अशुद्धियों के फैलाव को प्रभावित करने वाले मौसम संबंधी कारक। चिकित्सा जलवायु विज्ञान, परिभाषा और कार्य कार्य क्षेत्र के मौसम संबंधी कारक

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समुद्र और नदी बंदरगाहों का निर्माण और संचालन मुख्य प्राकृतिक वातावरण में निहित कई बाहरी कारकों के निरंतर प्रभाव में किया जाता है: वायुमंडल, जल और भूमि। तदनुसार, बाहरी कारकों को 3 मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है:

1) मौसम संबंधी;

2) हाइड्रोलॉजिकल और लिथोडायनामिक;

3) भूवैज्ञानिक और भू-आकृति विज्ञान।

मौसम संबंधी कारक:

पवन मोड. निर्माण क्षेत्र की हवा की विशेषता शहर के संबंध में बंदरगाह के स्थान, उसके क्षेत्र की ज़ोनिंग और ज़ोनिंग, विभिन्न तकनीकी उद्देश्यों के लिए बर्थ की सापेक्ष स्थिति का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक है। मुख्य तरंग-निर्माण कारक होने के नाते, हवा की शासन विशेषताएँ तटीय मूरिंग फ्रंट के विन्यास, बंदरगाह जल क्षेत्र और बाहरी सुरक्षात्मक संरचनाओं के लेआउट और बंदरगाह तक पानी के मार्ग का निर्धारण करती हैं।

एक मौसम संबंधी घटना के रूप में, हवा की विशेषता दिशा, गति, स्थानिक वितरण (त्वरण) और अवधि होती है।

बंदरगाह निर्माण और शिपिंग के प्रयोजनों के लिए हवा की दिशा को आमतौर पर 8 मुख्य बिंदुओं के अनुसार माना जाता है।

हवा की गति पानी या ज़मीन की सतह से 10 मीटर की ऊंचाई पर मापी जाती है, औसतन 10 मिनट से अधिक, और इसे मीटर प्रति सेकंड या नॉट (नॉट, 1 नॉट = 1 मील/घंटा = 0.514 मीटर/सेकंड) में व्यक्त किया जाता है।

यदि निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना असंभव है, तो उचित सुधार करके हवा के अवलोकन के परिणामों को ठीक किया जा सकता है।

त्वरण को उस दूरी के रूप में समझा जाता है जिसके भीतर हवा की दिशा 300 से अधिक नहीं बदली।

हवा की अवधि - समय की वह अवधि जिसके दौरान हवा की दिशा और गति एक निश्चित अंतराल के भीतर थी।

समुद्र और नदी बंदरगाहों के डिजाइन में प्रयुक्त पवन प्रवाह की मुख्य संभाव्य (शासन) विशेषताएं हैं:

· हवा की गति की दिशाओं और क्रमों की पुनरावृत्ति;

कुछ दिशाओं की हवा की गति का प्रावधान;

· दी गई वापसी अवधि के अनुरूप अनुमानित हवा की गति।

पानी और हवा का तापमान. बंदरगाहों के डिजाइन, निर्माण और संचालन में, उनके परिवर्तन की सीमा के भीतर हवा और पानी के तापमान के साथ-साथ चरम मूल्यों की संभावना के बारे में जानकारी का उपयोग किया जाता है। तापमान के आंकड़ों के अनुसार, बेसिनों के जमने और खुलने की शर्तें निर्धारित की जाती हैं, नेविगेशन की अवधि और कार्य अवधि स्थापित की जाती है, बंदरगाह और बेड़े के काम की योजना बनाई जाती है। पानी और हवा के तापमान पर दीर्घकालिक डेटा के सांख्यिकीय प्रसंस्करण में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

हवा मैं नमी। आर्द्रता उसमें जलवाष्प की मात्रा से निर्धारित होती है। निरपेक्ष आर्द्रता - हवा में जल वाष्प की मात्रा, सापेक्ष - किसी दिए गए तापमान पर पूर्ण आर्द्रता का उसके सीमा मान से अनुपात।

