वातावरणाचा सर्वात उंच थर. पृथ्वीच्या वातावरणाचा आकार

पृथ्वीचे वातावरण हे आपल्या ग्रहाचे वायूमय आवरण आहे. तसे, सौर मंडळाच्या ग्रहांपासून ते मोठ्या लघुग्रहांपर्यंत जवळजवळ सर्व खगोलीय पिंडांमध्ये समान कवच असते. अनेक घटकांवर अवलंबून असते - त्याच्या गतीचा आकार, वस्तुमान आणि इतर अनेक पॅरामीटर्स. परंतु केवळ आपल्या ग्रहाच्या शेलमध्ये असे घटक असतात जे आपल्याला जगू देतात.

पृथ्वीचे वातावरण: उत्पत्तीचा संक्षिप्त इतिहास

असे मानले जाते की त्याच्या अस्तित्वाच्या सुरूवातीस, आपल्या ग्रहावर गॅसचे कवच नव्हते. पण तरुण, नव्याने तयार झालेले आकाशीय शरीर सतत विकसित होत होते. पृथ्वीचे प्राथमिक वातावरण सतत ज्वालामुखीच्या उद्रेकाच्या परिणामी तयार झाले. अशा प्रकारे, हजारो वर्षांमध्ये, पृथ्वीभोवती पाण्याची वाफ, नायट्रोजन, कार्बन आणि इतर घटक (ऑक्सिजन वगळता) तयार झाले.

वातावरणातील आर्द्रतेचे प्रमाण मर्यादित असल्याने, त्याचे अतिवृष्टीमध्ये रूपांतर झाले - अशा प्रकारे समुद्र, महासागर आणि इतर पाण्याचे शरीर तयार झाले. ग्रहावर लोकसंख्या असलेले पहिले जीव जलीय वातावरणात दिसले आणि विकसित झाले. त्यापैकी बहुतेक वनस्पती जीवांचे होते जे प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे ऑक्सिजन तयार करतात. अशा प्रकारे, पृथ्वीचे वातावरण या महत्त्वपूर्ण वायूने ​​भरू लागले. आणि ऑक्सिजनच्या संचयनाच्या परिणामी, एक ओझोन थर तयार झाला, ज्याने अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या हानिकारक प्रभावांपासून ग्रहाचे संरक्षण केले. या घटकांनीच आपल्या अस्तित्वासाठी सर्व परिस्थिती निर्माण केली.

पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना

आपल्याला माहिती आहेच की, आपल्या ग्रहाच्या गॅस शेलमध्ये अनेक स्तर असतात - ट्रोपोस्फियर, स्ट्रॅटोस्फियर, मेसोस्फियर, थर्मोस्फियर. या स्तरांमधील स्पष्ट सीमा काढणे अशक्य आहे - हे सर्व वर्षाच्या वेळेवर आणि ग्रहाच्या साइटच्या अक्षांशांवर अवलंबून असते.

ट्रोपोस्फियर हा गॅस लिफाफाचा खालचा भाग आहे, ज्याची सरासरी उंची 10 ते 15 किलोमीटर आहे. हे येथे आहे की सर्वात मोठा भाग केंद्रित आहे. तसे, येथे सर्व आर्द्रता स्थित आहे आणि ढग तयार होतात. ऑक्सिजन सामग्रीमुळे, ट्रॉपोस्फियर सर्व जीवांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांना समर्थन देते. याव्यतिरिक्त, हवामान आणि क्षेत्राच्या हवामान वैशिष्ट्यांच्या निर्मितीमध्ये हे निर्णायक महत्त्व आहे - येथे केवळ ढगच तयार होत नाहीत तर वारा देखील. उंचीसह तापमान कमी होते.

स्ट्रॅटोस्फियर - ट्रोपोस्फियरपासून सुरू होते आणि 50 ते 55 किलोमीटरच्या उंचीवर संपते. येथे तापमान उंचीसह वाढते. वातावरणाच्या या भागात व्यावहारिकदृष्ट्या पाण्याची वाफ नसते, परंतु त्यात ओझोनचा थर असतो. कधीकधी एखाद्याला "नॅक्रियस" ढगांची निर्मिती लक्षात येते, जे फक्त रात्रीच दिसू शकतात - असे मानले जाते की ते अत्यंत घनरूप पाण्याच्या थेंबाद्वारे दर्शविले जातात.

मेसोस्फियर - 80 किलोमीटर पर्यंत पसरलेले आहे. या लेयरमध्ये, आपण वर जाताना तापमानात तीव्र घट लक्षात येऊ शकते. अशांतता देखील येथे खूप विकसित आहे. तसे, मेसोस्फियरमध्ये तथाकथित "नोक्टिल्युसेंट ढग" तयार होतात, ज्यामध्ये लहान बर्फाचे स्फटिक असतात - आपण ते फक्त रात्रीच पाहू शकता. हे मनोरंजक आहे की मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेवर व्यावहारिकपणे कोणतीही हवा नाही - ती पृथ्वीच्या पृष्ठभागापेक्षा 200 पट कमी आहे.

थर्मोस्फियर हा पृथ्वीच्या वायूच्या आवरणाचा वरचा थर आहे, ज्यामध्ये आयनोस्फियर आणि एक्सोस्फियरमध्ये फरक करण्याची प्रथा आहे. हे मनोरंजक आहे की येथे तापमान उंचीसह खूप वेगाने वाढते - पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून 800 किलोमीटरच्या उंचीवर, ते 1000 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त आहे. आयनोस्फियरमध्ये अत्यंत द्रवरूप हवा आणि सक्रिय आयनांची प्रचंड सामग्री असते. एक्सोस्फियरसाठी, वातावरणाचा हा भाग सहजतेने इंटरप्लॅनेटरी स्पेसमध्ये जातो. हे लक्षात घ्यावे की थर्मोस्फियरमध्ये हवा नसते.

आपण पाहू शकता की पृथ्वीचे वातावरण हा आपल्या ग्रहाचा एक अतिशय महत्त्वाचा भाग आहे, जो जीवनाच्या उदयामध्ये निर्णायक घटक आहे. हे महत्त्वपूर्ण क्रियाकलाप प्रदान करते, हायड्रोस्फियर (ग्रहाचे पाणी लिफाफा) च्या अस्तित्वाचे समर्थन करते आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गापासून संरक्षण करते.

पृथ्वीची रचना. हवा

हवा हे विविध वायूंचे यांत्रिक मिश्रण आहे जे पृथ्वीचे वातावरण बनवते. सजीवांच्या श्वासोच्छवासासाठी हवा आवश्यक आहे आणि उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

स्कॉटिश शास्त्रज्ञ जोसेफ ब्लॅक यांच्या प्रयोगांदरम्यान हवा हे केवळ मिश्रण आहे, एकसंध पदार्थ नाही हे सिद्ध झाले आहे. त्यापैकी एका दरम्यान, शास्त्रज्ञाने शोधून काढले की जेव्हा पांढरा मॅग्नेशिया (मॅग्नेशियम कार्बोनेट) गरम केला जातो तेव्हा "बाउंड हवा" सोडली जाते, म्हणजेच कार्बन डायऑक्साइड आणि जळलेला मॅग्नेशिया (मॅग्नेशियम ऑक्साईड) तयार होतो. दुसरीकडे, चुनखडी कॅलक्लाइंड केल्यावर, "बाउंड हवा" काढून टाकली जाते. या प्रयोगांच्या आधारे, शास्त्रज्ञाने असा निष्कर्ष काढला की कार्बन डायऑक्साइड आणि कॉस्टिक अल्कालिसमधील फरक हा आहे की आधीच्यामध्ये कार्बन डायऑक्साइड असतो, जो हवेच्या घटकांपैकी एक आहे. आज आपल्याला माहित आहे की कार्बन डायऑक्साइड व्यतिरिक्त, पृथ्वीच्या हवेच्या रचनेत हे समाविष्ट आहे:

टेबलमध्ये दर्शविलेल्या पृथ्वीच्या वातावरणातील वायूंचे प्रमाण त्याच्या खालच्या स्तरांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, 120 किमी उंचीपर्यंत. या भागांमध्ये एक चांगले मिश्रित, एकसंध रचना असलेले क्षेत्र आहे ज्याला होमोस्फीअर म्हणतात. होमोस्फियरच्या वर हेटरोस्फियर आहे, जे अणू आणि आयनमध्ये गॅस रेणूंचे विघटन करून वैशिष्ट्यीकृत आहे. टर्बोपॉजद्वारे प्रदेश एकमेकांपासून वेगळे केले जातात.

सौर आणि वैश्विक किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली ज्या रासायनिक अभिक्रियामध्ये रेणूंचे अणूंमध्ये विघटन होते त्याला फोटोडिसोसिएशन म्हणतात. जेव्हा आण्विक ऑक्सिजनचा क्षय होतो, तेव्हा अणू ऑक्सिजन तयार होतो, जो 200 किमीपेक्षा जास्त उंचीवर वातावरणातील मुख्य वायू आहे. 1200 किमी उंचीवर, हायड्रोजन आणि हेलियम, जे सर्वात हलके वायू आहेत, प्रबळ होऊ लागतात.

