापमान -50 से 4-55 डिग्री सेल्सियस तक होता है।

मेसोस्फीयर और समताप मंडल के बीच एक संक्रमणकालीन क्षेत्र है - स्ट्रैटोपॉज़।

मीसोस्फीयर

मीसोस्फीयर- 50-80 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की एक परत। यहाँ वायु घनत्व पृथ्वी की सतह से 200 गुना कम है। मेसोस्फीयर में आकाश का रंग काला दिखाई देता है, दिन के समय तारे दिखाई देते हैं। हवा का तापमान -75 (-90) डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है।

80 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है बाह्य वायुमंडल।इस परत में हवा का तापमान तेजी से 250 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ता है, और फिर स्थिर हो जाता है: 150 किमी की ऊंचाई पर यह 220-240 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है; 500-600 किमी की ऊँचाई पर यह 1500 ° C से अधिक हो जाता है।

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में, ब्रह्मांडीय किरणों की क्रिया के तहत, गैस के अणु परमाणुओं के आवेशित (आयनित) कणों में टूट जाते हैं, इसलिए वायुमंडल के इस हिस्से को कहा जाता है योण क्षेत्र- 50 से 1000 किमी की ऊंचाई पर स्थित बहुत दुर्लभ हवा की एक परत, जिसमें मुख्य रूप से आयनित ऑक्सीजन परमाणु, नाइट्रिक ऑक्साइड अणु और मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस परत की विशेषता उच्च विद्युतीकरण है, और लंबी और मध्यम रेडियो तरंगें इससे परावर्तित होती हैं, जैसे कि एक दर्पण से।

आयनमंडल में, अरोरा उत्पन्न होते हैं - सूर्य से उड़ने वाले विद्युत आवेशित कणों के प्रभाव में दुर्लभ गैसों की चमक - और चुंबकीय क्षेत्र में तेज उतार-चढ़ाव देखे जाते हैं।

बहिर्मंडल

बहिर्मंडल- वायुमंडल की बाहरी परत, जो 1000 किमी से ऊपर स्थित है। इस परत को प्रकीर्णन क्षेत्र भी कहा जाता है, क्योंकि गैस के कण यहां तेज गति से चलते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में बिखर सकते हैं।

वातावरण की रचना

वायुमंडल नाइट्रोजन (78.08%), ऑक्सीजन (20.95%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03%), आर्गन (0.93%), हीलियम, नियॉन, क्सीनन, क्रिप्टन (0.01%) की एक छोटी मात्रा से युक्त गैसों का मिश्रण है। ओजोन और अन्य गैसें, लेकिन उनकी सामग्री नगण्य है (तालिका 1)। पृथ्वी की हवा की आधुनिक संरचना एक सौ मिलियन साल पहले स्थापित की गई थी, लेकिन फिर भी तेजी से बढ़ी मानव उत्पादन गतिविधि ने इसके परिवर्तन का नेतृत्व किया। वर्तमान में, CO2 की मात्रा में लगभग 10-12% की वृद्धि हुई है।

वायुमंडल को बनाने वाली गैसें विभिन्न कार्यात्मक भूमिकाएँ निभाती हैं। हालांकि, इन गैसों का मुख्य महत्व मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे उज्ज्वल ऊर्जा को बहुत दृढ़ता से अवशोषित करते हैं और इस प्रकार पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के तापमान शासन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।

तालिका 1. पृथ्वी की सतह के पास शुष्क वायुमंडलीय हवा की रासायनिक संरचना

	वॉल्यूम एकाग्रता। %	आणविक भार, इकाइयाँ
ऑक्सीजन
कार्बन डाईऑक्साइड
नाइट्रस ऑक्साइड
	0 से 0.00001
सल्फर डाइऑक्साइड	गर्मियों में 0 से 0.000007 तक; सर्दियों में 0 से 0.000002
	0 से 0.000002 तक	46,0055/17,03061
एजोग डाइऑक्साइड
कार्बन मोनोआक्साइड

