वायुमंडल समताप मंडल क्षोभ मंडल वहां आगे क्या है। पृथ्वी का वातावरण

वातावरण की संरचना.हमारे ग्रह का वायु कवच - वायुमंडलपृथ्वी की सतह को सूर्य से आने वाले पराबैंगनी विकिरण के जीवित जीवों पर पड़ने वाले हानिकारक प्रभावों से बचाता है। यह पृथ्वी को ब्रह्मांडीय कणों - धूल और उल्कापिंडों से भी बचाता है।

वायुमंडल में गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण होता है: इसकी मात्रा का 78% नाइट्रोजन है, 21% ऑक्सीजन है, और 1% से कम हीलियम, आर्गन, क्रिप्टन और अन्य अक्रिय गैसें हैं। हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित है, क्योंकि नाइट्रोजन लगभग अन्य पदार्थों के साथ संयोजन में प्रवेश नहीं करती है, और ऑक्सीजन, जो बहुत सक्रिय है और श्वसन, ऑक्सीकरण और दहन पर खर्च की जाती है, पौधों द्वारा लगातार पुनःपूर्ति की जाती है।

लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, इन गैसों का प्रतिशत व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है। यह इस तथ्य के कारण है कि हवा लगातार मिश्रित होती रहती है।

इन गैसों के अलावा, वायुमंडल में लगभग 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड होता है, जो आमतौर पर पृथ्वी की सतह के पास केंद्रित होता है और असमान रूप से वितरित होता है: शहरों, औद्योगिक केंद्रों और ज्वालामुखीय गतिविधि वाले क्षेत्रों में, इसकी मात्रा बढ़ जाती है।

वायुमंडल में हमेशा एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं - जल वाष्प और धूल। जलवाष्प की मात्रा हवा के तापमान पर निर्भर करती है: तापमान जितना अधिक होगा, हवा में वाष्प उतना ही अधिक होगा। हवा में वाष्पशील पानी की उपस्थिति के कारण, वायुमंडलीय घटनाएं जैसे इंद्रधनुष, सूर्य के प्रकाश का अपवर्तन आदि संभव हैं।

ज्वालामुखी विस्फोट, रेत और धूल भरी आंधियों, थर्मल पावर प्लांटों में ईंधन के अधूरे दहन आदि के दौरान धूल वायुमंडल में प्रवेश करती है।

वातावरण की संरचना.वायुमंडल का घनत्व ऊंचाई के साथ बदलता है: यह पृथ्वी की सतह पर सबसे अधिक होता है, और जैसे-जैसे ऊपर उठता है कम होता जाता है। तो, 5.5 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडल का घनत्व 2 गुना है, और 11 किमी की ऊंचाई पर - सतह परत की तुलना में 4 गुना कम है।

गैसों के घनत्व, संरचना और गुणों के आधार पर, वायुमंडल को पाँच संकेंद्रित परतों में विभाजित किया गया है (चित्र 34)।

चावल। 34.वायुमंडल का ऊर्ध्वाधर खंड (वायुमंडलीय स्तरीकरण)

1. निचली परत कहलाती है क्षोभ मंडल।इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवों पर 8-10 किमी और भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी की ऊंचाई पर चलती है। क्षोभमंडल में वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक और लगभग सभी जल वाष्प होता है।

क्षोभमंडल में हवा का तापमान ऊंचाई के साथ हर 100 मीटर पर 0.6 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है और इसकी ऊपरी सीमा पर यह -45-55 डिग्री सेल्सियस होता है।

क्षोभमंडल में हवा लगातार मिश्रित होती रहती है, विभिन्न दिशाओं में चलती रहती है। केवल यहीं कोहरा, बारिश, बर्फबारी, आंधी, तूफान और अन्य चीजें देखी जाती हैं। मौसम की स्थिति.

2. ऊपर स्थित है समताप मंडल,जो 50-55 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। समताप मंडल में वायु का घनत्व और दबाव नगण्य है। विरल हवा में क्षोभमंडल की तरह ही गैसें होती हैं, लेकिन इसमें ओजोन अधिक होता है। ओजोन की उच्चतम सांद्रता 15-30 किमी की ऊंचाई पर देखी जाती है। समताप मंडल में तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है और इसकी ऊपरी सीमा पर 0 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक तक पहुंच जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ओजोन सौर ऊर्जा के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग को अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप हवा गर्म हो जाती है।

3. समताप मंडल के ऊपर स्थित है मध्यमंडल, 80 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। इसमें तापमान फिर से गिरकर -90°C तक पहुँच जाता है। वहां वायु का घनत्व पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है।

4. मेसोस्फीयर के ऊपर है बाह्य वायुमंडल(80 से 800 किमी तक)। इस परत में तापमान बढ़ता है: 150 किमी से 220 डिग्री सेल्सियस की ऊंचाई पर; 600 किमी से 1500 डिग्री सेल्सियस की ऊंचाई पर। वायुमंडलीय गैसें (नाइट्रोजन और ऑक्सीजन) आयनित अवस्था में हैं। लघु-तरंग सौर विकिरण की क्रिया के तहत, व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के कोश से अलग हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, इस परत में - योण क्षेत्रआवेशित कणों की परतें दिखाई देने लगती हैं। इनकी सबसे घनी परत 300-400 किमी की ऊंचाई पर होती है। घनत्व कम होने के कारण सूर्य की किरणें वहां नहीं बिखरती हैं, इसलिए आकाश काला है, तारे और ग्रह उस पर चमकते हैं।

