वायुमंडल की सबसे ऊँची परत। पृथ्वी वायुमंडल का आकार

पृथ्वी का वातावरण हमारे ग्रह का गैस शेल है। वैसे, लगभग सभी खगोलीय पिंडों में समान गोले होते हैं, जो सौर मंडल के ग्रहों से शुरू होते हैं और बड़े क्षुद्रग्रहों के साथ समाप्त होते हैं। कई कारकों पर निर्भर करता है - इसकी गति, द्रव्यमान और कई अन्य मापदंडों का आकार। लेकिन केवल हमारे ग्रह के खोल में घटक हैं जो हमें जीने की अनुमति देते हैं।

पृथ्वी का वायुमंडल: एक संक्षिप्त इतिहास की उत्पत्ति

यह माना जाता है कि इसके अस्तित्व की शुरुआत में, हमारे ग्रह में गैस का खोल बिल्कुल भी नहीं था। लेकिन एक युवा, नवगठित खगोलीय पिंड लगातार विकसित हो रहा है। लगातार ज्वालामुखीय विस्फोटों के परिणामस्वरूप पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण बना था। यही कारण है कि, पृथ्वी के चारों ओर कई हजारों वर्षों में, जल वाष्प, नाइट्रोजन, कार्बन और अन्य तत्वों (ऑक्सीजन को छोड़कर) का एक खोल बन गया है।

चूंकि वायुमंडल में नमी की मात्रा सीमित है, इसलिए इसकी अधिकता वर्षा में बदल गई - यह समुद्र, महासागर और पानी के अन्य निकायों का गठन है। पहले जीवों ने ग्रह को आबादी दी और जलीय वातावरण में विकसित हुए। उनमें से ज्यादातर प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करने वाले जीवों के थे। इस प्रकार, पृथ्वी का वातावरण इस महत्वपूर्ण गैस से भरा होने लगा। और ऑक्सीजन के संचय के परिणामस्वरूप, एक ओजोन परत भी बनाई गई थी, जो ग्रह को पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती थी। यह ये कारक हैं जिन्होंने हमारे अस्तित्व के लिए सभी स्थितियों का निर्माण किया।

पृथ्वी का वातावरण

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

क्षोभमंडल गैस के गोले का निचला हिस्सा है, जिसकी ऊंचाई औसतन 10 से 15 किलोमीटर है। यह यहाँ है कि केंद्रित भाग के थोक, वैसे, यह यहाँ है कि सभी नमी स्थित 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 गठन में महत्वपूर्ण है - न केवल बादल, बल्कि यहां हवाएं भी बनती हैं। तापमान ऊंचाई के साथ गिरता है।

स्ट्रैटोस्फियर - क्षोभमंडल से शुरू होता है और 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 जल वाष्प नहीं है, लेकिन इसमें एक ओजोन परत है। कभी-कभी यहां आप "नाशपाती" बादलों के गठन को नोटिस कर सकते हैं, जो केवल रात में देखा जा सकता है - यह माना जाता है कि वे अत्यधिक घनीभूत पानी की बूंदों द्वारा दर्शाए जाते हैं।

मेसोस्फीयर - 80 किलोमीटर तक फैला है। इस परत में, आप तापमान में तेज गिरावट की सूचना दे सकते हैं। यहां पर टर्बुलेंस भी अत्यधिक विकसित है। वैसे, तथाकथित "चांदी के बादल" मेसोस्फीयर में बनते हैं, जिसमें बर्फ के छोटे क्रिस्टल होते हैं - आप उन्हें केवल रात में देख सकते हैं। दिलचस्प है, मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर व्यावहारिक रूप से कोई हवा नहीं है - यह पृथ्वी की सतह के पास की तुलना में 200 गुना छोटा है।

थर्मोस्फीयर पृथ्वी के गैस शेल की ऊपरी परत है, जिसमें यह आयनमंडल और एक्सोस्फीयर के बीच अंतर करने के लिए प्रथागत है। यह दिलचस्प है कि ऊंचाई के साथ, यहां का तापमान बहुत तेजी से बढ़ता है - पृथ्वी की सतह से 800 किलोमीटर की ऊंचाई पर, यह 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक है। आयन मंडल को अत्यधिक तरलीकृत हवा और सक्रिय आयनों की एक विशाल सामग्री की विशेषता है। एक्सोस्फीयर के रूप में, वायुमंडल का यह हिस्सा आसानी से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में गुजरता है। यह ध्यान देने योग्य है कि थर्मोस्फीयर में हवा नहीं होती है।

आप देख सकते हैं कि पृथ्वी का वातावरण हमारे ग्रह का एक बहुत 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 खोल) 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 को बनाता है। जीवित जीवों की सांस लेने के लिए हवा आवश्यक है, यह व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है।

तथ्य यह है कि हवा सिर्फ एक मिश्रण है, और एक सजातीय पदार्थ नहीं है, स्कॉटिश वैज्ञानिक जोसेफ ब्लैक के प्रयोगों के दौरान साबित हुआ था। उनमें से एक के दौरान, वैज्ञानिक ने पता लगाया कि जब सफेद मैग्नेशिया (कार्बन डाइऑक्साइड) को गर्म किया जाता है, तो "बाउंड एयर", यानी कार्बन डाइऑक्साइड, जारी किया जाता है और जले हुए मैग्नेशिया (मैग्नीशियम ऑक्साइड) का निर्माण होता है। जब चूना पत्थर को शांत करते हैं, तो इसके विपरीत, "बाध्य हवा" को हटा दिया जाता है। इन प्रयोगों के आधार पर, वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला कि कार्बोनिक और कास्टिक अल्कलिस के बीच अंतर इस तथ्य में निहित है कि पहले में कार्बन डाइऑक्साइड शामिल है, जो हवा के घटक भागों में से एक है। आज हम जानते हैं कि कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, पृथ्वी की हवा की संरचना में शामिल हैं:

तालिका में संकेतित पृथ्वी के वायुमंडल में गैस का अनुपात इसकी निचली परतों की विशेषता है, जो 120 किमी की ऊंचाई तक है। इन क्षेत्रों में एक अच्छी तरह से मिश्रित, समान रचना क्षेत्र है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। होमोस्फीयर के ऊपर हीटरोस्फीयर स्थित है, जो परमाणुओं और आयनों में गैस अणुओं के अपघटन की विशेषता है। क्षेत्रों को एक दूसरे से एक टर्बोपॉज़ द्वारा अलग किया जाता है।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया, जिसमें सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, अणु परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं, फोटोोडिसेशन कहलाता है। आणविक ऑक्सीजन के क्षय के दौरान, परमाणु ऑक्सीजन का निर्माण होता है, जो 200 किमी से अधिक की ऊंचाई पर वायुमंडल की मुख्य गैस है। 1200 किमी की ऊंचाई पर, हाइड्रोजन और हीलियम, जो गैसों में सबसे हल्के होते हैं, प्रबल होने लगते हैं।