नाइट्रोजन,वातावरण में सबसे आम गैस, रासायनिक रूप से कम सक्रिय।

ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के विपरीत, रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय तत्व है। ऑक्सीजन का विशिष्ट कार्य ज्वालामुखियों द्वारा वातावरण में उत्सर्जित विषमपोषी जीवों, चट्टानों और अधूरे ऑक्सीकृत गैसों के कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण है। ऑक्सीजन के बिना, मृत कार्बनिक पदार्थों का अपघटन नहीं होगा।

वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की भूमिका असाधारण रूप से महान है। यह दहन की प्रक्रियाओं, जीवित जीवों के श्वसन, क्षय के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करता है और सबसे पहले, प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के लिए मुख्य निर्माण सामग्री है। इसके अलावा, शॉर्ट-वेव सोलर रेडिएशन को प्रसारित करने और थर्मल लॉन्ग-वेव रेडिएशन के हिस्से को अवशोषित करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की संपत्ति का बहुत महत्व है, जो तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करेगा, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी।

वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर, विशेष रूप से समताप मंडल के तापीय शासन पर भी प्रभाव पड़ता है ओजोन।यह गैस सौर पराबैंगनी विकिरण के प्राकृतिक अवशोषक के रूप में कार्य करती है, और सौर विकिरण के अवशोषण से वायु ताप होता है। वायुमंडल में कुल ओजोन सामग्री का औसत मासिक मूल्य क्षेत्र के अक्षांश और 0.23-0.52 सेमी के भीतर मौसम के आधार पर भिन्न होता है (यह जमीन के दबाव और तापमान पर ओजोन परत की मोटाई है)। भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक ओजोन सामग्री में वृद्धि होती है और शरद ऋतु में न्यूनतम और वसंत में अधिकतम के साथ वार्षिक भिन्नता होती है।

वायुमंडल की एक विशिष्ट संपत्ति को तथ्य कहा जा सकता है कि मुख्य गैसों (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन) की सामग्री ऊंचाई के साथ थोड़ी बदल जाती है: वायुमंडल में 65 किमी की ऊंचाई पर, नाइट्रोजन की सामग्री 86%, ऑक्सीजन है - 19, आर्गन - 0.91, 95 किमी की ऊँचाई पर - नाइट्रोजन 77, ऑक्सीजन - 21.3, आर्गन - 0.82%। इसके मिश्रण से लंबवत और क्षैतिज रूप से वायुमंडलीय वायु की संरचना की स्थिरता बनी रहती है।

वायु में गैसों के अतिरिक्त होता है जल वाष्पऔर ठोस कणों।उत्तरार्द्ध में प्राकृतिक और कृत्रिम (मानवजनित) दोनों मूल हो सकते हैं। ये फूल पराग, छोटे नमक क्रिस्टल, सड़क की धूल, एरोसोल अशुद्धियाँ हैं। जब सूरज की किरणें खिड़की में प्रवेश करती हैं, तो उन्हें नंगी आंखों से देखा जा सकता है।

शहरों और बड़े औद्योगिक केंद्रों की हवा में विशेष रूप से बहुत सारे कण पदार्थ होते हैं, जहाँ हानिकारक गैसों का उत्सर्जन और ईंधन के दहन के दौरान बनने वाली उनकी अशुद्धियाँ एरोसोल में जुड़ जाती हैं।

वायुमंडल में एरोसोल की सांद्रता हवा की पारदर्शिता को निर्धारित करती है, जो पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सौर विकिरण को प्रभावित करती है। सबसे बड़े एरोसोल संघनन नाभिक हैं (लाट से। संक्षेपण- संघनन, गाढ़ा होना) - जल वाष्प के जल बूंदों में परिवर्तन में योगदान।

जल वाष्प का मूल्य मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि यह पृथ्वी की सतह की लंबी-तरंग तापीय विकिरण में देरी करता है; बड़े और छोटे नमी चक्रों की मुख्य कड़ी का प्रतिनिधित्व करता है; जब जल संस्तर संघनित होता है तो वायु का तापमान बढ़ा देता है।

वायुमंडल में जलवाष्प की मात्रा समय और स्थान के साथ बदलती रहती है। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह के पास जल वाष्प की सांद्रता उष्णकटिबंधीय में 3% से लेकर अंटार्कटिका में 2-10 (15)% तक होती है।