जलवाष्प पृथ्वी की सतह से वाष्पित होकर वायुमंडल में प्रवेश करती है। वायुमंडल में, जलवाष्प का परिवहन क्रमबद्ध वायु धाराओं और अशांत मिश्रण द्वारा होता है। शीतलन के प्रभाव में, वायुमंडल में जल वाष्प संघनित होता है - बादल बनते हैं, और फिर वर्षा जमीन पर गिरती है।

वर्ष के दौरान महासागरों की सतह (361 मिलियन किमी 2) से 1423 मिमी मोटी (या 5.14x1014 टन) पानी की एक परत वाष्पित हो जाती है, और महाद्वीपों की सतह (149 मिलियन किमी 2) से 423 मिमी (या 0.63x1014 टन) पानी की परत वाष्पित हो जाती है। महाद्वीपों पर वर्षा की मात्रा वाष्पीकरण से काफी अधिक है। इसका मतलब यह है कि महासागरों और समुद्रों से बड़ी मात्रा में जलवाष्प महाद्वीपों में आता है। दूसरी ओर, जो पानी महाद्वीपों पर वाष्पित नहीं हुआ है वह नदियों और आगे समुद्रों और महासागरों में प्रवेश करता है।

कुछ प्रकार के सामानों (जैसे चाय, तम्बाकू) की हैंडलिंग और भंडारण की योजना बनाते समय हवा की नमी के बारे में जानकारी को ध्यान में रखा जाता है।

कोहरा. कोहरे की घटना हवा की नमी में वृद्धि के साथ वाष्प के छोटी पानी की बूंदों में बदलने के कारण होती है। बूंदों का निर्माण हवा में सबसे छोटे कणों (धूल, नमक के कण, दहन उत्पाद, आदि) की उपस्थिति में होता है।

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मौसम संबंधी स्थितियां वातावरण में प्रवेश करने वाली हानिकारक अशुद्धियों के स्थानांतरण और फैलाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं। आधुनिक शहर आमतौर पर दसियों और कभी-कभी सैकड़ों वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं, इसलिए उनके वातावरण में हानिकारक पदार्थों की सामग्री में परिवर्तन मेसो- और मैक्रोस्केल वायुमंडलीय प्रक्रियाओं के प्रभाव में होता है। वायुमंडल में अशुद्धियों के फैलाव पर सबसे बड़ा प्रभाव हवा और तापमान के शासन, विशेष रूप से इसके स्तरीकरण द्वारा डाला जाता है।

हवा में पदार्थों के परिवहन पर मौसम संबंधी स्थितियों का प्रभाव उत्सर्जन स्रोत के प्रकार के आधार पर अलग-अलग तरीकों से प्रकट होता है। यदि स्रोत से निकलने वाली गैसें आसपास की हवा के सापेक्ष अधिक गरम हो जाती हैं, तो उनमें प्रारंभिक वृद्धि होती है; इस संबंध में, उत्सर्जन के स्रोत के पास ऊर्ध्वाधर वेगों का एक क्षेत्र बनाया जाता है, जो मशाल को ऊपर उठाने और अशुद्धियों को ऊपर की ओर हटाने में योगदान देता है। कमजोर हवाओं के साथ, यह वृद्धि जमीन के पास अशुद्धियों की सांद्रता में कमी का कारण बनती है। जमीन के पास अशुद्धियों का जमाव बहुत तेज हवाओं के दौरान भी होता है, लेकिन इस मामले में यह अशुद्धियों के तेजी से स्थानांतरण के कारण होता है। परिणामस्वरूप, सतह परत में अशुद्धियों की उच्चतम सांद्रता एक निश्चित गति से बनती है, जिसे खतरनाक कहा जाता है। इसका मूल्य उत्सर्जन स्रोत के प्रकार पर निर्भर करता है और सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

उत्सर्जित गैस-वायु मिश्रण की मात्रा कहां है, इस मिश्रण और परिवेशी वायु के बीच तापमान का अंतर है, पाइप की ऊंचाई है।

उत्सर्जन के कम स्रोतों पर, सतह परत में अशुद्धियों के जमा होने के कारण कमजोर हवाओं (0-1 मीटर/सेकेंड) के साथ वायु प्रदूषण का बढ़ा हुआ स्तर देखा जाता है।