चूँकि वायु का थोक निचले 3 वायुमंडलीय परतों में केंद्रित है, इसलिए 100 किमी से अधिक की ऊँचाई पर वायु की संरचना में परिवर्तन वायुमंडल की सामान्य संरचना को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है।

नाइट्रोजन सबसे आम गैस है, जो पृथ्वी की हवा की मात्रा के तीन चौथाई से अधिक के लिए जिम्मेदार है। आधुनिक नाइट्रोजन का गठन आणविक ऑक्सीजन द्वारा प्रारंभिक अमोनिया-हाइड्रोजन वायुमंडल के ऑक्सीकरण के दौरान किया गया था, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनता है। वर्तमान में, नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा वायुमंडल में प्रवेश करती है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्राइट से नाइट्रेट्स को कम करने की प्रक्रिया होती है, इसके बाद गैसीय ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन का निर्माण होता है, जो एनारोबिक प्रोजेरिया द्वारा निर्मित होता है। नाइट्रोजन का हिस्सा ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान वायुमंडल में प्रवेश करता है।

ऊपरी वातावरण में, जब ओजोन की भागीदारी के साथ बिजली के निर्वहन के संपर्क में आता है, तो आणविक नाइट्रोजन नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड के लिए ऑक्सीकरण होता है:

एन 2 + ओ 2 → 2NO

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

2NO + O 2 → 2N 2 O

नाइट्रोजन वायुमंडल के वातावरण में एक आवश्यक रासायनिक तत्व है। नाइट्रोजन प्रोटीन का एक हिस्सा है, पौधों के खनिज पोषण प्रदान करता है। यह जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करता है, एक 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 हुआ है। और जितने अधिक विविध और कई प्रकाश संश्लेषक जीव बनते हैं, उतना ही महत्वपूर्ण है कि वातावरण में ऑक्सीजन सामग्री की प्रक्रिया बन जाती है। मेंटल डीसैसिंग के दौरान भारी मात्रा में भारी ऑक्सीजन निकलती है।

ट्रोपोस्फीयर और स्ट्रैटोस्फियर की ऊपरी परतों में पराबैंगनी सौर विकिरण (hν द्वारा निरूपित) के प्रभाव में, ओजोन बनता है:

ओ २ + एचपीओ → २ ओ

उसी पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के परिणामस्वरूप ओजोन का अपघटन होता है:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

पहली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, परमाणु ऑक्सीजन का गठन होता है, दूसरे, आणविक ऑक्सीजन के परिणामस्वरूप। सभी 4 प्रतिक्रियाओं को "चैपमैन तंत्र" कहा जाता है, जिसका नाम ब्रिटिश वैज्ञानिक सिडनी चैपमैन के नाम पर रखा गया था, जिन्होंने 1930 में उन्हें खोजा था।

ऑक्सीजन जीवित जीवों को सांस लेने के लिए कार्य करता है। इसकी मदद से, ऑक्सीकरण और दहन प्रक्रियाएं होती हैं।

ओजोन जीवित जीवों को पराबैंगनी विकिरण से बचाने का कार्य करता है, जिससे अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन होता है। उच्चतम ओजोन संकेंद्रण तथाकथित स्ट्रैटोस्फियर में तथाकथित के भीतर मनाया जाता है ओजोन परत या ओजोन स्क्रीन 22-25 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। ओजोन सामग्री छोटी है: सामान्य दबाव में, पृथ्वी के वायुमंडल में सभी ओजोन केवल 2.91 मिमी मोटी परत पर कब्जा करेंगे।

वायुमंडल में तीसरी सबसे प्रचुर मात्रा में आर्गन गैस, साथ ही नियॉन, हीलियम, क्रिप्टन और क्सीनन का गठन ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से जुड़ा हुआ 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 का केंद्रक है, जो ऊर्जा हानि की प्रक्रिया इलेक्ट्रॉनों को पकड़ती है और 4 He हो जाती है)।

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

नियॉन आग्नेय चट्टानों से बच निकलता है।

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

वायुमंडलीय क्रिप्टन के थोक का गठन पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरण में भी हुआ था, जो कि अल्पकालिक जीवन के साथ ट्रांसयुरानिक तत्वों के क्षय के परिणामस्वरूप या अंतरिक्ष से आया था, क्रिप्टन की सामग्री पृथ्वी पर दस मिलियन से अधिक है।

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

कार्बन डाइऑक्साइड ज्वालामुखी विस्फोटों और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है। पृथ्वी के मध्य अक्षांशों के वातावरण में इसकी सामग्री वर्ष के मौसम के आधार पर बहुत भिन्न होती है: सर्दियों में, सीओ 2 की मात्रा बढ़ जाती है, और गर्मियों में यह घट जाती है। यह उतार-चढ़ाव पौधों की गतिविधि से जुड़ा होता है जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं।

सौर विकिरण द्वारा पानी के अपघटन के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन का निर्माण होता है। लेकिन, वायुमंडल को बनाने वाली गैसों में सबसे हल्का होने के कारण, यह लगातार बाहरी स्थान में गायब हो जाती है, और इसलिए वायुमंडल में इसकी सामग्री बहुत छोटी है।

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

जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड के अपवाद के साथ निचले वायुमंडल में बुनियादी गैसों की एकाग्रता स्थिर है। वायुमंडल में छोटी मात्रा में सल्फर ऑक्साइड एसओ 2, अमोनिया एनएच 3, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ, ओजोन ओ 3, हाइड्रोजन क्लोराइड एचसीएल, हाइड्रोजन फ्लोराइड एचएफ, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड नो, हाइड्रोकार्बन, मर्करी वाष्प एचजी, आयोडीन I 2 और कई अन्य शामिल हैं। क्षोभमंडल की निचली वायुमंडलीय परत में लगातार बड़ी संख्या में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में पार्टिकुलेट मैटर के स्रोत ज्वालामुखी विस्फोट, पौधे पराग, सूक्ष्मजीव और हाल ही में मानवीय गतिविधियाँ, जैसे कि उत्पादन के दौरान जीवाश्म ईंधन जलाना हैं। सबसे छोटे धूल कण, जो संघनन के नाभिक होते हैं, फॉग और बादलों के गठन का कारण बनते हैं। ठोस कणों के बिना वायुमंडल में लगातार मौजूद रहने से पृथ्वी पर वर्षा नहीं होगी।