समशीतोष्ण अक्षांशों में वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में जल वाष्प की औसत सामग्री लगभग 1.6-1.7 सेमी (संघनित जल वाष्प की परत इतनी मोटी होगी)। वायुमंडल की विभिन्न परतों में जलवाष्प के बारे में जानकारी विरोधाभासी है। उदाहरण के लिए, यह मान लिया गया था कि 20 से 30 किमी की ऊंचाई सीमा में, विशिष्ट आर्द्रता ऊंचाई के साथ दृढ़ता से बढ़ जाती है। हालाँकि, बाद के माप समताप मंडल की अधिक शुष्कता का संकेत देते हैं। जाहिर है, समताप मंडल में विशिष्ट आर्द्रता ऊंचाई पर बहुत कम निर्भर करती है और मात्रा 2-4 मिलीग्राम/किलोग्राम होती है।

क्षोभमंडल में जल वाष्प सामग्री की परिवर्तनशीलता वाष्पीकरण, संघनन और क्षैतिज परिवहन की बातचीत से निर्धारित होती है। जलवाष्प के संघनन के फलस्वरूप बादल बनते हैं और वर्षण वर्षा, ओलों और हिम के रूप में होता है।

पानी के चरण संक्रमण की प्रक्रियाएं मुख्य रूप से क्षोभमंडल में आगे बढ़ती हैं, यही वजह है कि समताप मंडल (20-30 किमी की ऊंचाई पर) और मेसोस्फीयर (मेसोपॉज के पास), जिसे मदर-ऑफ-पर्ल और सिल्वर कहा जाता है, अपेक्षाकृत कम देखे जाते हैं। , जबकि क्षोभमंडलीय बादल अक्सर पूरी पृथ्वी की सतह का लगभग 50% कवर करते हैं।

हवा में निहित जल वाष्प की मात्रा हवा के तापमान पर निर्भर करती है।

-20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1 मीटर 3 हवा में 1 ग्राम से अधिक पानी नहीं हो सकता है; 0 डिग्री सेल्सियस पर - 5 ग्राम से अधिक नहीं; +10 डिग्री सेल्सियस पर - 9 ग्राम से अधिक नहीं; +30 ° С पर - 30 ग्राम से अधिक पानी नहीं।

निष्कर्ष:हवा का तापमान जितना अधिक होगा, उसमें उतने ही अधिक जल वाष्प हो सकते हैं।

वायु हो सकता है अमीरऔर संतृप्त नहींभाप। इसलिए, यदि +30 ° C 1 m 3 के तापमान पर हवा में 15 ग्राम जल वाष्प होता है, तो वायु जल वाष्प से संतृप्त नहीं होती है; अगर 30 ग्राम - संतृप्त।

पूर्ण आर्द्रता- यह हवा के 1 मीटर 3 में निहित जल वाष्प की मात्रा है। इसे ग्राम में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि वे कहते हैं कि "पूर्ण आर्द्रता 15 है", तो इसका मतलब है कि 1 एमएल में 15 ग्राम जल वाष्प होता है।

सापेक्षिक आर्द्रता- यह वायु के 1 मीटर 3 में जल वाष्प की वास्तविक सामग्री का अनुपात (प्रतिशत में) जल वाष्प की मात्रा है जो किसी दिए गए तापमान पर 1 मीटर एल में निहित हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि रेडियो पर एक मौसम की रिपोर्ट प्रसारित की जाती है कि सापेक्षिक आर्द्रता 70% है, तो इसका मतलब है कि हवा में 70% जल वाष्प होता है जिसे यह एक निश्चित तापमान पर धारण कर सकता है।

हवा की सापेक्ष आर्द्रता जितनी अधिक होगी, टी। हवा संतृप्ति के जितनी करीब होगी, उसके गिरने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।

भूमध्यरेखीय क्षेत्र में हमेशा उच्च (90% तक) सापेक्ष आर्द्रता देखी जाती है, क्योंकि पूरे वर्ष उच्च वायु तापमान होता है और महासागरों की सतह से एक बड़ा वाष्पीकरण होता है। समान उच्च सापेक्ष आर्द्रता ध्रुवीय क्षेत्रों में है, लेकिन केवल इसलिए कि कम तापमान पर जल वाष्प की थोड़ी मात्रा भी हवा को संतृप्त या संतृप्ति के करीब बनाती है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, सापेक्ष आर्द्रता मौसमी रूप से बदलती है - यह सर्दियों में अधिक और गर्मियों में कम होती है।