आयनमंडल में हैं ध्रुवीय रोशनी,शक्तिशाली विद्युत धाराएँ उत्पन्न होती हैं जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी पैदा करती हैं।

5. 800 किमी से ऊपर बाहरी आवरण स्थित है - बाह्यमंडल.बाह्यमंडल में व्यक्तिगत कणों की गति की गति महत्वपूर्ण - 11.2 मिमी/सेकेंड तक पहुंचती है, इसलिए व्यक्तिगत कण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को पार कर सकते हैं और विश्व अंतरिक्ष में भाग सकते हैं।

वातावरण का मूल्य.हमारे ग्रह के जीवन में वायुमंडल की भूमिका असाधारण रूप से महान है। इसके बिना, पृथ्वी मृत हो जाएगी। वायुमंडल पृथ्वी की सतह को तीव्र ताप और शीतलता से बचाता है। इसके प्रभाव की तुलना ग्रीनहाउस में कांच की भूमिका से की जा सकती है: सूरज की किरणों को अंदर आने देना और गर्मी को बाहर निकलने से रोकना।

वायुमंडल जीवित जीवों को सूर्य की शॉर्टवेव और कणिका विकिरण से बचाता है। वायुमंडल वह वातावरण है जहां मौसम संबंधी घटनाएं घटित होती हैं, जिसके साथ सभी चीजें होती हैं मानवीय गतिविधि. इस गोले का अध्ययन मौसम विज्ञान केन्द्रों पर किया जाता है। दिन और रात, किसी भी मौसम में मौसम विज्ञानी निचले वायुमंडल की स्थिति पर नज़र रखते हैं। दिन में चार बार, और कई स्टेशनों पर हर घंटे वे तापमान, दबाव, हवा की नमी को मापते हैं, वातावरण में बादल, हवा की दिशा और गति, वर्षा, विद्युत और ध्वनि घटनाओं पर ध्यान देते हैं। मौसम विज्ञान स्टेशन हर जगह स्थित हैं: अंटार्कटिका में और उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में, ऊंचे पहाड़ों पर और टुंड्रा के विशाल विस्तार में। विशेष रूप से निर्मित जहाजों से भी महासागरों पर अवलोकन किया जा रहा है।

30 के दशक से. 20 वीं सदी मुक्त वातावरण में अवलोकन शुरू हुआ। उन्होंने रेडियोसॉन्डेस लॉन्च करना शुरू किया, जो 25-35 किमी की ऊंचाई तक बढ़ते हैं, और रेडियो उपकरण की मदद से तापमान, दबाव, वायु आर्द्रता और हवा की गति के बारे में पृथ्वी पर जानकारी प्रसारित करते हैं। आजकल मौसम संबंधी रॉकेट और उपग्रहों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध में टेलीविजन इंस्टॉलेशन हैं जो पृथ्वी की सतह और बादलों की छवियां प्रसारित करते हैं।

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5. पृथ्वी का वायु कवच§ 31. वातावरण का गर्म होना

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और संरचना, यह कहा जाना चाहिए, हमारे ग्रह के विकास की एक या दूसरी अवधि में हमेशा स्थिर मूल्य नहीं थे। आज, इस तत्व की ऊर्ध्वाधर संरचना, जिसकी कुल "मोटाई" 1.5-2.0 हजार किमी है, को कई मुख्य परतों द्वारा दर्शाया गया है, जिनमें शामिल हैं:

1. क्षोभ मंडल।
2. ट्रोपोपॉज़।
3. समतापमंडल।
4. स्ट्रैटोपॉज़।
5. मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़।
6. बाह्य वायुमंडल।
7. बाह्यमंडल.

वायुमंडल के मूल तत्व

क्षोभमंडल वह परत है जिसमें मजबूत ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज गतियाँ, यहीं पर मौसम, वर्षा की घटनाएं, वातावरण की परिस्थितियाँ. यह ध्रुवीय क्षेत्रों (वहां - 15 किमी तक) को छोड़कर, ग्रह की सतह से लगभग हर जगह 7-8 किलोमीटर तक फैला हुआ है। क्षोभमंडल में, तापमान में धीरे-धीरे कमी आती है, प्रत्येक किलोमीटर की ऊंचाई के साथ लगभग 6.4 डिग्री सेल्सियस। यह आंकड़ा विभिन्न अक्षांशों और मौसमों के लिए भिन्न हो सकता है।

इस भाग में पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना को निम्नलिखित तत्वों और उनके प्रतिशत द्वारा दर्शाया गया है:

नाइट्रोजन - लगभग 78 प्रतिशत;

ऑक्सीजन - लगभग 21 प्रतिशत;

आर्गन - लगभग एक प्रतिशत;

कार्बन डाइऑक्साइड - 0.05% से कम।

90 किलोमीटर की ऊंचाई तक एकल रचना

इसके अलावा, यहां आप धूल, पानी की बूंदें, जल वाष्प, दहन उत्पाद, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री नमक, कई एरोसोल कण आदि पा सकते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की यह संरचना लगभग नब्बे किलोमीटर की ऊंचाई तक देखी जाती है, इसलिए हवा न केवल क्षोभमंडल में, बल्कि ऊपरी परतों में भी रासायनिक संरचना में लगभग समान है। लेकिन वहां का माहौल बुनियादी तौर पर अलग है. भौतिक गुण. वह परत जिसमें एक समान रासायनिक संरचना होती है, होमोस्फीयर कहलाती है।