निस्संदेह, एक निश्चित गति की हवा की अवधि, विशेष रूप से कमजोर, अशुद्धियों के संचय के लिए भी महत्वपूर्ण है।

हवा की दिशा का शहर में वायु प्रदूषण की प्रकृति पर सीधा प्रभाव पड़ता है। जब औद्योगिक सुविधाओं से हवाएँ चलती हैं तो अशुद्धियों की सांद्रता में उल्लेखनीय वृद्धि देखी जाती है।

अशुद्धियों के फैलाव को निर्धारित करने वाले मुख्य रूपों में वायुमंडल का स्तरीकरण शामिल है, जिसमें तापमान व्युत्क्रमण (यानी, ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में वृद्धि) शामिल है। यदि तापमान वृद्धि सीधे पृथ्वी की सतह से शुरू होती है, तो व्युत्क्रमण को सतह कहा जाता है, लेकिन यदि यह पृथ्वी की सतह से एक निश्चित ऊंचाई से शुरू होता है, तो इसे उत्क्रमण कहा जाता है। व्युत्क्रम ऊर्ध्वाधर वायु विनिमय में बाधा डालते हैं। यदि उन्नत व्युत्क्रमण की परत औद्योगिक उद्यमों के पाइपों से पर्याप्त ऊँचाई पर स्थित है, तो अशुद्धियों की सांद्रता काफी कम होगी। उत्सर्जन के स्तर के नीचे स्थित व्युत्क्रम परत, पृथ्वी की सतह पर उनके स्थानांतरण को रोकती है।

निचले क्षोभमंडल में तापमान का व्युत्क्रम मुख्य रूप से दो कारकों द्वारा निर्धारित होता है: विकिरण के कारण पृथ्वी की सतह का ठंडा होना और ठंडी अंतर्निहित सतह पर गर्म हवा का संवहन; अक्सर वे पानी के वाष्पीकरण या बर्फ और बर्फ के पिघलने के लिए गर्मी की खपत के कारण सतह परत के ठंडा होने से जुड़े होते हैं। प्रतिचक्रवातों में अवरोही गति और राहत के निचले भागों में ठंडी हवा के प्रवाह से भी व्युत्क्रमण का निर्माण सुगम होता है।

सैद्धांतिक अध्ययनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि उच्च उत्सर्जन पर, अस्थिर स्तरीकरण के कारण बढ़े हुए अशांत विनिमय के कारण सतह परत में अशुद्धियों की सांद्रता बढ़ जाती है। गर्म और ठंडी अशुद्धियों की अधिकतम सतह सांद्रता क्रमशः सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती है:

कहाँ; और - प्रति इकाई समय में वायुमंडल में उत्सर्जित होने वाले पदार्थ की मात्रा और गैसों की मात्रा; - उत्सर्जन स्रोत के मुंह का व्यास; , - आयाम रहित गुणांक जो वायुमंडल में हानिकारक पदार्थों के निपटान की दर और उत्सर्जन स्रोत के मुंह से गैस-वायु मिश्रण के बाहर निकलने की स्थितियों को ध्यान में रखते हैं; - गैसों का अधिक गर्म होना; - गुणांक जो हानिकारक पदार्थों के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज फैलाव की स्थितियों को निर्धारित करता है और वायुमंडल के तापमान स्तरीकरण पर निर्भर करता है। हवा की सतह परत में गहन ऊर्ध्वाधर अशांत विनिमय के साथ, अशुद्धियों के फैलाव के लिए प्रतिकूल मौसम संबंधी परिस्थितियों में गुणांक निर्धारित किया जाता है, जब उच्च स्रोत से हवा में अशुद्धियों की सतह एकाग्रता अधिकतम तक पहुंच जाती है। इस प्रकार, विभिन्न भौतिक और भौगोलिक क्षेत्रों के लिए गुणांक के मूल्य को जानने के लिए, वायुमंडल की सतह परत में अशांत विनिमय गुणांक के मूल्यों के स्थानिक वितरण पर जानकारी की आवश्यकता है

