वायुमण्डल की सघन परतें किसकी बनी होती हैं? वायुमंडल - पृथ्वी का वायु खोल

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उपशीर्षक

वातावरण सीमा

वायुमंडल को पृथ्वी के चारों ओर का वह क्षेत्र माना जाता है जिसमें गैसीय माध्यम पृथ्वी के साथ मिलकर घूमता है। पृथ्वी की सतह से 500-1000 किमी की ऊँचाई से शुरू होकर, वायुमंडल धीरे-धीरे बाह्य अंतरिक्ष में, बाह्य अंतरिक्ष में गुजरता है।

इंटरनेशनल एविएशन फेडरेशन द्वारा प्रस्तावित परिभाषा के अनुसार, वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा लगभग 100 किमी की ऊँचाई पर स्थित कर्माना रेखा के साथ खींची गई है, जिसके ऊपर हवाई उड़ानें पूरी तरह से असंभव हो जाती हैं। नासा वायुमंडल की सीमा के रूप में 122 किलोमीटर (400,000 फीट) के निशान का उपयोग करता है, जहां शटल प्रणोदन पैंतरेबाज़ी से वायुगतिकीय पैंतरेबाजी में बदल जाते हैं।

भौतिक गुण

तालिका में इंगित गैसों के अलावा, वायुमंडल में Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, हाइड्रोकार्बन, HCl, HBr, वाष्प, I 2, Br 2, साथ ही कई अन्य शामिल हैं। कम मात्रा में गैसें। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एरोसोल) होते हैं। रेडॉन (Rn) पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे दुर्लभ गैस है।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की सीमा परत

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

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊँचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक होता है वायुमंडलीय हवाऔर वायुमंडल में सभी जल वाष्प का लगभग 90%। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन दृढ़ता से 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 बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 ° (ऊपरी समताप मंडल 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

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। सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण की क्रिया के तहत, 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)

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 में बदल जाता है अंतरिक्ष निर्वात के पास, जो इंटरप्लेनेटरी गैस के दुर्लभ कणों से भरा 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।

समीक्षा

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 विद्युतीय गुणों के आधार पर इनका उत्सर्जन होता है न्यूट्रोस्फीयरतथा योण क्षेत्र .

वातावरण में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं सममंडलतथा 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 मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, 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।

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 संख्या और ध्वनि अवरोधक की अवधारणा, हर पायलट से परिचित, अपना अर्थ खो देती है: एक सशर्त कर्मन रेखा है, जिसके 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 रहित है - अवशोषित करने, आचरण करने और संचारित करने की क्षमता तापीय ऊर्जासंवहन द्वारा (अर्थात 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 स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे आम सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी का वायुमंडल अपने पूरे इतिहास में 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. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखी गतिविधिहाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति का कारण बना। इस तरह से द्वितीयक वातावरण. 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 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

बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन N 2 का निर्माण आणविक ऑक्सीजन O 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 नाइट्रोजन एन 2 को भी वायुमंडल में छोड़ा 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 का ऑक्सीकरण नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में उपयोग किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण करें और इसे जैविक रूप से परिवर्तित करें सक्रिय रूपसायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधों के साथ राइजोबियल सहजीवन बना सकते हैं, जो प्रभावी हरी खाद वाले पौधे हो सकते हैं जो क्षीण नहीं होते हैं, लेकिन प्राकृतिक उर्वरकों के साथ मिट्टी को समृद्ध करते हैं।

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 एक आधुनिक वातावरण का निर्माण हुआ, जो हो चुका है ऑक्सीकरण गुण. 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।

उत्कृष्ट गैस

वायु प्रदुषण

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 मानव गतिविधि का परिणाम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में निरंतर वृद्धि रही है। 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 के अपघटन के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करती है और कार्बनिक पदार्थपौधे और पशु उत्पत्ति के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण। 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 200-300 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और वैश्विक जलवायु परिवर्तन को जन्म दे सकती है।

ईंधन दहन प्रदूषण फैलाने वाली गैसों का मुख्य स्रोत है (СО,, SO2)। सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा SO3 और नाइट्रिक ऑक्साइड को NO2 में ऊपरी वायुमंडल में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प के साथ संपर्क करता है, और परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 और नाइट्रिक एसिड HNO3 पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं तथाकथित रूप। अम्ल वर्षा. प्रयोग

वायुमंडल कई सौ किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। इसकी ऊपरी सीमा लगभग 2000-3000 की ऊँचाई पर है किमी,कुछ हद तक सशर्त, क्योंकि इसे बनाने वाली गैसें, धीरे-धीरे विरल हो जाती हैं, विश्व अंतरिक्ष में चली जाती हैं। ऊंचाई के साथ रासायनिक परिवर्तन वायुमंडलीय रचना, दबाव, घनत्व, तापमान और इसके अन्य भौतिक गुण। जैसा कि पहले कहा गया है, रासायनिक संरचना 100 की ऊंचाई तक हवा किमीमहत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है। थोड़ा ऊपर, वायुमंडल में मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन भी होते हैं। लेकिन 100-110 की ऊंचाई पर किमी,सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में विभाजित हो जाते हैं और परमाणु ऑक्सीजन प्रकट होता है। 110-120 से ऊपर किमीलगभग सभी ऑक्सीजन परमाणु बन जाते हैं। यह माना जाता है कि 400-500 से ऊपर किमीवायुमंडल को बनाने वाली गैसें भी परमाणु अवस्था में होती हैं।

ऊंचाई के साथ वायु दाब और घनत्व तेजी से घटता है। हालाँकि वायुमंडल सैकड़ों किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है, लेकिन इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह से सटे एक पतली परत में इसके सबसे निचले हिस्सों में स्थित है। तो, समुद्र तल और ऊंचाई 5-6 के बीच की परत में किमीवायुमंडल का आधा द्रव्यमान परत 0-16 में केंद्रित है किमी-90%, और परत 0-30 में किमी- 99%। वायु द्रव्यमान में वही तेजी से कमी 30 से ऊपर होती है किमी।अगर वजन 1 एम 3पृथ्वी की सतह पर हवा 1033 ग्राम है, फिर 20 की ऊंचाई पर किमीयह 43 ग्राम के बराबर है, और 40 की ऊंचाई पर है किमीकेवल 4 साल

300-400 की ऊंचाई पर किमीऔर ऊपर, हवा इतनी विरल है कि दिन के दौरान इसका घनत्व कई बार बदलता है। अध्ययनों से पता चला है कि घनत्व में यह परिवर्तन सूर्य की स्थिति से संबंधित है। उच्चतम वायु घनत्व दोपहर के आसपास है, सबसे कम रात में। यह आंशिक रूप से इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुमंडल की ऊपरी परत सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करती है।

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव भी असमान है। ऊंचाई के साथ तापमान में परिवर्तन की प्रकृति के अनुसार, वातावरण को कई क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है, जिसके बीच में संक्रमणकालीन परतें होती हैं, तथाकथित ठहराव, जहां तापमान ऊंचाई के साथ थोड़ा बदलता है।

यहाँ गोले और संक्रमण परतों के नाम और मुख्य विशेषताएँ हैं।

आइए हम इन क्षेत्रों के भौतिक गुणों पर मूल डेटा प्रस्तुत करें।

क्षोभ मंडल। क्षोभमंडल के भौतिक गुण काफी हद तक पृथ्वी की सतह के प्रभाव से निर्धारित होते हैं, जो इसकी निचली सीमा है। क्षोभमंडल की उच्चतम ऊंचाई भूमध्यरेखीय और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में देखी जाती है। यहां यह 16-18 तक पहुंच जाता है किमीऔर अपेक्षाकृत कम दैनिक और मौसमी परिवर्तनों के अधीन। ध्रुवीय और निकटवर्ती क्षेत्रों के ऊपर, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा औसतन 8-10 के स्तर पर स्थित है किमी।मध्य अक्षांशों में, यह 6-8 से 14-16 तक होता है किमी।

क्षोभमंडल की ऊर्ध्वाधर शक्ति वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की प्रकृति पर काफी हद तक निर्भर करती है। अक्सर दिन के दौरान, किसी दिए गए बिंदु या क्षेत्र पर क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा कई किलोमीटर तक गिरती या बढ़ती है। यह मुख्य रूप से हवा के तापमान में बदलाव के कारण है।

