वायुमण्डल की सबसे ऊँची परत। पृथ्वी के वायुमंडल का आकार

पृथ्वी का वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय आवरण है। वैसे, सौर मंडल के ग्रहों से लेकर बड़े क्षुद्रग्रहों तक, लगभग सभी खगोलीय पिंडों में समान गोले होते हैं। कई कारकों पर निर्भर करता है - इसकी गति, द्रव्यमान और कई अन्य मापदंडों का आकार। लेकिन हमारे ग्रह के केवल खोल में ऐसे घटक होते हैं जो हमें जीने की अनुमति देते हैं।

पृथ्वी का वातावरण: उत्पत्ति का एक संक्षिप्त इतिहास

ऐसा माना जाता है कि अपने अस्तित्व की शुरुआत में, हमारे ग्रह के पास गैस का खोल बिल्कुल नहीं था। लेकिन युवा, नवगठित खगोलीय पिंड लगातार विकसित हो रहा था। पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण का निर्माण लगातार ज्वालामुखी विस्फोटों के परिणामस्वरूप हुआ था। इस तरह, कई हजारों वर्षों में, पृथ्वी के चारों ओर जल वाष्प, नाइट्रोजन, कार्बन और अन्य तत्वों (ऑक्सीजन को छोड़कर) का एक खोल बना।

चूँकि वातावरण में नमी की मात्रा सीमित है, इसकी अधिकता वर्षा में बदल गई - इस तरह समुद्र, महासागर और अन्य जल निकायों का निर्माण हुआ। ग्रह को आबाद करने वाले पहले जीव जलीय वातावरण में दिखाई दिए और विकसित हुए। उनमें से अधिकांश पौधों के जीवों से संबंधित थे जो प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। इस प्रकार, पृथ्वी का वायुमंडल इस महत्वपूर्ण गैस से भरने लगा। और ऑक्सीजन के संचय के परिणामस्वरूप, एक ओजोन परत का निर्माण हुआ, जिसने ग्रह को पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाया। इन्हीं कारकों ने हमारे अस्तित्व के लिए सभी परिस्थितियों का निर्माण किया है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

जैसा कि आप जानते हैं, हमारे ग्रह के गैस लिफाफे में कई परतें होती हैं - क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर। इन परतों के बीच स्पष्ट सीमाएँ खींचना असंभव है - यह सब वर्ष के समय और ग्रह की साइट के अक्षांश पर निर्भर करता है।

क्षोभमंडल गैस आवरण का निचला भाग होता है, जिसकी औसत ऊँचाई 10 से 15 किलोमीटर तक होती है। यहीं पर सबसे बड़ा हिस्सा केंद्रित होता है।वैसे, यहीं पर सारी नमी स्थित होती है और बादल बनते हैं। ऑक्सीजन सामग्री के कारण, क्षोभमंडल सभी जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि का समर्थन करता है। इसके अलावा, यह क्षेत्र के मौसम और जलवायु विशेषताओं के निर्माण में निर्णायक महत्व रखता है - यहां न केवल बादल बनते हैं, बल्कि हवाएं भी होती हैं। ऊंचाई के साथ तापमान गिरता है।

समताप मंडल - क्षोभमंडल से शुरू होकर 50 से 55 किलोमीटर की ऊंचाई पर समाप्त होता है। यहां तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है। वायुमंडल के इस हिस्से में व्यावहारिक रूप से कोई जल वाष्प नहीं है, लेकिन इसमें ओजोन परत है। कभी-कभी कोई "नाकदार" बादलों के गठन को नोटिस कर सकता है, जिसे केवल रात में ही देखा जा सकता है - ऐसा माना जाता है कि वे अत्यधिक संघनित पानी की बूंदों द्वारा दर्शाए जाते हैं।

मेसोस्फीयर - 80 किलोमीटर तक फैला है। इस परत में, आप ऊपर जाने पर तापमान में तेज गिरावट देख सकते हैं। यहाँ अशांति भी अत्यधिक विकसित है। वैसे, तथाकथित "रात के बादल" मेसोस्फीयर में बनते हैं, जिसमें छोटे बर्फ के क्रिस्टल होते हैं - आप उन्हें केवल रात में ही देख सकते हैं। यह दिलचस्प है कि मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर व्यावहारिक रूप से कोई हवा नहीं है - यह पृथ्वी की सतह के मुकाबले 200 गुना कम है।

थर्मोस्फीयर पृथ्वी के गैस लिफाफे की ऊपरी परत है, जिसमें यह आयनोस्फीयर और एक्सोस्फीयर के बीच अंतर करने की प्रथा है। दिलचस्प बात यह है कि यहां का तापमान ऊंचाई के साथ बहुत तेजी से बढ़ता है - पृथ्वी की सतह से 800 किलोमीटर की ऊंचाई पर, यह 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक है। आयनोस्फीयर अत्यधिक तरलीकृत हवा और सक्रिय आयनों की एक विशाल सामग्री की विशेषता है। एक्सोस्फीयर के लिए, वायुमंडल का यह हिस्सा आसानी से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में चला जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि थर्मोस्फीयर में हवा नहीं होती है।

आप देख सकते हैं कि पृथ्वी का वायुमंडल हमारे ग्रह का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो जीवन के उद्भव में एक निर्णायक कारक बना हुआ है। यह महत्वपूर्ण गतिविधि प्रदान करता है, जलमंडल (ग्रह के पानी के आवरण) के अस्तित्व का समर्थन करता है और पराबैंगनी विकिरण से बचाता है।

पृथ्वी की रचना। वायु

वायु विभिन्न गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण है जो पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण करती है। जीवित जीवों के सांस लेने के लिए हवा आवश्यक है और उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

तथ्य यह है कि हवा सिर्फ एक मिश्रण है, न कि एक सजातीय पदार्थ, स्कॉटिश वैज्ञानिक जोसेफ ब्लैक के प्रयोगों के दौरान साबित हुआ था। उनमें से एक के दौरान, वैज्ञानिक ने पाया कि जब सफेद मैग्नीशिया (मैग्नीशियम कार्बोनेट) को गर्म किया जाता है, तो "बाध्य हवा" निकलती है, यानी कार्बन डाइऑक्साइड और जली हुई मैग्नीशिया (मैग्नीशियम ऑक्साइड) बनती है। दूसरी ओर, जब चूना पत्थर को शांत किया जाता है, तो "बाध्य हवा" को हटा दिया जाता है। इन प्रयोगों के आधार पर, वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला कि कार्बन डाइऑक्साइड और कास्टिक क्षार के बीच का अंतर यह है कि पूर्व में कार्बन डाइऑक्साइड होता है, जो हवा के घटक भागों में से एक है। आज हम जानते हैं कि कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, पृथ्वी की वायु की संरचना में शामिल हैं:

तालिका में इंगित पृथ्वी के वायुमंडल में गैसों का अनुपात इसकी निचली परतों के लिए विशिष्ट है, 120 किमी की ऊँचाई तक। इन क्षेत्रों में एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय संरचना क्षेत्र है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। होमोस्फीयर के ऊपर हेट्रोस्फीयर है, जो गैस के अणुओं के परमाणुओं और आयनों में अपघटन की विशेषता है। क्षेत्रों को एक दूसरे से टर्बोपॉज़ द्वारा अलग किया जाता है।

वह रासायनिक अभिक्रिया जिसमें अणु सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं, फोटोडिसोसिएशन कहलाते हैं। जब आणविक ऑक्सीजन का क्षय होता है, तो परमाणु ऑक्सीजन का निर्माण होता है, जो कि 200 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर वातावरण में मुख्य गैस है। 1200 किमी की ऊंचाई पर, हाइड्रोजन और हीलियम, जो सबसे हल्की गैसें हैं, प्रबल होने लगती हैं।

चूंकि वायु का अधिकांश भाग 3 निचली वायुमंडलीय परतों में केंद्रित है, इसलिए 100 किमी से अधिक की ऊंचाई पर वायु संरचना में परिवर्तन का वातावरण की सामान्य संरचना पर ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है।

नाइट्रोजन सबसे प्रचुर मात्रा में गैस है, जो पृथ्वी की वायु मात्रा के तीन-चौथाई से अधिक के लिए जिम्मेदार है। आधुनिक नाइट्रोजन का निर्माण आणविक ऑक्सीजन के साथ प्रारंभिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के दौरान हुआ था, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनता है। वर्तमान में, नाइट्रोजन की एक छोटी मात्रा denitrification के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है - नाइट्रेट्स को नाइट्राइट में कम करने की प्रक्रिया, इसके बाद गैसीय ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन का निर्माण होता है, जो एनारोबिक प्रोकैरियोट्स द्वारा निर्मित होता है। ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान नाइट्रोजन का एक हिस्सा वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

ऊपरी वायुमंडल में, ओजोन की भागीदारी के साथ विद्युत निर्वहन के संपर्क में आने पर, आणविक नाइट्रोजन नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाती है:

एन 2 + ओ 2 → 2NO

सामान्य परिस्थितियों में, मोनोऑक्साइड तुरंत नाइट्रस ऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2NO + O 2 → 2N 2 O

पृथ्वी के वायुमंडल में नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व है। नाइट्रोजन प्रोटीन का एक हिस्सा है, पौधों को खनिज पोषण प्रदान करता है। यह जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करता है, ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में दूसरी सबसे आम गैस ऑक्सीजन है। इस गैस का निर्माण पौधों और जीवाणुओं की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि से जुड़ा है। और जितने अधिक विविध और असंख्य प्रकाश संश्लेषक जीव बनते गए, वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री की प्रक्रिया उतनी ही महत्वपूर्ण होती गई। मेंटल के डीगैसिंग के दौरान थोड़ी मात्रा में भारी ऑक्सीजन निकलती है।

क्षोभमंडल और समताप मंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी सौर विकिरण (इसे hν के रूप में निरूपित करें) के प्रभाव में, ओजोन बनता है:

ओ 2 + एचν → 2 ओ

उसी पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के परिणामस्वरूप, ओजोन विघटित होता है:

3 + एचν → 2 +

3 + ओ → 2О 2

पहली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, दूसरी आणविक ऑक्सीजन के परिणामस्वरूप, परमाणु ऑक्सीजन का निर्माण होता है। 1930 में उनकी खोज करने वाले ब्रिटिश वैज्ञानिक सिडनी चैपमैन के नाम पर सभी 4 प्रतिक्रियाओं को "चैपमैन मैकेनिज्म" कहा जाता है।

ऑक्सीजन का उपयोग जीवों के श्वसन के लिए किया जाता है। इसकी मदद से ऑक्सीकरण और दहन प्रक्रियाएं होती हैं।

ओजोन जीवित जीवों को पराबैंगनी विकिरण से बचाने का कार्य करता है, जो अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन का कारण बनता है। तथाकथित के भीतर निचले समताप मंडल में ओजोन की उच्चतम सांद्रता देखी जाती है। ओजोन परत या ओजोन स्क्रीन, 22-25 किमी की ऊंचाई पर पड़ी है। ओजोन सामग्री कम है: सामान्य दबाव में, पृथ्वी के वायुमंडल में सभी ओजोन केवल 2.91 मिमी मोटी परत पर कब्जा कर लेंगे।

वायुमंडल में तीसरी सबसे आम गैस, आर्गन, साथ ही नियॉन, हीलियम, क्रिप्टन और क्सीनन का निर्माण ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से जुड़ा है।

विशेष रूप से, हीलियम यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (इन प्रतिक्रियाओं में, α- कण हीलियम नाभिक है, जो ऊर्जा हानि की प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को पकड़ लेता है और 4 He हो जाता है)।

पोटेशियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक के क्षय के दौरान आर्गन बनता है: 40 K → 40 Ar + ।

नियॉन आग्नेय चट्टानों से बच निकलता है।

क्रिप्टन यूरेनियम (235 यू और 238 यू) और थोरियम थ के अंतिम क्षय उत्पाद के रूप में बनता है।

वायुमंडलीय क्रिप्टन का बड़ा हिस्सा पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में एक अभूतपूर्व रूप से कम आधे जीवन के साथ ट्रांसयूरानिक तत्वों के क्षय के परिणामस्वरूप या अंतरिक्ष से आया था, जिसकी क्रिप्टन सामग्री पृथ्वी की तुलना में दस मिलियन गुना अधिक है।

क्सीनन यूरेनियम के विखंडन का परिणाम है, लेकिन इस गैस का बड़ा हिस्सा पृथ्वी के गठन के शुरुआती चरणों से, प्राथमिक वातावरण से बना हुआ है।

कार्बन डाइऑक्साइड ज्वालामुखी विस्फोट के परिणामस्वरूप और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की प्रक्रिया में वातावरण में प्रवेश करती है। पृथ्वी के मध्य अक्षांशों के वातावरण में इसकी सामग्री ऋतुओं के आधार पर बहुत भिन्न होती है: सर्दियों में, CO2 की मात्रा बढ़ जाती है, और गर्मियों में यह घट जाती है। यह उतार-चढ़ाव पौधों की गतिविधि से जुड़ा है जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं।