रेगिस्तान में हवा की सापेक्ष आर्द्रता विशेष रूप से कम होती है: 1 मीटर 1 हवा में किसी दिए गए तापमान पर संभव जल वाष्प की मात्रा से दो से तीन गुना कम होता है।

सापेक्ष आर्द्रता को मापने के लिए, एक हाइग्रोमीटर का उपयोग किया जाता है (ग्रीक हाइग्रोस से - गीला और मेट्रेको - आई माप)।

ठंडा होने पर, संतृप्त हवा अपने आप में जल वाष्प की समान मात्रा को बरकरार नहीं रख पाती है, यह कोहरे की बूंदों में बदलकर गाढ़ा (संघनित) हो जाता है। गर्मियों में साफ ठंडी रात में कोहरा देखा जा सकता है।

बादलों- यह वही कोहरा है, केवल यह पृथ्वी की सतह पर नहीं, बल्कि एक निश्चित ऊंचाई पर बनता है। जैसे ही हवा ऊपर उठती है, वह ठंडी हो जाती है और उसमें मौजूद जलवाष्प संघनित हो जाती है। पानी की परिणामी छोटी बूंदों से बादल बनते हैं।

बादलों के निर्माण में शामिल कणिका तत्वक्षोभमंडल में निलंबित।

बादलों का एक अलग आकार हो सकता है, जो उनके गठन की स्थितियों (तालिका 14) पर निर्भर करता है।

सबसे निचले और सबसे भारी बादल स्तरी होते हैं। वे पृथ्वी की सतह से 2 किमी की ऊंचाई पर स्थित हैं। 2 से 8 किमी की ऊंचाई पर, अधिक मनोरम मेघपुंज बादल देखे जा सकते हैं। सबसे ऊंचे और सबसे हल्के सिरस के बादल हैं। वे पृथ्वी की सतह से 8 से 18 किमी की ऊँचाई पर स्थित हैं।

परिवार	बादलों के प्रकार	उपस्थिति
A. ऊपरी बादल - 6 किमी से ऊपर	आई. सुफ़ने	धागे जैसा, रेशेदार, सफेद
	द्वितीय। पक्षाभ कपासी बादल	छोटे गुच्छे और कर्ल की परतें और लकीरें, सफेद
	तृतीय। सिरोस्टरटस	पारदर्शी सफ़ेद घूंघट
बी मध्य परत के बादल - 2 किमी से ऊपर	चतुर्थ। आल्टोक्यूम्यलस	सफेद और भूरे रंग की परतें और लकीरें
	वी। अल्टोस्ट्रेटिफाइड	दूधिया ग्रे रंग का चिकना घूंघट
B. निचले बादल - 2 किमी तक	छठी। निंबोस्ट्रेट्स	ठोस निराकार धूसर परत
	सातवीं। स्ट्रेटोक्यूमलस	धूसर रंग की अपारदर्शी परतें और लकीरें
	आठवीं। बहुस्तरीय	प्रबुद्ध ग्रे घूंघट
डी। ऊर्ध्वाधर विकास के बादल - निचले से ऊपरी स्तर तक	नौवीं। क्यूम्यलस	क्लब और गुंबद चमकीले सफेद, हवा में फटे किनारों के साथ
	एक्स। क्यूम्यलोनिम्बस	गहरे सीसे के रंग का शक्तिशाली क्यूम्यलस के आकार का द्रव्यमान

वायुमंडलीय सुरक्षा

मुख्य स्रोत औद्योगिक उद्यम और ऑटोमोबाइल हैं। बड़े शहरों में मुख्य परिवहन मार्गों के गैस संदूषण की समस्या बहुत विकट है। इसीलिए हमारे देश सहित दुनिया के कई बड़े शहरों में कार से निकलने वाली गैसों की विषाक्तता पर पर्यावरण नियंत्रण की शुरुआत की गई है। विशेषज्ञों के अनुसार, हवा में मौजूद धुआं और धूल पृथ्वी की सतह पर सौर ऊर्जा के प्रवाह को आधा कर सकते हैं, जिससे प्राकृतिक परिस्थितियों में बदलाव आएगा।