हवेचा बराचसा भाग 3 खालच्या वायुमंडलीय स्तरांमध्ये केंद्रित असल्याने, 100 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर हवेच्या रचनेतील बदलांचा वातावरणाच्या सामान्य रचनेवर लक्षणीय परिणाम होत नाही.

नायट्रोजन हा सर्वात मुबलक वायू आहे, जो पृथ्वीच्या हवेच्या प्रमाणाच्या तीन चतुर्थांशपेक्षा जास्त आहे. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान तयार होणाऱ्या आण्विक ऑक्सिजनसह सुरुवातीच्या अमोनिया-हायड्रोजन वातावरणाच्या ऑक्सिडेशन दरम्यान आधुनिक नायट्रोजन तयार झाला. सध्या, डिनिट्रिफिकेशनच्या परिणामी, नायट्रोजनची एक छोटी मात्रा वातावरणात प्रवेश करते - नायट्रेट्स ते नायट्रेट्समध्ये कमी करण्याची प्रक्रिया, त्यानंतरच्या वायू ऑक्साईड्स आणि आण्विक नायट्रोजनच्या निर्मितीसह, जे अॅनारोबिक प्रोकेरियोट्सद्वारे तयार केले जाते. ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान नायट्रोजनचा काही भाग वातावरणात सोडला जातो.

वरच्या वातावरणात, ओझोनच्या सहभागासह विद्युत स्त्रावांच्या संपर्कात असताना, आण्विक नायट्रोजनचे नायट्रोजन मोनोऑक्साइडमध्ये ऑक्सीकरण केले जाते:

N 2 + O 2 → 2NO

सामान्य परिस्थितीत, मोनोऑक्साइड लगेच ऑक्सिजनसह नायट्रस ऑक्साईड तयार करण्यासाठी प्रतिक्रिया देते:

2NO + O 2 → 2N 2 O

नायट्रोजन हा पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्वात महत्वाचा रासायनिक घटक आहे. नायट्रोजन हा प्रथिनांचा एक भाग आहे, वनस्पतींसाठी खनिज पोषण प्रदान करतो. हे जैवरासायनिक अभिक्रियांचा दर ठरवते, ऑक्सिजन डायल्युंटची भूमिका बजावते.

पृथ्वीच्या वातावरणातील दुसरा सर्वात सामान्य वायू ऑक्सिजन आहे. या वायूची निर्मिती वनस्पती आणि जीवाणूंच्या प्रकाशसंश्लेषण क्रियाशी संबंधित आहे. आणि जितके वैविध्यपूर्ण आणि असंख्य प्रकाशसंश्लेषक जीव बनले, तितकीच वातावरणातील ऑक्सिजन सामग्रीची प्रक्रिया अधिक महत्त्वपूर्ण होत गेली. आवरणाच्या डिगॅसिंग दरम्यान थोड्या प्रमाणात जड ऑक्सिजन सोडला जातो.

ट्रॉपोस्फियर आणि स्ट्रॅटोस्फियरच्या वरच्या थरांमध्ये, अल्ट्राव्हायोलेट सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली (याला hν म्हणून दर्शवा), ओझोन तयार होतो:

O 2 + hν → 2O

त्याच अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या क्रियेच्या परिणामी, ओझोनचे विघटन होते:

О 3 + hν → О 2 + О

О 3 + O → 2О 2

पहिल्या प्रतिक्रियेच्या परिणामी, आण्विक ऑक्सिजन तयार होतो, दुसर्या, आण्विक ऑक्सिजनचा परिणाम म्हणून. 1930 मध्ये ब्रिटीश शास्त्रज्ञ सिडनी चॅपमन यांनी शोधून काढल्यानंतर सर्व 4 प्रतिक्रियांना "चॅपमॅनची यंत्रणा" म्हणतात.

ऑक्सिजनचा उपयोग सजीवांच्या श्वासोच्छवासासाठी केला जातो. त्याच्या मदतीने, ऑक्सिडेशन आणि ज्वलन प्रक्रिया होतात.

ओझोन अतिनील किरणोत्सर्गापासून सजीवांचे संरक्षण करते, ज्यामुळे अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन होते. तथाकथित ओझोनच्या खालच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये सर्वाधिक एकाग्रता दिसून येते. ओझोन थर किंवा ओझोन स्क्रीन, 22-25 किमी उंचीवर पडलेली. ओझोनचे प्रमाण कमी आहे: सामान्य दाबाने, पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्व ओझोन फक्त 2.91 मिमी जाडीचा थर व्यापतो.

वातावरणातील तिसरा सर्वात सामान्य वायू, आर्गॉन, तसेच निऑन, हेलियम, क्रिप्टॉन आणि झेनॉनची निर्मिती ज्वालामुखीचा उद्रेक आणि किरणोत्सर्गी घटकांच्या क्षयशी संबंधित आहे.

विशेषतः, हेलियम हे युरेनियम, थोरियम आणि रेडियमच्या किरणोत्सर्गी क्षयचे उत्पादन आहे: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (या प्रतिक्रियांमध्ये, α- कण हे हीलियम न्यूक्लियस आहे, जो ऊर्जा कमी होण्याच्या प्रक्रियेत इलेक्ट्रॉन पकडतो आणि 4 He होतो).

पोटॅशियमच्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकेच्या क्षय दरम्यान आर्गॉन तयार होतो: 40 K → 40 Ar + γ.

निऑन आग्नेय खडकांपासून सुटतो.

क्रिप्टन हे युरेनियम (235 U आणि 238 U) आणि थोरियम Th चे अंतिम क्षय उत्पादन म्हणून तयार होते.

वातावरणातील क्रिप्टॉनचा मोठा भाग पृथ्वीच्या उत्क्रांतीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात विलक्षण लहान अर्धायुष्य असलेल्या ट्रान्सुरनिक घटकांच्या क्षयमुळे तयार झाला होता किंवा अंतराळातून आला होता, ज्यातील क्रिप्टॉनची सामग्री पृथ्वीपेक्षा दहा दशलक्ष पट जास्त आहे.

झेनॉन हा युरेनियमच्या विखंडनाचा परिणाम आहे, परंतु या वायूचा मोठा भाग पृथ्वीच्या निर्मितीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यापासून, प्राथमिक वातावरणापासूनच राहिला.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकाच्या परिणामी आणि सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनाच्या प्रक्रियेत कार्बन डायऑक्साइड वातावरणात प्रवेश करतो. पृथ्वीच्या मध्य अक्षांशांच्या वातावरणातील त्याची सामग्री ऋतूंवर अवलंबून मोठ्या प्रमाणात बदलते: हिवाळ्यात, CO 2 चे प्रमाण वाढते आणि उन्हाळ्यात ते कमी होते. हे चढउतार प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत कार्बन डायऑक्साइड वापरणाऱ्या वनस्पतींच्या क्रियाकलापांशी संबंधित आहे.

सौर विकिरणाने पाण्याचे विघटन होऊन हायड्रोजन तयार होतो. परंतु, वातावरण बनवणाऱ्या वायूंपैकी सर्वात हलके असल्याने, ते सतत बाह्य अवकाशात बाष्पीभवन होते आणि त्यामुळे वातावरणातील त्याची सामग्री फारच कमी असते.

तलाव, नद्या, समुद्र आणि जमिनीच्या पृष्ठभागावरील पाण्याच्या बाष्पीभवनाचा परिणाम म्हणजे पाण्याची वाफ.

पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड वगळता खालच्या वातावरणात मुख्य वायूंचे प्रमाण स्थिर असते. वातावरणात कमी प्रमाणात सल्फर ऑक्साईड SO 2, अमोनिया NH 3, कार्बन मोनोऑक्साइड CO, ओझोन O 3, हायड्रोजन क्लोराईड HCl, हायड्रोजन फ्लोराइड HF, नायट्रोजन मोनोऑक्साइड NO, हायड्रोकार्बन्स, पारा वाष्प Hg, आयोडीन I आणि इतर अनेक घटक असतात. ट्रॉपोस्फियरच्या खालच्या वातावरणीय थरामध्ये, नेहमी मोठ्या प्रमाणात निलंबित घन आणि द्रव कण असतात.

पृथ्वीच्या वातावरणातील कणांचे स्त्रोत म्हणजे ज्वालामुखीचा उद्रेक, वनस्पतींचे परागकण, सूक्ष्मजीव आणि अलीकडे मानवी क्रियाकलाप, उदाहरणार्थ, उत्पादनादरम्यान जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन. धुळीचे सर्वात लहान कण, जे संक्षेपणाचे केंद्रक आहेत, धुके आणि ढगांच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरतात. वातावरणात सतत घन कण असल्याशिवाय, पृथ्वीवर पर्जन्यवृष्टी होणार नाही.