द्रव्यमान का 4/5 से अधिक क्षोभमंडल में केंद्रित है पृथ्वी का वातावरणऔर इसमें मौजूद लगभग सभी जलवाष्प। इसके अलावा, पृथ्वी की सतह से क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा तक, तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6 डिग्री या 1 के लिए 6 डिग्री कम हो जाता है। किमीउत्थान . यह इस तथ्य के कारण है कि क्षोभमंडल में हवा मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह से गर्म और ठंडी होती है।

सौर ऊर्जा के प्रवाह के अनुसार भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक तापमान घटता जाता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह के पास हवा का औसत तापमान +26°, ध्रुवीय क्षेत्रों में -34°, सर्दियों में -36° और गर्मियों में लगभग 0° तक पहुँच जाता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर सर्दियों में 60° और गर्मियों में केवल 26° होता है। सच है, सर्दियों में आर्कटिक में इतना कम तापमान बर्फ के विस्तार पर हवा के ठंडा होने के कारण पृथ्वी की सतह के पास ही देखा जाता है।

सर्दियों में, मध्य अंटार्कटिका में, बर्फ की चादर की सतह पर हवा का तापमान और भी कम हो जाता है। अगस्त 1960 में वोस्तोक स्टेशन पर, दुनिया में सबसे कम तापमान -88.3° दर्ज किया गया था, और अक्सर मध्य अंटार्कटिका में यह -45°, -50° दर्ज किया गया था।

ऊंचाई से भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, ऊंचाई 5 पर किमीभूमध्य रेखा पर तापमान -2°, -4°, और मध्य आर्कटिक में समान ऊंचाई पर -37°, सर्दियों में -39° और गर्मियों में -19°, -20° तक पहुँच जाता है; इसलिए, सर्दियों में तापमान का अंतर 35-36° और गर्मियों में 16-17° होता है। दक्षिणी गोलार्ध में, ये अंतर कुछ अधिक हैं।

वायुमंडलीय परिसंचरण की ऊर्जा भूमध्य रेखा-ध्रुव तापमान अनुबंधों द्वारा निर्धारित की जा सकती है। चूँकि सर्दियों में तापमान की विषमताएँ अधिक होती हैं, वायुमंडलीय प्रक्रियाएँ गर्मियों की तुलना में अधिक तीव्र होती हैं। यह इस तथ्य की भी व्याख्या करता है कि सर्दियों में क्षोभमंडल में प्रचलित पश्चिमी हवाओं की गति गर्मियों की तुलना में अधिक होती है। इस मामले में, हवा की गति, एक नियम के रूप में, ऊंचाई के साथ बढ़ती है, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर अधिकतम तक पहुंचती है। क्षैतिज परिवहन ऊर्ध्वाधर वायु आंदोलनों और अशांत (अव्यवस्थित) आंदोलन के साथ होता है। बड़ी मात्रा में हवा के उठने और गिरने के कारण बादल बनते और बिखरते हैं, वर्षण होता है और रुक जाता है। क्षोभमंडल और अतिव्यापी क्षेत्र के बीच संक्रमण परत है क्षोभसीमा।इसके ऊपर समताप मंडल स्थित है।

स्ट्रैटोस्फियर ऊंचाई 8-17 से 50-55 तक फैली हुई है किमी।यह हमारी सदी की शुरुआत में खोला गया था। द्वारा भौतिक गुणसमताप मंडल पहले से ही क्षोभमंडल से तेजी से भिन्न होता है, यहाँ हवा का तापमान, एक नियम के रूप में, औसतन 1 - 2 ° प्रति किलोमीटर की ऊँचाई पर और ऊपरी सीमा पर 50-55 की ऊँचाई पर बढ़ता है। किमी,यहां तक ​​कि सकारात्मक हो जाता है। इस क्षेत्र में तापमान में वृद्धि यहाँ ओजोन (O3) की उपस्थिति के कारण होती है, जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में बनती है। ओजोन परत लगभग पूरे समताप मंडल को कवर करती है। जल वाष्प में समताप मंडल बहुत खराब है। बादल बनने की कोई हिंसक प्रक्रिया नहीं होती है और वर्षा नहीं होती है।

हाल ही में, यह माना गया कि समताप मंडल अपेक्षाकृत शांत वातावरण है, जहां वायु मिश्रण नहीं होता है, जैसा कि क्षोभमंडल में होता है। इसलिए, यह माना जाता था कि समताप मंडल में गैसों को उनके विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार परतों में विभाजित किया जाता है। इसलिए समताप मंडल का नाम ("स्ट्रेटस" - स्तरित)। यह भी माना जाता था कि समताप मंडल में तापमान विकिरण संतुलन के प्रभाव में बनता है, यानी जब अवशोषित और परावर्तित सौर विकिरण बराबर होते हैं।

रेडियोसॉन्डेस और मौसम संबंधी रॉकेटों द्वारा प्राप्त नए आंकड़ों से पता चला है कि समताप मंडल में, जैसा कि ऊपरी क्षोभमंडल में होता है, तापमान और हवा में बड़े बदलाव के साथ हवा का तीव्र संचलन होता है। यहाँ, क्षोभमंडल की तरह, हवा महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर आंदोलनों, मजबूत क्षैतिज वायु धाराओं के साथ अशांत आंदोलनों का अनुभव करती है। यह सब असमान तापमान वितरण का परिणाम है।

समताप मंडल और ऊपरी क्षेत्र के बीच संक्रमण परत है stratopause.हालाँकि, वायुमंडल की उच्च परतों की विशेषताओं पर आगे बढ़ने से पहले, आइए तथाकथित ओज़ोनोस्फीयर से परिचित हों, जिसकी सीमाएँ लगभग समताप मंडल की सीमाओं के अनुरूप हों।

वायुमंडल में ओजोन। समताप मंडल में तापमान शासन और वायु धाराओं को बनाने में ओजोन महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ओज़ोन (O 3) एक झंझावात के बाद हमारे द्वारा महसूस किया जाता है जब हम एक सुखद स्वाद के साथ स्वच्छ हवा में सांस लेते हैं। हालांकि, यहां हम आंधी के बाद बनी इस ओजोन की बात नहीं करेंगे, बल्कि 10-60 परत में समाहित ओजोन की बात करेंगे। किमीअधिकतम 22-25 की ऊंचाई के साथ किमी।ओजोन सूर्य की पराबैंगनी किरणों द्वारा निर्मित होती है और यद्यपि कुलयह नगण्य है, वातावरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ओजोन में सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने की क्षमता होती है और इस प्रकार यह जानवरों और जानवरों की रक्षा करती है सब्जी की दुनियाइसके विनाशकारी प्रभाव से। यहाँ तक कि पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली पराबैंगनी किरणों का वह छोटा अंश भी शरीर को बुरी तरह से जला देता है जब कोई व्यक्ति धूप सेंकने का अत्यधिक शौकीन होता है।

ओजोन की मात्रा अलग-अलग होती है विभिन्न भागधरती। उच्च अक्षांशों में ओजोन अधिक है, मध्य और निम्न अक्षांशों में कम है, और यह राशि वर्ष के मौसम के परिवर्तन के आधार पर बदलती है। वसंत में अधिक ओजोन, शरद ऋतु में कम। इसके अलावा, इसके गैर-आवधिक उतार-चढ़ाव वायुमंडल के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर संचलन के आधार पर होते हैं। कई वायुमंडलीय प्रक्रियाएं ओजोन सामग्री से निकटता से संबंधित हैं, क्योंकि इसका तापमान क्षेत्र पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

सर्दियों में, ध्रुवीय रात के दौरान, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत उत्सर्जित होती है और हवा को ठंडा करती है। नतीजतन, उच्च अक्षांशों (आर्कटिक और अंटार्कटिक में) के समताप मंडल में सर्दियों में एक ठंडा क्षेत्र बनता है, बड़े क्षैतिज तापमान और दबाव प्रवणताओं के साथ एक समतापमंडलीय चक्रवाती एड़ी, जो मध्य अक्षांशों पर पछुआ हवाओं का कारण बनता है। पृथ्वी.