सौर विकिरण द्वारा जल के अपघटन से हाइड्रोजन का निर्माण होता है। लेकिन, वातावरण बनाने वाली गैसों में सबसे हल्की होने के कारण, यह लगातार बाहरी अंतरिक्ष में वाष्पित हो जाती है, और इसलिए वातावरण में इसकी सामग्री बहुत कम होती है।

जल वाष्प झीलों, नदियों, समुद्रों और भूमि की सतह से पानी के वाष्पीकरण का परिणाम है।

जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़कर निचले वायुमंडल में मुख्य गैसों की सांद्रता स्थिर है। वायुमंडल में कम मात्रा में सल्फर ऑक्साइड SO 2, अमोनिया NH 3, कार्बन मोनोऑक्साइड CO, ओजोन O 3, हाइड्रोजन क्लोराइड HCl, हाइड्रोजन फ्लोराइड HF, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड NO, हाइड्रोकार्बन, पारा वाष्प Hg, आयोडीन I 2 और कई अन्य होते हैं। क्षोभमंडल की निचली वायुमंडलीय परत में हमेशा बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में पार्टिकुलेट मैटर के स्रोत ज्वालामुखी विस्फोट, पौधों से पराग, सूक्ष्मजीव और हाल ही में मानवीय गतिविधियाँ हैं, उदाहरण के लिए, उत्पादन के दौरान जीवाश्म ईंधन का दहन। धूल के सबसे छोटे कण, जो संघनन के केंद्रक हैं, कोहरे और बादलों के निर्माण का कारण बनते हैं। वायुमंडल में लगातार मौजूद ठोस कणों के बिना, पृथ्वी पर वर्षा नहीं होगी।

- पृथ्वी के वायु कवच, पृथ्वी के साथ घूमते हुए। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पारंपरिक रूप से 150-200 किमी की ऊंचाई पर खींची जाती है। निचली सीमा पृथ्वी की सतह है।

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। सतही वायु परत में इसकी अधिकांश मात्रा नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) है। इसके अलावा, हवा में अक्रिय गैसें (आर्गन, हीलियम, नियॉन, आदि), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03), जल वाष्प और विभिन्न ठोस कण (धूल, कालिख, नमक क्रिस्टल) होते हैं।

हवा रंगहीन है, और आकाश के रंग को प्रकाश तरंगों के प्रकीर्णन की ख़ासियत से समझाया गया है।

वायुमंडल में कई परतें होती हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर।

वायु की निचली सतह परत कहलाती है क्षोभ मंडल।विभिन्न अक्षांशों पर इसकी मोटाई समान नहीं होती है। क्षोभमंडल ग्रह के आकार को दोहराता है और पृथ्वी के साथ, अक्षीय घूर्णन में भाग लेता है। भूमध्य रेखा पर वायुमंडल की मोटाई 10 से 20 किमी तक होती है। यह भूमध्य रेखा पर अधिक और ध्रुवों पर कम होता है। क्षोभमंडल को अधिकतम वायु घनत्व की विशेषता है, पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का 4/5 इसमें केंद्रित है। क्षोभमंडल मौसम की स्थिति को निर्धारित करता है: यहां विभिन्न वायु द्रव्यमान बनते हैं, बादल बनते हैं और वर्षा होती है, एक तीव्र क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर वायु गति होती है।

क्षोभमंडल के ऊपर, 50 किमी की ऊंचाई तक, है समताप मंडलयह कम वायु घनत्व की विशेषता है, इसमें जल वाष्प नहीं है। समताप मंडल के निचले भाग में लगभग 25 किमी की ऊँचाई पर। एक "ओजोन स्क्रीन" है - ओजोन की बढ़ी हुई सांद्रता के साथ वातावरण की एक परत, जो पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है, जो जीवों के लिए घातक है।

50 से 80-90 किमी की ऊंचाई पर फैला मध्यमंडलऊंचाई बढ़ने के साथ, औसत ऊर्ध्वाधर ढाल (0.25-0.3) ° / 100 मीटर के साथ तापमान कम हो जाता है, और वायु घनत्व कम हो जाता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। वायुमंडल की चमक जटिल प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण होती है जिसमें रेडिकल, कंपन से उत्साहित अणु शामिल होते हैं।

बाह्य वायुमंडल 80-90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहां वायु घनत्व न्यूनतम है, वायु आयनीकरण की डिग्री बहुत अधिक है। तापमान सूर्य की गतिविधि के आधार पर बदलता है। बड़ी संख्या में आवेशित कणों के कारण यहाँ अरोरा और चुंबकीय तूफान देखे जाते हैं।

पृथ्वी की प्रकृति के लिए वायुमंडल का बहुत महत्व है।ऑक्सीजन के बिना जीवों का सांस लेना असंभव है। इसकी ओजोन परत सभी जीवित चीजों को हानिकारक पराबैंगनी किरणों से बचाती है। वातावरण तापमान में उतार-चढ़ाव को सुचारू करता है: पृथ्वी की सतह रात में अधिक ठंडी नहीं होती है और दिन के दौरान ज़्यादा गरम नहीं होती है। वायुमंडलीय हवा की घनी परतों में, ग्रह की सतह पर पहुंचने से पहले, उल्कापिंड कांटों से जलते हैं।

वायुमंडल पृथ्वी के सभी कोशों के साथ परस्पर क्रिया करता है। इसकी मदद से समुद्र और जमीन के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है। वायुमंडल के बिना, बादल, वर्षा, हवाएँ नहीं होंगी।

मानव आर्थिक गतिविधि का वातावरण पर महत्वपूर्ण प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। वायु प्रदूषण होता है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ 2) की सांद्रता में वृद्धि होती है। और यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है और "ग्रीनहाउस प्रभाव" को बढ़ाता है। औद्योगिक और परिवहन कचरे के कारण पृथ्वी की ओजोन परत नष्ट हो रही है।

वातावरण को सुरक्षा की जरूरत है। विकसित देशों में, वायुमंडलीय वायु को प्रदूषण से बचाने के लिए कई उपाय किए जा रहे हैं।

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पृथ्वी की सतह को बदलना। हवा की गतिविधि, जो लंबी दूरी पर चट्टानों के छोटे अंशों को ले जाती थी, कम महत्व की नहीं थी। तापमान में उतार-चढ़ाव और अन्य वायुमंडलीय कारकों ने चट्टानों के विनाश को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया। इसके साथ ही, ए पृथ्वी की सतह को उल्कापिंडों के गिरने की विनाशकारी क्रिया से बचाता है, जिनमें से अधिकांश वायुमंडल की घनी परतों में प्रवेश करते समय जल जाते हैं।