- पृथ्वीचे हवेचे कवच, पृथ्वीबरोबर फिरत आहे. वातावरणाची वरची सीमा पारंपारिकपणे 150-200 किमी उंचीवर काढली जाते. खालची सीमा पृथ्वीची पृष्ठभाग आहे.

वातावरणातील हवा हे वायूंचे मिश्रण आहे. पृष्ठभागावरील हवेच्या थरातील त्याचे बहुतेक प्रमाण नायट्रोजन (78%) आणि ऑक्सिजन (21%) आहे. याव्यतिरिक्त, हवेमध्ये अक्रिय वायू (आर्गॉन, हेलियम, निऑन इ.), कार्बन डायऑक्साइड (0.03), पाण्याची वाफ आणि विविध घन कण (धूळ, काजळी, मीठ क्रिस्टल्स) असतात.

हवा रंगहीन आहे आणि आकाशाचा रंग प्रकाश लाटांच्या विखुरण्याच्या वैशिष्ट्यांद्वारे स्पष्ट केला जातो.

वातावरणात अनेक स्तर असतात: ट्रॉपोस्फियर, स्ट्रॅटोस्फियर, मेसोस्फियर आणि थर्मोस्फियर.

हवेच्या खालच्या पृष्ठभागाच्या थराला म्हणतात ट्रोपोस्फियरत्याची जाडी वेगवेगळ्या अक्षांशांवर सारखी नसते. ट्रॉपोस्फियर ग्रहाच्या आकाराची पुनरावृत्ती करतो आणि पृथ्वीसह अक्षीय परिभ्रमणात भाग घेतो. विषुववृत्तावर, वातावरणाची जाडी 10 ते 20 किमी पर्यंत असते. ते विषुववृत्तावर जास्त आणि ध्रुवावर कमी आहे. ट्रोपोस्फियर जास्तीत जास्त हवेच्या घनतेने दर्शविले जाते, संपूर्ण वातावरणाच्या 4/5 वस्तुमान त्यात केंद्रित आहे. ट्रोपोस्फियर हवामानाची परिस्थिती निर्धारित करते: येथे विविध हवेचे वस्तुमान तयार होतात, ढग आणि पर्जन्य तयार होतात, तीव्र क्षैतिज आणि उभ्या हवेची हालचाल होते.

ट्रोपोस्फियरच्या वर, 50 किमी उंचीपर्यंत आहे स्ट्रॅटोस्फियरहे कमी हवेच्या घनतेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, त्यात पाण्याची वाफ नाही. स्ट्रॅटोस्फियरच्या खालच्या भागात सुमारे 25 किमी उंचीवर. तेथे एक "ओझोन स्क्रीन" आहे - ओझोनच्या वाढीव एकाग्रतेसह वातावरणाचा एक थर, जो अतिनील किरणे शोषून घेतो, जी जीवांसाठी घातक आहे.

50 ते 80-90 किमी उंचीवर पसरते मेसोस्फियरवाढत्या उंचीसह, तापमान सरासरी उभ्या ग्रेडियंट (0.25-0.3) ° / 100 मीटरसह कमी होते आणि हवेची घनता कमी होते. मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया तेजस्वी उष्णता हस्तांतरण आहे. रेडिकल, कंपन उत्तेजित रेणूंचा समावेश असलेल्या जटिल फोटोकेमिकल प्रक्रियेमुळे वातावरणाची चमक निर्माण होते.

थर्मोस्फियर 80-90 ते 800 किमी उंचीवर स्थित आहे. येथे हवेची घनता कमी आहे, हवेच्या आयनीकरणाची डिग्री खूप जास्त आहे. सूर्याच्या क्रियेनुसार तापमानात बदल होतो. मोठ्या प्रमाणात चार्ज केलेल्या कणांमुळे येथे अरोरा आणि चुंबकीय वादळे दिसून येतात.

पृथ्वीच्या निसर्गात वातावरणाला खूप महत्त्व आहे.ऑक्सिजनशिवाय सजीवांचा श्वास घेणे अशक्य आहे. त्याचा ओझोन थर हानीकारक अतिनील किरणांपासून सर्व सजीवांचे संरक्षण करतो. वातावरण तापमानातील चढउतार गुळगुळीत करते: पृथ्वीचा पृष्ठभाग रात्री थंड होत नाही आणि दिवसा जास्त गरम होत नाही. वातावरणातील हवेच्या दाट थरांमध्ये, ग्रहाच्या पृष्ठभागावर पोहोचण्यापूर्वी, उल्का काट्यांमधून बाहेर पडतात.

वातावरण पृथ्वीच्या सर्व कवचांशी संवाद साधते. त्याच्या मदतीने, समुद्र आणि जमीन यांच्यात उष्णता आणि आर्द्रतेची देवाणघेवाण होते. वातावरणाशिवाय ढग, पाऊस, वारा नसतो.

मानवी आर्थिक क्रियाकलापांचा वातावरणावर लक्षणीय विपरीत परिणाम होतो. वायू प्रदूषण होते, ज्यामुळे कार्बन मोनोऑक्साइड (CO 2) च्या एकाग्रतेत वाढ होते. आणि हे ग्लोबल वार्मिंगमध्ये योगदान देते आणि "ग्रीनहाऊस इफेक्ट" वाढवते. औद्योगिक आणि वाहतूक कचऱ्यामुळे पृथ्वीचा ओझोन थर नष्ट होत आहे.

वातावरणाला संरक्षणाची गरज आहे. विकसित देशांमध्ये, वातावरणातील हवेचे प्रदूषणापासून संरक्षण करण्यासाठी काही उपाययोजना केल्या जात आहेत.

अद्याप प्रश्न आहेत? वातावरणाबद्दल अधिक जाणून घेऊ इच्छिता?
ट्यूटरकडून मदत मिळविण्यासाठी -.

ब्लॉग साइट, सामग्रीच्या पूर्ण किंवा आंशिक कॉपीसह, स्त्रोताचा दुवा आवश्यक आहे.

पृथ्वीचा पृष्ठभाग बदलणे. लांब अंतरावर खडकांचे लहान अंश वाहून नेणाऱ्या वाऱ्याची क्रिया कमी महत्त्वाची नव्हती. तापमानातील चढउतार आणि इतर वातावरणीय घटकांनी खडकांच्या नाशावर लक्षणीय परिणाम केला. यासह, A. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे खाली पडणाऱ्या उल्कापिंडांच्या विध्वंसक क्रियेपासून संरक्षण करते, त्यापैकी बहुतेक वातावरणाच्या दाट थरांमध्ये प्रवेश करताना जळून जातात.

सजीवांची क्रिया, ज्याचा ए.च्या विकासावर जोरदार प्रभाव पडला आहे, स्वतःच बर्‍याच प्रमाणात वातावरणीय परिस्थितीवर अवलंबून आहे. A. सूर्याच्या अतिनील किरणे बहुतेक सापळ्यात अडकतात, ज्याचा अनेक जीवांवर हानिकारक प्रभाव पडतो. वायुमंडलीय ऑक्सिजनचा वापर प्राणी आणि वनस्पतींच्या श्वसन प्रक्रियेत केला जातो, वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड - वनस्पती पोषण प्रक्रियेत. हवामान घटक, विशेषत: थर्मल आणि आर्द्रीकरण व्यवस्था, आरोग्य आणि मानवी क्रियाकलापांवर परिणाम करतात. शेती विशेषतः हवामानाच्या परिस्थितीवर अवलंबून असते. या बदल्यात, मानवी क्रियाकलाप A. च्या रचनेवर आणि हवामान प्रणालीवर सतत वाढत्या प्रभाव पाडतात.

वातावरणाची रचना

वातावरणातील अनुलंब तापमान वितरण आणि संबंधित शब्दावली.