गर्मियों में, एक ध्रुवीय दिन की स्थिति में, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत में अवशोषण होता है सौर तापऔर हवा को गर्म करना। उच्च अक्षांशों के समताप मंडल में तापमान में वृद्धि के परिणामस्वरूप, एक ऊष्मा क्षेत्र और एक समतापमंडलीय एंटीसाइक्लोनिक भंवर बनता है। इसलिए, 20 से ऊपर ग्लोब के औसत अक्षांशों पर किमीगर्मियों में, समताप मंडल में पूर्वी हवाएँ चलती हैं।

मेसोस्फीयर। मौसम संबंधी रॉकेट और अन्य तरीकों के साथ टिप्पणियों ने स्थापित किया है कि समताप मंडल में देखी गई समग्र तापमान वृद्धि 50-55 की ऊंचाई पर समाप्त होती है। किमी।इस परत के ऊपर, तापमान फिर से गिर जाता है और मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा के पास (लगभग 80 किमी)-75°, -90° तक पहुँचता है। इसके अलावा, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ बढ़ता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि ऊंचाई के साथ तापमान में कमी, मेसोस्फीयर की विशेषता, अलग-अलग अक्षांशों पर और पूरे वर्ष अलग-अलग होती है। कम अक्षांशों पर, उच्च अक्षांशों की तुलना में तापमान में गिरावट अधिक धीरे-धीरे होती है: मेसोस्फीयर के लिए औसत ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता क्रमशः 0.23° - 0.31° प्रति 100 है। एमया 2.3°-3.1° प्रति 1 किमी।गर्मियों में यह सर्दियों की तुलना में बहुत बड़ा होता है। जैसा कि उच्च अक्षांशों में नवीनतम शोध द्वारा दिखाया गया है, गर्मियों में मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर तापमान सर्दियों की तुलना में कई दसियों डिग्री कम होता है। ऊपरी मेसोस्फीयर में लगभग 80 की ऊंचाई पर किमीमेसोपॉज परत में, ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है और इसकी वृद्धि शुरू हो जाती है। यहाँ, गोधूलि के समय उलटी परत के नीचे या साफ मौसम में सूर्योदय से पहले, चमकीले पतले बादल देखे जाते हैं, जो क्षितिज के नीचे सूर्य द्वारा प्रकाशित होते हैं। आकाश की अंधेरी पृष्ठभूमि के खिलाफ, वे एक चांदी-नीली रोशनी से चमकते हैं। इसलिए इन बादलों को सिल्वरी कहा जाता है।

रात्रिचर बादलों की प्रकृति अभी तक अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है। बहुत देर तकमाना जाता है कि वे ज्वालामुखीय धूल से बने हैं। हालाँकि, अनुपस्थिति ऑप्टिकल घटनाएंवास्तविक ज्वालामुखीय बादलों की विशेषता ने इस परिकल्पना को अस्वीकार कर दिया। तब यह सुझाव दिया गया था कि रात्रिचर बादल किससे बने होते हैं अंतरिक्ष की धूल. हाल के वर्षों में, एक परिकल्पना प्रस्तावित की गई है कि ये बादल सामान्य बादलों की तरह बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं। सिरस के बादल. निशाचर बादलों के स्थान का स्तर देरी परत द्वारा निर्धारित किया जाता है तापमान उलटालगभग 80 की ऊंचाई पर मेसोस्फीयर से थर्मोस्फीयर में संक्रमण के दौरान किमी।चूंकि उप-विपरीत परत में तापमान -80 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तक पहुंच जाता है, जल वाष्प के संघनन के लिए यहां सबसे अनुकूल परिस्थितियां बनाई जाती हैं, जो ऊर्ध्वाधर आंदोलन या अशांत प्रसार के परिणामस्वरूप समताप मंडल से यहां प्रवेश करती हैं। रात्रिचर बादल आमतौर पर देखे जाते हैं गर्मी की अवधि, कभी-कभी बहुत बड़ी संख्या में और कई महीनों तक।

रात्रिचर बादलों की टिप्पणियों ने स्थापित किया है कि गर्मियों में उनके स्तर पर हवाएँ अत्यधिक परिवर्तनशील होती हैं। हवा की गति व्यापक रूप से भिन्न होती है: 50-100 से लेकर कई सौ किलोमीटर प्रति घंटा।

ऊंचाई पर तापमान। उत्तरी गोलार्ध में सर्दी और गर्मी में पृथ्वी की सतह और 90-100 किमी की ऊंचाई के बीच ऊंचाई के साथ तापमान वितरण की प्रकृति का एक दृश्य प्रतिनिधित्व चित्र 5 में दिया गया है। गोलाकारों को अलग करने वाली सतहों को यहां बोल्ड द्वारा दर्शाया गया है। धराशायी लाइनों। सबसे नीचे, क्षोभमंडल अच्छी तरह से बाहर खड़ा है, ऊंचाई के साथ तापमान में एक विशेष कमी के साथ। ट्रोपोपॉज के ऊपर, समताप मंडल में, इसके विपरीत, तापमान सामान्य रूप से ऊंचाई के साथ और 50-55 की ऊंचाई पर बढ़ता है किमी+ 10°, -10° तक पहुँचता है। आइए एक महत्वपूर्ण विवरण पर ध्यान दें। सर्दियों में, उच्च अक्षांशों के समताप मंडल में, ट्रोपोपॉज़ के ऊपर का तापमान -60 से -75 ° और केवल 30 से ऊपर गिर जाता है किमीफिर से -15° तक बढ़ जाता है। गर्मियों में, क्षोभसीमा से शुरू होकर, ऊंचाई के साथ तापमान 50 डिग्री तक बढ़ जाता है किमी+ 10° तक पहुँचता है। स्ट्रैटोपॉज के ऊपर, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ और 80 के स्तर पर घटने लगता है किमीयह -70°, -90° से अधिक नहीं है।

चित्र 5 से यह इस प्रकार है कि परत 10-40 में किमीउच्च अक्षांशों में सर्दियों और गर्मियों में हवा का तापमान तेजी से भिन्न होता है। सर्दियों में, ध्रुवीय रात के दौरान, यहाँ का तापमान -60°, -75° तक पहुँच जाता है और गर्मियों में न्यूनतम -45° क्षोभसीमा के पास होता है। ट्रोपोपोज के ऊपर, तापमान बढ़ता है और 30-35 की ऊंचाई पर होता है किमीकेवल -30°, -20° है, जो ध्रुवीय दिन के दौरान ओजोन परत में हवा के गर्म होने के कारण होता है। इस आंकड़े से यह भी पता चलता है कि एक मौसम में और एक ही स्तर पर भी तापमान समान नहीं होता है। विभिन्न अक्षांशों के बीच इनका अंतर 20-30° से अधिक होता है। इस मामले में, परत में असमानता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कम तामपान (18-30 किमी)और अधिकतम तापमान की परत में (50-60 किमी)समताप मंडल में, साथ ही ऊपरी मेसोस्फीयर में कम तापमान की परत (75-85किमी)।

चित्र 5 में दिखाए गए औसत तापमान उत्तरी गोलार्ध में प्रेक्षणों पर आधारित हैं, लेकिन उपलब्ध जानकारी के अनुसार, उन्हें दक्षिणी गोलार्ध के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। कुछ अंतर मुख्य रूप से उच्च अक्षांशों पर मौजूद हैं। सर्दियों में अंटार्कटिका के ऊपर, मध्य आर्कटिक की तुलना में क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में हवा का तापमान काफी कम होता है।

तेज़ हवाएँ। तापमान का मौसमी वितरण समताप मंडल और मेसोस्फीयर में वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली को निर्धारित करता है।

चित्र 6 पृथ्वी की सतह और 90 की ऊँचाई के बीच वायुमंडल में पवन क्षेत्र का एक ऊर्ध्वाधर खंड दिखाता है किमीउत्तरी गोलार्ध में सर्दी और गर्मी। आइसोलाइन प्रचलित हवा की औसत गति (में एमएस)।यह आंकड़ा इस प्रकार है कि समताप मंडल में सर्दियों और गर्मियों में हवा का शासन तेजी से भिन्न होता है। शीतकाल में, क्षोभमंडल और समताप मंडल दोनों में, अधिकतम गति के साथ पछुआ हवाएँ चलती हैं जो लगभग बराबर होती हैं

100 एमएस 60-65 की ऊंचाई पर किमी।गर्मियों में, पश्चिमी हवाएँ केवल 18-20 की ऊँचाई तक चलती हैं किमी।उच्चतर वे 70 तक अधिकतम गति के साथ पूर्वी हो जाते हैं एमएस 55-60 की ऊंचाई परकिमी।

गर्मियों में, मेसोस्फीयर के ऊपर, हवाएँ पश्चिमी हो जाती हैं, और सर्दियों में, वे पूर्वी हो जाती हैं।