पृथ्वी का वातावरण

वायुमंडल(से। अन्य ग्रीकἀτμός - भाप और σφαῖρα - गेंद) - गैसशंख ( जीओस्फेयर) ग्रह के चारों ओर धरती. इसकी भीतरी सतह ढकी हुई है हीड्रास्फीयरऔर आंशिक रूप से कुत्ते की भौंक, बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर बाहरी सीमाएं।

भौतिक विज्ञान और रसायन शास्त्र के उन वर्गों की समग्रता जो वातावरण का अध्ययन करते हैं, सामान्यतः कहलाते हैं वायुमंडलीय भौतिकी. माहौल तय करता है मौसमपृथ्वी की सतह पर, मौसम के अध्ययन में लगा हुआ है अंतरिक्ष-विज्ञान, और लंबी अवधि के बदलाव जलवायु - जलवायुविज्ञानशास्र.

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊँचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत। इसमें वायुमंडलीय हवा के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% हिस्सा होता है। क्षोभमंडल में अत्यधिक विकसित अशांतिऔर कंवेक्शन, उठना बादलों, विकास करना चक्रवातऔर प्रतिचक्रवात. ऊंचाई बढ़ने के साथ-साथ औसत वर्टिकल के साथ तापमान घटता जाता है ग्रेडियेंट 0.65°/100 मी

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य परिस्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा/एम3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्षिक आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग मूल्य है।

स्ट्रैटोस्फियर

वायुमंडल की परत 11 से 50 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में इसकी वृद्धि -56.5 से 0.8 ° तक होती है। साथ(ऊपरी समताप मंडल या क्षेत्र इन्वर्ज़न). लगभग 40 किमी की ऊँचाई पर लगभग 273 K (लगभग 0 ° C) के मान तक पहुँचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊँचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान वाले इस क्षेत्र को कहा जाता है stratopauseऔर समताप मंडल और के बीच की सीमा है मीसोस्फीयर.

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

पृथ्वी का वातावरण

मीसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है और 80-90 किमी तक फैली हुई है। (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ तापमान घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं शामिल हैं मुक्त कणकंपन से उत्तेजित अणु आदि वातावरण की चमक को निर्धारित करते हैं।

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में न्यूनतम (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) होता है।

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे परंपरागत रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है।

बाह्य वायुमंडल

मुख्य लेख: बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊँचाई तक बढ़ जाता है, जहाँ यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुँच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊँचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण होता है (" auroras") - मुख्य क्षेत्रों योण क्षेत्रथर्मोस्फीयर के अंदर झूठ बोलना। 300 किमी से ऊपर की ऊँचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन की प्रधानता होती है।

120 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडलीय परतें

एक्सोस्फीयर (बिखराव क्षेत्र)

बहिर्मंडल- प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस बहुत दुर्लभ है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस में लीक हो जाते हैं ( अपव्यय).

100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊँचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण समताप मंडल में तापमान 0 डिग्री सेल्सियस से मेसोस्फीयर में -110 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3000 किमी की ऊँचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित में बदल जाता है अंतरिक्ष निर्वात के पास, जो इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों से भरा होता है, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणु। लेकिन यह गैस इंटरप्लेनेटरी मैटर का ही एक हिस्सा है। दूसरा भाग हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समताप मंडल लगभग 20% है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है। वातावरण में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वायुमंडल 2000-3000 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है।

वातावरण में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं होमोस्फीयरऔर विषममंडल. विषममंडल - यह एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊँचाई पर उनका मिश्रण नगण्य है। इसलिए विषममंडल की परिवर्तनशील रचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग होता है, जिसे कहा जाता है होमोस्फीयर. इन परतों के बीच की सीमा कहलाती है टर्बोपॉज, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