असंख्य निरीक्षणे दर्शवितात की A. स्पष्टपणे व्यक्त केलेली स्तरित रचना आहे (चित्र पहा). A. च्या स्तरित संरचनेची मुख्य वैशिष्ट्ये प्रामुख्याने तापमानाच्या अनुलंब वितरणाच्या वैशिष्ट्यांद्वारे निर्धारित केली जातात. आफ्रिकेच्या सर्वात खालच्या भागात, ट्रॉपोस्फियर, जेथे तीव्र अशांत मिश्रण दिसून येते (वातावरण आणि जलमंडलातील अशांतता पहा), वाढत्या उंचीसह तापमान कमी होते आणि उभ्या बाजूने तापमानात घट सरासरी 6 ° प्रति किमी आहे. ट्रोपोस्फियरची उंची ध्रुवीय अक्षांशांवर 8-10 किमी ते विषुववृत्तावर 16-18 किमी पर्यंत बदलते. उंचीसह हवेची घनता झपाट्याने कमी होते या वस्तुस्थितीमुळे, एकूण वस्तुमानाच्या सुमारे 80% A हे ट्रोपोस्फियरमध्ये केंद्रित आहे. ट्रोपोस्फियरच्या वर, एक संक्रमण स्तर आहे - 190-220 तापमानासह ट्रोपोपॉज, ज्याच्या वर स्ट्रॅटोस्फियर सुरू होते. स्ट्रॅटोस्फियरच्या खालच्या भागात, उंचीसह तापमानात घट थांबते आणि तापमान अंदाजे 25 किमी उंचीपर्यंत स्थिर राहते - तथाकथित. समतापीय प्रदेश(लोअर स्ट्रॅटोस्फियर); जितके जास्त तापमान वाढू लागते - उलथापालथ क्षेत्र (वरच्या स्ट्रॅटोस्फियर). सुमारे 55 किमी उंचीवर असलेल्या स्ट्रॅटोपॉजच्या पातळीवर तापमान कमाल ~ 270 K पर्यंत पोहोचते. लेयर A., 55 ते 80 किमी उंचीवर स्थित आहे, जेथे तापमान पुन्हा उंचीसह कमी होते, त्याला मेसोस्फियरचे नाव मिळाले आहे. त्याच्या वर एक संक्रमणकालीन स्तर आहे - मेसोपॉज, ज्याच्या वर थर्मोस्फियर स्थित आहे, जेथे तापमान, उंचीसह वाढते, खूप उच्च मूल्यांपर्यंत पोहोचते (1000 के पेक्षा जास्त). त्याहूनही उच्च (~ 1000 किमी आणि त्याहून अधिक उंचीवर) एक्सोस्फियर आहे, जिथून वातावरणातील वायू विखुरल्यामुळे जागतिक अवकाशात विखुरले जातात आणि जिथे धमनीपासून आंतरग्रहीय जागेत हळूहळू संक्रमण होते. सामान्यतः, ट्रॉपोस्फियरच्या वर स्थित असलेल्या A. च्या सर्व स्तरांना वरचे म्हणतात, जरी काहीवेळा A. च्या खालच्या स्तरांमध्ये स्ट्रॅटोस्फियर किंवा त्याचा खालचा भाग देखील समाविष्ट असतो.

A. (तापमान, दाब, घनता) चे सर्व संरचनात्मक मापदंड लक्षणीय स्पॅटिओटेम्पोरल परिवर्तनशीलता (अक्षांश, वार्षिक, मौसमी, दैनंदिन, इ.) प्रदर्शित करतात. म्हणून, अंजीर मध्ये डेटा. वातावरणाची फक्त सरासरी स्थिती प्रतिबिंबित करते.

वातावरणाच्या संरचनेचे आकृती:
1 - समुद्र पातळी; 2 - पृथ्वीचा सर्वोच्च बिंदू - चोमोलुंगमा (एव्हरेस्ट), 8848 मी; 3 - चांगले हवामानाचे ढग; 4 - शक्तिशाली क्युमुलस ढग; 5 - पाऊस (गडगडाट) ढग; 6 - स्ट्रॅटस ढग; 7 - सिरस ढग; 8 - विमान; 9 - जास्तीत जास्त ओझोन एकाग्रतेची थर; 10 - नॅक्रेस ढग; 11 - स्ट्रॅटोस्फेरिक बलून; 12 - रेडिओसोंडे; 1З - उल्का; 14 - रात्रीचे ढग; 15 - ध्रुवीय दिवे; 16 - अमेरिकन Kh-15 क्षेपणास्त्र विमान; 17, 18, 19 - रेडिओ लहरी आयनीकृत स्तरांमधून परावर्तित होतात आणि पृथ्वीवर परत येतात; 20 - एक ध्वनी लहरी, उबदार थरातून परावर्तित होऊन पृथ्वीवर परत येते; 21 - पहिला सोव्हिएत कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह; 22 - आंतरखंडीय क्षेपणास्त्र; 23 - भूभौतिक संशोधन रॉकेट; 24 - हवामानविषयक उपग्रह; 25 - स्पेसशिप सोयुझ-4 आणि सोयुझ-5; 26 - वातावरणातून बाहेर पडणारे अंतराळ रॉकेट, तसेच आयनीकृत थरांमध्ये प्रवेश करणारी रेडिओ लहरी आणि वातावरण सोडून; 27, 28 - H आणि He अणूंचा अपव्यय (प्रवेग); 29 - सौर प्रोटॉन P चे मार्गक्रमण; 30 - अतिनील किरणांचा प्रवेश (तरंगलांबी l> 2000 आणि l< 900).

वातावरणाच्या स्तरित रचनेत इतर अनेक वैविध्यपूर्ण अभिव्यक्ती आहेत. A ची रासायनिक रचना उंचीमध्ये विषम आहे. जर, 90 किमी पर्यंतच्या उंचीवर, जेथे वातावरणाचे तीव्र मिश्रण अस्तित्वात असेल, तर वातावरणातील स्थिर घटकांची सापेक्ष रचना व्यावहारिकदृष्ट्या अपरिवर्तित राहते (वातावरणाच्या या संपूर्ण जाडीला homosphere), नंतर 90 किमी वर, मध्ये heterosphere- सूर्यापासून अतिनील किरणोत्सर्गाद्वारे वातावरणातील वायूंच्या रेणूंच्या विघटनाच्या प्रभावाखाली, उंचीसह वातावरणाच्या रासायनिक रचनेत तीव्र बदल होतो. A. च्या या भागाची वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये म्हणजे ओझोनचे थर आणि वातावरणाची योग्य चमक. एक जटिल स्तरित रचना वायुमंडलीय एरोसोलचे वैशिष्ट्य आहे - आफ्रिकेत निलंबित स्थलीय आणि वैश्विक उत्पत्तीचे घन कण. सर्वात सामान्य एरोसोल स्तर ट्रोपोपॉजच्या खाली आणि सुमारे 20 किमी उंचीवर आहेत. वातावरणातील इलेक्ट्रॉन आणि आयनांचे अनुलंब वितरण स्तरित आहे, जे आयनोस्फियरच्या D-, E- आणि F-स्तरांच्या अस्तित्वामध्ये व्यक्त केले जाते.

वातावरणाची रचना

सर्वात ऑप्टिकली सक्रिय घटकांपैकी एक म्हणजे वायुमंडलीय एरोसोल - अनेक एनएम ते अनेक दहा मायक्रॉन आकाराचे हवेतील कण, पाण्याच्या वाफेच्या संक्षेपण दरम्यान तयार होतात आणि औद्योगिक प्रदूषण, ज्वालामुखीचा उद्रेक आणि परिणामी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून वातावरणात प्रवेश करतात. अंतराळातून देखील. एरोसोल ट्रॉपोस्फियर आणि A च्या वरच्या थरांमध्ये दोन्हीमध्ये आढळते. उंचीसह एरोसोलची एकाग्रता झपाट्याने कमी होते, परंतु हा अभ्यासक्रम एरोसोल स्तरांच्या अस्तित्वाशी संबंधित असंख्य दुय्यम मॅक्सिमावर लागू केला जातो.

वरचे वातावरण

20-30 किमी वर, A. चे रेणू, पृथक्करणाच्या परिणामी, एक अंश किंवा दुसर्या प्रमाणात अणूंमध्ये मोडतात आणि मुक्त अणू आणि नवीन अधिक जटिल रेणू A. मध्ये दिसतात. आयनीकरण प्रक्रिया काही प्रमाणात जास्त होतात.

सर्वात अस्थिर प्रदेश हेटरोस्फियर आहे, जेथे आयनीकरण आणि पृथक्करण प्रक्रियेमुळे असंख्य फोटोकेमिकल प्रतिक्रिया निर्माण होतात ज्या उंचीसह हवेच्या रचनेत बदल निर्धारित करतात. येथे, वायूंचे गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण देखील घडते, जे उंची वाढत असताना हलक्या वायूंनी वातावरणाच्या हळूहळू समृद्धीमध्ये व्यक्त केले जाते. रॉकेटच्या मोजमापानुसार, तटस्थ वायूंचे गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण - आर्गॉन आणि नायट्रोजन - 105-110 किमी वर पाहिले जाते. 100-210 किमी लेयरमधील नायट्रोजनचे मुख्य घटक म्हणजे आण्विक नायट्रोजन, आण्विक ऑक्सिजन आणि अणू ऑक्सिजन (210 किमीच्या स्तरावर नंतरचे एकाग्रता आण्विक नायट्रोजनच्या एकाग्रतेच्या 77 ± 20% पर्यंत पोहोचते).

थर्मोस्फियरच्या वरच्या भागात प्रामुख्याने अणु ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन असतात. 500 किमी उंचीवर, आण्विक ऑक्सिजन व्यावहारिकदृष्ट्या अनुपस्थित आहे, परंतु आण्विक नायट्रोजन, ज्याची सापेक्ष एकाग्रता मोठ्या प्रमाणात कमी झाली आहे, तरीही अणूवर वर्चस्व आहे.