पृथ्वी के वायुमंडल में अन्य कौन से तत्व हैं? प्रतिशत के रूप में (आयतन के अनुसार, शुष्क हवा में), क्रिप्टन (लगभग 1.14 x 10 -4), क्सीनन (8.7 x 10 -7), हाइड्रोजन (5.0 x 10 -5), मीथेन (लगभग 1.7 x 10 -4), नाइट्रस ऑक्साइड (5.0 x 10 -5) और अन्य गैसों को यहां दर्शाया गया है। हाइड्रोजन, इसके बाद हीलियम, क्रिप्टन, आदि।

विभिन्न वायुमंडलीय परतों के भौतिक गुण

क्षोभमंडल के भौतिक गुण ग्रह की सतह से इसके जुड़ाव से निकटता से संबंधित हैं। यहां से, परावर्तित सौर ताप को अवरक्त किरणों के रूप में वापस ऊपर भेजा जाता है, जिसमें तापीय संचालन और संवहन की प्रक्रियाएं शामिल हैं। इसीलिए पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान गिरता जाता है। यह घटना समताप मंडल की ऊंचाई (11-17 किलोमीटर) तक देखी जाती है, फिर तापमान 34-35 किमी के स्तर तक व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित हो जाता है, और फिर 50 किलोमीटर (समताप मंडल की ऊपरी सीमा) की ऊंचाई तक तापमान में फिर से वृद्धि होती है। समताप मंडल और क्षोभमंडल के बीच ट्रोपोपॉज़ (1-2 किमी तक) की एक पतली मध्यवर्ती परत होती है, जहां भूमध्य रेखा के ऊपर निरंतर तापमान देखा जाता है - लगभग शून्य से 70 डिग्री सेल्सियस और नीचे। ध्रुवों के ऊपर, ट्रोपोपॉज़ गर्मियों में शून्य से 45 डिग्री सेल्सियस नीचे तक "गर्म" हो जाता है, सर्दियों में यहां तापमान -65 डिग्री सेल्सियस के आसपास उतार-चढ़ाव होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की गैस संरचना में ओजोन जैसा महत्वपूर्ण तत्व शामिल है। सतह के पास इसकी मात्रा अपेक्षाकृत कम है (एक प्रतिशत की दस से शून्य से छठी शक्ति), क्योंकि गैस वायुमंडल के ऊपरी हिस्सों में परमाणु ऑक्सीजन से सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में बनती है। विशेष रूप से, अधिकांश ओजोन लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर है, और संपूर्ण "ओजोन स्क्रीन" ध्रुवों के क्षेत्र में 7-8 किमी से लेकर, भूमध्य रेखा पर 18 किमी से लेकर ग्रह की सतह से सामान्य तौर पर पचास किलोमीटर तक के क्षेत्रों में स्थित है।

वातावरण सौर विकिरण से बचाता है

पृथ्वी के वायुमंडल में वायु की संरचना व्यक्तिगत रूप से जीवन के संरक्षण में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है रासायनिक तत्वऔर रचनाएँ पृथ्वी की सतह और उस पर रहने वाले लोगों, जानवरों और पौधों तक सौर विकिरण की पहुंच को सफलतापूर्वक सीमित कर देती हैं। उदाहरण के लिए, जल वाष्प के अणु 8 से 13 माइक्रोन की लंबाई को छोड़कर, अवरक्त विकिरण की लगभग सभी श्रेणियों को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं। दूसरी ओर, ओजोन 3100 ए की तरंग दैर्ध्य तक पराबैंगनी को अवशोषित करता है। इसकी पतली परत के बिना (यह ग्रह की सतह पर रखे जाने पर औसतन केवल 3 मिमी होगी), केवल 10 मीटर से अधिक की गहराई पर पानी और भूमिगत गुफाओं में निवास किया जा सकता है, जहां सौर विकिरण नहीं पहुंचता है।

स्ट्रैटोपॉज़ पर शून्य सेल्सियस

वायुमंडल के अगले दो स्तरों, स्ट्रैटोस्फियर और मेसोस्फीयर के बीच, एक उल्लेखनीय परत है - स्ट्रैटोपॉज़। यह लगभग ओजोन मैक्सिमा की ऊंचाई से मेल खाता है और यहां मनुष्यों के लिए अपेक्षाकृत आरामदायक तापमान देखा जाता है - लगभग 0 डिग्री सेल्सियस। स्ट्रेटोपॉज़ के ऊपर, मेसोस्फीयर में (कहीं 50 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है और 80-90 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होता है), पृथ्वी की सतह से बढ़ती दूरी (शून्य से 70-80 डिग्री सेल्सियस तक) के साथ तापमान में फिर से गिरावट होती है। मध्यमंडल में, उल्काएं आमतौर पर पूरी तरह से जल जाती हैं।

थर्मोस्फीयर में - प्लस 2000 K!

थर्मोस्फीयर में पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना (लगभग 85-90 से 800 किमी की ऊंचाई से मेसोपॉज़ के बाद शुरू होती है) सौर विकिरण के प्रभाव में बहुत दुर्लभ "हवा" की परतों के क्रमिक हीटिंग जैसी घटना की संभावना निर्धारित करती है। ग्रह के "वायु कंबल" के इस हिस्से में, 200 से 2000 K तक तापमान होता है, जो ऑक्सीजन के आयनीकरण (300 किमी से ऊपर परमाणु ऑक्सीजन है) के साथ-साथ अणुओं में ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन के साथ-साथ बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के संबंध में प्राप्त होता है। थर्मोस्फीयर वह जगह है जहां अरोरा की उत्पत्ति होती है।

थर्मोस्फीयर के ऊपर एक्सोस्फीयर है - वायुमंडल की बाहरी परत, जहां से प्रकाश और तेजी से बढ़ने वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में बच सकते हैं। यहां पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना को निचली परतों में व्यक्तिगत ऑक्सीजन परमाणुओं, मध्य में हीलियम परमाणुओं और ऊपरी परतों में लगभग विशेष रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा दर्शाया गया है। यहाँ उच्च तापमान रहता है - लगभग 3000 K और कोई वायुमंडलीय दबाव नहीं होता है।

पृथ्वी का वायुमंडल कैसे बना?