बाह्य वायुमंडल। मेसोस्फीयर के ऊपर थर्मोस्फीयर है, जो तापमान में वृद्धि की विशेषता है साथकद। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, मुख्य रूप से रॉकेटों की मदद से यह पाया गया कि थर्मोस्फीयर में यह पहले से ही 150 के स्तर पर है। किमीहवा का तापमान 220-240 डिग्री और 200 के स्तर पर पहुंच जाता है किमी 500 डिग्री से अधिक। ऊपर, तापमान में वृद्धि जारी है और 500-600 के स्तर पर है किमी 1500 डिग्री से अधिक है। कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के प्रक्षेपण के दौरान प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, यह पाया गया कि ऊपरी थर्मोस्फीयर में तापमान लगभग 2000 डिग्री तक पहुंच जाता है और दिन के दौरान काफी उतार-चढ़ाव होता है। प्रश्न उठता है कि वायुमंडल की उच्च परतों में इतने उच्च तापमान की व्याख्या कैसे की जाए। याद रखें कि गैस का तापमान एक माप है औसत गतिआणविक आंदोलनों। वायुमंडल के निचले, सबसे घने हिस्से में, गैस के अणु जो हवा बनाते हैं, चलते समय अक्सर एक दूसरे से टकराते हैं और गतिज ऊर्जा को तुरंत एक दूसरे में स्थानांतरित कर देते हैं। इसलिए, सघन माध्यम में गतिज ऊर्जा औसतन समान होती है। उच्च परतों में, जहां हवा का घनत्व बहुत कम होता है, बड़ी दूरी पर स्थित अणुओं के बीच टकराव कम बार होता है। जब ऊर्जा अवशोषित होती है, तो टक्करों के बीच के अंतराल में अणुओं की गति बहुत बदल जाती है; इसके अलावा, हल्की गैसों के अणु भारी गैसों के अणुओं की तुलना में अधिक गति से चलते हैं। नतीजतन, गैसों का तापमान अलग हो सकता है।

दुर्लभ गैसों में, बहुत छोटे आकार (हल्की गैसों) के अपेक्षाकृत कुछ अणु होते हैं। यदि वे उच्च गति से चलते हैं, तो हवा के दिए गए आयतन में तापमान अधिक होगा। थर्मोस्फीयर में, हवा के प्रत्येक घन सेंटीमीटर में विभिन्न गैसों के दसियों और सैकड़ों हजारों अणु होते हैं, जबकि पृथ्वी की सतह पर उनमें से लगभग सौ मिलियन अरब होते हैं। इसलिए, वायुमंडल की उच्च परतों में अत्यधिक उच्च तापमान, इस अत्यंत पतले माध्यम में अणुओं की गति की गति को दर्शाता है, यहाँ स्थित शरीर को थोड़ा सा भी गर्म नहीं कर सकता है। जिस प्रकार किसी व्यक्ति को बिजली के दीयों की चकाचौंध से गर्मी महसूस नहीं होती है, हालांकि एक विरल माध्यम में तंतु तुरंत कई हजार डिग्री तक गर्म हो जाते हैं।

निचले थर्मोस्फीयर और मेसोस्फीयर में, उल्का वर्षा का मुख्य भाग पृथ्वी की सतह तक पहुँचने से पहले ही जल जाता है।

60-80 से ऊपर वायुमंडलीय परतों के बारे में उपलब्ध जानकारी किमीउनमें विकसित होने वाली संरचना, शासन और प्रक्रियाओं के बारे में अंतिम निष्कर्ष के लिए अभी भी अपर्याप्त हैं। हालांकि, यह ज्ञात है कि ऊपरी मेसोस्फीयर और निचले थर्मोस्फीयर में, आणविक ऑक्सीजन (ओ 2) के परमाणु ऑक्सीजन (ओ) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप तापमान शासन बनाया जाता है, जो पराबैंगनी सौर विकिरण की क्रिया के तहत होता है। तापमान शासन पर थर्मोस्फीयर में बड़ा प्रभावकॉर्पस्कुलर, एक्स-रे और प्रस्तुत करता है। सूर्य से पराबैंगनी विकिरण। यहां दिन में भी तापमान और हवा में तेज बदलाव होते हैं।

वायुमंडलीय आयनीकरण। 60-80 से ऊपर के वातावरण की सबसे दिलचस्प विशेषता किमीउसका है आयनीकरण,यानी भारी संख्या में विद्युत आवेशित कणों - आयनों के बनने की प्रक्रिया। चूंकि गैसों का आयनीकरण निचले थर्मोस्फीयर की विशेषता है, इसलिए इसे आयनोस्फीयर भी कहा जाता है।

आयनमंडल में गैसें होती हैं अधिकाँश समय के लिएपरमाणु अवस्था में। उच्च ऊर्जा वाले सूर्य के पराबैंगनी और कणिका विकिरण की क्रिया के तहत, तटस्थ परमाणुओं और वायु के अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अलग करने की प्रक्रिया होती है। ऐसे परमाणु और अणु जो एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो चुके हैं, सकारात्मक रूप से आवेशित हो जाते हैं, और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु या अणु से जुड़ सकता है और उन्हें अपने ऋणात्मक आवेश से संपन्न कर सकता है। ये धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित परमाणु और अणु कहलाते हैं आयन,और गैसें आयनित,यानी, एक इलेक्ट्रिक चार्ज प्राप्त करना। आयनों की उच्च सांद्रता पर, गैसें विद्युत प्रवाहकीय बन जाती हैं।

आयनीकरण प्रक्रिया 60-80 और 220-400 की ऊँचाई तक सीमित मोटी परतों में सबसे अधिक तीव्रता से होती है किमी।इन परतों में आयनीकरण के लिए इष्टतम स्थितियाँ होती हैं। यहां, ऊपरी वायुमंडल की तुलना में हवा का घनत्व काफी अधिक है, और सूर्य से पराबैंगनी और कणिका विकिरण का प्रवाह आयनीकरण प्रक्रिया के लिए पर्याप्त है।

आयनमंडल की खोज विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण और शानदार उपलब्धियों में से एक है। आखिरकार, आयनमंडल की एक विशिष्ट विशेषता रेडियो तरंगों के प्रसार पर इसका प्रभाव है। आयनित परतों में, रेडियो तरंगें परावर्तित होती हैं, और इसलिए लंबी दूरी का रेडियो संचार संभव हो जाता है। आवेशित परमाणु-आयन छोटी रेडियो तरंगों को दर्शाते हैं, और वे फिर से पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं, लेकिन पहले से ही रेडियो प्रसारण के स्थान से काफी दूरी पर। जाहिर है, छोटी रेडियो तरंगें इस रास्ते को कई बार बनाती हैं, और इस तरह लंबी दूरी का रेडियो संचार सुनिश्चित होता है। यदि आयनमंडल के लिए नहीं, तो लंबी दूरी पर रेडियो स्टेशन के संकेतों के प्रसारण के लिए महंगी रेडियो रिले लाइनों का निर्माण करना आवश्यक होगा।

हालाँकि, यह ज्ञात है कि कभी-कभी शॉर्टवेव रेडियो संचार बाधित हो जाता है। यह सूर्य पर क्रोमोस्फेरिक फ्लेयर्स के परिणामस्वरूप होता है, जिसके कारण सूर्य का पराबैंगनी विकिरण तेजी से बढ़ता है, जिससे आयनमंडल की मजबूत गड़बड़ी होती है और चुंबकीय क्षेत्रपृथ्वी - चुंबकीय तूफान। चुंबकीय तूफानों के दौरान, रेडियो संचार बाधित हो जाता है, क्योंकि आवेशित कणों की गति चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है। चुंबकीय तूफानों के दौरान, आयनमंडल रेडियो तरंगों को खराब दर्शाता है या उन्हें अंतरिक्ष में भेजता है। मुख्य रूप से सौर गतिविधि में बदलाव के साथ, पराबैंगनी विकिरण में वृद्धि के साथ, आयनमंडल का इलेक्ट्रॉन घनत्व और दिन के समय में रेडियो तरंगों का अवशोषण बढ़ जाता है, जिससे शॉर्ट-वेव रेडियो संचार बाधित हो जाता है।

