पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परत। पृथ्वी का वातावरण: संरचना और संरचना

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 विज्ञान 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। कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक शामिल है वायुमंडलीय हवाऔर वायुमंडल में सभी जल वाष्प का लगभग 90%। क्षोभमंडल में अत्यधिक विकसित अशांतिऔर कंवेक्शन, उठना बादलों, विकास करना चक्रवातऔर प्रतिचक्रवात. औसत ऊर्ध्वाधर के साथ बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान घटता 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 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 ऊंचाई तक वायुमंडलीय परतें

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला 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 वजन 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 दबावसामान्य रूप से वायुकोशीय हवा में ऑक्सीजन वायु - दाब 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 जाते हैं, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाते हैं, वायुमंडल की निचली परतों में हमारे लिए परिचित ऐसी घटनाएं 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 एक 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।

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। स्थायी रूप से क्षोभमंडल में स्थित है एक बड़ी संख्या कीनिलंबित ठोस और तरल कण ( 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 (के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है रासायनिक प्रतिक्रिएंअमोनिया और हाइड्रोकार्बन से)।

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना 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 करें और इसे जैविक रूप से परिवर्तित करें सक्रिय रूपमई 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 वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में उनकी गतिविधियों का परिणाम 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।

अंतरिक्ष ऊर्जा से भर गया है। ऊर्जा अंतरिक्ष को असमान रूप से भरती है। इसकी एकाग्रता और निर्वहन के स्थान हैं। इस तरह आप घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं। ग्रह एक व्यवस्थित प्रणाली है, केंद्र में पदार्थ की अधिकतम घनत्व और परिधि की ओर एकाग्रता में धीरे-धीरे कमी के साथ। अंतःक्रियात्मक बल पदार्थ की स्थिति को निर्धारित करते हैं, जिस रूप में यह मौजूद है। भौतिकी पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति का वर्णन करती है: ठोस, तरल, गैस, और इसी तरह।

वायुमंडल गैसीय माध्यम है जो ग्रह को घेरे हुए है। पृथ्वी का वातावरण मुक्त गति की अनुमति देता है और प्रकाश को गुजरने की अनुमति देता है, जिससे एक ऐसा स्थान बनता है जिसमें जीवन पनपता है।

पृथ्वी की सतह से लगभग 16 किलोमीटर की ऊँचाई तक का क्षेत्र (भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक कम, मौसम पर भी निर्भर करता है) क्षोभमंडल कहलाता है। क्षोभमंडल वह परत है जिसमें वायुमंडल में लगभग 80% वायु और लगभग सभी जल वाष्प होते हैं। यहीं पर मौसम को आकार देने वाली प्रक्रियाएं घटित होती हैं। ऊंचाई के साथ दबाव और तापमान घटता है। हवा के तापमान में कमी का कारण रुद्धोष्म प्रक्रिया है, जब गैस फैलती है तो ठंडी हो जाती है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर मान -50, -60 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकते हैं।

इसके बाद समताप मंडल आता है। यह 50 किलोमीटर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की इस परत में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, लगभग 0 सी के शीर्ष बिंदु पर मान प्राप्त करता है। तापमान में वृद्धि ओजोन परत द्वारा पराबैंगनी किरणों के अवशोषण की प्रक्रिया के कारण होती है। विकिरण एक रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बनता है। ऑक्सीजन के अणु एकल परमाणुओं में टूट जाते हैं जो सामान्य ऑक्सीजन अणुओं के साथ मिलकर ओजोन बना सकते हैं।

10 से 400 नैनोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य वाले सूर्य से विकिरण को पराबैंगनी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यूवी तरंग दैर्ध्य जितना छोटा होगा, उतना ही अधिक होगा बड़ा खतरायह जीवित जीवों के लिए प्रतिनिधित्व करता है। विकिरण का केवल एक छोटा अंश पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है, इसके अलावा, इसके स्पेक्ट्रम का कम सक्रिय भाग। प्रकृति की यह विशेषता एक व्यक्ति को एक स्वस्थ सन टैन प्राप्त करने की अनुमति देती है।