- ग्लोब का हवा लिफाफा, पृथ्वी के साथ घूमता हुआ। वातावरण की ऊपरी सीमा पारंपरिक रूप से 150-200 किमी की ऊंचाई पर होती है। निचली सीमा पृथ्वी की सतह है।

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

हवा रंगहीन होती है, और आकाश का रंग प्रकाश तरंगों के प्रकीर्णन की विशेषताओं द्वारा समझाया जाता है।

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

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

ट्रोपोस्फीयर के ऊपर, 50 किमी की ऊँचाई तक स्थित है समताप मंडल। यह हवा के कम घनत्व की विशेषता है, इसमें कोई जल वाष्प नहीं है। समताप मंडल के निचले हिस्से में लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर। "ओजोन स्क्रीन" स्थित है - ओजोन की उच्च एकाग्रता के साथ एक वायुमंडल परत, जो पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है, जो जीवों के लिए घातक है।

50 से 80-90 किमी की ऊँचाई पर फैली हुई है mesosphere।बढ़ती ऊंचाई के साथ, तापमान (0.25-0.3) ° / 100 मीटर के औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ कम हो जाता है, और हवा का घनत्व कम हो जाता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। वायुमंडलीय ल्यूमिनेसिसेंस जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं के कारण होता है जिसमें कट्टरपंथी, कंपन से उत्तेजित अणु शामिल होते हैं।

बाह्य वायुमंडलयह 80-90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। हवा का घनत्व कम से कम है, हवा के आयनीकरण की डिग्री बहुत अधिक है। तापमान सूर्य की गतिविधि के साथ बदलता रहता है। बड़ी संख्या में आवेशित कणों के कारण, अरोरा और चुंबकीय तूफान यहां देखे जाते हैं।

पृथ्वी की प्रकृति के लिए वातावरण का बहुत महत्व है। ऑक्सीजन के बिना, जीवित जीवों की सांस लेना असंभव है। इसकी ओजोन परत सभी जीवन को विनाशकारी पराबैंगनी किरणों से बचाती है। वातावरण तापमान के उतार-चढ़ाव को सुचारू करता है: पृथ्वी की सतह रात में ठंडी नहीं होती है और दिन में गर्म नहीं होती है। वायुमंडलीय हवा की घनी परतों में, ग्रह की सतह तक नहीं पहुंचने से, उल्कापिंड कांटे से जलते हैं।

वायुमंडल पृथ्वी के सभी गोले के साथ संपर्क 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।

वातावरण पर एक महत्वपूर्ण प्रतिकूल प्रभाव मानव गतिविधियों द्वारा प्रदान किया जाता है। वायु प्रदूषण है, जो कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ 2) की एकाग्रता में वृद्धि की ओर जाता है। और यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है और "ग्रीनहाउस प्रभाव" को बढ़ाता है। औद्योगिक अपशिष्ट और परिवहन के कारण पृथ्वी की ओजोन परत नष्ट हो गई है।

वातावरण को सुरक्षा की जरूरत है। विकसित देशों में, वायुमंडलीय हवा को प्रदूषण से बचाने के लिए उपायों का एक सेट लिया जा रहा है।

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पृथ्वी की सतह को बदल दिया। कोई कम महत्वपूर्ण हवा की गतिविधि नहीं थी, जो लंबी दूरी पर चट्टानों के छोटे अंशों को ले जाती थी। तापमान में उतार-चढ़ाव और अन्य वायुमंडलीय कारकों ने रॉक विनाश को काफी प्रभावित किया। इसके साथ ही, ए पृथ्वी की सतह को गिरने वाले उल्कापिंडों के विनाशकारी प्रभाव से बचाता है, जिनमें से अधिकांश वायुमंडल की घनीभूत परतों में प्रवेश करते समय जलते हैं।

जीवित जीवों की गतिविधि, जिसका ए के विकास पर एक मजबूत प्रभाव था, खुद बहुत वायुमंडलीय स्थितियों पर निर्भर करता है। A. सूरज की पराबैंगनी विकिरण की सबसे अधिक देरी करता है, जो कई जीवों के लिए हानिकारक 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 शासन और मॉइस्चराइजिंग शासन, स्वास्थ्य और मानव गतिविधि की स्थिति को प्रभावित करते हैं। कृषि जलवायु परिस्थितियों पर विशेष रूप से निर्भर है। बदले में, मानव गतिविधि ए की संरचना और जलवायु शासन पर लगातार प्रभाव डाल रही है।

वायुमंडलीय संरचना

वातावरण और संबंधित शब्दावली में तापमान का ऊर्ध्वाधर वितरण।

कई टिप्पणियों से पता चलता है कि ए में स्पष्ट रूप से परिभाषित स्तरित संरचना है (देखें। अंजीर।)। ए की स्तरित संरचना की मुख्य विशेषताएं मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की सुविधाओं से निर्धारित होती हैं। अफ्रीका के सबसे निचले भाग में, क्षोभमंडल, जहां तीव्र अशांत मिश्रण देखा जाता है (वायुमंडल और जलमंडल में टर्बुलेंस देखें), बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान कम हो जाता है, और ऊर्ध्वाधर तापमान औसतन 6 ° प्रति 1 किमी तक घट जाता है। क्षोभमंडल की ऊँचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी तक भिन्न होती है। इस तथ्य के कारण कि वायु घनत्व तेजी से ऊंचाई के साथ कम हो जाता है, कुल द्रव्यमान ए का लगभग 80% ट्रोपोस्फीयर में केंद्रित होता है। एक संक्रमण परत ट्रोपोस्फीयर के ऊपर स्थित होती है - 190-220 के तापमान के साथ ट्रोपोपॉज़, जिसके ऊपर स्ट्रैटोस्फीयर शुरू होता है। समताप मंडल के निचले हिस्से में, ऊंचाई के साथ तापमान में कमी आती है, और तापमान लगभग 25 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है - तथाकथित। इज़ोटेर्माल क्षेत्र (लोअर स्ट्रैटोस्फियर); उच्च तापमान बढ़ने लगता है - उलटा क्षेत्र (ऊपरी समताप मंडल)। लगभग 55 किमी की ऊँचाई पर स्थित स्ट्रेटोपॉज़ के स्तर पर तापमान अधिकतम ~ 270 K तक पहुँच जाता है। 55 से 80 किमी की ऊंचाई पर स्थित लेयर ए, जहां तापमान फिर से ऊंचाई के साथ कम हो जाता है, इसे मेसोस्फीयर कहा जाता है। इसके ऊपर एक संक्रमण परत है - मेसोपॉज़, जिसके ऊपर थर्मोस्फेयर स्थित है, जहाँ तापमान, ऊँचाई के साथ बढ़ता हुआ, बहुत बड़े मान (सेंट 1000 K) तक पहुँच जाता है। यहां तक \u200b\u200bकि उच्चतर (~ 1000 किमी या उससे अधिक की ऊंचाई पर) एक्सोस्फीयर है, जहां से वायुमंडलीय गैसों को अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में बिखरा हुआ है और जहां ए से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में क्रमिक संक्रमण है। आमतौर पर, क्षोभमंडल के ऊपर स्थित ए के सभी स्तरों को ऊपरी कहा जाता है, हालांकि कभी-कभी समताप मंडल या इसके निचले हिस्से को भी ए की निचली परतों को संदर्भित किया जाता है।