जीवित जीवों की गतिविधि, जिसका ए के विकास पर एक मजबूत प्रभाव पड़ा है, स्वयं काफी हद तक वायुमंडलीय स्थितियों पर निर्भर करता है। A. सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को फँसाता है, जिसका कई जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग जानवरों और पौधों द्वारा श्वसन की प्रक्रिया में, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड - पौधों के पोषण की प्रक्रिया में किया जाता है। जलवायु कारक, विशेष रूप से थर्मल और आर्द्रीकरण शासन, स्वास्थ्य और मानव गतिविधियों को प्रभावित करते हैं। कृषि विशेष रूप से जलवायु परिस्थितियों पर निर्भर है। बदले में, मानव गतिविधि ए की संरचना और जलवायु शासन पर लगातार बढ़ते प्रभाव डालती है।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल और संबंधित शब्दावली में लंबवत तापमान वितरण।

कई प्रेक्षणों से पता चलता है कि ए में स्पष्ट रूप से व्यक्त स्तरित संरचना है (चित्र देखें)। ए की स्तरित संरचना की मुख्य विशेषताएं मुख्य रूप से तापमान के ऊर्ध्वाधर वितरण की विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं। अफ्रीका के सबसे निचले हिस्से में, क्षोभमंडल, जहां तीव्र अशांत मिश्रण देखा जाता है (वायुमंडल और जलमंडल में अशांति देखें), बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान कम हो जाता है, और ऊर्ध्वाधर के साथ तापमान में कमी औसतन 6 ° प्रति किमी है। क्षोभमंडल की ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों पर 8-10 किमी से लेकर भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी तक होती है। इस तथ्य के कारण कि ऊंचाई के साथ वायु घनत्व तेजी से घटता है, कुल द्रव्यमान ए का लगभग 80% क्षोभमंडल में केंद्रित है। क्षोभमंडल के ऊपर, एक संक्रमण परत है - 190-220 के तापमान के साथ ट्रोपोपॉज़, जिसके ऊपर समताप मंडल शुरू होता है। समताप मंडल के निचले हिस्से में, ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है, और तापमान लगभग 25 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है - तथाकथित। समतापी क्षेत्र(निचला समताप मंडल); जितना अधिक तापमान बढ़ना शुरू होता है - उलटा क्षेत्र (ऊपरी समताप मंडल)। लगभग 55 किमी की ऊँचाई पर स्थित स्ट्रैटोपॉज़ के स्तर पर तापमान अधिकतम ~ 270 K तक पहुँच जाता है। 55 से 80 किमी की ऊंचाई पर स्थित परत ए, जहां तापमान फिर से ऊंचाई के साथ घटता है, को मेसोस्फीयर का नाम मिला है। इसके ऊपर एक संक्रमणकालीन परत है - मेसोपॉज़, जिसके ऊपर थर्मोस्फीयर स्थित है, जहाँ तापमान, ऊँचाई के साथ बढ़ता हुआ, बहुत अधिक मूल्यों (1000 K से अधिक) तक पहुँच जाता है। इससे भी ऊंचा (~ 1000 किमी और अधिक की ऊंचाई पर) एक्सोस्फीयर है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में बिखरी हुई हैं, और जहां धमनी से अंतःविषय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है। आमतौर पर, क्षोभमंडल के ऊपर स्थित A. की सभी परतों को ऊपरी कहा जाता है, हालांकि कभी-कभी A की निचली परतों में समताप मंडल या उसका निचला भाग भी शामिल होता है।

ए (तापमान, दबाव, घनत्व) के सभी संरचनात्मक पैरामीटर महत्वपूर्ण स्थानिक परिवर्तनशीलता (अक्षांशीय, वार्षिक, मौसमी, दैनिक, आदि) प्रदर्शित करते हैं। इसलिए, अंजीर में डेटा। केवल वातावरण की औसत स्थिति को दर्शाता है।

वायुमंडल की संरचना का आरेख:
1 - समुद्र का स्तर; 2 - पृथ्वी का उच्चतम बिंदु - चोमोलुंगमा (एवरेस्ट), 8848 मीटर; 3 - अच्छे मौसम के मेघपुंज बादल; 4 - शक्तिशाली मेघपुंज बादल; 5 - बौछार (तूफान) बादल; 6 - स्ट्रैटस बादल; 7 - सिरस के बादल; 8 - हवाई जहाज; 9 - अधिकतम ओजोन सांद्रता की परत; 10 - नैसर्गिक बादल; 11 - समताप मंडल का गुब्बारा; 12 - रेडियोसोंडे; 1З - उल्का; 14 - निशाचर बादल; 15 - ध्रुवीय रोशनी; 16 - अमेरिकी ख -15 मिसाइल विमान; 17, 18, 19 - रेडियो तरंगें आयनित परतों से परावर्तित होकर पृथ्वी पर लौटती हैं; 20 - एक ध्वनि तरंग, एक गर्म परत से परावर्तित होकर पृथ्वी पर लौटती है; 21 - पहला सोवियत कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह; 22 - अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल; 23 - भूभौतिकीय अनुसंधान रॉकेट; 24 - मौसम संबंधी उपग्रह; 25 - अंतरिक्ष यान सोयुज -4 और सोयुज -5; 26 - अंतरिक्ष रॉकेट वायुमंडल से बाहर निकलते हैं, साथ ही एक रेडियो तरंग जो आयनित परतों में प्रवेश करती है और वायुमंडल को छोड़ती है; 27, 28 - एच और वह परमाणुओं का अपव्यय (त्वरण); 29 - सौर प्रोटॉन पी का प्रक्षेपवक्र; 30 - पराबैंगनी किरणों का प्रवेश (तरंग दैर्ध्य l> 2000 और l< 900).