थर्मोस्फियरमध्ये, भरतीसंबंधी हालचाली (ओहोटी आणि प्रवाह पहा), गुरुत्वाकर्षण लहरी, प्रकाश रासायनिक प्रक्रिया, कणांच्या मुक्त मार्गात वाढ आणि इतर घटकांद्वारे महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली जाते. 200-700 किमी उंचीवर उपग्रहांच्या मंदावलेल्या निरीक्षणाच्या परिणामांवरून असा निष्कर्ष निघाला की घनता, तापमान आणि सौर क्रियाकलाप यांच्यात संबंध आहे, जो दैनंदिन, अर्ध-वार्षिक आणि वार्षिक अस्तित्वाशी संबंधित आहे. स्ट्रक्चरल पॅरामीटर्सची भिन्नता. हे शक्य आहे की दैनंदिन भिन्नता मुख्यत्वे वातावरणातील भरतीमुळे आहे. सौर फ्लेअर्सच्या काळात, कमी अक्षांशांमध्ये 200 किमी उंचीवर तापमान 1700-1900 डिग्री सेल्सियसपर्यंत पोहोचू शकते.

600 किमीच्या वर, हेलियम हा प्रमुख घटक बनतो आणि त्याहूनही जास्त, 2-20 हजार किमीच्या उंचीवर, पृथ्वीचा हायड्रोजन कोरोना विस्तारतो. या उंचीवर, पृथ्वी चार्ज केलेल्या कणांच्या शेलने वेढलेली आहे, ज्याचे तापमान हजारो अंशांपर्यंत पोहोचते. पृथ्वीचे आतील आणि बाहेरील रेडिएशन बेल्ट येथे आहेत. आतील पट्टा, प्रामुख्याने शेकडो MeV च्या उर्जेसह प्रोटॉनने भरलेला, विषुववृत्तापासून 35-40 ° पर्यंत अक्षांशांवर 500-1600 किमी उंचीपर्यंत मर्यादित आहे. बाह्य पट्ट्यामध्ये शेकडो keV च्या क्रमाने ऊर्जा असलेले इलेक्ट्रॉन असतात. बाह्य बेल्टच्या मागे, "सर्वात बाहेरील पट्टा" आहे, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉनची एकाग्रता आणि प्रवाह खूप जास्त आहे. आर्क्टिकच्या वरच्या थरांमध्ये सौर कॉर्पस्क्युलर रेडिएशन (सौर वारा) च्या आक्रमणामुळे अरोरा तयार होतो. सौर कोरोनाच्या इलेक्ट्रॉन्स आणि प्रोटॉन्सच्या वरच्या वातावरणाच्या या भडिमाराच्या प्रभावाखाली, वातावरणाची योग्य चमक देखील उत्तेजित होते, ज्याला पूर्वी म्हणतात. रात्रीच्या आकाशाची चमक... जेव्हा सौर वारा पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधतो तेव्हा एक झोन तयार होतो, ज्याला हे नाव मिळाले. पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र, जेथे सौर प्लाझ्मा प्रवाह आत प्रवेश करत नाहीत.

आर्मेनियाच्या वरच्या थरांना जोरदार वाऱ्याच्या अस्तित्वाने दर्शविले जाते, ज्याचा वेग 100-200 मीटर / सेकंदापर्यंत पोहोचतो. ट्रॉपोस्फियर, मेसोस्फियर आणि लोअर थर्मोस्फियरमधील वाऱ्याचा वेग आणि दिशा जागा आणि वेळेनुसार खूप बदलू शकतात. जरी आर्क्टिकच्या वरच्या थरांचे वस्तुमान खालच्या थरांच्या वस्तुमानाच्या तुलनेत नगण्य आहे आणि वरच्या थरांमध्ये वातावरणातील प्रक्रियेची उर्जा तुलनेने कमी आहे, वरवर पाहता आर्क्टिकच्या उच्च स्तरांचा काही प्रभाव आहे. ट्रोपोस्फियरमधील हवामान आणि हवामान.

वातावरणातील रेडिएशन, उष्णता आणि पाण्याचे संतुलन

आर्मेनियामध्ये विकसित होणार्‍या सर्व भौतिक प्रक्रियांसाठी सौर विकिरण हे व्यावहारिकरित्या उर्जेचा एकमेव स्त्रोत आहे. आर्मेनियामधील रेडिएशन शासनाचे मुख्य वैशिष्ट्य तथाकथित आहे. हरितगृह परिणाम: A. अल्प-लहरी सौर विकिरण कमकुवतपणे शोषून घेतात (त्यातील बहुतेक पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचतात), परंतु पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून लांब-लहरी (संपूर्ण अवरक्त) थर्मल रेडिएशनला विलंब करते, ज्यामुळे पृथ्वीचे अंतराळात उष्णता हस्तांतरण लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि त्याचे तापमान वाढते.

आफ्रिकेत येणारे सौर विकिरण आफ्रिकेत अंशतः शोषले जाते, मुख्यतः पाण्याची वाफ, कार्बन डायऑक्साइड, ओझोन आणि एरोसोल द्वारे, आणि एरोसोल कण आणि A च्या घनतेतील चढउतारांमुळे विखुरले जाते. सूर्य, केवळ थेट सौर किरणोत्सर्गच नाही तर विखुरलेले सौर विकिरण देखील आर्मेनियामध्ये दिसून येते. रेडिएशन, ते एकत्रितपणे एकूण किरणोत्सर्ग बनवतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचल्यावर, एकूण रेडिएशन त्यातून अंशतः परावर्तित होते. परावर्तित रेडिएशनचे प्रमाण अंतर्निहित पृष्ठभागाच्या परावर्तिततेद्वारे निर्धारित केले जाते, तथाकथित. अल्बेडो शोषलेल्या किरणोत्सर्गामुळे, पृथ्वीची पृष्ठभाग गरम होते आणि A. आउटगोइंग रेडिएशनच्या दिशेने निर्देशित केलेल्या स्वतःच्या लांब-लहरी किरणोत्सर्गाचा स्त्रोत बनते). पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि A. यांच्यातील तर्कसंगत उष्णतेची देवाणघेवाण प्रभावी किरणोत्सर्गाद्वारे निर्धारित केली जाते - पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील आंतरिक विकिरण आणि त्याद्वारे शोषलेले प्रति-विकिरण A यांच्यातील फरक. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाद्वारे शोषलेल्या शॉर्ट-वेव्ह रेडिएशनमधील फरक आणि प्रभावी रेडिएशनला रेडिएशन बॅलन्स म्हणतात.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आणि तोफखान्यात सौर किरणोत्सर्गाच्या ऊर्जेचे शोषण झाल्यानंतर होणारे परिवर्तन पृथ्वीच्या उष्णतेचे संतुलन बनवते. वातावरणासाठी उष्णतेचा मुख्य स्त्रोत पृथ्वीचा पृष्ठभाग आहे, जो मोठ्या प्रमाणात सौर विकिरण शोषून घेतो. A. मधील सौर किरणोत्सर्गाचे शोषण हे दीर्घ-लहरींच्या किरणोत्सर्गामुळे A. ते जागतिक अवकाशातील उष्णतेच्या नुकसानापेक्षा कमी असल्याने, किरणोत्सर्गाच्या उष्णतेचा वापर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून A. पर्यंत उष्णतेच्या प्रवाहाने भरून काढला जातो. अशांत उष्णतेची देवाणघेवाण आणि A मध्ये पाण्याच्या बाष्पाच्या संक्षेपणाचा परिणाम म्हणून उष्णतेचे आगमन. अंतिम असल्याने संपूर्ण आर्क्टिकमधील संक्षेपणाचे प्रमाण हे पर्जन्यवृष्टीच्या प्रमाणात आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील बाष्पीभवनाच्या प्रमाणाइतके आहे; आर्क्टिकमध्ये संक्षेपण उष्णतेचे आगमन पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील बाष्पीभवनासाठी उष्णतेच्या वापराएवढे असते (पाणी शिल्लक देखील पहा).

सौर किरणोत्सर्गाची काही ऊर्जा A. चे सामान्य अभिसरण राखण्यासाठी आणि इतर वातावरणीय प्रक्रियांवर खर्च होते, परंतु उष्णता संतुलनाच्या मुख्य घटकांच्या तुलनेत हा भाग नगण्य आहे.

हवेची हालचाल

वातावरणातील हवेच्या प्रचंड गतिशीलतेमुळे, अटलांटिकच्या सर्व उंचीवर वारे वाहतात. हवेची हालचाल अनेक घटकांवर अवलंबून असते, ज्यापैकी मुख्य म्हणजे जगाच्या वेगवेगळ्या प्रदेशात A. चे असमान गरम होणे.