ए (तापमान, दबाव, घनत्व) के सभी संरचनात्मक मापदंडों में महत्वपूर्ण अनुपात-लौकिक परिवर्तनशीलता (अक्षांशीय, वार्षिक, मौसमी, दैनिक, आदि) है। इसलिए, अंजीर में डेटा। वायुमंडल की केवल औसत स्थिति को दर्शाते हैं।

वातावरण की संरचना:
1 - समुद्र का स्तर; 2 - पृथ्वी का उच्चतम बिंदु - जोमोलंगमा (एवरेस्ट) शहर, 8848 मीटर; 3 - अच्छे मौसम के क्यूम्यलस बादल; 4 - शक्तिशाली क्यूम्यलस बादल; 5 - तूफान (गड़गड़ाहट) बादल; 6 - स्तरित बारिश के बादल; 7 - सिरस के बादल; 8 - विमान; 9 - अधिकतम ओजोन एकाग्रता की परत; 10 - मोती के बादल; 11 - स्ट्रैटोस्फेरिक गुब्बारा; 12 - रेडियोसोन्डे; 1Z - उल्का; 14 - चांदी के बादल; 15 - अरोरा; 16 - एक अमेरिकी एक्स -15 रॉकेट; 17, 18, 19 - रेडियो तरंगें आयनित परतों से परावर्तित होकर पृथ्वी पर लौटती हैं; 20 - ध्वनि तरंग 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 - सोयूज -4 और सोयुज -5 अंतरिक्ष यान; 26 - अंतरिक्ष रॉकेट, वायुमंडल को छोड़ने के साथ-साथ एक रेडियो तरंग आयनित परतों को भेदती है और वायुमंडल को छोड़ देती है; 27, 28 - एच और वह परमाणुओं का अपव्यय (पर्ची); 29 - सौर प्रोटॉन पी का प्रक्षेपवक्र; 30 - पराबैंगनी किरणों का प्रवेश (तरंग दैर्ध्य l\u003e 2000 और l< 900).

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

वायुमंडल रचना

सबसे वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों में से एक वायुमंडलीय एरोसोल है, कुछ नैनोमीटर से कई दसियों माइक्रोन तक आकार में हवा में निलंबित कण, जल वाष्प के संघनन के दौरान और औद्योगिक प्रदूषण, ज्वालामुखी विस्फोट के परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह से पृथ्वी पर गिरने के साथ-साथ अंतरिक्ष से भी। एरोसोल ट्रोपोस्फीयर और ए की ऊपरी परतों में मनाया जाता है। एयरोसोल एकाग्रता तेजी से ऊंचाई के साथ कम हो जाती है, लेकिन एयरोसोल परतों के अस्तित्व के साथ जुड़े कई माध्यमिक मैक्सिमा इस कदम पर सुपरिम्पोज किए जाते हैं।

ऊपरी वातावरण

20-30 किमी से ऊपर, पृथक्करण के परिणामस्वरूप A. अणु एक डिग्री या दूसरे में परमाणुओं में विघटित होते हैं, और मुक्त परमाणु और नए, अधिक जटिल अणु ए में दिखाई देते हैं। थोड़ी अधिक मात्रा में आयनीकरण प्रक्रियाएं बन जाती हैं।

हेटोस्फीयर का सबसे अस्थिर क्षेत्र, 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 के साथ हल्के गैसों के साथ A. के क्रमिक संवर्धन में व्यक्त होता है। रॉकेट माप के अनुसार, तटस्थ गैसों - आर्गन और नाइट्रोजन का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण 105-110 किमी से ऊपर मनाया जाता है। 100-210 किमी की परत में आर्सेनिक 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 ऊंचाई पर, आणविक ऑक्सीजन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, लेकिन आणविक नाइट्रोजन, जिसकी सापेक्ष एकाग्रता बहुत कम हो गई है, अभी भी परमाणु पर हावी है।

थर्मोस्फीयर में एक महत्वपूर्ण भूमिका ज्वारीय आंदोलनों (ज्वार को देखें), गुरुत्वाकर्षण तरंगों, फोटोकैमिक प्रक्रियाओं, कणों की औसत मुक्त पथ में वृद्धि और अन्य कारकों द्वारा निभाई जाती है। 200-700 किमी की ऊंचाई पर उपग्रह मंदी के अवलोकन के परिणामों ने निष्कर्ष निकाला कि घनत्व, तापमान और सौर गतिविधि के बीच एक संबंध है, जो संरचनात्मक मापदंडों के एक दैनिक, अर्ध-वार्षिक और वार्षिक भिन्नता के अस्तित्व से जुड़ा हुआ है। यह संभव है कि वायुमंडलीय ज्वार-भाटा के कारण मुख्यतः भिन्नताएँ होती हैं। सौर flares की अवधि के दौरान, कम अक्षांश पर 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 उच्चतर, 2-20 हजार किमी की ऊंचाई पर, पृथ्वी का हाइड्रोजन कोरोना फैलता है। इन ऊंचाई पर, पृथ्वी आवेशित कणों के एक खोल से घिरी रहती है, जिसका तापमान कई दसियों हज़ार डिग्री तक पहुँच जाता है। यहां पृथ्वी के आंतरिक और बाहरी विकिरण बेल्ट हैं। आंतरिक बेल्ट, जो मुख्य रूप से सैकड़ों MeV की ऊर्जाओं के प्रोटॉन से भरी हुई है, भूमध्य रेखा से 35-40 ° तक अक्षांशों पर 500-1600 किमी की ऊँचाई तक सीमित है। बाहरी बेल्ट में केवी के सैकड़ों के क्रम की ऊर्जा के साथ इलेक्ट्रॉन होते हैं। बाहरी बेल्ट के पीछे "सबसे बाहरी बेल्ट" होता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एकाग्रता और प्रवाह बहुत अधिक होता है। A. की ऊपरी परतों में सौर कोरपसकुलर विकिरण (सौर हवा) की घुसपैठ औरोरस को जन्म देती है। सौर कोरोना के इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन द्वारा ऊपरी ए के इस बमबारी के प्रभाव के तहत, वायुमंडल का स्वयं का ल्यूमिनेसेंस भी उत्साहित है, जिसे पहले कहा जाता था रात के आसमान की चमक। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ सौर हवा की बातचीत में, एक क्षेत्र बनाया जाता है, जिसे कहा जाता है। पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर, जहां सौर प्लाज्मा की धाराएँ प्रवेश नहीं करती हैं।