वायुमंडल की स्तरित संरचना में कई अन्य विविध अभिव्यक्तियाँ हैं। ए की रासायनिक संरचना ऊंचाई में विषम है। यदि, 90 किमी तक की ऊंचाई पर, जहां वातावरण का गहन मिश्रण मौजूद है, वायुमंडल के स्थिर घटकों की सापेक्ष संरचना व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहती है (वायुमंडल की इस पूरी मोटाई को कहा जाता है) होमोस्फीयर), फिर 90 किमी से ऊपर, इंच हेटरोस्फीयर- सूर्य से पराबैंगनी विकिरण द्वारा वायुमंडलीय गैसों के अणुओं के पृथक्करण के प्रभाव में, वातावरण की रासायनिक संरचना में एक मजबूत परिवर्तन ऊंचाई के साथ होता है। ए के इस हिस्से की विशिष्ट विशेषताएं ओजोन की परतें और वातावरण की उचित चमक हैं। एक जटिल स्तरित संरचना वायुमंडलीय एरोसोल की विशेषता है - अफ्रीका में निलंबित स्थलीय और ब्रह्मांडीय मूल के ठोस कण। सबसे आम एरोसोल परतें ट्रोपोपॉज़ के नीचे और लगभग 20 किमी की ऊँचाई पर होती हैं। वायुमंडल में इलेक्ट्रॉनों और आयनों का ऊर्ध्वाधर वितरण स्तरित है, जो आयनमंडल के डी-, ई- और एफ-परतों के अस्तित्व में व्यक्त किया गया है।

वातावरण रचना

सबसे वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों में से एक वायुमंडलीय एरोसोल है - वायुजनित कण जो आकार में कई एनएम से लेकर कई दसियों माइक्रोन तक होते हैं, जो जल वाष्प के संघनन के दौरान बनते हैं और औद्योगिक प्रदूषण, ज्वालामुखी विस्फोट, और के परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह से वातावरण में प्रवेश करते हैं। अंतरिक्ष से भी। एरोसोल क्षोभमंडल और ए की ऊपरी परतों दोनों में देखा जाता है। एरोसोल सांद्रता ऊंचाई के साथ तेजी से घटती है, लेकिन यह पाठ्यक्रम एरोसोल परतों के अस्तित्व से जुड़े कई माध्यमिक मैक्सिमा पर आरोपित है।

ऊपरी वातावरण

20-30 किमी से ऊपर, ए के अणु, पृथक्करण के परिणामस्वरूप, एक डिग्री या किसी अन्य तक परमाणुओं में टूट जाते हैं, और मुक्त परमाणु और नए अधिक जटिल अणु ए में दिखाई देते हैं। आयनीकरण प्रक्रिया कुछ अधिक हो जाती है।

सबसे अस्थिर क्षेत्र हेट्रोस्फीयर है, जहां आयनीकरण और पृथक्करण की प्रक्रियाएं कई फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं को जन्म देती हैं जो ऊंचाई के साथ हवा की संरचना में परिवर्तन को निर्धारित करती हैं। यहाँ, गैसों का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण भी होता है, जो ऊँचाई बढ़ने पर हल्की गैसों के साथ वातावरण के क्रमिक संवर्धन में व्यक्त होता है। रॉकेट मापन के अनुसार, तटस्थ गैसों - आर्गन और नाइट्रोजन - का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण 105-110 किमी से ऊपर देखा जाता है। 100-210 किमी परत में नाइट्रोजन के मुख्य घटक आणविक नाइट्रोजन, आणविक ऑक्सीजन और परमाणु ऑक्सीजन हैं (210 किमी के स्तर पर उत्तरार्द्ध की एकाग्रता आणविक नाइट्रोजन की एकाग्रता का 77 ± 20% तक पहुंचती है)।

थर्मोस्फीयर के ऊपरी हिस्से में मुख्य रूप से परमाणु ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। 500 किमी की ऊँचाई पर, आणविक ऑक्सीजन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, लेकिन आणविक नाइट्रोजन, जिसकी सापेक्षिक सांद्रता बहुत कम हो जाती है, अभी भी परमाणु पर हावी है।

थर्मोस्फीयर में, ज्वारीय आंदोलनों (ईबीबी और प्रवाह देखें), गुरुत्वाकर्षण तरंगों, फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं, कणों के मुक्त पथ में वृद्धि, और अन्य कारकों द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। 200-700 किमी की ऊंचाई पर उपग्रहों के मंदी के अवलोकन के परिणामों ने निष्कर्ष निकाला कि घनत्व, तापमान और सौर गतिविधि के बीच एक संबंध है, जो कि दैनिक, अर्ध-वार्षिक और वार्षिक के अस्तित्व से जुड़ा हुआ है। संरचनात्मक मापदंडों की विविधता। यह संभव है कि दैनिक भिन्नताएँ मुख्यतः वायुमंडलीय ज्वार के कारण हों। सौर ज्वालाओं की अवधि के दौरान, कम अक्षांशों में 200 किमी की ऊंचाई पर तापमान 1700-1900 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

600 किमी से ऊपर, हीलियम प्रमुख घटक बन जाता है, और इससे भी अधिक, 2-20 हजार किमी की ऊंचाई पर, पृथ्वी का हाइड्रोजन कोरोना फैलता है। इन ऊँचाई पर, पृथ्वी आवेशित कणों के एक खोल से घिरी होती है, जिसका तापमान कई दसियों हज़ार डिग्री तक पहुँच जाता है। पृथ्वी की भीतरी और बाहरी विकिरण पेटियाँ यहाँ स्थित हैं। आंतरिक बेल्ट, मुख्य रूप से सैकड़ों MeV की ऊर्जा वाले प्रोटॉन से भरी हुई है, भूमध्य रेखा से 35-40 ° तक अक्षांशों पर 500-1600 किमी की ऊंचाई तक सीमित है। बाहरी बेल्ट में सैकड़ों केवी के क्रम की ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। बाहरी बेल्ट के पीछे "सबसे बाहरी बेल्ट" होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एकाग्रता और प्रवाह बहुत अधिक होता है। आर्कटिक की ऊपरी परतों में सौर कणिका विकिरण (सौर पवन) के आक्रमण से औरोरा उत्पन्न होता है। सौर कोरोना के इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉनों द्वारा ऊपरी वायुमंडल की इस बमबारी के प्रभाव में, वातावरण की उचित चमक भी उत्तेजित होती है, जिसे पहले कहा जाता था रात के आसमान की चमक... जब सौर हवा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से संपर्क करती है, तो एक क्षेत्र बनाया जाता है, जिसे नाम मिला। पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर, जहां सौर प्लाज्मा धाराएं प्रवेश नहीं करती हैं।

आर्मेनिया की ऊपरी परतों को तेज हवाओं के अस्तित्व की विशेषता है, जिसकी गति 100-200 मीटर / सेकंड तक पहुंच जाती है। क्षोभमंडल, मध्यमंडल और निचले थर्मोस्फीयर के भीतर हवा की गति और दिशा अंतरिक्ष और समय में अत्यधिक परिवर्तनशील है। यद्यपि आर्कटिक की ऊपरी परतों का द्रव्यमान निचली परतों के द्रव्यमान की तुलना में महत्वहीन है, और उच्च परतों में वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की ऊर्जा तुलनात्मक रूप से छोटी है, जाहिरा तौर पर आर्कटिक की उच्च परतों का कुछ प्रभाव है। क्षोभमंडल में मौसम और जलवायु।