वायुमंडल की अगली परत को मेसोस्फीयर कहा जाता है। लगभग 50 किमी से 85 किमी तक की सीमा। मेसोस्फीयर में, ओजोन की सांद्रता, जो यूवी ऊर्जा को रोक सकती है, कम है, इसलिए तापमान ऊंचाई के साथ फिर से गिरना शुरू हो जाता है। चरम बिंदु पर, तापमान -90 C तक गिर जाता है, कुछ स्रोत -130 C के मान का संकेत देते हैं। अधिकांश उल्कापिंड वायुमंडल की इस परत में जल जाते हैं।

वायुमंडल की परत जो पृथ्वी से 85 किमी की ऊंचाई से 600 किमी की दूरी तक फैली हुई है, थर्मोस्फीयर कहलाती है। तथाकथित वैक्यूम पराबैंगनी सहित सौर विकिरण का सामना करने वाला थर्मोस्फीयर सबसे पहले है।

वैक्यूम यूवी में देरी हुई वायु वातावरण, जिससे वातावरण की इस परत को अत्यधिक तापमान तक गर्म किया जा सकता है। हालाँकि, चूँकि यहाँ दबाव बहुत कम है, यह प्रतीत होता है कि गरमागरम गैस का वस्तुओं पर वैसा प्रभाव नहीं पड़ता जैसा कि यह पृथ्वी की सतह पर परिस्थितियों में होता है। इसके विपरीत, ऐसे वातावरण में रखी वस्तुएँ ठंडी हो जाएँगी।

100 किमी की ऊँचाई पर, सशर्त रेखा "कर्मन रेखा" गुजरती है, जिसे अंतरिक्ष की शुरुआत माना जाता है।

थर्मोस्फीयर में होता है auroras. वायुमंडल की इस परत में, सौर पवन किसके साथ परस्पर क्रिया करती है चुंबकीय क्षेत्रग्रह।

वायुमंडल की अंतिम परत एक्सोस्फीयर है, एक बाहरी आवरण जो हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है। एक्सोस्फीयर व्यावहारिक रूप से एक खाली जगह है, हालांकि, यहां भटकने वाले परमाणुओं की संख्या इंटरप्लेनेटरी स्पेस की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है।

व्यक्ति हवा में सांस लेता है। सामान्य दबाव- 760 मिलीमीटर पारा। 10,000 मीटर की ऊंचाई पर दबाव लगभग 200 मिमी है। आरटी। कला। इस ऊंचाई पर, एक व्यक्ति शायद सांस ले सकता है, कम से कम लंबे समय तक नहीं, लेकिन इसके लिए तैयारी की आवश्यकता होती है। राज्य स्पष्ट रूप से अक्षम होगा।

वायुमंडल की गैस संरचना: 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन, लगभग एक प्रतिशत आर्गन, बाकी सब कुछ गैसों का मिश्रण है जो कुल के सबसे छोटे अंश का प्रतिनिधित्व करता है।

समुद्र तल पर 1013.25 hPa (लगभग 760 mmHg)। पृथ्वी की सतह पर औसत वैश्विक वायु तापमान 15°C है, जबकि तापमान उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तानों में लगभग 57°C से अंटार्कटिका में -89°C तक भिन्न होता है। घातीय के करीब एक कानून के अनुसार वायु घनत्व और दबाव ऊंचाई के साथ घटता है।