A. की ऊपरी परतों को तेज हवाओं के अस्तित्व की विशेषता है, जिसकी गति 100-200 m / s तक पहुंच जाती है। ट्रोपोस्फीयर, मेसोस्फीयर और कम थर्मोस्फीयर के भीतर हवा की गति और दिशा में महान स्पैटिओटेम्पोरल परिवर्तनशीलता है। यद्यपि निचली परतों के द्रव्यमान की तुलना में A. की ऊपरी परतों का द्रव्यमान महत्वहीन है और उच्च परतों में वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की ऊर्जा अपेक्षाकृत कम है, क्षोभमंडल में मौसम और जलवायु पर A. की उच्च परतों का कुछ प्रभाव प्रतीत होता है।

वायुमंडल का विकिरण, ऊष्मा और जल संतुलन

ए। में विकसित होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए लगभग एकमात्र ऊर्जा का स्रोत सौर विकिरण है। ए। के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित है। ग्रीनहाउस प्रभाव: ए कमजोर रूप से शॉर्ट-वेव सोलर रेडिएशन को अवशोषित करता है (इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह तक पहुंच जाता है), लेकिन पृथ्वी की सतह की लंबी-वेव (पूरी तरह से इंफ्रारेड) थर्मल रेडिएशन में देरी करता है, जो पृथ्वी की गर्मी को बाहरी स्थान में कम कर देता है और इसके तापमान को बढ़ा देता है।

ए। में आने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से ए में मुख्य रूप से जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा अवशोषित होता है और ए के एयरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव से बिखर जाता है। ए में सूर्य की उज्ज्वल ऊर्जा के अपव्यय के परिणामस्वरूप, न केवल प्रत्यक्ष सौर, बल्कि विसरित भी होता है। विकिरण, कुल मिलाकर ये कुल विकिरण बनाते हैं। पृथ्वी की सतह तक पहुंचने पर, कुल विकिरण आंशिक रूप से इससे परिलक्षित होता है। परावर्तित विकिरण का परिमाण अंतर्निहित सतह की परावर्तनता से निर्धारित होता है, तथाकथित। albedo। अवशोषित विकिरण के कारण, पृथ्वी की सतह गर्म हो जाती है और ए की ओर निर्देशित अपनी स्वयं की लंबी-तरंग विकिरण का स्रोत बन जाती है। बदले में, ए भी पृथ्वी की सतह (तथाकथित ए विकिरण) की दिशा में और विश्व अंतरिक्ष में तथाकथित एक लंबी-तरंग विकिरण का उत्सर्जन करता है (तथाकथित निवर्तमान विकिरण)। पृथ्वी की सतह और ए के बीच तर्कसंगत गर्मी विनिमय प्रभावी विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है - पृथ्वी के स्वयं के विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित काउंटर-विकिरण के बीच का अंतर। पृथ्वी की सतह और प्रभावी विकिरण द्वारा अवशोषित लघु-तरंग विकिरण के बीच के अंतर को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

पृथ्वी की सतह पर और A में अवशोषण के बाद सौर विकिरण की ऊर्जा का रूपांतरण, पृथ्वी का ऊष्मा संतुलन बनाता है। वायुमंडल के लिए गर्मी का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है, जो सौर विकिरण के थोक को अवशोषित करती है। चूंकि ए में सौर विकिरण का अवशोषण लंबी-तरंग विकिरण द्वारा ए से दुनिया में गर्मी के नुकसान से कम है, इसलिए विकिरण गर्मी की क्षति की पूर्ति पृथ्वी की सतह से अशांत गर्मी हस्तांतरण के रूप में ए से गर्मी की क्षतिपूर्ति से होती है और ए में जल वाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप गर्मी का आगमन होता है। पूरे ए में संक्षेपण की मात्रा वर्षा गिरने की मात्रा के बराबर है, साथ ही पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण की मात्रा, ए में संक्षेपण गर्मी का आगमन पृथ्वी की सतह पर वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत के बराबर है (देखें पानी का संतुलन भी)।

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

वायु की गति

वायुमंडलीय हवा की महान गतिशीलता के कारण, ए के सभी ऊंचाई पर हवाएं देखी जाती हैं। वायु चालन कई कारकों पर निर्भर करता है, जिनमें से मुख्य दुनिया के विभिन्न क्षेत्रों में ए की असमान हीटिंग है।

विभिन्न अक्षांशों पर सौर ऊर्जा के आगमन में अंतर के कारण भूमध्य रेखा और ध्रुवों के बीच पृथ्वी की सतह पर विशेष रूप से बड़े तापमान के विपरीत मौजूद हैं। इसके साथ ही, तापमान का वितरण महाद्वीपों और महासागरों के स्थान से प्रभावित होता है। उच्च जल क्षमता और महासागरीय जल की ऊष्मीय चालकता के कारण, महासागर वर्ष के दौरान 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 गर्मियों में महाद्वीपों की तुलना में कम और सर्दियों में अधिक होता है।

वायुमंडल की असमान हीटिंग बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की एक प्रणाली के विकास में योगदान करती है - तथाकथित। वायुमंडल का सामान्य परिसंचरण, जो ए में क्षैतिज गर्मी हस्तांतरण बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप व्यक्तिगत क्षेत्रों में वायुमंडलीय हवा के ताप में अंतर काफ़ी हद तक सुचारू है। इसके साथ ही, सामान्य परिसंचरण ए में जल संचलन करता है, जिसके दौरान जल वाष्प महासागरों से भूमि में स्थानांतरित हो जाता है और महाद्वीपों को सिक्त किया जाता है। सामान्य संचलन प्रणाली में वायु की गति वायुमंडलीय दबाव के वितरण से निकटता से संबंधित है और यह पृथ्वी के रोटेशन पर भी निर्भर करती है (कोरिओलिस बल देखें)। समुद्र के स्तर पर, दबाव वितरण को भूमध्य रेखा पर इसकी कमी, उपप्रकार में वृद्धि (उच्च दबाव बेल्ट) और समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में कमी की विशेषता है। इसके अलावा, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, सर्दियों में दबाव आमतौर पर बढ़ जाता है, और गर्मियों में कम हो जाता है।

वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली दबाव के ग्रहों के वितरण से जुड़ी है, उनमें से कुछ अपेक्षाकृत स्थिर हैं, जबकि अन्य लगातार अंतरिक्ष और समय में बदल रहे हैं। सतत हवा की धाराओं में व्यापार हवाएं शामिल हैं जो दोनों गोलार्धों के उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों से भूमध्य रेखा तक निर्देशित होती हैं। मानसून भी अपेक्षाकृत स्थिर होता है - हवा की धाराएँ जो समुद्र और मुख्य भूमि के बीच उत्पन्न होती हैं और इसमें एक मौसमी चरित्र होता है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, पश्चिमी दिशा की वायु धाराएँ प्रबल होती हैं (पश्चिम से पूर्व की ओर)। इन धाराओं में बड़े एडीज शामिल हैं - चक्रवात और एंटीकाइकल्स, आमतौर पर सैकड़ों और हजारों किलोमीटर तक फैले हुए हैं। चक्रवातों को उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में भी देखा जाता है, जहाँ वे छोटे आकार के होते हैं, लेकिन विशेष रूप से उच्च हवा की गति से, अक्सर एक तूफान (तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवात) के बल तक पहुँचते हैं। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, अपेक्षाकृत संकीर्ण (सैकड़ों किमी चौड़ी) जेट धाराएँ पाई जाती हैं जिनकी तीव्र रूप से परिभाषित सीमाएँ होती हैं, जिनके भीतर हवा भारी गति तक पहुँचती है - 100-150 मीटर / सेकंड तक। अवलोकन से पता चलता है कि समताप मंडल के निचले हिस्से में वायुमंडलीय परिसंचरण की विशेषताएं ट्रोपोस्फीयर में प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

समताप मंडल के ऊपरी आधे हिस्से में, जहाँ तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, हवा की गति ऊँचाई के साथ बढ़ती है, और पूर्व में, गर्मी में हवाएँ और सर्दियों में पश्चिमी हवाएँ हावी होती हैं। यहाँ परिसंचरण गर्मी के समताप मंडल स्रोत से निर्धारित होता है, जिसका अस्तित्व ओजोन द्वारा पराबैंगनी सौर विकिरण के तीव्र अवशोषण से जुड़ा हुआ है।

समशीतोष्ण अक्षांशों में मेसोस्फीयर के निचले हिस्से में, शीतकालीन पश्चिमी परिवहन की गति अधिकतम मूल्यों तक बढ़ जाती है - लगभग 80 मीटर / सेकेंड, और गर्मियों में पूर्वी परिवहन - लगभग 70 किमी के स्तर पर 60 मीटर / सेकंड तक। हाल के अध्ययनों से स्पष्ट रूप से पता चला है कि मेसोस्फीयर में तापमान क्षेत्र की विशेषताओं को केवल विकिरण कारकों के प्रभाव से नहीं समझाया जा सकता है। प्राथमिक महत्व के गतिशील कारक हैं (विशेष रूप से, गर्म या ठंडा जब हवा को कम या ऊपर उठाते हैं), साथ ही साथ ऊष्मा रासायनिक प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, परमाणु ऑक्सीजन का पुनर्संयोजन) से उत्पन्न होने वाले गर्मी के स्रोत।

मेसोपॉज (थर्मोस्फीयर में) की ठंडी परत के ऊपर, हवा का तापमान तेजी से ऊंचाई के साथ बढ़ना शुरू हो जाता है। कई मामलों में, ए का यह क्षेत्र समताप मंडल के निचले आधे हिस्से के समान है। यह संभावना है कि 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, उनकी काफी जटिलता के कारण इन ऊंचाई पर वायुमंडलीय गति का अध्ययन करना मुश्किल है। थर्मोस्फीयर में महान महत्व ज्वार के आंदोलन हैं (मुख्य रूप से सौर अर्धवृत्ताकार और तिर्यक ज्वार), 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, वर्ष के समय, ऊंचाई और दिन के समय के आधार पर उनकी मजबूत परिवर्तनशीलता है। ऊंचाई के साथ हवा की गति में महत्वपूर्ण परिवर्तन थर्मोस्फियर (मुख्य रूप से 100 किमी के स्तर के पास) में भी देखे जाते हैं, जिसका कारण गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव को माना जाता है। ऊंचाई सीमा में स्थित 100-110 किमी टी। टर्बोपॉज़ तेजी से ऊपर के क्षेत्र को तीव्र अशांत मिश्रण के क्षेत्र से अलग करता है।

बड़े पैमाने पर हवा की धाराओं के साथ, कम वायुमंडल (हवा, बोरान, पर्वत-घाटी हवाओं, आदि। स्थानीय हवाओं को देखें) में कई स्थानीय वायु परिसंचरण देखे जाते हैं। सभी वायु धाराओं में, मध्यम और छोटे वायु भंवरों की गति के अनुरूप, पवन स्पंदन आमतौर पर देखे जाते हैं। इस तरह की धड़कनें वायुमंडलीय अशांति से जुड़ी होती हैं, जो कई वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती 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 के जलवायु की विविधता (जलवायु देखें) निर्धारित करते हैं।

साहित्य

• 50 साल की सोवियत पावर के लिए मौसम विज्ञान और जल विज्ञान, एड। ई.के. फेडोरोवा, एल।, 1967;
• ख्रीस्त ए। ख, वातावरण का भौतिकी, द्वितीय संस्करण, एम।, १ ९ ५।;
• ज्वेरेव ए.एस., सिन्थोपिक मौसम विज्ञान और मौसम की भविष्यवाणी की मूल बातें, एल।, 1968;
• खोमोव एस। पी।, भौगोलिक संकायों के लिए मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान, एल।, 1964;
• टावर्सकोय पी.एन., मौसम विज्ञान का पाठ्यक्रम, एल।, 1962;
• मतवेव एलटी, फंडामेंटल ऑफ जनरल मौसम विज्ञान। वायुमंडल का भौतिकी, एल।, 1965;
• बुडिको एम। आई।, पृथ्वी की सतह का थर्मल संतुलन, एल।, 1956;
• कोंद्रतयेव के। हां, एक्टिनोमेट्री, एल।, 1965;
• ख्वोस्तिकोव आई। ए।, वायुमंडल की उच्च परतें, एल।, 1964;
• मोरोज़ वी। आई।, ग्रहों का भौतिकी, एम।, 1967;
• Tverskoy पी.एन., वायुमंडलीय बिजली, एल।, 1949;
• शिश्किन एन.एस., बादल, वर्षा और आंधी बिजली, एम।, 1964;
• पृथ्वी के वायुमंडल में ओजोन, एड। जी.पी. गुशिना, एल।, 1966;
• इमान्यानोव I.M., चूबरीना ई.वी., मुक्त वातावरण की बिजली, एल।, 1965।