लेकिन, जैसा कि ऊपर बताया गया है, ग्रह पर हमेशा वायुमंडल की ऐसी संरचना नहीं थी। कुल मिलाकर इस तत्व की उत्पत्ति की तीन अवधारणाएँ हैं। पहली परिकल्पना यह मानती है कि वायुमंडल एक प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड से अभिवृद्धि की प्रक्रिया में लिया गया था। हालाँकि, आज यह सिद्धांत महत्वपूर्ण आलोचना का विषय है, क्योंकि ऐसा प्राथमिक वातावरण हमारे ग्रह मंडल में एक तारे से सौर "हवा" द्वारा नष्ट हो गया होगा। इसके अलावा, यह माना जाता है कि बहुत अधिक तापमान के कारण स्थलीय समूह जैसे अस्थिर तत्व ग्रहों के निर्माण क्षेत्र में नहीं रह सकते हैं।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना, जैसा कि दूसरी परिकल्पना द्वारा सुझाया गया है, आसपास से आने वाले क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं द्वारा सतह पर सक्रिय बमबारी के कारण बन सकती है। सौर परिवारविकास के प्रारंभिक चरण में. इस अवधारणा की पुष्टि या खंडन करना काफी कठिन है।

आईडीजी आरएएस पर प्रयोग

सबसे प्रशंसनीय तीसरी परिकल्पना है, जो मानती है कि वायुमंडल लगभग 4 अरब साल पहले पृथ्वी की पपड़ी से गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ था। इस अवधारणा का परीक्षण रूसी विज्ञान अकादमी के भूविज्ञान और भू-रसायन संस्थान में "त्सरेव 2" नामक एक प्रयोग के दौरान किया गया था, जब एक उल्कापिंड पदार्थ के नमूने को निर्वात में गर्म किया गया था। फिर, एच 2, सीएच 4, सीओ, एच 2 ओ, एन 2, आदि जैसी गैसों की रिहाई दर्ज की गई। इसलिए, वैज्ञानिकों ने सही ढंग से माना कि पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की रासायनिक संरचना में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड वाष्प (एचएफ), कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस), नाइट्रोजन यौगिक, हाइड्रोजन, मीथेन (सीएच 4), अमोनिया वाष्प (एनएच 3), आर्गन, आदि शामिल हैं। प्राथमिक वायुमंडल से जल वाष्प ने गठन में भाग लिया जलमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बनिक पदार्थों और चट्टानों में एक बाध्य अवस्था में अधिक पाया गया, नाइट्रोजन आधुनिक वायु की संरचना में और फिर से तलछटी चट्टानों और कार्बनिक पदार्थों में चली गई।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना इसकी अनुमति नहीं देगी आधुनिक लोगसाँस लेने के उपकरण के बिना इसमें रहना, क्योंकि तब आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन नहीं थी। यह तत्व डेढ़ अरब साल पहले महत्वपूर्ण मात्रा में प्रकट हुआ था, जैसा कि माना जाता है, नीले-हरे और अन्य शैवाल में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विकास के संबंध में, जो हमारे ग्रह के सबसे पुराने निवासी हैं।

ऑक्सीजन न्यूनतम

तथ्य यह है कि पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना शुरू में लगभग एनोक्सिक थी, इस तथ्य से संकेत मिलता है कि आसानी से ऑक्सीकरण होता है, लेकिन ऑक्सीकरण नहीं ग्रेफाइट (कार्बन) सबसे प्राचीन (काटार्चियन) चट्टानों में पाया जाता है। इसके बाद, तथाकथित बैंडेड लौह अयस्क दिखाई दिए, जिसमें समृद्ध लौह ऑक्साइड की इंटरलेयर शामिल थीं, जिसका अर्थ है ग्रह पर आणविक रूप में ऑक्सीजन के एक शक्तिशाली स्रोत की उपस्थिति। लेकिन ये तत्व केवल समय-समय पर सामने आए (शायद वही शैवाल या अन्य ऑक्सीजन उत्पादक एनोक्सिक रेगिस्तान में छोटे द्वीपों के रूप में दिखाई दिए), जबकि बाकी दुनिया अवायवीय थी। उत्तरार्द्ध इस तथ्य से समर्थित है कि आसानी से ऑक्सीकृत पाइराइट कंकड़ के रूप में पाया गया था, जिसे बिना किसी निशान के प्रवाह द्वारा संसाधित किया गया था। रासायनिक प्रतिक्रिएं. चूँकि बहते पानी को खराब तरीके से वातित नहीं किया जा सकता है, इसलिए यह दृष्टिकोण विकसित हुआ है कि पूर्व-कैम्ब्रियन वातावरण में आज की संरचना का एक प्रतिशत से भी कम ऑक्सीजन था।