नए शोध के अनुसार, एक शक्तिशाली आयनित परत में ऐसे क्षेत्र होते हैं जहाँ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता पड़ोसी परतों की तुलना में थोड़ी अधिक सांद्रता तक पहुँच जाती है। चार ऐसे क्षेत्र ज्ञात हैं, जो लगभग 60-80, 100-120, 180-200 और 300-400 की ऊँचाई पर स्थित हैं। किमीऔर अक्षरों से अंकित हैं डी, इ, एफ 1 तथा एफ 2 . सूर्य से बढ़ते विकिरण के साथ, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में आवेशित कण (कणिकाएँ) उच्च अक्षांशों की ओर विक्षेपित हो जाते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने पर, कणिकाएँ गैसों के आयनीकरण को इस हद तक तीव्र कर देती हैं कि उनकी चमक शुरू हो जाती है। इस तरह से auroras- सुंदर बहुरंगी चापों के रूप में जो रात के आकाश में प्रकाश करते हैं, मुख्य रूप से पृथ्वी के उच्च अक्षांशों में। ऑरोरा के साथ शक्तिशाली चुंबकीय तूफान आते हैं। ऐसे मामलों में, अरोरा मध्य अक्षांशों में और दुर्लभ मामलों में भी दिखाई देते हैं उष्णकटिबंधीय क्षेत्र. इस प्रकार, उदाहरण के लिए, 21-22 जनवरी, 1957 को देखा गया तीव्र अरोरा हमारे देश के लगभग सभी दक्षिणी क्षेत्रों में दिखाई दे रहा था।

कई दसियों किलोमीटर की दूरी पर स्थित दो बिंदुओं से अरोरा की तस्वीर खींचकर, उरोरा की ऊंचाई बड़ी सटीकता के साथ निर्धारित की जाती है। ऑरोरा आमतौर पर लगभग 100 की ऊंचाई पर स्थित होते हैं किमी,अक्सर वे कई सौ किलोमीटर की ऊँचाई पर और कभी-कभी लगभग 1000 के स्तर पर पाए जाते हैं किमी।यद्यपि अरोराओं की प्रकृति को स्पष्ट किया गया है, फिर भी इस परिघटना से संबंधित कई अनसुलझे मुद्दे हैं। अरोराओं के रूपों की विविधता के कारण अभी भी अज्ञात हैं।

तीसरे सोवियत उपग्रह के अनुसार, 200 और 1000 की ऊँचाई के बीच किमीदिन के दौरान, विभाजित आणविक ऑक्सीजन के सकारात्मक आयन, यानी, परमाणु ऑक्सीजन (O), प्रबल होते हैं। सोवियत वैज्ञानिक कोस्मोस श्रृंखला के कृत्रिम उपग्रहों की मदद से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं। अमेरिकी वैज्ञानिक भी उपग्रहों की मदद से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं।

सौर गतिविधि और अन्य कारकों में परिवर्तन के आधार पर थर्मोस्फीयर को एक्सोस्फीयर से अलग करने वाली सतह में उतार-चढ़ाव होता है। लंबवत रूप से, ये उतार-चढ़ाव 100-200 तक पहुंच जाते हैं किमीऔर अधिक।

बहिर्मंडल (बिखराव क्षेत्र) - सबसे सबसे ऊपर का हिस्सावातावरण, 800 से ऊपर स्थित है किमी।वह कम पढ़ी लिखी है। टिप्पणियों और सैद्धांतिक गणना के आंकड़ों के अनुसार, एक्सोस्फीयर में तापमान 2000 ° तक की ऊँचाई के साथ बढ़ता है। निचले आयनमंडल के विपरीत, एक्सोस्फीयर में गैसें इतनी दुर्लभ हैं कि उनके कण, जबरदस्त गति से चलते हुए, लगभग कभी एक दूसरे से नहीं मिलते हैं।

अपेक्षाकृत हाल तक, यह माना जाता था कि वातावरण की सशर्त सीमा लगभग 1000 की ऊँचाई पर स्थित है किमी।हालांकि, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के मंदी के आधार पर, यह स्थापित किया गया है कि 700-800 की ऊंचाई पर किमीपहले में सेमी 3परमाणु ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के 160 हजार सकारात्मक आयन होते हैं। इससे यह मानने का आधार मिलता है कि वायुमंडल की आवेशित परतें अंतरिक्ष में बहुत अधिक दूरी तक फैली हुई हैं।

उच्च तापमान पर, वातावरण की सशर्त सीमा पर, गैस कणों का वेग लगभग 12 तक पहुँच जाता है किमी/सेइन वेगों पर, गैसें धीरे-धीरे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र को इंटरप्लेनेटरी स्पेस में छोड़ देती हैं। यह लंबे समय से चल रहा है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और हीलियम के कणों को कई वर्षों में इंटरप्लेनेटरी स्पेस में हटा दिया जाता है।

वातावरण की उच्च परतों के अध्ययन में, कोस्मोस और एलेक्ट्रॉन श्रृंखला के उपग्रहों और भूभौतिकीय रॉकेटों और अंतरिक्ष स्टेशनों मंगल -1, लूना -4, आदि दोनों से समृद्ध डेटा प्राप्त किया गया था। अंतरिक्ष यात्रियों के प्रत्यक्ष अवलोकन भी मूल्यवान थे। तो, वी। निकोलेवा-टेरेश्कोवा द्वारा अंतरिक्ष में ली गई तस्वीरों के अनुसार, यह पाया गया कि 19 की ऊंचाई पर किमीपृथ्वी से धूल की परत है। चालक दल द्वारा प्राप्त आंकड़ों से इसकी पुष्टि हुई अंतरिक्ष यान"सूर्योदय"। जाहिर है, धूल की परत और तथाकथित के बीच घनिष्ठ संबंध है मोती के बादल,कभी-कभी लगभग 20-30 की ऊंचाई पर देखा जाता हैकिमी।

वायुमंडल से बाह्य अंतरिक्ष तक। पिछली धारणाएँ कि पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर, ग्रहों के बीच में

अंतरिक्ष, गैसें बहुत दुर्लभ हैं और कणों की सांद्रता 1 में कई इकाइयों से अधिक नहीं होती है सेमी 3,उचित नहीं थे। अध्ययनों से पता चला है कि निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष आवेशित कणों से भरा है। इस आधार पर, आवेशित कणों की उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई सामग्री के साथ पृथ्वी के चारों ओर क्षेत्रों के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी गई थी, अर्थात। विकिरण बेल्ट- आंतरिक व बाह्य। नए डेटा ने स्पष्ट करने में मदद की। यह पता चला कि आंतरिक और बाहरी विकिरण बेल्ट के बीच आवेशित कण भी होते हैं। उनकी संख्या भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि के आधार पर भिन्न होती है। इस प्रकार, नई धारणा के अनुसार, विकिरण बेल्ट के बजाय स्पष्ट रूप से परिभाषित सीमाओं के बिना विकिरण क्षेत्र होते हैं। सौर गतिविधि के आधार पर विकिरण क्षेत्रों की सीमाएँ बदलती हैं। इसकी गहनता के साथ, यानी, जब सूर्य पर धब्बे और गैस के जेट दिखाई देते हैं, जो सैकड़ों-हजारों किलोमीटर से अधिक दूर निकल जाते हैं, तो ब्रह्मांडीय कणों का प्रवाह बढ़ जाता है, जो पृथ्वी के विकिरण क्षेत्रों को खिलाते हैं।

अंतरिक्ष यान पर उड़ने वाले लोगों के लिए विकिरण क्षेत्र खतरनाक होते हैं। इसलिए, अंतरिक्ष में उड़ान भरने से पहले, विकिरण क्षेत्रों की स्थिति और स्थिति निर्धारित की जाती है, और अंतरिक्ष यान की कक्षा को इस तरह से चुना जाता है कि यह बढ़े हुए विकिरण के क्षेत्रों के बाहर से गुजरता है। हालाँकि, वायुमंडल की ऊँची परतों के साथ-साथ पृथ्वी के निकट के बाह्य अंतरिक्ष का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।

कोस्मोस श्रृंखला के उपग्रहों और अंतरिक्ष स्टेशनों से प्राप्त समृद्ध डेटा का उपयोग वायुमंडल की उच्च परतों और निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष के अध्ययन में किया जाता है।

वायुमंडल की उच्च परतों का सबसे कम अध्ययन किया गया है। हालाँकि, इसका अध्ययन करने के आधुनिक तरीके हमें यह आशा करने की अनुमति देते हैं कि आने वाले वर्षों में एक व्यक्ति उस वातावरण की संरचना के बारे में बहुत कुछ जान पाएगा जिसके तल में वह रहता है।