वायुमंडल की संरचना. लंबवत रूप से, वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है, जो मुख्य रूप से लंबवत तापमान वितरण (आंकड़ा) की विशेषताओं द्वारा निर्धारित होती है, जो भौगोलिक स्थिति, मौसम, दिन का समय आदि पर निर्भर करती है। वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 ° C प्रति 1 किमी) की विशेषता है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से लेकर उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में 16-18 किमी तक है। ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में तेजी से कमी के कारण वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% भाग क्षोभमंडल में है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है - एक परत जो सामान्य रूप से ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता है। क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच की संक्रमण परत को क्षोभमंडल कहा जाता है। निचले समताप मंडल में, लगभग 20 किमी के स्तर तक, ऊंचाई (तथाकथित इज़ोटेर्मल क्षेत्र) के साथ तापमान थोड़ा बदलता है और अक्सर थोड़ा कम भी हो जाता है। उच्चतर, ओजोन द्वारा सौर यूवी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है, और 34-36 किमी के स्तर से तेज़ी से बढ़ता है। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहाँ तापमान फिर से ऊँचाई के साथ गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाता है, इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - गर्मियों में तापमान 150-160 K तक पहुँच जाता है, और 200- सर्दियों में 230 K। मेसोपॉज़ के ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है - एक परत, जो तापमान में तेजी से वृद्धि की विशेषता है, 250 किमी की ऊँचाई पर 800-1200 K के मान तक पहुँचती है। सूर्य के कोरपसकुलर और एक्स-रे विकिरण थर्मोस्फीयर में अवशोषित हो जाता है, उल्काएं धीमी हो जाती हैं और जल जाती हैं, इसलिए यह पृथ्वी की सुरक्षात्मक परत का कार्य करती है। इससे भी ऊंचा एक्सोस्फीयर है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में फैल जाती हैं और जहां वायुमंडल से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में क्रमिक संक्रमण होता है।

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

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

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

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

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

महत्वपूर्ण भूमिकावायुमंडलीय एरोसोल ग्रह की जलवायु के निर्माण में एक भूमिका निभाता है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक के आकार के होते हैं। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल हैं। एरोसोल पौधों के अपशिष्ट उत्पादों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में बनता है और आर्थिक गतिविधिमानव, ज्वालामुखी विस्फोट, ग्रह की सतह से हवा द्वारा धूल के उठने के परिणामस्वरूप, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से, और से भी बनता है अंतरिक्ष की धूलऊपरी वातावरण में प्रवेश। अधिकांश एयरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित है, ज्वालामुखी विस्फोट से एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंगी परत बनाता है। एंथ्रोपोजेनिक एरोसोल की सबसे बड़ी मात्रा वाहनों और ताप विद्युत संयंत्रों, रासायनिक उद्योगों, ईंधन दहन आदि के संचालन के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में वातावरण की संरचना साधारण हवा से स्पष्ट रूप से भिन्न होती है, जिसके निर्माण की आवश्यकता होती है। वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर की निगरानी और नियंत्रण के लिए एक विशेष सेवा की।

वायुमंडलीय विकास. आधुनिक वातावरण द्वितीयक उत्पत्ति का प्रतीत होता है: यह लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले ग्रह के निर्माण के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस खोल द्वारा छोड़ी गई गैसों से बना था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, वायुमंडल ने कई कारकों के प्रभाव में अपनी संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन किए हैं: गैसों का अपव्यय (वाष्पीकरण), मुख्य रूप से हल्का, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखीय गतिविधि के परिणामस्वरूप लिथोस्फीयर से गैसों की रिहाई; वायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएँ; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में ही वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतर्ग्रहीय माध्यम (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ) के पदार्थ का अभिवृद्धि (कब्जा)। वायुमंडल का विकास भूगर्भीय और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से निकटता से जुड़ा हुआ है, और पिछले 3-4 अरब वर्षों से भी जीवमंडल की गतिविधि के साथ जुड़ा हुआ है। बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा आधुनिक वातावरण(नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प), ज्वालामुखीय गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुए, जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से बाहर ले गए। प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधि के परिणामस्वरूप लगभग 2 अरब साल पहले ऑक्सीजन प्रशंसनीय मात्रा में प्रकट हुई थी जो मूल रूप से समुद्र के सतही जल में उत्पन्न हुई थी।