एम। आई। बुडको, के। वाई। कोंडराटिव।

वायुमंडल पृथ्वी का वायु कवच है। पृथ्वी की सतह से 3,000 किमी तक फैला हुआ है। इसके निशान 10,000 किमी की ऊंचाई तक का पता लगाया जा सकता है। A. का असमान घनत्व 50 5 है जिसका द्रव्यमान 5 किमी, 75% - 10 किमी तक, 90% 16 किमी तक केंद्रित है।

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

नाइट्रोजन(78%) वातावरण में ऑक्सीकरण की दर को नियंत्रित करने, और परिणामस्वरूप, जैविक प्रक्रियाओं की गति और तीव्रता को नियंत्रित करने में एक ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है। नाइट्रोजन पृथ्वी के वायुमंडल का मुख्य तत्व है, जिसे लगातार जीवमंडल के जीवित पदार्थ के साथ आदान-प्रदान किया जाता है, और नाइट्रोजन यौगिक (अमीनो एसिड, प्यूरीन, आदि) उत्तरार्द्ध के घटक भागों के रूप में काम करते हैं। वायुमंडल से नाइट्रोजन का निष्कर्षण अकार्बनिक और जैव रासायनिक तरीकों से होता है, हालांकि वे बारीकी से परस्पर जुड़े हुए हैं। अकार्बनिक निष्कर्षण इसके यौगिकों N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 के निर्माण से जुड़ा है। वे वायुमंडलीय वर्षा में होते हैं और सौर विकिरण के प्रभाव में गरज के साथ बिजली के निर्वहन के प्रभाव में या फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के तहत वातावरण में बनते हैं।

नाइट्रोजन के जैविक बंधन को मिट्टी में उच्च पौधों के साथ सहजीवन में कुछ जीवाणुओं द्वारा किया जाता है। नाइट्रोजन भी कुछ प्लवकटन सूक्ष्मजीवों और शैवाल से समुद्री वातावरण में तय होती है। मात्रात्मक शब्दों में, नाइट्रोजन का जैविक बंधन इसके अकार्बनिक निर्धारण से अधिक है। सभी वायुमंडलीय नाइट्रोजन का आदान-प्रदान लगभग 10 मिलियन वर्षों में होता है। नाइट्रोजन ज्वालामुखी की उत्पत्ति और आग्नेय चट्टानों में पाया जाता है। क्रिस्टलीय चट्टानों और उल्कापिंडों के विभिन्न नमूनों को गर्म करते समय नाइट्रोजन को N 2 और NH 3 अणुओं के रूप में छोड़ा जाता है। हालांकि, पृथ्वी और स्थलीय समूह के ग्रहों पर नाइट्रोजन की उपस्थिति का मुख्य रूप आणविक है। अमोनिया, ऊपरी वायुमंडल में हो रहा है, तेजी से ऑक्सीकरण होता है, नाइट्रोजन को मुक्त करता है। तलछटी चट्टानों में, इसे कार्बनिक पदार्थों के साथ दफन किया जाता है और बिटुमिनस जमा में उच्च मात्रा में पाया जाता है। इन चट्टानों के क्षेत्रीय रूपांतर की प्रक्रिया में, विभिन्न रूपों में नाइट्रोजन को पृथ्वी के वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

जियोकेमिकल नाइट्रोजन चक्र (

ऑक्सीजन(21%) श्वसन के लिए जीवित जीवों द्वारा उपयोग किया जाता है, यह कार्बनिक पदार्थों (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट) का हिस्सा है। ओजोन ओ ३। सूर्य के जीवन को नुकसान पहुंचाने वाली पराबैंगनी विकिरण को नष्ट कर देता है।

ऑक्सीजन दूसरा सबसे व्यापक रूप से वितरित वायुमंडलीय गैस है, जो जीवमंडल की कई प्रक्रियाओं में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अस्तित्व का प्रमुख रूप O 2 है। ऊपरी वायुमंडल में, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु अलग हो जाते हैं, और आणविक (O: O 2) के लिए लगभग 200 किमी की ऊंचाई पर 10. के बराबर हो जाता है। जब वायुमंडल में ऑक्सीजन के ये रूप (20-30 किमी की ऊंचाई पर) ओजोन बेल्ट (ओजोन स्क्रीन)। जीवित जीवों के लिए ओजोन (ओ 3) आवश्यक है, जो सूर्य के पराबैंगनी विकिरण में सबसे अधिक देरी कर रहा है, जो उनके लिए हानिकारक है।

पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में, ऊपरी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अणुओं की फोटोडिस्सोलेशन के परिणामस्वरूप बहुत कम मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन उत्पन्न हुई। हालांकि, इन छोटी मात्राओं को जल्दी से अन्य गैसों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। समुद्र में ऑटोट्रॉफिक प्रकाश संश्लेषक जीवों के आगमन के साथ, स्थिति काफी बदल गई है। वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा उत्तरोत्तर बढ़ने लगी, सक्रिय रूप से जीवमंडल के कई घटकों को ऑक्सीकरण करने लगी। तो, मुक्त ऑक्सीजन के पहले भागों ने मुख्य रूप से लौह के लौह रूपों को ऑक्साइड रूपों में और सल्फाइड्स को सल्फेट के संक्रमण में योगदान दिया।

अंत में, पृथ्वी के वायुमंडल में नि: शुल्क ऑक्सीजन की मात्रा एक निश्चित द्रव्यमान तक पहुँच गई और इस तरह संतुलित थी कि उत्पादित राशि अवशोषित राशि के बराबर थी। वायुमंडल में, मुक्त ऑक्सीजन की सामग्री के सापेक्ष स्थिरता स्थापित की गई थी।

ऑक्सीजन का जियोकेमिकल चक्र (V.A. व्रोनस्की, जी.वी. Voitkevich)

कार्बन डाइऑक्साइड, जीवित पदार्थ के गठन के लिए जाता है, और जल वाष्प के साथ मिलकर तथाकथित "ग्रीनहाउस (ग्रीनहाउस) प्रभाव बनाता है।"

कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड) - वायुमंडल में इसका सबसे बड़ा भाग CO 2 के रूप में है और CH 4 के रूप में बहुत छोटा है। जीवमंडल में कार्बन का भू-रासायनिक इतिहास अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सभी जीवित जीवों का हिस्सा है। जीवित जीवों के भीतर, कार्बन के कम रूप प्रबल होते हैं, और जीवमंडल के वातावरण में, ऑक्सीकृत रूप प्रबल होते हैं। इस प्रकार, जीवन चक्र का एक रासायनिक विनिमय स्थापित होता है: СО 2 ↔ जीवित पदार्थ।