अंत में, हम वायुमंडल का एक योजनाबद्ध ऊर्ध्वाधर खंड प्रस्तुत करते हैं (चित्र 7)। यहाँ, किलोमीटर में ऊँचाई और मिलीमीटर में वायु दाब को लंबवत रूप से प्लॉट किया जाता है, और तापमान को क्षैतिज रूप से प्लॉट किया जाता है। ठोस वक्र ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है। इसी ऊंचाई पर, वातावरण में देखी गई मुख्य घटनाएं भी नोट की गईं, साथ ही साथ अधिकतम ऊंचाईरेडियोसॉन्डेस और वायुमंडलीय ध्वनि के अन्य साधनों द्वारा प्राप्त किया गया।

पृथ्वी का वातावरण हमारे ग्रह का गैसीय आवरण है। इसकी निचली सीमा पृथ्वी की पपड़ी और जलमंडल के स्तर से गुजरती है, और ऊपरी बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी क्षेत्र में गुजरती है। वायुमंडल में लगभग 78% नाइट्रोजन, 20% ऑक्सीजन, 1% तक आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, हीलियम, नियॉन और कुछ अन्य गैसें हैं।

यह पृथ्वी खोल स्पष्ट रूप से परिभाषित लेयरिंग द्वारा विशेषता है। वायुमंडल की परतें तापमान के ऊर्ध्वाधर वितरण और इसके विभिन्न स्तरों पर गैसों के विभिन्न घनत्व से निर्धारित होती हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की ऐसी परतें हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर। आयनमंडल अलग से प्रतिष्ठित है।

वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक क्षोभमंडल है - वायुमंडल की निचली सतह परत। ध्रुवीय क्षेत्रों में क्षोभमंडल पृथ्वी की सतह से 8-10 किमी ऊपर, उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में - अधिकतम 16-18 किमी तक के स्तर पर स्थित है। क्षोभमंडल और ऊपरी समताप मंडल के बीच क्षोभमंडल - संक्रमण परत है। क्षोभमंडल में ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान घटता है और ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय दबाव घटता है। क्षोभमंडल में औसत तापमान प्रवणता 0.6°C प्रति 100 मीटर है। इस खोल के विभिन्न स्तरों पर तापमान सौर विकिरण के अवशोषण और संवहन की दक्षता से निर्धारित होता है। लगभग सभी मानवीय गतिविधियाँ क्षोभमंडल में होती हैं। अधिकांश ऊंचे पहाड़क्षोभमंडल से आगे न जाएं, केवल हवाई परिवहन ही पार कर सकता है छोटी ऊँचाईइस खोल की ऊपरी सीमा और समताप मंडल में हो। जल वाष्प का एक बड़ा हिस्सा क्षोभमंडल में समाहित है, जो लगभग सभी बादलों के गठन को निर्धारित करता है। साथ ही, लगभग सभी एरोसोल (धूल, धुआं आदि) जो पृथ्वी की सतह पर बनते हैं, क्षोभमंडल में केंद्रित होते हैं। क्षोभमंडल की सीमा निचली परत में, तापमान और वायु आर्द्रता में दैनिक उतार-चढ़ाव व्यक्त किया जाता है, हवा की गति आमतौर पर कम हो जाती है (यह ऊंचाई के साथ बढ़ती है)। क्षोभमंडल में, क्षैतिज दिशा में वायु द्रव्यमान में वायु स्तंभ का एक चर विभाजन होता है, जो क्षेत्र और उनके गठन के क्षेत्र के आधार पर कई विशेषताओं में भिन्न होता है। वायुमंडलीय मोर्चों पर - वायु द्रव्यमान के बीच की सीमाएं - चक्रवात और एंटीसाइक्लोन बनते हैं, जो एक निश्चित अवधि के लिए एक निश्चित क्षेत्र में मौसम का निर्धारण करते हैं।

समताप मंडल क्षोभमंडल और मेसोस्फीयर के बीच वायुमंडल की परत है। इस परत की सीमा पृथ्वी की सतह से 8-16 किमी से 50-55 किमी ऊपर तक है। समताप मंडल में, वायु की गैस संरचना लगभग वैसी ही होती है जैसी क्षोभमंडल में होती है। विशेष फ़ीचर- जल वाष्प की सांद्रता में कमी और ओजोन की मात्रा में वृद्धि। वातावरण की ओजोन परत, जो जैवमंडल को पराबैंगनी प्रकाश के आक्रामक प्रभाव से बचाती है, 20 से 30 किमी के स्तर पर है। समताप मंडल में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, और तापमान मान सौर विकिरण द्वारा निर्धारित होते हैं, न कि संवहन (वायु द्रव्यमान की गति) से, जैसा कि क्षोभमंडल में होता है। समताप मंडल में हवा का गर्म होना ओजोन द्वारा पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण होता है।

मेसोस्फीयर समताप मंडल के ऊपर 80 किमी के स्तर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की इस परत की विशेषता यह है कि ऊंचाई बढ़ने पर तापमान 0°C से -90°C तक घट जाता है।यह वायुमंडल का सबसे ठंडा क्षेत्र है।

मेसोस्फीयर के ऊपर 500 किमी के स्तर तक थर्मोस्फीयर है। मेसोस्फीयर की सीमा से एक्सोस्फीयर तक, तापमान लगभग 200 K से 2000 K तक भिन्न होता है। 500 किमी के स्तर तक, वायु घनत्व कई लाख गुना कम हो जाता है। थर्मोस्फीयर के वायुमंडलीय घटकों की सापेक्ष संरचना क्षोभमंडल की सतह परत के समान है, लेकिन बढ़ती ऊंचाई के साथ बड़ी मात्राऑक्सीजन परमाणु अवस्था में चली जाती है। थर्मोस्फीयर के अणुओं और परमाणुओं का एक निश्चित अनुपात आयनित अवस्था में होता है और कई परतों में वितरित होता है, वे आयनमंडल की अवधारणा से एकजुट होते हैं। भौगोलिक अक्षांश, सौर विकिरण की मात्रा, वर्ष और दिन के समय के आधार पर थर्मोस्फीयर की विशेषताएं एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती हैं।

वायुमंडल की ऊपरी परत एक्सोस्फीयर है। यह वायुमण्डल की सबसे पतली परत है। एक्सोस्फीयर में, कणों के औसत मुक्त पथ इतने विशाल होते हैं कि कण स्वतंत्र रूप से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में जा सकते हैं। एक्सोस्फीयर का द्रव्यमान वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का एक करोड़वां हिस्सा है। एक्सोस्फीयर की निचली सीमा 450-800 किमी का स्तर है, और ऊपरी सीमा वह क्षेत्र है जहां कणों की सघनता बाहरी अंतरिक्ष के समान है - पृथ्वी की सतह से कई हजार किलोमीटर। एक्सोस्फीयर प्लाज्मा, एक आयनित गैस से बना है। एक्सोस्फीयर में भी हमारे ग्रह के विकिरण बेल्ट हैं।

वीडियो प्रस्तुति - पृथ्वी के वायुमंडल की परतें:

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वायुमंडल पृथ्वी का वायु आवरण है। पृथ्वी की सतह से 3000 किमी तक फैला हुआ है। इसके निशान 10,000 किमी तक की ऊंचाई तक खोजे जा सकते हैं। A. का 50 5 का असमान घनत्व है; इसका द्रव्यमान 5 किमी, 75% - 10 किमी तक, 90% - 16 किमी तक केंद्रित है।

वायुमंडल में हवा होती है - कई गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण।

नाइट्रोजन(78%) वातावरण में ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है, ऑक्सीकरण की दर को नियंत्रित करता है, और इसके परिणामस्वरूप, जैविक प्रक्रियाओं की दर और तीव्रता। नाइट्रोजन पृथ्वी के वायुमंडल का मुख्य तत्व है, जिसका जीवमंडल के जीवित पदार्थ के साथ लगातार आदान-प्रदान होता है, और बाद के घटक नाइट्रोजन यौगिक (अमीनो एसिड, प्यूरीन, आदि) हैं। वातावरण से नाइट्रोजन का निष्कर्षण अकार्बनिक और जैव रासायनिक तरीकों से होता है, हालांकि वे आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं। अकार्बनिक निष्कर्षण इसके यौगिकों एन 2 ओ, एन 2 ओ 5, एनओ 2, एनएच 3 के गठन से जुड़ा हुआ है। वे वायुमंडलीय वर्षा में पाए जाते हैं और सौर विकिरण के प्रभाव में आंधी या फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के दौरान विद्युत निर्वहन की क्रिया के तहत वायुमंडल में बनते हैं।