वायु संरचना में क्रांतिकारी परिवर्तन

लगभग प्रोटेरोज़ोइक (1.8 अरब वर्ष पहले) के मध्य में, "ऑक्सीजन क्रांति" हुई, जब दुनिया एरोबिक श्वसन में बदल गई, जिसके दौरान एक पोषक अणु (ग्लूकोज) से 38 इकाइयां ऊर्जा प्राप्त की जा सकती थीं, और दो नहीं (जैसा कि एनारोबिक श्वसन में)। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना, ऑक्सीजन के संदर्भ में, आधुनिक के एक प्रतिशत से अधिक होने लगी, और एक ओजोन परत दिखाई देने लगी, जो जीवों को विकिरण से बचाती है। यह उससे था जो मोटे गोले के नीचे "छिपा हुआ" था, उदाहरण के लिए, त्रिलोबाइट्स जैसे प्राचीन जानवर। तब से लेकर हमारे समय तक, मुख्य "श्वसन" तत्व की सामग्री धीरे-धीरे और धीरे-धीरे बढ़ी है, जिससे ग्रह पर जीवन रूपों का विविध विकास हुआ है।

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

इस पृथ्वी के खोल की विशेषता स्पष्ट रूप से परिभाषित परत है। वायुमंडल की परतें तापमान के ऊर्ध्वाधर वितरण और उसके विभिन्न स्तरों पर गैसों के विभिन्न घनत्व से निर्धारित होती हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की ऐसी परतें हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर। आयनमंडल को अलग से प्रतिष्ठित किया गया है।

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

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

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

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

वायुमंडल की ऊपरी परत बाह्यमंडल है। यह वायुमंडल की सबसे पतली परत है। बाह्यमंडल में, कणों का माध्य मुक्त पथ इतना विशाल होता है कि कण स्वतंत्र रूप से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में भाग सकते हैं। बाह्यमंडल का द्रव्यमान वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का दस लाखवाँ भाग है। बाह्यमंडल की निचली सीमा 450-800 किमी का स्तर है, और ऊपरी सीमा वह क्षेत्र है जहां कणों की सांद्रता बाहरी अंतरिक्ष के समान है - पृथ्वी की सतह से कई हजार किलोमीटर। बाह्यमंडल प्लाज़्मा, एक आयनित गैस से बना है। इसके अलावा बाह्यमंडल में हमारे ग्रह की विकिरण पेटियाँ भी हैं।

वीडियो प्रस्तुति - पृथ्वी के वायुमंडल की परतें:

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नीला ग्रह...

यह विषय साइट पर सबसे पहले प्रदर्शित होने वाला था। आख़िरकार, हेलीकॉप्टर वायुमंडलीय विमान हैं। पृथ्वी का वातावरण- उनका, इसलिए बोलने के लिए, निवास स्थान :-)। ए वायु के भौतिक गुणबस इस आवास की गुणवत्ता निर्धारित करें :-)। तो यह बुनियादी बातों में से एक है। और आधार हमेशा पहले लिखा जाता है. लेकिन इसका एहसास मुझे अभी हुआ. हालाँकि, जैसा कि आप जानते हैं, देर आए दुरुस्त आए...आइए इस मुद्दे पर बात करते हैं, लेकिन बिना किसी विवाद और अनावश्यक कठिनाइयों के :-)।

इसलिए… पृथ्वी का वातावरण. यह हमारे नीले ग्रह का गैसीय आवरण है। इस नाम को हर कोई जानता है. नीला क्यों? सिर्फ इसलिए कि सूरज की रोशनी (स्पेक्ट्रम) का "नीला" (साथ ही नीला और बैंगनी) घटक वायुमंडल में सबसे अच्छी तरह से बिखरा हुआ है, इस प्रकार इसे नीले-नीले रंग में रंग देता है, कभी-कभी बैंगनी टोन के संकेत के साथ (धूप वाले दिन, निश्चित रूप से :-))।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना.

वायुमंडल की संरचना काफी विस्तृत है। मैं पाठ में सभी घटकों को सूचीबद्ध नहीं करूंगा, इसके लिए एक अच्छा उदाहरण है। कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) को छोड़कर, इन सभी गैसों की संरचना लगभग स्थिर है। इसके अलावा, वायुमंडल में आवश्यक रूप से वाष्प, निलंबित बूंदों या बर्फ के क्रिस्टल के रूप में पानी होता है। पानी की मात्रा स्थिर नहीं है और तापमान और कुछ हद तक हवा के दबाव पर निर्भर करती है। इसके अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल (विशेष रूप से वर्तमान में) में भी एक निश्चित मात्रा होती है, मैं कहूंगा "सभी प्रकार की गंदगी" :-)। ये SO 2, NH 3, CO, HCl, NO हैं, इसके अलावा पारा वाष्प Hg भी हैं। सच है, यह सब थोड़ी मात्रा में है, भगवान का शुक्र है :-)।

पृथ्वी का वातावरणइसे सतह से ऊपर की ऊंचाई पर एक दूसरे के बाद कई क्षेत्रों में विभाजित करने की प्रथा है।

पहला, पृथ्वी के सबसे निकट, क्षोभमंडल है। यह जीवन के लिए सबसे निचली और, यूं कहें तो मुख्य परत है। कुछ अलग किस्म का. इसमें कुल द्रव्यमान का 80% शामिल है वायुमंडलीय वायु(हालाँकि मात्रा के हिसाब से यह पूरे वायुमंडल का लगभग 1% ही बनता है) और समस्त वायुमंडलीय पानी का लगभग 90%। सभी हवाओं, बादलों, बारिश और बर्फबारी का बड़ा हिस्सा 🙂 वहीं से आता है। क्षोभमंडल लगभग 18 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। उष्णकटिबंधीय अक्षांशऔर ध्रुवीय में 10 कि.मी. तक। इसमें हवा का तापमान हर 100 मीटर पर लगभग 0.65º की वृद्धि के साथ गिरता है।

वायुमंडलीय क्षेत्र.