कार्बोनेट जमा की रासायनिक संरचना के आंकड़ों के आधार पर, भूगर्भीय अतीत के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान प्राप्त किया गया था। फैनेरोज़ोइक (पृथ्वी के इतिहास के पिछले 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, ज्वालामुखी गतिविधि, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण के स्तर के अनुसार, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न होती है। अधिकांशउस समय, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आज की तुलना में काफी अधिक (10 गुना तक) थी। फैनेरोज़ोइक के वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया और इसे बढ़ाने की प्रवृत्ति प्रबल हुई। प्रीकैम्ब्रियन वातावरण में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान फ़ैनेरोज़ोइक के वातावरण से कम था। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का अतीत में जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा है, कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि के साथ ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि हुई है, जिसके कारण फैनेरोज़ोइक के मुख्य भाग के दौरान जलवायु की तुलना में बहुत अधिक गर्म थी। आधुनिक युग।

वातावरण और जीवन. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वातावरण और उससे जुड़ी जलवायु और मौसम के साथ घनिष्ठ संपर्क में आगे बढ़ता है। समग्र रूप से ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में नगण्य (लगभग दस लाखवाँ भाग), वातावरण सभी जीवन रूपों के लिए अनिवार्य है। ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जलवाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन जीवों के जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण वायुमंडलीय गैसें हैं। जब कार्बन डाइऑक्साइड को प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ का निर्माण होता है जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित प्राणियों द्वारा ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा ऊर्जा की आपूर्ति प्रदान की जाती है। कार्बनिक पदार्थ. पौधों के खनिज पोषण के लिए कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर्स) द्वारा आत्मसात नाइट्रोजन आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य के कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करती है, सूर्य के विकिरण के इस जीवन-धमकी वाले हिस्से को महत्वपूर्ण रूप से क्षीण कर देती है। वायुमंडल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का बनना और बाद में उसका गिरना वर्षणभूमि को जल की आपूर्ति करते हैं, जिसके बिना किसी भी प्रकार का जीवन संभव नहीं है। जलमंडल में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि काफी हद तक संख्या और द्वारा निर्धारित की जाती है रासायनिक संरचनावायुमंडलीय गैसें पानी में घुल जाती हैं। चूंकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना महत्वपूर्ण रूप से जीवों की गतिविधि पर निर्भर करती है, जीवमंडल और वातावरण को एक ही प्रणाली के हिस्से के रूप में माना जा सकता है, जिसका रखरखाव और विकास (जैव-भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्व था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वातावरण।

वायुमंडल का विकिरण, ऊष्मा और जल संतुलन. वातावरण में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। मुख्य विशेषतावायुमंडल का विकिरण शासन - तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव: वायुमंडल सौर विकिरण को पृथ्वी की सतह पर काफी अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन पृथ्वी की सतह के थर्मल लॉन्ग-वेव विकिरण को सक्रिय रूप से अवशोषित करता है, जिसका एक हिस्सा सतह पर वापस आ जाता है काउंटर रेडिएशन, पृथ्वी की सतह के विकिरण संबंधी गर्मी के नुकसान की भरपाई (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वातावरण के अभाव में औसत तापमानपृथ्वी की सतह -18°C होगी, वास्तव में यह 15°C है। आने वाली सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होती है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एयरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा बिखरी हुई (लगभग 7%) भी होती है। . पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 23%) इससे परावर्तित होता है। परावर्तन अंतर्निहित सतह, तथाकथित अल्बेडो की परावर्तकता द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, अभिन्न सौर विकिरण प्रवाह के लिए पृथ्वी का अल्बेडो 30% के करीब है। ताजा गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (शुष्क मिट्टी और काली मिट्टी) से 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरण संबंधी ताप विनिमय अनिवार्य रूप से अल्बेडो पर निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वातावरण के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित होता है। बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले और वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाह के बीजगणितीय योग को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

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

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

वायु आंदोलन. पृथ्वी का एक गोलाकार आकार है, इसलिए उष्ण कटिबंध की तुलना में इसके उच्च अक्षांशों पर बहुत कम सौर विकिरण आता है। नतीजतन, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान के विपरीत उत्पन्न होते हैं। महासागरों और महाद्वीपों की सापेक्ष स्थिति भी तापमान के वितरण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। समुद्र के पानी के बड़े द्रव्यमान और पानी की उच्च ताप क्षमता के कारण मौसमी उतार-चढ़ावसमुद्र की सतह का तापमान भूमि के तापमान से बहुत कम होता है। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, महाद्वीपों की तुलना में गर्मियों में महासागरों के ऊपर हवा का तापमान काफी कम होता है, और सर्दियों में अधिक होता है।