मिट्टी में उच्च पौधों के साथ सहजीवन में कुछ जीवाणुओं द्वारा जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है। कुछ प्लैंकटन सूक्ष्मजीवों और शैवाल द्वारा नाइट्रोजन भी तय की जाती है समुद्री पर्यावरण. मात्रात्मक शब्दों में, नाइट्रोजन का जैविक बंधन इसके अकार्बनिक निर्धारण से अधिक है। वायुमंडल में सभी नाइट्रोजन के आदान-प्रदान में लगभग 10 मिलियन वर्ष लगते हैं। नाइट्रोजन ज्वालामुखी मूल की गैसों और आग्नेय चट्टानों में पाई जाती है। जब क्रिस्टलीय चट्टानों और उल्कापिंडों के विभिन्न नमूनों को गर्म किया जाता है, तो नाइट्रोजन N2 और NH3 अणुओं के रूप में मुक्त होती है। हालांकि, नाइट्रोजन उपस्थिति का मुख्य रूप, पृथ्वी और स्थलीय ग्रहों दोनों पर, आणविक है। अमोनिया, ऊपरी वायुमंडल में हो रही है, तेजी से ऑक्सीकरण करती है, नाइट्रोजन छोड़ती है। तलछटी चट्टानों में, यह कार्बनिक पदार्थों के साथ एक साथ दब जाता है और बिटुमिनस जमा में अधिक मात्रा में पाया जाता है। इन चट्टानों के क्षेत्रीय कायांतरण की प्रक्रिया में नाइट्रोजन में अलग रूपपृथ्वी के वातावरण में छोड़ा गया।

भू-रासायनिक नाइट्रोजन चक्र (

ऑक्सीजन(21%) जीवित जीवों द्वारा श्वसन के लिए उपयोग किया जाता है, कार्बनिक पदार्थ (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट) का हिस्सा है। ओजोन ओ 3। सूर्य से जीवन-धमकी देने वाले पराबैंगनी विकिरण को अवरुद्ध करना।

ऑक्सीजन वायुमंडल में दूसरी सबसे प्रचुर मात्रा में पाई जाने वाली गैस है, जो जीवमंडल में कई प्रक्रियाओं में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अस्तित्व का प्रमुख रूप O2 है। वायुमंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणुओं का पृथक्करण होता है, और लगभग 200 किमी की ऊँचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन से आणविक (O: O 2) का अनुपात 10. के बराबर हो जाता है। ऑक्सीजन के ये रूप वायुमंडल (20-30 किमी की ऊंचाई पर), ओजोन बेल्ट (ओजोन शील्ड) में परस्पर क्रिया करते हैं। जीवित जीवों के लिए ओजोन (O 3) आवश्यक है, जो उनके लिए हानिकारक अधिकांश सौर पराबैंगनी विकिरण में देरी करता है।

पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरणों में, ऊपरी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अणुओं के प्रकाशविघटन के परिणामस्वरूप मुक्त ऑक्सीजन बहुत कम मात्रा में उत्पन्न हुई। हालाँकि, इन छोटी मात्रा का अन्य गैसों के ऑक्सीकरण में जल्दी से सेवन किया गया। समुद्र में ऑटोट्रॉफ़िक प्रकाश संश्लेषक जीवों के आगमन के साथ, स्थिति में काफी बदलाव आया है। वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ने लगी, जीवमंडल के कई घटकों को सक्रिय रूप से ऑक्सीकरण कर रही थी। इस प्रकार, मुक्त ऑक्सीजन के पहले अंशों ने मुख्य रूप से लोहे के लौह रूपों को ऑक्साइड में और सल्फाइड को सल्फेट्स में बदलने में योगदान दिया।

अंत में, पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा एक निश्चित द्रव्यमान तक पहुंच गई और इस तरह से संतुलित हो गई कि उत्पादित मात्रा अवशोषित मात्रा के बराबर हो गई। वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की सामग्री की एक सापेक्ष स्थिरता स्थापित की गई थी।

भू-रासायनिक ऑक्सीजन चक्र (वी.ए. व्रोनस्की, जी.वी. वोइटकेविच)

कार्बन डाइआक्साइड, जीवित पदार्थ के निर्माण में जाता है, और जल वाष्प के साथ मिलकर तथाकथित "ग्रीनहाउस (ग्रीनहाउस) प्रभाव" बनाता है।

कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड) - वायुमंडल में इसका अधिकांश भाग CO2 के रूप में है और CH4 के रूप में बहुत कम है। जीवमंडल में कार्बन के भू-रासायनिक इतिहास का महत्व असाधारण रूप से महान है, क्योंकि यह सभी जीवित जीवों का एक हिस्सा है। जीवित जीवों के भीतर, कार्बन के कम रूप प्रमुख होते हैं, और जीवमंडल के वातावरण में, ऑक्सीकृत होते हैं। इस प्रकार, एक रासायनिक विनिमय स्थापित होता है जीवन चक्र: सीओ 2 ↔ जीवित पदार्थ।

बायोस्फीयर में कार्बन डाइऑक्साइड का प्राथमिक स्रोत ज्वालामुखी गतिविधि है जो पृथ्वी की पपड़ी के मेंटल और निचले क्षितिज के धर्मनिरपेक्ष क्षरण से जुड़ी है। इस कार्बन डाइऑक्साइड का एक हिस्सा विभिन्न रूपांतरित क्षेत्रों में प्राचीन चूना पत्थर के थर्मल अपघटन से उत्पन्न होता है। जीवमंडल में CO2 का प्रवास दो तरह से होता है।

पहली विधि सीओ 2 के अवशोषण में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बनिक पदार्थों के निर्माण और बाद में पीट, कोयला, तेल, तेल शेल के रूप में लिथोस्फीयर में अनुकूल कम करने की स्थिति में व्यक्त की जाती है। दूसरी विधि के अनुसार, कार्बन प्रवास से जलमंडल में एक कार्बोनेट प्रणाली का निर्माण होता है, जहाँ CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 में बदल जाती है। फिर, कैल्शियम (कम अक्सर मैग्नीशियम और लोहे) की भागीदारी के साथ, कार्बोनेट की वर्षा बायोजेनिक और एबोजेनिक तरीके से होती है। चूना पत्थर और डोलोमाइट के मोटे स्तर दिखाई देते हैं। ए.बी. रोनोव के अनुसार, जीवमंडल के इतिहास में कार्बनिक कार्बन (सीओआरजी) से कार्बोनेट कार्बन (सीकार्ब) का अनुपात 1:4 था।

कार्बन के वैश्विक चक्र के साथ-साथ इसके कई छोटे चक्र भी हैं। तो, भूमि पर, हरे पौधे दिन के समय प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए CO2 को अवशोषित करते हैं, और रात में वे इसे वातावरण में छोड़ देते हैं। पृथ्वी की सतह पर जीवित जीवों की मृत्यु के साथ, सीओ 2 को वायुमंडल में छोड़ने के साथ कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीकरण (सूक्ष्मजीवों की भागीदारी के साथ) होता है। हाल के दशकों में, कार्बन चक्र में एक विशेष स्थान जीवाश्म ईंधन के बड़े पैमाने पर दहन और इसकी सामग्री में वृद्धि द्वारा कब्जा कर लिया गया है। आधुनिक वातावरण.