भौतिक गुण

पृथ्वी की सतह से वायुमंडल की मोटाई लगभग 2000-3000 किमी है। कुल द्रव्यमान वायु- (5.1-5.3) × 10 18 कि.ग्रा. दाढ़ जनस्वच्छ शुष्क हवा 28.966 है। दबावसमुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर 101.325 किलो पास्कल; क्रांतिक तापमान-140.7 डिग्री सेल्सियस; महत्वपूर्ण दबाव 3.7 एमपीए; सी पी 1.0048×10 3 J/(kg K)(0°C पर), सी वि 0.7159×10 3 J/(kg K) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। 0 डिग्री सेल्सियस पर पानी में हवा की घुलनशीलता - 0.036%, 25 डिग्री सेल्सियस पर - 0.22%।

वातावरण के शारीरिक और अन्य गुण

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊँचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति विकसित होता है ऑक्सीजन भुखमरीऔर अनुकूलन के बिना, मानव प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं से वातावरण का भौतिक क्षेत्र समाप्त होता है। 15 किमी की ऊंचाई पर मानव सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक के वातावरण में ऑक्सीजन होता है।

वायुमंडल हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने के लिए आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर चढ़ते हैं, वातावरण के कुल दबाव में गिरावट के कारण ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार घटता जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। आंशिक दबाववायुकोशीय हवा में सामान्य वायुमंडलीय दबाव में ऑक्सीजन 110 मिमी एचजी है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प - 47 मिमी एचजी। कला। बढ़ती ऊंचाई के साथ, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब आसपास की हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से बंद हो जाएगा।

लगभग 19-20 किमी की ऊँचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी Hg तक गिर जाता है। कला। इसलिए इतनी ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और अंतरालीय तरल पदार्थ उबलने लगते हैं। इन ऊंचाई पर दबाव वाले केबिन के बाहर मौत लगभग तुरंत होती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समताप मंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती हैं। 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर हवा के पर्याप्त विरलन के साथ, शरीर पर आयनीकरण का तीव्र प्रभाव पड़ता है विकिरण- प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें; 40 किमी से अधिक की ऊँचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊंचाई तक बढ़ते हैं, धीरे-धीरे कमजोर होते हैं, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाते हैं, ऐसी घटनाएँ जो हमसे परिचित हैं, वायुमंडल की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय का उद्भव उठाने का बलऔर प्रतिरोध, गर्मी हस्तांतरण कंवेक्शनऔर आदि।

हवा की विरल परतों में, प्रसार आवाज़असंभव हो जाता है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, वायु प्रतिरोध का उपयोग करना और नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए लिफ्ट करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर हर पायलट के लिए परिचित अवधारणाएं नंबर एमऔर ध्वनि अवरोधअपना अर्थ खो देते हैं, वहाँ सशर्त गुजरता है कर्मन रेखाइसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जिसे केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण एक और उल्लेखनीय संपत्ति से भी वंचित है - संवहन द्वारा तापीय ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि उपकरण के विभिन्न तत्व, कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण बाहर से ठंडा नहीं हो पाएंगे, जैसा कि आमतौर पर हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर्स की मदद से। इतनी ऊंचाई पर, जैसा कि सामान्य तौर पर अंतरिक्ष में होता है, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका है ऊष्मीय विकिरण.

वातावरण की रचना

शुष्क हवा की संरचना

पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) हैं।

जल (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को छोड़कर, वायुमंडल को बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना
नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
पानी
कार्बन डाईऑक्साइड
नियोन
हीलियम
मीथेन
क्रीप्टोण
हाइड्रोजन
क्सीनन
नाइट्रस ऑक्साइड

तालिका में इंगित गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO2, NH3, CO, शामिल हैं। ओजोन, हाइड्रोकार्बन, एचसीएल, एचएफ, जोड़े एचजी, मैं 2, और नहींऔर कई अन्य गैसें मामूली मात्रा में। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी संख्या में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं ( एयरोसोल).