विभिन्न क्षेत्रों में वातावरण का असमान तापन पृथ्वीवायुमंडलीय दबाव के स्थानिक रूप से गैर-समान वितरण का कारण बनता है। समुद्र तल पर, दबाव वितरण भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मूल्यों, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव बेल्ट) में वृद्धि और मध्य और उच्च अक्षांशों में कमी की विशेषता है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है, और गर्मियों में कम हो जाता है, जो तापमान वितरण से जुड़ा होता है। एक दबाव प्रवणता की कार्रवाई के तहत, हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों में निर्देशित त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। पृथ्वी के घूर्णन (कोरिओलिस बल) के विक्षेपक बल, घर्षण बल, जो ऊंचाई के साथ घटता है, और घुमावदार प्रक्षेपवक्र के साथ गतिमान वायु द्रव्यमान भी प्रभावित होता है अपकेन्द्रीय बल. बडा महत्वअशांत वायु मिश्रण है (वायुमंडलीय अशांति देखें)।

वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली (वातावरण का सामान्य संचलन) दबाव के ग्रहों के वितरण से जुड़ी है। मेरिडियनल प्लेन में, औसतन दो या तीन मेरिडियनल सर्कुलेशन सेल का पता लगाया जाता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा ऊपर उठती है और उपोष्णकटिबंधीय में गिरती है, जिससे हैडली सेल बनती है। उल्टे फेरेल सेल की हवा भी वहीं उतरती है। उच्च अक्षांशों पर, एक प्रत्यक्ष ध्रुवीय कोशिका का अक्सर पता लगाया जाता है। मेरिडियनल सर्कुलेशन वेग 1 m/s या उससे कम के क्रम में हैं। कोरिओलिस बल की कार्रवाई के कारण, लगभग 15 मीटर/सेकेंड के मध्य क्षोभमंडल में गति के साथ अधिकांश वायुमंडल में पछुआ हवाएं देखी जाती हैं। अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियां हैं। इनमें व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय में उच्च दबाव बेल्ट से भूमध्य रेखा तक एक ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम) के साथ बहने वाली हवाएँ। मानसून काफी स्थिर होते हैं - वायु धाराएँ जिनमें स्पष्ट रूप से स्पष्ट मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि की ओर और सर्दियों में विपरीत दिशा में बहती हैं। हिंद महासागर के मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं। मध्य अक्षांशों में, आंदोलन वायु द्रव्यमानआम तौर पर पश्चिमी दिशा होती है (पश्चिम से पूर्व की ओर)। यह जोन है वायुमंडलीय मोर्चों, जिस पर बड़े-बड़े भंवर उठते हैं - चक्रवात और एंटीसाइक्लोन, कई सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। चक्रवात उष्ण कटिबंध में भी होते हैं; यहाँ वे छोटे आकार में भिन्न हैं, लेकिन बहुत तेज़ हवा की गति, तूफान बल (33 m/s या अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवातों तक पहुँचती है। अटलांटिक में और पूर्व में प्रशांत महासागरउन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत क्षेत्र में टाइफून। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, मध्याह्न हैडली संचलन के प्रत्यक्ष सेल और रिवर्स फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तीव्र परिभाषित सीमाओं वाली जेट धाराएं अक्सर देखी जाती हैं, जिसके भीतर हवा 100 तक पहुंचती है -150 और यहां तक ​​कि 200 मीटर/के साथ।

जलवायु और मौसम. विभिन्न अक्षांशों पर आने वाले सौर विकिरण की मात्रा में विभिन्न प्रकार का अंतर भौतिक गुणपृथ्वी की सतह, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करती है। भूमध्य रेखा से उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह के पास हवा का तापमान औसतन 25-30 डिग्री सेल्सियस और वर्ष के दौरान थोड़ा बदलता है। में इक्वेटोरियल बेल्टआमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जो वहां अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा करती है। में उष्णकटिबंधीय क्षेत्रवर्षा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। यहाँ पृथ्वी के विशाल मरुस्थल हैं।

उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, हवा का तापमान पूरे वर्ष महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है, और गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से महासागरों से दूरस्थ महाद्वीपों के क्षेत्रों में बड़ा होता है। हाँ, कुछ क्षेत्रों में पूर्वी साइबेरिया वार्षिक आयामहवा का तापमान 65 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है। इन अक्षांशों में आर्द्रीकरण की स्थितियाँ बहुत विविध हैं, मुख्य रूप से वातावरण के सामान्य संचलन के शासन पर निर्भर करती हैं, और साल-दर-साल काफी भिन्न होती हैं।

ध्रुवीय अक्षांशों में, वर्ष भर तापमान कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी बदलाव हो। यह योगदान देता है बड़े पैमाने परमहासागरों और भूमि पर बर्फ का आवरण, और पर्माफ्रॉस्ट, रूस के 65% से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर रहा है, मुख्य रूप से साइबेरिया में।

पिछले दशकों में, वैश्विक जलवायु में परिवर्तन अधिक से अधिक ध्यान देने योग्य हो गए हैं। निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर तापमान अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की अपेक्षा रात में अधिक। 20वीं सदी के लिए औसत वार्षिक तापमानरूस में पृथ्वी की सतह के पास हवा में 1.5-2 ° C की वृद्धि हुई और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि देखी गई। यह छोटी गैसीय अशुद्धियों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है।

मौसम वायुमंडलीय परिसंचरण की स्थितियों से निर्धारित होता है और भौगोलिक स्थानभूभाग, यह उष्णकटिबंधीय में सबसे अधिक स्थिर है और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील है। सबसे अधिक, वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और एंटीसाइक्लोन्स के पारित होने, वर्षा और बढ़ती हवा के कारण, वायु द्रव्यमान के परिवर्तन के क्षेत्रों में मौसम में परिवर्तन होता है। मौसम की भविष्यवाणी के लिए डेटा जमीन आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों और मौसम संबंधी उपग्रहों से एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।

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

वातावरण में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह वातावरण की सुदूर संवेदन के लिए रुचि का है। ऊपरी वायुमंडल में रॉकेट द्वारा छोड़े गए आवेशों के विस्फोटों ने पवन प्रणालियों और समताप मंडल और मेसोस्फीयर में तापमान के पाठ्यक्रम के बारे में जानकारी का खजाना प्रदान किया। स्थिर रूप से स्तरीकृत वातावरण में, जब तापमान रुद्धोष्म प्रवणता (9.8 K/किमी) की तुलना में ऊंचाई के साथ धीरे-धीरे गिरता है, तो तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें ऊपर की ओर समताप मंडल में और यहां तक ​​कि मेसोस्फीयर में फैल सकती हैं, जहां वे क्षीण हो जाती हैं, जिससे हवा और अशांति में वृद्धि होती है।

पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और उसके कारण उत्पन्न विद्युत क्षेत्र, वातावरण, विद्युत आवेशित आयनमंडल और चुंबकमंडल के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ का निर्माण करते हैं। बादलों के बनने और बिजली चमकने में अहम भूमिका होती है। बिजली गिरने के खतरे ने इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार के बिजली संरक्षण के तरीकों के विकास की आवश्यकता जताई। यह घटना विमानन के लिए विशेष खतरा है। लाइटनिंग डिस्चार्ज वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप का कारण बनता है, जिसे वायुमंडलीय कहा जाता है (व्हिसलिंग वायुमंडल देखें)। तनाव में तेज वृद्धि के दौरान विद्युत क्षेत्रचमकदार डिस्चार्ज देखे जाते हैं जो पृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुओं के बिंदुओं और नुकीले कोनों पर, पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों आदि पर होते हैं। (एल्मा लाइट्स)। वायुमंडल में हमेशा कई हल्के और भारी आयन होते हैं, जो विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर काफी भिन्न होते हैं, जो वातावरण की विद्युत चालकता निर्धारित करते हैं। पृथ्वी की सतह के पास मुख्य वायु आयनकारक पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणें हैं। वायुमंडलीय बिजली भी देखें।