वातावरण का विकिरण, ऊष्मा और जल संतुलन

आर्मेनिया में विकसित होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। आर्मेनिया में विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित है। ग्रीनहाउस प्रभाव: ए। कमजोर रूप से लघु-तरंग सौर विकिरण को अवशोषित करता है (इसमें से अधिकांश पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है), लेकिन पृथ्वी की सतह से लंबी-तरंग (पूरी तरह से अवरक्त) थर्मल विकिरण में देरी करता है, जो पृथ्वी के अंतरिक्ष में गर्मी हस्तांतरण को काफी कम कर देता है और उसका तापमान बढ़ा देता है।

अफ्रीका में आने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से अफ्रीका में अवशोषित होता है, मुख्य रूप से जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा, और एरोसोल कणों और ए के घनत्व में उतार-चढ़ाव द्वारा बिखरा हुआ है। विकिरण ऊर्जा के प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप सूर्य, न केवल प्रत्यक्ष सौर विकिरण, बल्कि बिखरे हुए सौर विकिरण भी आर्मेनिया में देखे जाते हैं। विकिरण, एक साथ वे कुल विकिरण बनाते हैं। पृथ्वी की सतह पर पहुँचकर कुल विकिरण आंशिक रूप से इससे परावर्तित होता है। परावर्तित विकिरण की मात्रा अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता से निर्धारित होती है, तथाकथित। अलबेडो अवशोषित विकिरण के कारण, पृथ्वी की सतह गर्म हो जाती है और अपने स्वयं के दीर्घ-तरंग विकिरण का स्रोत बन जाती है, जो A. जावक विकिरण की ओर निर्देशित होती है)। पृथ्वी की सतह और ए के बीच तर्कसंगत गर्मी विनिमय प्रभावी विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है - पृथ्वी की सतह के आंतरिक विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित काउंटर-विकिरण ए के बीच का अंतर। पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित शॉर्ट-वेव विकिरण और प्रभावी के बीच का अंतर विकिरण को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

पृथ्वी की सतह पर और तोपखाने में अवशोषित होने के बाद सौर विकिरण ऊर्जा के परिवर्तन पृथ्वी के ताप संतुलन का निर्माण करते हैं। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है, जो अधिकांश सौर विकिरण को अवशोषित करती है। चूंकि ए में सौर विकिरण का अवशोषण लंबी तरंग विकिरण द्वारा ए से विश्व अंतरिक्ष में गर्मी के नुकसान से कम है, इसलिए विकिरण गर्मी की खपत पृथ्वी की सतह से ए के रूप में गर्मी के प्रवाह से भर जाती है। अशांत गर्मी विनिमय और ए में जल वाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप गर्मी का आगमन। अंतिम के बाद से पूरे आर्कटिक में संघनन की मात्रा गिरने वाली वर्षा की मात्रा के बराबर होती है और पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण की मात्रा के बराबर होती है; आर्कटिक में संघनन गर्मी का आगमन संख्यात्मक रूप से पृथ्वी की सतह पर वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत के बराबर है (जल संतुलन भी देखें)।

सौर विकिरण की कुछ ऊर्जा ए के सामान्य परिसंचरण को बनाए रखने और अन्य वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर खर्च की जाती है, लेकिन गर्मी संतुलन के मुख्य घटकों की तुलना में यह हिस्सा महत्वहीन है।

वायु संचलन

वायुमंडलीय हवा की महान गतिशीलता के कारण, अटलांटिक के सभी ऊंचाई पर हवाएं देखी जाती हैं। वायु की गति कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से मुख्य विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में A. का असमान तापन है।

विशेष रूप से पृथ्वी की सतह पर बड़े तापमान के अंतर भूमध्य रेखा और ध्रुवों के बीच विभिन्न अक्षांशों पर सौर ऊर्जा के आगमन में अंतर के कारण मौजूद हैं। इसके साथ ही तापमान का वितरण महाद्वीपों और महासागरों की स्थिति से प्रभावित होता है। समुद्र के पानी की उच्च ताप क्षमता और तापीय चालकता के कारण, महासागर पूरे वर्ष सौर विकिरण के आगमन में परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले तापमान में उतार-चढ़ाव को काफी कमजोर कर देते हैं। इस संबंध में, समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में, महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में गर्मियों में काफी कम और सर्दियों में अधिक होता है।

वायुमंडल का असमान ताप बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की एक प्रणाली के विकास में योगदान देता है - तथाकथित। वायुमंडल का सामान्य संचलन, जो आर्मेनिया में गर्मी का एक क्षैतिज हस्तांतरण बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग क्षेत्रों में वायुमंडलीय हवा के ताप में अंतर काफ़ी हद तक सुचारू हो जाता है। इसके अलावा, सामान्य परिसंचरण अफ्रीका में नमी परिसंचरण करता है, जिसके दौरान जल वाष्प को महासागरों से भूमि पर ले जाया जाता है और महाद्वीपों को आर्द्र किया जाता है। सामान्य परिसंचरण तंत्र में वायु की गति का वायुमंडलीय दबाव के वितरण से गहरा संबंध है और यह पृथ्वी के घूर्णन पर भी निर्भर करता है (देखें कोरिओलिस बल)। समुद्र के स्तर पर, दबाव वितरण भूमध्य रेखा के पास कमी, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव बेल्ट) में वृद्धि और समशीतोष्ण 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।

वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली ग्रहों के दबाव वितरण से जुड़ी है, उनमें से कुछ अपेक्षाकृत स्थिर हैं, जबकि अन्य अंतरिक्ष और समय में लगातार बदल रहे हैं। स्थिर वायु धाराओं में व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं, जो दोनों गोलार्धों के उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों से भूमध्य रेखा तक निर्देशित होती हैं। मानसून भी अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं - हवा की धाराएं जो समुद्र और मुख्य भूमि के बीच उत्पन्न होती हैं और एक मौसमी चरित्र रखती हैं। समशीतोष्ण अक्षांशों में, वायु धाराएँ पश्चिमी दिशा (पश्चिम से पूर्व की ओर) में प्रबल होती हैं। इन धाराओं में बड़े एडीज - चक्रवात और प्रतिचक्रवात शामिल हैं, जो आमतौर पर सैकड़ों और हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में भी चक्रवात देखे जाते हैं, जहां वे छोटे होते हैं, लेकिन विशेष रूप से उच्च हवा की गति, अक्सर एक तूफान (तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवात) के बल तक पहुंचते हैं। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, अपेक्षाकृत संकीर्ण (सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी) जेट धाराएँ होती हैं जिनमें तीव्र रूप से चित्रित सीमाएँ होती हैं, जिसके भीतर हवा भारी गति तक पहुँचती है - 100-150 मीटर / सेकंड तक। टिप्पणियों से पता चलता है कि समताप मंडल के निचले हिस्से में वायुमंडलीय परिसंचरण की विशेषताएं क्षोभमंडल में प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