विषुववृत्त आणि ध्रुवांमध्ये पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर विशेषत: मोठ्या तापमानाचा विरोधाभास भिन्न अक्षांशांवर सौर ऊर्जेच्या आगमनातील फरकामुळे अस्तित्वात आहे. यासोबतच, महाद्वीप आणि महासागरांच्या स्थानावर तापमानाचे वितरण प्रभावित होते. महासागराच्या पाण्याची उच्च उष्णता क्षमता आणि थर्मल चालकता यामुळे, संपूर्ण वर्षभर सौर किरणोत्सर्गाच्या आगमनातील बदलांमुळे उद्भवणारे तापमान चढउतार लक्षणीयरीत्या कमकुवत करतात. या संदर्भात, समशीतोष्ण आणि उच्च अक्षांशांमध्ये, महासागरावरील हवेचे तापमान उन्हाळ्यात खंडांपेक्षा कमी आणि हिवाळ्यात जास्त असते.

वातावरणाचे असमान गरम होणे मोठ्या प्रमाणात वायु प्रवाहांच्या प्रणालीच्या विकासास हातभार लावते - तथाकथित. वातावरणाचे सामान्य अभिसरण, जे आर्मेनियामध्ये उष्णतेचे क्षैतिज हस्तांतरण तयार करते, परिणामी वैयक्तिक क्षेत्रांमध्ये वातावरणातील हवेच्या गरम होण्यातील फरक लक्षणीयपणे कमी होतो. याव्यतिरिक्त, सामान्य अभिसरण आफ्रिकेत आर्द्रता परिसंचरण चालवते, ज्या दरम्यान पाण्याची वाफ महासागरातून जमिनीवर वाहून नेली जाते आणि महाद्वीपांना आर्द्रता दिली जाते. सामान्य अभिसरण प्रणालीतील हवेची हालचाल हा वातावरणीय दाबाच्या वितरणाशी जवळून संबंधित आहे आणि पृथ्वीच्या परिभ्रमणावर देखील अवलंबून आहे (कोरियोलिस बल पहा). समुद्रसपाटीवर, दाब वितरण विषुववृत्ताजवळ कमी होणे, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दाब पट्टे) मध्ये वाढ आणि समशीतोष्ण आणि उच्च अक्षांशांमध्ये घट द्वारे दर्शविले जाते. त्याच वेळी, अतिउष्णकटिबंधीय अक्षांशांच्या खंडांवर, दाब सहसा हिवाळ्यात वाढतो आणि उन्हाळ्यात कमी होतो.

हवेच्या प्रवाहांची एक जटिल प्रणाली ग्रहांच्या दाब वितरणाशी संबंधित आहे, त्यापैकी काही तुलनेने स्थिर आहेत, तर काही जागा आणि वेळेत सतत बदलत असतात. स्थिर वायु प्रवाहांमध्ये व्यापार वारे समाविष्ट असतात, जे दोन्ही गोलार्धांच्या उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशांपासून विषुववृत्ताकडे निर्देशित केले जातात. मान्सून देखील तुलनेने स्थिर असतात - हवेचे प्रवाह जे महासागर आणि मुख्य भूभागादरम्यान उद्भवतात आणि त्यांना हंगामी वर्ण असतो. समशीतोष्ण अक्षांशांमध्ये, वायु प्रवाह पश्चिम दिशेने (पश्चिम ते पूर्वेकडे) प्रचलित असतात. या प्रवाहांमध्ये मोठ्या एडीजचा समावेश होतो - चक्रीवादळ आणि अँटीसायक्लोन, सहसा शेकडो आणि हजारो किलोमीटरपर्यंत विस्तारतात. चक्रीवादळे उष्णकटिबंधीय अक्षांशांमध्ये देखील आढळतात, जेथे ते लहान असतात, परंतु विशेषतः उच्च वाऱ्याचा वेग, अनेकदा चक्रीवादळ (तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रीवादळे) च्या जोरावर पोहोचतात. वरच्या ट्रोपोस्फियर आणि खालच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये, तुलनेने अरुंद (शेकडो किलोमीटर रुंद) जेट प्रवाह तीव्रपणे रेखाटलेल्या सीमा आहेत, ज्यामध्ये वारा प्रचंड वेगाने पोहोचतो - 100-150 मी / सेकंद पर्यंत. निरीक्षणे दर्शवतात की स्ट्रॅटोस्फियरच्या खालच्या भागात वायुमंडलीय अभिसरणाची वैशिष्ट्ये ट्रॉपोस्फियरमधील प्रक्रियांद्वारे निर्धारित केली जातात.

स्ट्रॅटोस्फियरच्या वरच्या अर्ध्या भागात, जेथे तापमान उंचीसह वाढते, वाऱ्याचा वेग उंचीसह वाढतो, उन्हाळ्यात पूर्वेकडील वारे आणि हिवाळ्यात पश्चिमेकडील वारे वाहतात. येथील परिसंचरण स्ट्रॅटोस्फेरिक उष्णता स्त्रोताद्वारे निर्धारित केले जाते, ज्याचे अस्तित्व ओझोनद्वारे अल्ट्राव्हायोलेट सौर किरणोत्सर्गाच्या तीव्र शोषणाशी संबंधित आहे.

समशीतोष्ण अक्षांशांमध्ये मेसोस्फियरच्या खालच्या भागात, हिवाळ्याच्या पश्चिमेकडील वाहतुकीचा वेग जास्तीत जास्त मूल्यांपर्यंत वाढतो - सुमारे 80 मीटर / सेकंद, आणि उन्हाळ्याच्या पूर्वेकडील वाहतूक - सुमारे 70 किमीच्या पातळीवर 60 मीटर / सेकंद पर्यंत. . अलीकडील अभ्यासांनी स्पष्टपणे दर्शविले आहे की मेसोस्फियरमधील तापमान क्षेत्राची वैशिष्ट्ये केवळ रेडिएशन घटकांच्या प्रभावाने स्पष्ट केली जाऊ शकत नाहीत. डायनॅमिक घटकांना प्रमुख महत्त्व असते (विशेषतः, हवा कमी किंवा उंचावल्यावर गरम करणे किंवा थंड करणे), तसेच फोटोकेमिकल अभिक्रियांच्या परिणामी उद्भवणारे उष्णता स्त्रोत (उदाहरणार्थ, अणू ऑक्सिजन पुनर्संयोजन) शक्य आहेत.

मेसोपॉजच्या थंड थराच्या वर (थर्मोस्फियरमध्ये), हवेचे तापमान उंचीसह वेगाने वाढू लागते. अनेक बाबतीत, A. चा हा प्रदेश स्ट्रॅटोस्फियरच्या खालच्या अर्ध्या भागासारखा आहे. कदाचित, थर्मोस्फियरच्या खालच्या भागात परिसंचरण मेसोस्फियरमधील प्रक्रियेद्वारे निर्धारित केले जाते आणि थर्मोस्फियरच्या वरच्या थरांची गतिशीलता येथे सौर किरणोत्सर्गाच्या शोषणामुळे होते. तथापि, या उंचीवर वातावरणातील हालचालींचा अभ्यास करणे त्यांच्या लक्षणीय जटिलतेमुळे कठीण आहे. थर्मोस्फियरमध्ये भरतीच्या हालचाली (प्रामुख्याने सौर अर्ध-दैनिक आणि दैनंदिन भरती) खूप महत्त्वाच्या असतात, ज्याच्या प्रभावाखाली 80 किमी पेक्षा जास्त उंचीवरील वाऱ्याचा वेग 100-120 मीटर / सेकंदापर्यंत पोहोचू शकतो. अक्षांश, ऋतू, उंची आणि दिवसाच्या वेळेनुसार वातावरणातील भरती-ओहोटींचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांची तीव्र परिवर्तनशीलता. थर्मोस्फियरमध्ये, गुरुत्वाकर्षण लहरींच्या प्रभावामुळे उंचीसह (प्रामुख्याने 100 किमी पातळीच्या जवळ) वाऱ्याच्या गतीमध्ये लक्षणीय बदल देखील होतात. 100-110 किमी उंचीच्या श्रेणीमध्ये स्थित आहे. टर्बोपॉज तीव्र अशांत मिक्सिंगच्या क्षेत्रापासून वर स्थित प्रदेशाला झपाट्याने वेगळे करते.

मोठ्या प्रमाणात हवेच्या प्रवाहांसोबत, वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये असंख्य स्थानिक वायु परिसंचरण दिसून येतात (वारा, बोरा, पर्वत-खोऱ्यातील वारे इ.; स्थानिक वारे पहा). सर्व वायु प्रवाहांमध्ये, मध्यम आणि लहान हवेच्या भोवरांच्या हालचालींशी संबंधित, वाऱ्याचे स्पंदन सामान्यतः पाळले जातात. अशा स्पंदनांचा संबंध वायुमंडलीय अशांततेशी आहे, ज्यामुळे अनेक वातावरणीय प्रक्रियांवर लक्षणीय परिणाम होतो.