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार समय के साथ पृथ्वी का वातावरण चार अलग-अलग संघटनों में रहा है। प्रारंभ में, इसमें हल्की गैसें शामिल थीं ( हाइड्रोजनऔर हीलियम) इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर किया गया। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण(लगभग चार अरब वर्ष पूर्व)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने वायुमंडल को हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त किया। अमोनिया, भाप). यह कैसे है द्वितीयक वातावरण(हमारे दिनों से लगभग तीन अरब साल पहले)। यह माहौल पुनरोद्धार करने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) में रिसाव इंटरप्लेनेटरी स्पेस;

पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ।

धीरे-धीरे, इन कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से 3 अरब साल पहले शुरू हुआ था। नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप एन 2 भी वायुमंडल में जारी किया जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत होती है।

नाइट्रोजन एन 2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल)और नोड्यूल बैक्टीरिया जो राइजोबियल बनाते हैं सिम्बायोसिससाथ फलियांपौधे, तथाकथित। हरी खाद।

ऑक्सीजन

के आगमन के साथ वातावरण की संरचना मौलिक रूप से बदलने लगी जीवित प्राणी, नतीजतन प्रकाश संश्लेषणऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, ऑक्साइड रूप ग्रंथिमहासागरों आदि में निहित है। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बना। चूंकि इससे होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए वायुमंडल, स्थलमंडलऔर बीओस्फिअ, इस घटना को कहा जाता है ऑक्सीजन तबाही.

दौरान फैनेरोज़ोइकवातावरण की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन हुआ। वे मुख्य रूप से कार्बनिक तलछटी चट्टानों के जमाव की दर से संबंधित थे। इसलिए, कोयला संचय की अवधि के दौरान, वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री, जाहिरा तौर पर, आधुनिक स्तर से अधिक हो गई।

कार्बन डाईऑक्साइड

वायुमंडल में सीओ 2 की सामग्री ज्वालामुखीय गतिविधि और पृथ्वी के गोले में रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक जैवसंश्लेषण की तीव्रता और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर निर्भर करती है। बीओस्फिअ धरती. ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 × 10 12 टन ) वायुमंडलीय हवा में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण बनता है। में दफनया महासागर, वी दलदलोंऔर में जंगलोंजैविक पदार्थ बन जाता है कोयला, तेलऔर प्राकृतिक गैस. (सेमी। कार्बन का भू-रासायनिक चक्र)

उत्कृष्ट गैस

अक्रिय गैसों के स्रोत- आर्गन, हीलियमऔर क्रीप्टोण- ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय। अंतरिक्ष की तुलना में संपूर्ण रूप से पृथ्वी और विशेष रूप से वायुमंडल में अक्रिय गैसों की कमी है। ऐसा माना जाता है कि इसका कारण इंटरप्लेनेटरी स्पेस में गैसों के निरंतर रिसाव में निहित है।

वायु प्रदूषण

हाल ही में, वातावरण के विकास से प्रभावित होना शुरू हुआ इंसान. पिछले भूवैज्ञानिक युगों में संचित हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण उनकी गतिविधियों का परिणाम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार महत्वपूर्ण वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वायुमंडल में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO 2 की मात्रा में 10% की वृद्धि हुई है, जिसमें मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 50-60 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दुगुनी हो जाएगी और इससे क्या हो सकता है? वैश्विक जलवायु परिवर्तन.

ईंधन दहन दोनों प्रदूषक गैसों का मुख्य स्रोत है ( इसलिए, नहीं, इसलिए 2 ). सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है इसलिए 3 ऊपरी वायुमंडल में, जो बदले में जल वाष्प और अमोनिया के साथ संपर्क करता है, और परिणामी होता है सल्फ्यूरिक एसिड (एच 2 इसलिए 4 ) और अमोनियम सल्फेट ((NH 4 ) 2 इसलिए 4 ) तथाकथित के रूप में पृथ्वी की सतह पर लौटें। अम्ल वर्षा। प्रयोग आंतरिक जलन ऊजाएंनाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और सीसा यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण की ओर जाता है ( टेट्राइथाइल लेड Pb(CH 3 चौधरी 2 ) 4 ) ).

वायुमंडल का एयरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखीय विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्र के पानी की बूंदों और पौधों के पराग आदि) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) दोनों के कारण होता है। .). वायुमंडल में ठोस कणों का गहन बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।