भौगोलिक लिफाफे में कार्बन चक्र (एफ रामद के अनुसार, 1981)

आर्गन- तीसरा सबसे आम वायुमंडलीय गैस, जो इसे अत्यंत दुर्लभ सामान्य अन्य अक्रिय गैसों से अलग करता है। हालाँकि, अपने भूवैज्ञानिक इतिहास में आर्गन इन गैसों के भाग्य को साझा करता है, जो दो विशेषताओं की विशेषता है:

1. वातावरण में उनके संचय की अपरिवर्तनीयता;
2. कुछ अस्थिर समस्थानिकों के रेडियोधर्मी क्षय के साथ घनिष्ठ संबंध।

अक्रिय गैसें पृथ्वी के जीवमंडल में अधिकांश चक्रीय तत्वों के संचलन से बाहर हैं।

सभी अक्रिय गैसों को प्राथमिक और रेडियोजेनिक में विभाजित किया जा सकता है। प्राथमिक वे हैं जिन्हें पृथ्वी ने अपने गठन के दौरान कब्जा कर लिया था। वे अत्यंत दुर्लभ हैं। आर्गन का प्राथमिक भाग मुख्य रूप से 36 Ar और 38 Ar समस्थानिकों द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि वायुमंडलीय आर्गन में पूरी तरह से 40 Ar समस्थानिक (99.6%) होते हैं, जो निस्संदेह रेडियोजेनिक है। पोटेशियम युक्त चट्टानों में, इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा पोटेशियम -40 के क्षय के कारण संचित रेडियोजेनिक आर्गन: 40 K + e → 40 Ar।

इसलिए, चट्टानों में आर्गन की मात्रा उनकी उम्र और पोटेशियम की मात्रा से निर्धारित होती है। इस हद तक, चट्टानों में हीलियम की एकाग्रता उनकी उम्र और थोरियम और यूरेनियम की सामग्री का एक कार्य है। गैस जेट के रूप में पृथ्वी की पपड़ी में दरारें, और चट्टानों के अपक्षय के दौरान ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान आर्गन और हीलियम को पृथ्वी के आंतरिक भाग से वायुमंडल में छोड़ा जाता है। पी. डिमोन और जे. कल्प द्वारा की गई गणना के अनुसार हीलियम और आर्गन आधुनिक युग में पृथ्वी की पपड़ी में जमा होते हैं और अपेक्षाकृत कम मात्रा में वायुमंडल में प्रवेश करते हैं। इन रेडियोजनिक गैसों के प्रवेश की दर इतनी कम है कि पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान यह आधुनिक वातावरण में उनकी देखी गई सामग्री प्रदान नहीं कर सका। इसलिए, यह माना जाना बाकी है कि वायुमंडल का अधिकांश आर्गन पृथ्वी के आंत्र से इसके विकास के शुरुआती चरणों में आया था, और बहुत छोटा हिस्सा बाद में ज्वालामुखी की प्रक्रिया में और पोटेशियम के अपक्षय के दौरान जोड़ा गया था- चट्टानों से युक्त।

इस प्रकार, भूवैज्ञानिक समय के दौरान, हीलियम और आर्गन की अलग-अलग प्रवासन प्रक्रियाएँ थीं। वायुमंडल में बहुत कम हीलियम है (लगभग 5 * 10 -4%), और पृथ्वी की "हीलियम सांस" हल्की थी, क्योंकि यह सबसे हल्की गैस के रूप में बाहरी अंतरिक्ष में भाग गई थी। और "आर्गन सांस" - भारी और आर्गन हमारे ग्रह के भीतर बने रहे। अधिकांश प्राथमिक अक्रिय गैसें, जैसे नियॉन और क्सीनन, इसके निर्माण के दौरान पृथ्वी द्वारा कब्जा किए गए प्राथमिक नियॉन से जुड़ी थीं, साथ ही मेंटल के पतन के दौरान वातावरण में रिलीज के साथ। महान गैसों के भू-रसायन पर डेटा की समग्रता इंगित करती है कि पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण इसके विकास के शुरुआती चरणों में उत्पन्न हुआ था।

वातावरण समाहित है भापतथा पानीतरल और ठोस अवस्था में। वायुमंडल में जल एक महत्वपूर्ण ऊष्मा संचयक है।

वायुमंडल की निचली परतों में बड़ी मात्रा में खनिज और तकनीकी धूल और एरोसोल, दहन उत्पाद, लवण, बीजाणु और पौधे पराग आदि होते हैं।

100-120 किलोमीटर की ऊँचाई तक वायु के पूर्ण मिश्रण के कारण वायुमण्डल का संघटन समरूप होता है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच अनुपात स्थिर है। ऊपर, अक्रिय गैसों, हाइड्रोजन, आदि प्रबल होते हैं।वायुमंडल की निचली परतों में जलवाष्प होता है। पृथ्वी से दूरी के साथ इसकी सामग्री कम हो जाती है। ऊपर, गैसों का अनुपात बदल जाता है, उदाहरण के लिए, 200-800 किमी की ऊंचाई पर, ऑक्सीजन नाइट्रोजन पर 10-100 गुना अधिक होता है।

वायुमंडलीय हवा में नाइट्रोजन (77.99%), ऑक्सीजन (21%), अक्रिय गैसें (1%) और कार्बन डाइऑक्साइड (0.01%) शामिल हैं। समय के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का अनुपात इस तथ्य के कारण बढ़ता है कि ईंधन के दहन के उत्पाद वायुमंडल में जारी किए जाते हैं, और इसके अलावा, जंगलों का क्षेत्र जो कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है और ऑक्सीजन छोड़ता है, घट जाती है।

वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन भी होता है, जो लगभग 25-30 किमी की ऊंचाई पर केंद्रित होता है और तथाकथित ओजोन परत बनाता है। यह परत सौर पराबैंगनी विकिरण के लिए अवरोध पैदा करती है, जो पृथ्वी के जीवों के लिए खतरनाक है।

इसके अलावा, वायुमंडल में जल वाष्प और विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं - धूल के कण, ज्वालामुखीय राख, कालिख, और इसी तरह। अशुद्धियों की सघनता पृथ्वी की सतह के पास और कुछ क्षेत्रों में: बड़े शहरों, रेगिस्तानों में अधिक है।

क्षोभ मंडल- निचला, इसमें अधिकांश हवा होती है और। इस परत की ऊँचाई समान नहीं है: उष्णकटिबंधीय के पास 8-10 किमी से लेकर भूमध्य रेखा के पास 16-18 किमी तक। क्षोभमंडल में यह ऊंचाई के साथ घटता है: 6 डिग्री सेल्सियस प्रति किलोमीटर। क्षोभमंडल में मौसम का निर्माण होता है, हवाएं, वर्षा, बादल, चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं।

वायुमण्डल की अगली परत है समताप मंडल. इसमें हवा बहुत अधिक विरल है, इसमें जल वाष्प बहुत कम है। समताप मंडल के निचले हिस्से में तापमान -60 - -80 डिग्री सेल्सियस है और बढ़ती ऊंचाई के साथ गिरता है। ओजोन परत समताप मंडल में है। समताप मंडल की विशेषता उच्च हवा की गति (80-100 मी/से तक) है।

मीसोस्फीयर- वायुमंडल की मध्य परत 50 से S0-S5 किमी की ऊंचाई पर समताप मंडल के ऊपर स्थित है। मेसोस्फीयर में कमी की विशेषता है औसत तापमाननिचली सीमा पर 0°C की ऊँचाई से ऊपरी सीमा पर -90°C तक। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा के पास, रात में सूर्य द्वारा रोशन किए गए निशाचर बादल देखे जाते हैं। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर वायुदाब पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है।

बाह्य वायुमंडल- मेसोस्फीयर के ऊपर स्थित, एसओ से 400-500 किमी की ऊंचाई पर, इसमें तापमान पहले धीरे-धीरे और फिर जल्दी से फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है। इसका कारण सूर्य से 150-300 किमी की ऊंचाई पर पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण है। थर्मोस्फीयर में, तापमान लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक लगातार बढ़ता है, जहां यह 700-1500 डिग्री सेल्सियस (सौर गतिविधि के आधार पर) तक पहुंच जाता है। पराबैंगनी और एक्स-रे और ब्रह्मांडीय विकिरण की क्रिया के तहत, वायु आयनीकरण ("ध्रुवीय रोशनी") भी होता है। आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के भीतर स्थित हैं।

बहिर्मंडल- वायुमंडल की बाहरी, सबसे दुर्लभ परत, यह 450-000 किमी की ऊँचाई पर शुरू होती है, और इसकी ऊपरी सीमा पृथ्वी की सतह से कई हज़ार किमी की दूरी पर स्थित होती है, जहाँ कणों की सघनता इंटरप्लेनेटरी के समान हो जाती है अंतरिक्ष। एक्सोस्फीयर में आयनित गैस (प्लाज्मा) होते हैं; एक्सोस्फीयर के निचले और मध्य भाग मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बने होते हैं; ऊंचाई में वृद्धि के साथ, प्रकाश गैसों की सापेक्ष सांद्रता, विशेष रूप से आयनित हाइड्रोजन, तेजी से बढ़ती है। एक्सोस्फीयर में तापमान 1300-3000 डिग्री सेल्सियस है; यह ऊंचाई के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। एक्सोस्फीयर में पृथ्वी के विकिरण बेल्ट होते हैं।