हवामान आणि हवामान

पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या वेगवेगळ्या अक्षांशांवर येणार्‍या सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रमाणात फरक आणि महासागर, खंड आणि सर्वात मोठ्या पर्वतीय प्रणालींच्या वितरणासह त्याच्या संरचनेची जटिलता, पृथ्वीच्या हवामानाची विविधता निर्धारित करते (हवामान पहा).

साहित्य

• सोव्हिएत सत्तेच्या ५० वर्षांसाठी हवामानशास्त्र आणि जलविज्ञान, एड. ई.के. फेडोरोवा, एल., 1967;
• खर्गियन ए. के., वातावरणाचे भौतिकशास्त्र, दुसरी आवृत्ती, मॉस्को, 1958;
• झ्वेरेव्ह एएस, सिनोप्टिक मेटिऑरॉलॉजी अँड द बेसिक्स ऑफ वेदर प्रिडिक्शन, एल., 1968;
• ख्रोमोव्ह एस. पी., भौगोलिक विद्याशाखांसाठी हवामानशास्त्र आणि हवामानशास्त्र, एल., 1964;
• Tverskoy P. N., हवामानशास्त्र अभ्यासक्रम, L., 1962;
• मातवीव एल.टी., सामान्य हवामानशास्त्राची मूलभूत तत्त्वे. वातावरणाचे भौतिकशास्त्र, एल., 1965;
• बुडीको एमआय, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे थर्मल बॅलन्स, एल., 1956;
• कोंड्रात्येव के. या., ऍक्टिनोमेट्री, एल., 1965;
• ख्वोस्टिकोव्ह आय. ए., वातावरणाचे उच्च स्तर, एल., 1964;
• V. I. फ्रॉस्ट, ग्रहांचे भौतिकशास्त्र, M., 1967;
• Tverskoy P. N., वायुमंडलीय वीज, L., 1949;
• शिश्किन एनएस, ढग, पर्जन्य आणि वादळ वीज, एम., 1964;
• पृथ्वीच्या वातावरणातील ओझोन, एड. जी.पी. गुश्चीना, एल., 1966;
• इमयानिटोव्ह आय.एम., चुबारिना ई.व्ही., मुक्त वातावरणाची वीज, एल., 1965.

M.I.Budyko, K. Ya.Kondratyev.

वातावरण हे पृथ्वीचे हवेचे आवरण आहे. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून 3000 किमी पर्यंत पसरलेले. त्याच्या खुणा 10,000 किमी उंचीपर्यंत शोधल्या जाऊ शकतात. A. ची असमान घनता 50% आहे त्याचे वस्तुमान 5 किमी पर्यंत, 75% 10 किमी पर्यंत, 90% 16 किमी पर्यंत केंद्रित आहे.

वातावरणात हवेचा समावेश होतो - अनेक वायूंचे यांत्रिक मिश्रण.

नायट्रोजन(७८%) वातावरणातील ऑक्सिजन विरळ घटकाची भूमिका बजावते, ऑक्सिडेशनचा दर नियंत्रित करते आणि परिणामी, जैविक प्रक्रियांचा दर आणि तीव्रता. नायट्रोजन हा पृथ्वीच्या वातावरणाचा मुख्य घटक आहे, ज्याची सतत बायोस्फियरच्या सजीव वस्तूंशी देवाणघेवाण होते आणि नायट्रोजन संयुगे (अमीनो ऍसिड, प्युरिन इ.) हे नंतरचे घटक भाग आहेत. वातावरणातून नायट्रोजन काढणे अजैविक आणि जैवरासायनिक मार्गांनी होते, जरी ते एकमेकांशी जवळून संबंधित आहेत. अजैविक निष्कर्षण त्याच्या संयुगे N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3 च्या निर्मितीशी संबंधित आहे. ते वातावरणातील पर्जन्यमानात आढळतात आणि गडगडाटी वादळ किंवा सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली प्रकाशरासायनिक प्रतिक्रियांच्या प्रभावाखाली वातावरणात तयार होतात.

जैविक नायट्रोजन बंधन काही जीवाणूंद्वारे मातीत उच्च वनस्पतींसह सहजीवनात चालते. सागरी वातावरणातील काही प्लँक्टोनिक सूक्ष्मजीव आणि शैवाल द्वारे नायट्रोजन देखील निश्चित केले जाते. परिमाणात्मक दृष्टीने, जैविक नायट्रोजन निर्धारण त्याच्या अजैविक निर्धारणापेक्षा जास्त आहे. वातावरणातील सर्व नायट्रोजनच्या देवाणघेवाणीसाठी सुमारे 10 दशलक्ष वर्षे लागतात. नायट्रोजन ज्वालामुखीच्या उत्पत्तीच्या वायूंमध्ये आणि अग्निमय खडकांमध्ये आढळतो. स्फटिकासारखे खडक आणि उल्कापिंडांचे विविध नमुने गरम केल्यावर, नायट्रोजन N 2 आणि NH 3 रेणूंच्या स्वरूपात सोडला जातो. तथापि, पृथ्वीवर आणि स्थलीय ग्रहांवर नायट्रोजनच्या उपस्थितीचे मुख्य स्वरूप आण्विक आहे. अमोनिया, वरच्या वातावरणात प्रवेश करते, त्वरीत ऑक्सिडाइझ करते, नायट्रोजन सोडते. गाळाच्या खडकांमध्ये, ते सेंद्रिय पदार्थांसह पुरले जाते आणि बिटुमिनस ठेवींमध्ये वाढीव प्रमाणात आढळते. या खडकांच्या प्रादेशिक रूपांतराच्या प्रक्रियेत, विविध स्वरूपात नायट्रोजन पृथ्वीच्या वातावरणात सोडला जातो.

भू-रासायनिक नायट्रोजन चक्र (

ऑक्सिजन(21%) श्वासोच्छ्वासासाठी सजीवांद्वारे वापरले जाते, सेंद्रिय पदार्थाचा भाग आहे (प्रथिने, चरबी, कर्बोदके). ओझोन O 3. सूर्याचे अतिनील किरणे रोखून ठेवते, जी जीवनासाठी घातक आहे.

ऑक्सिजन हा वातावरणातील दुसरा सर्वात व्यापक वायू आहे, जो बायोस्फीअरमधील अनेक प्रक्रियांमध्ये अत्यंत महत्त्वाची भूमिका बजावतो. त्याच्या अस्तित्वाचे प्रमुख स्वरूप O 2 आहे. वातावरणाच्या वरच्या थरांमध्ये, अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, ऑक्सिजनचे रेणू विलग होतात आणि सुमारे 200 किमी उंचीवर आण्विक ऑक्सिजन आणि आण्विक ऑक्सिजनचे गुणोत्तर (O: O 2) 10 इतके होते. जेव्हा हे स्वरूप ऑक्सिजन वातावरणात (20-30 किमी उंचीवर) ओझोन पट्टा (ओझोन स्क्रीन) मध्ये संवाद साधतो. ओझोन (O 3) सजीवांसाठी आवश्यक आहे, सूर्याच्या अतिनील किरणोत्सर्गाचा बराचसा भाग अडकतो, जो त्यांच्यासाठी विनाशकारी आहे.

पृथ्वीच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, वरच्या वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईड आणि पाण्याच्या रेणूंच्या फोटोडिसोसिएशनच्या परिणामी मुक्त ऑक्सिजन फारच कमी प्रमाणात दिसला. तथापि, इतर वायूंच्या ऑक्सिडेशनमध्ये या लहान प्रमाणात त्वरीत सेवन केले गेले. महासागरात ऑटोट्रॉफिक प्रकाशसंश्लेषक जीवांच्या आगमनाने, परिस्थिती लक्षणीय बदलली आहे. वातावरणातील मुक्त ऑक्सिजनचे प्रमाण उत्तरोत्तर वाढू लागले, बायोस्फियरच्या अनेक घटकांचे सक्रियपणे ऑक्सिडायझेशन झाले. तर, मुक्त ऑक्सिजनच्या पहिल्या भागांनी प्रामुख्याने लोहाच्या फेरस स्वरूपाचे ऑक्साईडमध्ये आणि सल्फाइड्सचे सल्फेटमध्ये संक्रमण होण्यास हातभार लावला.

सरतेशेवटी, पृथ्वीच्या वातावरणातील मुक्त ऑक्सिजनचे प्रमाण एका विशिष्ट वस्तुमानापर्यंत पोहोचले आणि अशा प्रकारे संतुलित केले गेले की उत्पादित रक्कम शोषलेल्या रकमेइतकीच झाली. वातावरणात, मुक्त ऑक्सिजनच्या सामग्रीची सापेक्ष स्थिरता स्थापित केली गेली.

भू-रासायनिक ऑक्सिजन चक्र (व्ही.ए. व्रॉन्स्की, जी.व्ही. व्होइटकेविच)

कार्बन डाय ऑक्साइड, सजीव पदार्थाच्या निर्मितीकडे जातो आणि पाण्याच्या वाफेसह तथाकथित "ग्रीनहाऊस (ग्रीनहाऊस) प्रभाव" तयार करतो.