समताप मंडल के ऊपरी आधे भाग में, जहाँ तापमान ऊँचाई के साथ बढ़ता है, हवा की गति ऊँचाई के साथ बढ़ती है, गर्मियों में पूर्वी हवाएँ और सर्दियों में पश्चिमी हवाएँ हावी होती हैं। यहां परिसंचरण समताप मंडलीय ताप स्रोत द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसका अस्तित्व ओजोन द्वारा पराबैंगनी सौर विकिरण के तीव्र अवशोषण से जुड़ा है।

समशीतोष्ण अक्षांशों में मेसोस्फीयर के निचले हिस्से में, सर्दियों के पश्चिमी परिवहन की गति अधिकतम मूल्यों तक बढ़ जाती है - लगभग 80 मीटर / सेकंड, और गर्मियों में पूर्वी परिवहन - लगभग 70 किमी के स्तर पर 60 मीटर / सेकंड तक। . हाल के अध्ययनों ने स्पष्ट रूप से दिखाया है कि मेसोस्फीयर में तापमान क्षेत्र की विशेषताओं को केवल विकिरण कारकों के प्रभाव से नहीं समझाया जा सकता है। गतिशील कारक प्रमुख महत्व के हैं (विशेष रूप से, हवा को कम या ऊपर उठाने पर गर्म करना या ठंडा करना), साथ ही फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, परमाणु ऑक्सीजन पुनर्संयोजन) के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले गर्मी स्रोत संभव हैं।

मेसोपॉज (थर्मोस्फीयर में) की ठंडी परत के ऊपर, हवा का तापमान ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ने लगता है। कई मायनों में, ए का यह क्षेत्र समताप मंडल के निचले आधे हिस्से के समान है। संभवतः, थर्मोस्फीयर के निचले हिस्से में परिसंचरण मेसोस्फीयर में प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, और थर्मोस्फीयर की ऊपरी परतों की गतिशीलता यहां सौर विकिरण के अवशोषण के कारण होती है। हालांकि, इन ऊंचाई पर वायुमंडलीय आंदोलनों का अध्ययन उनकी काफी जटिलता के कारण मुश्किल है। थर्मोस्फीयर में ज्वारीय आंदोलनों (मुख्य रूप से सौर अर्ध-दैनिक और दैनिक ज्वार) का बहुत महत्व है, जिसके प्रभाव में 80 किमी से अधिक की ऊंचाई पर हवा की गति 100-120 मीटर / सेकंड तक पहुंच सकती है। वायुमंडलीय ज्वार की एक विशिष्ट विशेषता अक्षांश, मौसम, ऊंचाई और दिन के समय के आधार पर उनकी मजबूत परिवर्तनशीलता है। थर्मोस्फीयर में, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव के कारण ऊंचाई (मुख्य रूप से 100 किमी के स्तर के करीब) के साथ हवा की गति में भी महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। 100-110 किमी t की ऊंचाई सीमा में स्थित है। टर्बोपॉज़ तीव्र अशांत मिश्रण के क्षेत्र से ऊपर स्थित क्षेत्र को तेजी से अलग करता है।

बड़े पैमाने पर वायु धाराओं के साथ, वातावरण की निचली परतों (हवा, बोरा, पर्वत-घाटी हवाओं, आदि; स्थानीय हवाएं देखें) में कई स्थानीय वायु परिसंचरण देखे जाते हैं। सभी वायु धाराओं में, हवा के स्पंदन आमतौर पर देखे जाते हैं, जो मध्यम और छोटे वायु भंवरों की गति के अनुरूप होते हैं। इस तरह के स्पंदन वायुमंडलीय अशांति से जुड़े होते हैं, जो कई वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।

जलवायु और मौसम

पृथ्वी की सतह के विभिन्न अक्षांशों पर पहुंचने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर, और महासागरों, महाद्वीपों और सबसे बड़ी पर्वत प्रणालियों के वितरण सहित इसकी संरचना की जटिलता, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करती है (जलवायु देखें)।

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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 की ऊंचाई तक देखे जा सकते हैं। A. का असमान घनत्व 50 5 है, इसका द्रव्यमान 5 किमी तक, 75% 10 किमी तक, 90% से 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, 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 नाइट्रोजन यौगिक (एमिनो एसिड, प्यूरीन, आदि) उत्तरार्द्ध के घटक भाग हैं। वायुमंडल से नाइट्रोजन का निष्कर्षण अकार्बनिक और जैव रासायनिक मार्गों 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 गरज या फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के दौरान विद्युत निर्वहन के प्रभाव में वातावरण में बनते हैं।

मिट्टी में उच्च पौधों के साथ सहजीवन में कुछ जीवाणुओं द्वारा जैविक नाइट्रोजन बंधन किया जाता है। समुद्री वातावरण में कुछ प्लैंकटोनिक सूक्ष्मजीवों और शैवाल द्वारा नाइट्रोजन भी तय किया जाता है। मात्रात्मक शब्दों में, जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण अपने 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 निकलती है। हालांकि, पृथ्वी और स्थलीय ग्रहों दोनों पर नाइट्रोजन की उपस्थिति का मुख्य रूप आणविक है। अमोनिया, ऊपरी वायुमंडल में प्रवेश करते हुए, जल्दी से ऑक्सीकरण करता है, नाइट्रोजन छोड़ता 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 विभिन्न रूपों में पृथ्वी के वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

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 के पराबैंगनी विकिरण को रोकता है, जो जीवन के लिए घातक है।

ऑक्सीजन वायुमंडल में दूसरी सबसे व्यापक गैस है, जो जीवमंडल में कई प्रक्रियाओं में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अस्तित्व का प्रमुख रूप O 2 है। वायुमंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु अलग हो जाते हैं, और लगभग 200 किमी की ऊँचाई पर परमाणु ऑक्सीजन का आणविक ऑक्सीजन (O: O 2) से अनुपात 10 के बराबर हो जाता है। जब इन रूपों के ऑक्सीजन वायुमंडल में (20-30 किमी की ऊंचाई पर) ओजोन बेल्ट (ओजोन स्क्रीन) में परस्पर क्रिया करती है। ओजोन (ओ 3) जीवित जीवों के लिए आवश्यक है, जो सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को फंसाते हैं, जो उनके लिए विनाशकारी है।

पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में, ऊपरी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अणुओं के फोटोडिसोसिएशन के परिणामस्वरूप बहुत कम मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन दिखाई दी। हालांकि, इन छोटी मात्राओं को अन्य गैसों के ऑक्सीकरण में जल्दी से भस्म कर दिया गया था। समुद्र में स्वपोषी प्रकाश संश्लेषक जीवों के आगमन के साथ, स्थिति में काफी बदलाव आया है। वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा उत्तरोत्तर बढ़ने लगी, जीवमंडल के कई घटकों को सक्रिय रूप से ऑक्सीकरण कर रही है। तो, मुक्त ऑक्सीजन के पहले भाग ने मुख्य रूप से लौह के लौह रूपों के ऑक्साइड और सल्फाइड से सल्फेट्स के संक्रमण में योगदान दिया।

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

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

कार्बन डाईऑक्साइड, जीवित पदार्थ के निर्माण के लिए 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 और बहुत कम CH4 के रूप में होता है। जीवमंडल में कार्बन के भू-रासायनिक इतिहास का महत्व बहुत अधिक है, क्योंकि यह सभी जीवित जीवों का हिस्सा है। जीवित जीवों की सीमा के भीतर, कार्बन के कम रूप प्रबल होते हैं, और जीवमंडल के वातावरण में - ऑक्सीकृत होते हैं। इस प्रकार, जीवन चक्र का रासायनिक विनिमय स्थापित होता है: 2 जीवित पदार्थ।

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

पहली विधि कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के साथ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में सीओ 2 के अवशोषण में व्यक्त की जाती है और बाद में पीट, कोयला, तेल, तेल शेल के रूप में लिथोस्फीयर में अनुकूल कम करने की स्थिति में दफन हो जाती है। दूसरी विधि के अनुसार, कार्बन के 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, कार्बोनेट्स की वर्षा एक बायोजेनिक और एबोजेनिक तरीके से होती है। चूना पत्थर और डोलोमाइट की मोटी परत दिखाई देती है। के अनुसार ए.बी. रोनोव के अनुसार, जैवमंडल के इतिहास में कार्बनिक कार्बन (कॉर्ग) से कार्बोनेट कार्बन (Ccarb) का अनुपात 1:4 था।

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

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

आर्गन- तीसरी सबसे व्यापक वायुमंडलीय गैस, जो इसे बेहद खराब रूप से वितरित अन्य अक्रिय गैसों से अलग करती है। हालांकि, 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 चक्र से बाहर हैं।

सभी अक्रिय गैसों को प्राथमिक और रेडियोजेनिक के रूप में वर्गीकृत 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 आइसोटोप 36 Ar और 38 Ar द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि वायुमंडलीय आर्गन में पूरी तरह से आइसोटोप 40 Ar (99.6%) होता है, जो निस्संदेह रेडियोजेनिक है। पोटेशियम युक्त चट्टानों में, इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा पोटेशियम -40 के क्षय के कारण रेडियोजेनिक आर्गन का संचय हुआ: 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 सांद्रता उनकी उम्र और थोरियम और यूरेनियम की सामग्री का एक कार्य है। आर्गन और हीलियम को ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान, गैस जेट के रूप में पृथ्वी की पपड़ी में दरारों के साथ-साथ चट्टानों के अपक्षय के दौरान भी पृथ्वी के आंतरिक भाग से वायुमंडल में छोड़ा जाता है। P. Daimon और J. Culp द्वारा की गई गणना के अनुसार आधुनिक युग में हीलियम और आर्गन पृथ्वी की पपड़ी में जमा हो जाते हैं और अपेक्षाकृत कम मात्रा में वातावरण में प्रवेश करते हैं। इन रेडियोजेनिक गैसों के प्रवाह की दर इतनी कम है कि यह पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान आधुनिक वातावरण में इनकी प्रेक्षित सामग्री प्रदान नहीं कर सकी। इसलिए, यह मान लेना बाकी है कि वातावरण का अधिकांश आर्गन पृथ्वी के आंतों से अपने विकास के शुरुआती चरणों में आया था, और बाद में ज्वालामुखी की प्रक्रिया में और पोटेशियम युक्त चट्टानों के अपक्षय के दौरान बहुत कम जोड़ा गया था।

इस प्रकार, भूगर्भीय समय में हीलियम और आर्गन में अलग-अलग प्रवासन प्रक्रियाएं होती हैं। वायुमंडल में हीलियम बहुत छोटा है (लगभग 5 * 10 -4%), और पृथ्वी की "हीलियम श्वास" आसान थी, क्योंकि यह सबसे हल्की गैस के रूप में अंतरिक्ष में भाग गई थी। और "आर्गन ब्रीदिंग" भारी थी और आर्गन हमारे ग्रह की सीमा के भीतर रहा। अधिकांश प्राथमिक अक्रिय गैसें, जैसे नियॉन और क्सीनन, पृथ्वी द्वारा इसके गठन के दौरान कब्जा कर लिए गए प्राथमिक नियॉन के साथ-साथ डीगैसिंग के दौरान वायुमंडल में मेंटल की रिहाई के साथ जुड़ी हुई थीं। महान गैसों के भू-रसायन पर डेटा का पूरा सेट इंगित करता है कि पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण इसके विकास के शुरुआती चरणों में उत्पन्न हुआ था।

वातावरण में शामिल हैं और भापतथा पानीतरल और ठोस अवस्था में। वायुमण्डल में जल ऊष्मा का एक महत्वपूर्ण संचायक है।

निचले वातावरण में बड़ी मात्रा में खनिज और औद्योगिक धूल और एरोसोल, दहन उत्पाद, लवण, बीजाणु और पौधों के पराग आदि होते हैं।

100-120 किमी की ऊंचाई तक, हवा के पूर्ण मिश्रण के कारण, वातावरण की संरचना सजातीय है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच का अनुपात स्थिर है। ऊपर अक्रिय गैसें, हाइड्रोजन आदि प्रबल होते हैं।वाष्प वायुमंडल की निचली परतों में पाई जाती है। जमीन से दूरी के साथ, इसकी सामग्री कम हो जाती है। ऊपर, गैसों का अनुपात बदलता है, उदाहरण के लिए, 200-800 किमी की ऊंचाई पर, ऑक्सीजन नाइट्रोजन पर 10-100 गुना अधिक प्रबल होता है।