वातावरण पर मानव प्रभाव।पिछली शताब्दियों में, मानव गतिविधियों के कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि हुई है। कार्बन डाइऑक्साइड का प्रतिशत 2.8-10 2 दो सौ साल पहले से बढ़कर 2005 में 3.8-10 2 हो गया, मीथेन की मात्रा - 0.7-10 1 से लगभग 300-400 साल पहले से 1.8-10 -4 की शुरुआत में 21 वीं सदी; पिछली शताब्दी में ग्रीनहाउस प्रभाव में लगभग 20% वृद्धि फ्रीन्स द्वारा दी गई थी, जो व्यावहारिक रूप से 20वीं शताब्दी के मध्य तक वातावरण में मौजूद नहीं थी। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन अवक्षेपक के रूप में पहचाना जाता है और उनका उत्पादन 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा प्रतिबंधित है। कोयले, तेल, गैस और अन्य कार्बन ईंधन की लगातार बढ़ती मात्रा के जलने के साथ-साथ वनों की कटाई के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि हुई है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण में कमी आई है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस के उत्पादन में वृद्धि (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और बड़ी संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है। पशु. यह सब जलवायु वार्मिंग में योगदान देता है।

मौसम को बदलने के लिए वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर सक्रिय प्रभाव के तरीके विकसित किए गए हैं। इनका उपयोग गरज वाले बादलों में विशेष अभिकर्मकों को फैलाकर कृषि संयंत्रों को ओलों से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरे को दूर करने, पाले से पौधों की रक्षा करने, सही स्थानों पर वर्षा बढ़ाने के लिए बादलों को प्रभावित करने, या सार्वजनिक कार्यक्रमों के दौरान बादलों को तितर-बितर करने के तरीके भी हैं।

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

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

हाल के दशकों में, मौसम संबंधी उपग्रहों की मदद से वायुमंडल के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त की गई है, जिन पर बादलों की तस्वीर लेने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरण स्थापित किए गए हैं। उपग्रह ऊर्ध्वाधर तापमान प्रोफाइल, बादल और इसकी जल सामग्री, तत्वों के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं विकिरण संतुलनवातावरण, समुद्र की सतह का तापमान, आदि। नेविगेशन उपग्रहों की एक प्रणाली से रेडियो संकेतों के अपवर्तन के माप का उपयोग करके, घनत्व, दबाव और तापमान के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल, साथ ही वातावरण में नमी की मात्रा का निर्धारण करना संभव है। उपग्रहों की मदद से, पृथ्वी के सौर स्थिरांक और ग्रहों के अल्बेडो के मूल्य को स्पष्ट करना, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के विकिरण संतुलन के नक्शे बनाना, छोटे वायुमंडलीय अशुद्धियों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना और कई हल करना संभव हो गया वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की अन्य समस्याएं।

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जी.एस. गोलित्सिन, एन.ए. ज़ैतसेवा।

वायुमंडल का सटीक आकार अज्ञात है, क्योंकि इसकी ऊपरी सीमा स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देती है। हालाँकि, वातावरण की संरचना का पर्याप्त अध्ययन किया गया है ताकि सभी को यह अंदाजा हो सके कि हमारे ग्रह के गैसीय खोल की व्यवस्था कैसे की जाती है।

वायुमंडलीय भौतिकी वैज्ञानिक इसे पृथ्वी के चारों ओर के क्षेत्र के रूप में परिभाषित करते हैं जो ग्रह के साथ घूमता है। एफएआई निम्नलिखित देता है परिभाषा:

• अंतरिक्ष और वायुमंडल के बीच की सीमा कर्मन रेखा के साथ चलती है। इसी संगठन की परिभाषा के अनुसार यह रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