दूसरा क्षेत्र समताप मंडल है। मुझे कहना होगा कि क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच एक और संकीर्ण क्षेत्र प्रतिष्ठित है - ट्रोपोपॉज़। यह ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट को रोकता है। ट्रोपोपॉज़ की औसत मोटाई 1.5-2 किमी है, लेकिन इसकी सीमाएँ अस्पष्ट हैं और क्षोभमंडल अक्सर समताप मंडल को ओवरलैप करता है।

अतः समताप मंडल की औसत ऊंचाई 12 किमी से 50 किमी है। इसमें 25 किमी तक तापमान अपरिवर्तित रहता है (लगभग -57ºС), फिर कहीं 40 किमी तक यह लगभग 0ºС तक बढ़ जाता है और आगे 50 किमी तक यह अपरिवर्तित रहता है। समताप मंडल पृथ्वी के वायुमंडल का अपेक्षाकृत शांत भाग है। इसमें व्यावहारिक रूप से कोई प्रतिकूल मौसम की स्थिति नहीं होती है। यह समताप मंडल में है कि प्रसिद्ध ओजोन परत 15-20 किमी से 55-60 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

इसके बाद एक छोटी सीमा परत स्ट्रेटोपॉज़ आती है, जिसमें तापमान 0ºС के आसपास रहता है, और फिर अगला क्षेत्र मेसोस्फीयर है। यह 80-90 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है और इसमें तापमान लगभग 80ºС तक गिर जाता है। मध्यमंडल में आमतौर पर छोटे-छोटे उल्कापिंड दिखाई देने लगते हैं, जो उसमें चमकने लगते हैं और वहीं जलने लगते हैं।

अगला संकीर्ण अंतर मेसोपॉज़ और उससे आगे थर्मोस्फीयर क्षेत्र है। इसकी ऊंचाई 700-800 किमी तक है। यहां तापमान फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है और लगभग 300 किमी की ऊंचाई पर यह 1200ºС के क्रम के मान तक पहुंच सकता है। इसके बाद यह स्थिर रहता है। आयनमंडल थर्मोस्फीयर के अंदर लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक स्थित है। यहां, सौर विकिरण के संपर्क में आने के कारण हवा अत्यधिक आयनीकृत होती है और इसमें उच्च विद्युत चालकता होती है।

अगला और, सामान्य तौर पर, अंतिम क्षेत्र बाह्यमंडल है। यह तथाकथित बिखराव क्षेत्र है। यहां मुख्य रूप से अत्यंत दुर्लभ हाइड्रोजन और हीलियम (हाइड्रोजन की प्रधानता के साथ) मौजूद हैं। लगभग 3000 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल निकट अंतरिक्ष निर्वात में चला जाता है।

ऐसा कहीं न कहीं है. क्यों के बारे में? क्योंकि ये परतें अपेक्षाकृत सशर्त हैं। ऊंचाई, गैसों की संरचना, पानी, तापमान, आयनीकरण आदि में विभिन्न परिवर्तन संभव हैं। इसके अलावा, और भी कई शब्द हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और स्थिति को परिभाषित करते हैं।

उदाहरण के लिए सममंडल और विषममंडल। पहले में, वायुमंडलीय गैसें अच्छी तरह से मिश्रित होती हैं और उनकी संरचना काफी सजातीय होती है। दूसरा पहले के ऊपर स्थित है और वहां व्यावहारिक रूप से ऐसा कोई मिश्रण नहीं है। गैसों को गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग किया जाता है। इन परतों के बीच की सीमा 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, और इसे टर्बोपॉज़ कहा जाता है।

चलिए शर्तों के साथ समाप्त करते हैं, लेकिन मैं यह जरूर जोड़ूंगा कि यह पारंपरिक रूप से स्वीकार किया जाता है कि वायुमंडल की सीमा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इस सीमा को कर्मन रेखा कहा जाता है।

मैं वायुमंडल की संरचना को दर्शाने के लिए दो और चित्र जोड़ूंगा। पहला, हालाँकि, जर्मन में है, लेकिन यह पूर्ण है और समझने में काफी आसान है :-)। इसे बढ़ाया जा सकता है और अच्छी तरह से विचार किया जा सकता है। दूसरा ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना.

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव।

आधुनिक मानवयुक्त कक्षीय अंतरिक्ष यान लगभग 300-400 किमी की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं। हालाँकि, यह अब विमानन नहीं है, हालाँकि यह क्षेत्र, निश्चित रूप से, इसमें है एक निश्चित अर्थ मेंनिकट से संबंधित, और हम निश्चित रूप से इसके बारे में बात करेंगे :-)।

उड्डयन क्षेत्र क्षोभमंडल है। आधुनिक वायुमंडलीय विमान समताप मंडल की निचली परतों में भी उड़ सकते हैं। उदाहरण के लिए, MIG-25RB की व्यावहारिक छत 23000 मीटर है।

समताप मंडल में उड़ान.

और बिलकुल वायु के भौतिक गुणक्षोभमंडल यह निर्धारित करते हैं कि उड़ान कैसी होगी, विमान नियंत्रण प्रणाली कितनी प्रभावी होगी, वायुमंडल में अशांति का उस पर क्या प्रभाव पड़ेगा, इंजन कैसे काम करेंगे।

पहली मुख्य संपत्ति है हवा का तापमान. गैस गतिकी में, इसे सेल्सियस पैमाने पर या केल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जा सकता है।

तापमान t1एक निश्चित ऊंचाई पर एचसेल्सियस पैमाने पर निर्धारित किया जाता है:

टी 1 \u003d टी - 6.5 एन, कहाँ टीजमीन पर हवा का तापमान है.