जीवमंडल में प्राथमिक कार्बन डाइऑक्साइड का स्रोत ज्वालामुखी गतिविधि है जो पृथ्वी की पपड़ी के मेंटल और निचले क्षितिज के सदियों पुराने क्षरण से जुड़ी है। इस कार्बन डाइऑक्साइड का एक हिस्सा मेटामोर्फिज़्म के विभिन्न क्षेत्रों में प्राचीन अंगों के थर्मल अपघटन के दौरान होता है। बायोस्फियर में सीओ 2 का माइग्रेशन दो तरह से होता है।

पहली विधि प्रकाश संश्लेषण के दौरान सीओ 2 के अवशोषण में व्यक्त की जाती है जिसमें पीट, कोयला, तेल, तेल शेल के रूप में लिथोस्फीयर में अनुकूल कम करने की स्थिति में कार्बनिक पदार्थों के निर्माण और बाद में दफन किया जाता है। दूसरी विधि के अनुसार, कार्बन प्रवास जलमंडल में एक कार्बोनेट प्रणाली के निर्माण की ओर जाता है, जहां सीओ 2 एच 2 सीओ 3, एचसीओ 3 -1, सीओ 3 -2 में गुजरता है। फिर, कैल्शियम (कम अक्सर मैग्नीशियम और लोहे) की भागीदारी के साथ, कार्बोनेट उपजी बायोजेनिक और एबोजेनिक हैं। चूना पत्थर और डोलोमाइट की मोटी परत पैदा होती है। ए बी के अनुसार। रैनोवा, जीवमंडल के इतिहास में कार्बोनेट कार्बन (C कार्ब) के लिए कार्बनिक कार्बन (C org) का अनुपात 1: 4 था।

वैश्विक कार्बन चक्र के साथ, इसके कई छोटे चक्र हैं। इसलिए, जमीन पर, हरे पौधे दिन में प्रकाश संश्लेषण के लिए सीओ 2 को अवशोषित करते हैं, और रात में वे इसे वायुमंडल में छोड़ देते हैं। पृथ्वी की सतह पर जीवित जीवों की मृत्यु के साथ, कार्बनिक पदार्थों (सूक्ष्मजीवों को शामिल करने) का ऑक्सीकरण वायुमंडल 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 जलने और आधुनिक वातावरण में इसकी सामग्री में वृद्धि हुई है।

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

आर्गन- तीसरा सबसे आम वायुमंडलीय गैस, जो इसे बेहद विरल अन्य अक्रिय गैसों से अलग करता 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।

जड़ गैसें पृथ्वी के जीवमंडल में अधिकांश चक्रीय तत्वों के चक्र के बाहर हैं।

सभी अक्रिय गैसों को प्राथमिक और रेडियोजेनिक में विभाजित किया जा सकता है। प्राथमिक वे हैं जो इसके गठन के दौरान पृथ्वी द्वारा कब्जा कर लिए गए थे। 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 isotope (99.6%) होते हैं, जो निस्संदेह रेडियोोजेनिक है। पोटेशियम युक्त चट्टानों में, रेडियोजेनिक आर्गन का संचय होता है और इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा पोटेशियम -40 के क्षय के कारण होता है: 40 K + e → 40 Ar।

इसलिए, चट्टानों में आर्गन सामग्री उनकी उम्र और पोटेशियम की मात्रा से निर्धारित होती है। इस हद तक, चट्टानों में हीलियम की सांद्रता उनकी आयु और थोरियम और यूरेनियम की सामग्री का एक कार्य है। आर्गन और हीलियम को ज्वालामुखीय विस्फोटों के दौरान पृथ्वी के आंत्र से वायुमंडल में छोड़ा जाता है, साथ ही गैस जेट के रूप में पृथ्वी की पपड़ी में दरारें, और चट्टानों के अपक्षय के दौरान भी। पी। डेमोन और जे। कल्प द्वारा की गई गणना के अनुसार, आधुनिक युग में हीलियम और आर्गन पृथ्वी की पपड़ी में जमा होते हैं और अपेक्षाकृत कम मात्रा में वायुमंडल में प्रवेश करते हैं। इन रेडियोजेनिक गैसों के प्रवेश की दर इतनी कम है कि यह पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान आधुनिक वातावरण में अपनी देखी गई सामग्री प्रदान नहीं कर सकी। इसलिए, यह माना जाता है कि वायुमंडल में अधिकांश आर्गन अपने विकास के शुरुआती चरणों में पृथ्वी के आंत्र से आया था और बाद में ज्वालामुखी की प्रक्रिया के दौरान और पोटेशियम युक्त चट्टानों के अपक्षय के दौरान बहुत कम जोड़ा गया था।

इस प्रकार, भूवैज्ञानिक समय के दौरान, हीलियम और आर्गन में विभिन्न प्रवासन प्रक्रियाएं थीं। वायुमंडल में हीलियम बहुत छोटा है (लगभग 5 * 10 -4%), और पृथ्वी की "हीलियम श्वास" को अधिक सुविधाजनक बनाया गया था, क्योंकि यह सबसे हल्की गैस के रूप में, बाहरी अंतरिक्ष में भाग गया था। और "आर्गन ब्रीदिंग" भारी था और आर्गन हमारे ग्रह के भीतर बना हुआ था। अधिकांश प्राथमिक निष्क्रिय गैसें, जैसे नियॉन और ज़ेनॉन, इसके गठन के दौरान पृथ्वी द्वारा कब्जा किए गए प्राथमिक नीयन के साथ जुड़ी थीं, साथ ही साथ क्षरण के दौरान वातावरण में मेंटल की रिहाई के साथ। कुलीन 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 समाहित है भाप तथा पानीतरल और ठोस अवस्था में। वायुमंडल में पानी एक महत्वपूर्ण गर्मी संचयकर्ता है।

निचले वायुमंडल 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, वायुमंडल की संरचना एक समान है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच का अनुपात स्थिर है। अक्रिय गैसें, हाइड्रोजन इत्यादि ऊपर विद्यमान हैं। जल वाष्प वायुमंडल की निचली परतों में है। पृथ्वी से दूरी के साथ इसकी सामग्री गिरती है। ऊपर, गैस अनुपात में परिवर्तन होता है, उदाहरण के लिए, 200-800 किमी की ऊँचाई पर, ऑक्सीजन नाइट्रोजन पर 10-100 बार प्रबल होता है।