इस रेखा के ऊपर कुछ भी बाहरी स्थान है। वायुमंडल धीरे-धीरे इंटरप्लेनेटरी स्पेस में चला जाता है, यही वजह है कि इसके आकार के बारे में अलग-अलग विचार हैं।

वायुमंडल की निचली सीमा के साथ, सब कुछ बहुत सरल है - यह पृथ्वी की पपड़ी की सतह और पृथ्वी की जल सतह - जलमंडल से होकर गुजरता है। उसी समय, सीमा, कोई कह सकता है, पृथ्वी और पानी की सतहों के साथ विलीन हो जाती है, क्योंकि हवा के कण भी वहां घुल जाते हैं।

पृथ्वी के आकार में वायुमण्डल की कौन-सी परतें शामिल हैं

दिलचस्प तथ्य: सर्दियों में यह कम होता है, गर्मियों में यह अधिक होता है।

यह इस परत में है कि अशांति, एंटीसाइक्लोन और चक्रवात उत्पन्न होते हैं, बादल बनते हैं। यह वह क्षेत्र है जो मौसम के निर्माण के लिए जिम्मेदार है, इसमें सभी वायु द्रव्यमान का लगभग 80% स्थित है।

क्षोभसीमा वह परत है जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान कम नहीं होता है। ट्रोपोपॉज़ के ऊपर, 11 से ऊपर और 50 किमी तक की ऊँचाई पर स्थित है। समताप मंडल में ओजोन की एक परत होती है, जो ग्रह को पराबैंगनी किरणों से बचाने के लिए जानी जाती है। इस परत में हवा दुर्लभ है, जो आकाश के विशिष्ट बैंगनी रंग की व्याख्या करती है। यहां हवा की धाराओं की गति 300 किमी/घंटा तक पहुंच सकती है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच समताप मंडल है - सीमा क्षेत्र, जिसमें अधिकतम तापमान होता है।

अगली परत है। यह 85-90 किलोमीटर की ऊंचाई तक फैला हुआ है। मेसोस्फीयर में आकाश का रंग काला है, इसलिए तारों को सुबह और दोपहर में भी देखा जा सकता है। सबसे जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं वहां होती हैं, जिसके दौरान वायुमंडलीय चमक होती है।

मेसोस्फीयर और अगली परत के बीच मेसोपॉज है। इसे एक संक्रमण परत के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें न्यूनतम तापमान देखा जाता है। ऊपर, समुद्र तल से 100 किलोमीटर की ऊँचाई पर, कर्मन रेखा है। इस रेखा के ऊपर थर्मोस्फीयर (ऊंचाई सीमा 800 किमी) और एक्सोस्फीयर हैं, जिसे "फैलाव क्षेत्र" भी कहा जाता है। लगभग 2-3 हजार किलोमीटर की ऊंचाई पर, यह निकट अंतरिक्ष निर्वात में गुजरता है।

यह देखते हुए कि वायुमंडल की ऊपरी परत स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देती है, इसके सटीक आकार की गणना नहीं की जा सकती है। इसके अलावा, में विभिन्न देशऐसे संगठन हैं अलग अलग रायइस खाते पर। इस बात पे ध्यान दिया जाना चाहिए कि कर्मण रेखासीमा के रूप में देखा जा सकता है पृथ्वी का वातावरणकेवल सशर्त रूप से, क्योंकि अलग-अलग स्रोत अलग-अलग सीमा चिन्हों का उपयोग करते हैं। तो, कुछ स्रोतों में आप जानकारी पा सकते हैं कि ऊपरी सीमा 2500-3000 किमी की ऊंचाई पर गुजरती है।

नासा गणना के लिए 122 किलोमीटर के निशान का उपयोग करता है। बहुत पहले नहीं, प्रयोग किए गए थे जो लगभग 118 किलोमीटर की दूरी पर स्थित सीमा को स्पष्ट करते थे।

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 वायु 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। कर्माना लाइन समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित 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 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, इस परत के आकार में ध्यान देने योग्य कमी होती 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 (बिखरने वाला क्षेत्र)

120 किमी की ऊंचाई तक वायुमंडलीय परतें

एक्सोस्फीयर - प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस बहुत 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।