केल्विन पैमाने पर तापमान कहलाता है निरपेक्ष तापमानइस पैमाने पर शून्य पूर्ण शून्य है। परम शून्य पर अणुओं की तापीय गति रुक ​​जाती है। केल्विन पैमाने पर पूर्ण शून्य सेल्सियस पैमाने पर -273º से मेल खाता है।

तदनुसार, तापमान टीस्वर्ग में एचकेल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जाता है:

टी \u003d 273K + t - 6.5H

हवा का दबाव. वायुमंडल (एटीएम) में माप की पुरानी प्रणाली में, वायुमंडलीय दबाव को पास्कल (एन / एम 2) में मापा जाता है। बैरोमीटर का दबाव जैसी भी कोई चीज़ होती है। यह पारा बैरोमीटर का उपयोग करके पारा के मिलीमीटर में मापा जाने वाला दबाव है। बैरोमीटर का दबाव (समुद्र तल पर दबाव) 760 मिमी एचजी के बराबर। कला। मानक कहा जाता है. फिजिक्स में 1 बजे। ठीक 760 मिमी एचजी के बराबर।

वायु घनत्व. वायुगतिकी में, सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली अवधारणा हवा का द्रव्यमान घनत्व है। यह 1 m3 आयतन में वायु का द्रव्यमान है। ऊंचाई के साथ हवा का घनत्व बदलता है, हवा पतली हो जाती है।

हवा मैं नमी. हवा में पानी की मात्रा दर्शाता है. एक अवधारणा है" सापेक्षिक आर्द्रता". यह किसी दिए गए तापमान पर जल वाष्प के द्रव्यमान का अधिकतम संभव अनुपात है। 0% की अवधारणा, अर्थात, जब हवा पूरी तरह से शुष्क हो, सामान्य रूप से केवल प्रयोगशाला में ही मौजूद हो सकती है। दूसरी ओर, 100% आर्द्रता काफी वास्तविक है। इसका मतलब यह है कि हवा ने वह सारा पानी सोख लिया है जो वह सोख सकती थी। बिल्कुल "पूर्ण स्पंज" जैसा कुछ। उच्च सापेक्ष आर्द्रता वायु घनत्व को कम कर देती है, जबकि कम सापेक्ष आर्द्रता इसे तदनुसार बढ़ा देती है।

इस तथ्य के कारण कि विमान की उड़ानें विभिन्न वायुमंडलीय परिस्थितियों में होती हैं, एक उड़ान मोड में उनकी उड़ान और वायुगतिकीय पैरामीटर भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, इन मापदंडों के सही मूल्यांकन के लिए, हमने परिचय दिया अंतर्राष्ट्रीय मानक वातावरण (आईएसए). यह ऊंचाई बढ़ने के साथ हवा की स्थिति में बदलाव को दर्शाता है।

शून्य आर्द्रता पर हवा की स्थिति के मुख्य पैरामीटर इस प्रकार लिए गए हैं:

दबाव पी = 760 मिमी एचजी। कला। (101.3 केपीए);

तापमान t = +15°C (288 K);

द्रव्यमान घनत्व ρ = 1.225 किग्रा / मी 3;

आईएसए के लिए, यह माना जाता है (जैसा कि ऊपर बताया गया है :-)) कि हर 100 मीटर की ऊंचाई पर क्षोभमंडल में तापमान 0.65º तक गिर जाता है।

मानक वातावरण (उदाहरण 10000 मीटर तक)।

आईएसए तालिकाओं का उपयोग उपकरणों को कैलिब्रेट करने के साथ-साथ नेविगेशनल और इंजीनियरिंग गणनाओं के लिए भी किया जाता है।

वायु के भौतिक गुणइसमें जड़ता, श्यानता और संपीड्यता जैसी अवधारणाएँ भी शामिल हैं।

जड़ता हवा का एक गुण है जो आराम की स्थिति या एक समान सीधी गति में परिवर्तन का विरोध करने की इसकी क्षमता को दर्शाता है। . जड़त्व का माप वायु का द्रव्यमान घनत्व है। यह जितना अधिक होता है, जब विमान इसमें चलता है तो माध्यम की जड़ता और खिंचाव बल उतना ही अधिक होता है।

श्यानता। विमान के चलते समय हवा के विरुद्ध घर्षण प्रतिरोध निर्धारित करता है।

दबाव में परिवर्तन के रूप में संपीड़ितता वायु घनत्व में परिवर्तन को मापती है। विमान की कम गति (450 किमी/घंटा तक) पर, वायु प्रवाह के चारों ओर बहने पर दबाव में कोई बदलाव नहीं होता है, लेकिन उच्च गति पर, संपीड़ितता का प्रभाव दिखाई देने लगता है। सुपरसोनिक पर इसका प्रभाव विशेष रूप से स्पष्ट है। यह वायुगतिकी का एक अलग क्षेत्र है और एक अलग लेख के लिए एक विषय है :-)।

खैर, ऐसा लगता है कि अभी के लिए बस इतना ही... इस थोड़ी थकाऊ गणना को ख़त्म करने का समय आ गया है, हालाँकि, इसके बिना नहीं रहा जा सकता :-)। पृथ्वी का वातावरण, इसके पैरामीटर, वायु के भौतिक गुणविमान के लिए उपकरण के पैरामीटर जितने ही महत्वपूर्ण हैं, और उनका उल्लेख करना असंभव था।

अभी के लिए, अगली बैठकों और अधिक दिलचस्प विषयों तक 🙂…

पी.एस. मिठाई के लिए, मैं समताप मंडल में उड़ान के दौरान MIG-25PU ट्विन के कॉकपिट से फिल्माया गया वीडियो देखने का सुझाव देता हूं। फिल्माया गया, जाहिरा तौर पर, एक पर्यटक द्वारा जिसके पास ऐसी उड़ानों के लिए पैसे हैं :-)। अधिकांशतः गोली मार दी गई विंडशील्ड. आसमान के रंग पर गौर करें...