कार्बन (कार्बन डायऑक्साइड) - वातावरणातील बहुतेक CO 2 च्या रूपात आणि CH 4 च्या रूपात खूपच कमी आहे. बायोस्फियरमधील कार्बनच्या भू-रासायनिक इतिहासाचे मूल्य अत्यंत उच्च आहे, कारण ते सर्व सजीवांचा एक भाग आहे. सजीवांच्या मर्यादेत, कार्बनचे कमी झालेले प्रकार प्रबळ असतात आणि बायोस्फीअरच्या वातावरणात - ऑक्सिडाइज्ड असतात. अशा प्रकारे, जीवन चक्राची रासायनिक देवाणघेवाण स्थापित केली जाते: СО 2 ↔ जिवंत पदार्थ.

बायोस्फियरमधील प्राथमिक कार्बन डायऑक्साइडचा स्त्रोत ज्वालामुखी क्रियाकलाप आहे जो आच्छादन आणि पृथ्वीच्या कवचाच्या खालच्या क्षितिजाच्या धर्मनिरपेक्ष डिगॅसिंगशी संबंधित आहे. या कार्बन डाय ऑक्साईडचा काही भाग मेटामॉर्फिझमच्या विविध झोनमध्ये प्राचीन चुनखडीच्या थर्मल विघटनामुळे उद्भवतो. बायोस्फियरमध्ये CO 2 स्थलांतर दोन प्रकारे होते.

पीट, कोळसा, तेल, तेलाच्या शेलच्या रूपात लिथोस्फियरमध्ये अनुकूल कमी परिस्थितीमध्ये सेंद्रिय पदार्थांच्या निर्मितीसह प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत CO 2 चे शोषण आणि त्यानंतर दफन करण्याची पहिली पद्धत व्यक्त केली जाते. दुसऱ्या पद्धतीनुसार, कार्बनच्या स्थलांतरामुळे हायड्रोस्फियरमध्ये कार्बोनेट प्रणाली तयार होते, जिथे CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 मध्ये बदलते. त्यानंतर, कॅल्शियम (कमी वेळा मॅग्नेशियम आणि लोह) च्या सहभागाने, कार्बोनेटचा वर्षाव बायोजेनिक आणि अबोजेनिक पद्धतीने होतो. चुनखडी आणि डोलोमाइटचे जाड थर दिसतात. त्यानुसार ए.बी. रोनोव, जीवमंडलाच्या इतिहासात सेंद्रिय कार्बन (Corg) आणि कार्बोनेट कार्बन (Ccarb) यांचे गुणोत्तर 1: 4 होते.

जागतिक कार्बन चक्रासोबत, त्याचे अनेक किरकोळ चक्र देखील आहेत. म्हणून, जमिनीवर, हिरव्या वनस्पती दिवसा प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेसाठी CO 2 शोषून घेतात आणि रात्री ते वातावरणात सोडतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील सजीवांच्या मृत्यूसह, सेंद्रिय पदार्थांचे ऑक्सिडेशन (सूक्ष्मजीवांच्या सहभागासह) वातावरणात CO 2 सोडल्यास होते. अलिकडच्या दशकांमध्ये, जीवाश्म इंधनांचे प्रचंड ज्वलन आणि आधुनिक वातावरणात त्यांची सामग्री वाढल्याने कार्बन सायकलमध्ये एक विशेष स्थान व्यापले गेले आहे.

भौगोलिक लिफाफ्यातील कार्बन चक्र (एफ. रामद, 1981 नंतर)

आर्गॉन- तिसरा सर्वात व्यापक वायुमंडलीय वायू, जो अत्यंत खराब वितरीत केलेल्या इतर अक्रिय वायूंपासून तीव्रपणे वेगळे करतो. तथापि, आर्गॉन त्याच्या भूगर्भशास्त्रीय इतिहासात या वायूंचे भविष्य सामायिक करतो, जे दोन वैशिष्ट्यांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत:

1. वातावरणात त्यांच्या संचयनाची अपरिवर्तनीयता;
2. काही अस्थिर समस्थानिकांच्या किरणोत्सर्गी क्षयशी जवळचा संबंध.

अक्रिय वायू पृथ्वीच्या बायोस्फीअरमधील बहुतेक चक्रीय घटकांच्या चक्राच्या बाहेर आहेत.

सर्व अक्रिय वायू प्राथमिक आणि रेडिओजेनिक म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. प्राथमिक ते आहेत जे पृथ्वीने त्याच्या निर्मिती दरम्यान पकडले होते. ते अत्यंत दुर्मिळ आहेत. आर्गॉनचा प्राथमिक भाग प्रामुख्याने समस्थानिक 36 Ar आणि 38 Ar द्वारे दर्शविला जातो, तर वायुमंडलीय आर्गॉनमध्ये संपूर्ण समस्थानिक 40 Ar (99.6%) असते, जे निःसंशयपणे रेडिओजेनिक असते. पोटॅशियम-युक्त खडकांमध्ये, इलेक्ट्रॉन कॅप्चरद्वारे पोटॅशियम-40 च्या क्षयमुळे रेडिओजेनिक आर्गॉनचे संचय होते: 40 K + e → 40 Ar.

म्हणून, खडकांमधील आर्गॉन सामग्री त्यांच्या वयानुसार आणि पोटॅशियमच्या प्रमाणात निर्धारित केली जाते. या मर्यादेपर्यंत, खडकांमध्ये हेलियमचे प्रमाण हे त्यांच्या वयाचे आणि थोरियम आणि युरेनियमच्या सामग्रीचे कार्य आहे. ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान, पृथ्वीच्या कवचातील क्रॅकसह गॅस जेटच्या स्वरूपात आणि खडकांच्या हवामानादरम्यान आर्गॉन आणि हेलियम पृथ्वीच्या आतील भागातून वातावरणात सोडले जातात. पी. डायमन आणि जे. कल्प यांनी केलेल्या गणनेनुसार, आधुनिक युगात हेलियम आणि आर्गॉन पृथ्वीच्या कवचात जमा होतात आणि तुलनेने कमी प्रमाणात वातावरणात प्रवेश करतात. या किरणोत्सर्गी वायूंच्या प्रवाहाचा दर इतका कमी आहे की पृथ्वीच्या भूगर्भीय इतिहासादरम्यान आधुनिक वातावरणात त्यांच्यातील निरीक्षण सामग्री प्रदान करू शकत नाही. म्हणूनच, असे गृहीत धरले जाते की वातावरणातील बहुतेक आर्गॉन त्याच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर पृथ्वीच्या आतड्यांमधून आले होते आणि नंतर ज्वालामुखीच्या प्रक्रियेत आणि पोटॅशियम-युक्त खडकांच्या हवामानादरम्यान बरेच कमी जोडले गेले.

अशाप्रकारे, हीलियम आणि आर्गॉनमध्ये भूगर्भीय काळामध्ये भिन्न स्थलांतर प्रक्रिया होते. वातावरणातील हेलियम खूप लहान आहे (सुमारे 5 * 10 -4%), आणि पृथ्वीचा "हेलियम श्वास घेणे" सोपे होते, कारण ते सर्वात हलके वायू म्हणून अवकाशात पळून गेले. आणि "आर्गॉन श्वास घेणे" जड होते आणि आर्गॉन आपल्या ग्रहाच्या मर्यादेतच राहिले. बहुतेक प्राथमिक जड वायू, जसे निऑन आणि झेनॉन, पृथ्वीने त्याच्या निर्मिती दरम्यान पकडलेल्या प्राथमिक निऑनशी, तसेच डिगॅसिंग दरम्यान आवरण वातावरणात सोडण्याशी संबंधित होते. उदात्त वायूंच्या भू-रसायनशास्त्रावरील डेटाचा संपूर्ण संच सूचित करतो की पृथ्वीचे प्राथमिक वातावरण त्याच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर उद्भवले.

वातावरणात समाविष्ट आहे आणि पाण्याची वाफआणि पाणीद्रव आणि घन अवस्थेत. वातावरणातील पाणी हे उष्णतेचे महत्त्वपूर्ण संचयक आहे.

खालच्या वातावरणात मोठ्या प्रमाणात खनिज आणि औद्योगिक धूळ आणि एरोसोल, ज्वलन उत्पादने, क्षार, बीजाणू आणि वनस्पतींचे परागकण इ.

100-120 किमी उंचीपर्यंत, हवेच्या संपूर्ण मिश्रणामुळे, वातावरणाची रचना एकसंध आहे. नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनमधील गुणोत्तर स्थिर आहे. वर, अक्रिय वायू, हायड्रोजन इ. प्रबळ असतात. पाण्याची वाफ वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये आढळते. जमिनीपासून अंतर असल्याने त्याची सामग्री कमी होते. वरील, वायूंचे गुणोत्तर बदलते, उदाहरणार्थ, 200-800 किमी उंचीवर, ऑक्सिजन नायट्रोजनवर 10-100 पटीने वाढतो.