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 कि.मी. है। वायुमंडल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 10 18 किग्रा है। इनमें से शुष्क वायु का द्रव्यमान 5.1352 ± 0.0003 10 18 किग्रा है, जलवाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 10 16 किग्रा है।

ट्रोपोपॉज़

क्षोभमंडल से समतापमंडल तक की संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

वायुमंडल की परत 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री (ऊपरी समताप मंडल या व्युत्क्रम क्षेत्र) तक इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 K (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

समतापमंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में अधिकतम (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) है।

मीसोस्फीयर

पृथ्वी का वातावरण

पृथ्वी की वायुमंडल सीमा

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मान तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा आयनित होती है ("ध्रुवीय रोशनी") - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होता है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।

थर्मोपॉज़

थर्मोस्फीयर के ऊपर वायुमंडल का क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।

बाह्यमंडल (प्रकीर्णन का क्षेत्र)

100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। ऊंची परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0°C से मध्यमंडल में -110°C तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल धीरे-धीरे तथाकथित में बदल जाता है निकट अंतरिक्ष निर्वात, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का ही हिस्सा है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समतापमंडल लगभग 20% है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है। वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फियर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वायुमंडल 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं सममंडलऔर विषममंडल. विषममंडल- यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां गैसों के पृथक्करण पर गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव पड़ता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए विषममंडल की परिवर्तनशील संरचना इस प्रकार है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग स्थित है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

वायुमंडल के शारीरिक और अन्य गुण

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति में ऑक्सीजन की कमी हो जाती है और, अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वायुमंडल का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मनुष्य का सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक वायुमंडल में ऑक्सीजन होती है।

वातावरण हमें सांस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन प्रदान करता है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी हिसाब से कम हो जाता है।

वायु की विरल परतों में ध्वनि का प्रसार असंभव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, प्रत्येक पायलट से परिचित एम संख्या और ध्वनि अवरोध की अवधारणाएं अपना अर्थ खो देती हैं: सशर्त कर्मन रेखा वहां से गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जिसे केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वायुमंडल एक और उल्लेखनीय संपत्ति से भी वंचित है - संवहन द्वारा थर्मल ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण, उपकरण के विभिन्न तत्वों को बाहर से ठंडा नहीं किया जा सकेगा जैसा कि आमतौर पर हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर्स की मदद से। इतनी ऊंचाई पर, जैसा कि सामान्य तौर पर अंतरिक्ष में होता है, गर्मी स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे आम सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी का वायुमंडल समय के साथ तीन अलग-अलग संरचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण(लगभग चार अरब वर्ष पहले)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण वातावरण हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त हो गया। यह कैसे है द्वितीयक वातावरण(हमारे दिनों से लगभग तीन अरब वर्ष पहले)। यह वातावरण पुनर्स्थापनात्मक था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
• पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं।

धीरे-धीरे, इन कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

नाइट्रोजन

बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन एन 2 का निर्माण आणविक ऑक्सीजन ओ 2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। नाइट्रेट और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन एन 2 भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है ऊपरी परतेंवायुमंडल।

नाइट्रोजन एन 2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान) प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण करें और इसे जैविक रूप से परिवर्तित करें सक्रिय रूपसाइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया जो फलियां के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं, तथाकथित हो सकते हैं। हरी खाद।

ऑक्सीजन

पृथ्वी पर जीवित जीवों के आगमन के साथ, प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वायुमंडल की संरचना में मौलिक परिवर्तन शुरू हो गया। प्रारंभ में, ऑक्सीजन को कम यौगिकों - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लोहे के लौह रूप आदि के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बना। चूँकि इसके कारण वायुमंडल, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए, इस घटना को ऑक्सीजन आपदा कहा गया।

उत्कृष्ट गैस

वायु प्रदूषण

में हाल तकमनुष्य ने वायुमंडल के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया। उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हुए हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में लगातार उल्लेखनीय वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 की खपत होती है और दुनिया के महासागरों द्वारा इसे अवशोषित कर लिया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों के विघटन के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करती है कार्बनिक पदार्थपौधे और जानवरों की उत्पत्ति के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की मात्रा 10% बढ़ गई है, जिसका मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन दहन की वृद्धि दर जारी रही, तो अगले 200-300 वर्षों में वायुमंडल में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है।

ईंधन दहन प्रदूषणकारी गैसों (СО,,SO 2) का मुख्य स्रोत है। ऊपरी वायुमंडल में वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड को एसओ 3 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प और अमोनिया के साथ संपर्क करता है, और परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड (एच 2 एसओ 4) और अमोनियम सल्फेट ((एनएच 4) 2 एसओ 4) तथाकथित के रूप में पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं। अम्ल वर्षा। आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और सीसा यौगिकों (टेट्राएथिल लेड पीबी (सीएच 3 सीएच 2) 4) के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एयरोसोल प्रदूषण दोनों प्राकृतिक कारणों से होता है (ज्वालामुखीय विस्फोट, धूल भरी आँधी, समुद्र का पानीऔर पौधे पराग, आदि), और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि)। वायुमंडल में ठोस कणों का बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

यह सभी देखें

• जैकिया (वायुमंडल मॉडल)

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लिंक

साहित्य

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