वायुमंडल की सीमा परत की स्थिरता की विशेषता के रूप में, तथाकथित "मिश्रण परत की ऊंचाई" का उपयोग किया जाता है, जो लगभग सीमा परत की ऊंचाई से मेल खाती है। इस परत में, विकिरण ताप के कारण होने वाली तीव्र ऊर्ध्वाधर गतियाँ देखी जाती हैं, और ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता शुष्क रुद्धोष्म के करीब पहुंचती है या उससे अधिक हो जाती है। मिश्रण परत की ऊंचाई वायुमंडल की वायुवैज्ञानिक ध्वनि और प्रति दिन जमीन के पास अधिकतम हवा के तापमान के आंकड़ों से निर्धारित की जा सकती है। वातावरण में अशुद्धियों की सांद्रता में वृद्धि आमतौर पर मिश्रण परत में कमी के साथ देखी जाती है, खासकर जब इसकी ऊंचाई 1.5 किमी से कम हो। 1.5 किमी से अधिक की मिश्रण परत की ऊंचाई के साथ, वायु प्रदूषण में व्यावहारिक रूप से कोई वृद्धि नहीं होती है।

जब हवा शांत होकर कमजोर हो जाती है, तो अशुद्धियाँ जमा हो जाती हैं, लेकिन इस समय, वायुमंडल की ऊपरी परतों में अतितापित उत्सर्जन की वृद्धि काफी बढ़ जाती है, जहाँ वे नष्ट हो जाते हैं। हालाँकि, यदि इन परिस्थितियों में उलटाव होता है, तो एक "छत" बन सकती है, जो उत्सर्जन में वृद्धि को रोक देगी। तब जमीन के पास अशुद्धियों की सांद्रता तेजी से बढ़ जाती है।

वायु प्रदूषण के स्तर और मौसम संबंधी स्थितियों के बीच संबंध बहुत जटिल है। इसलिए, वायुमंडलीय प्रदूषण के बढ़े हुए स्तर के गठन के कारणों का अध्ययन करते समय, व्यक्तिगत मौसम संबंधी विशेषताओं का नहीं, बल्कि एक विशिष्ट मौसम संबंधी स्थिति के अनुरूप जटिल मापदंडों का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक होता है, उदाहरण के लिए, हवा की गति और थर्मल स्तरीकरण सूचकांक। शहरों में वातावरण की स्थिति के लिए, कमजोर हवाओं के साथ संयोजन में सतह के तापमान का उलटा होना, यानी। स्थिर हवा की स्थिति. यह आम तौर पर बड़े पैमाने पर वायुमंडलीय प्रक्रियाओं से जुड़ा होता है, अक्सर एंटीसाइक्लोन के साथ, जिसके दौरान वायुमंडलीय सीमा परत में कमजोर हवाएं देखी जाती हैं और सतह विकिरण तापमान व्युत्क्रम बनते हैं।

वायु प्रदूषण के स्तर का निर्माण कोहरे, वर्षा और विकिरण शासन से भी प्रभावित होता है।

कोहरा हवा में अशुद्धियों की मात्रा को जटिल तरीके से प्रभावित करता है: कोहरे की बूंदें न केवल अंतर्निहित सतह के पास, बल्कि ऊपरी, सबसे प्रदूषित वायु परतों से भी अशुद्धियों को अवशोषित करती हैं। परिणामस्वरूप, कोहरे की परत में अशुद्धियों की सांद्रता बहुत बढ़ जाती है और उसके ऊपर कम हो जाती है। इस मामले में, कोहरे की बूंदों में सल्फर डाइऑक्साइड के घुलने से अधिक जहरीले सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण होता है। चूँकि कोहरे में सल्फर डाइऑक्साइड की भार सांद्रता बढ़ जाती है, इसके ऑक्सीकरण होने पर सल्फ्यूरिक एसिड 1.5 गुना अधिक बन सकता है।

वर्षा हवा की अशुद्धियों को साफ़ करती है। लंबे समय तक और तीव्र वर्षा के बाद, अशुद्धियों की उच्च सांद्रता बहुत कम देखी जाती है।

सौर विकिरण वायुमंडल में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं और विभिन्न माध्यमिक उत्पादों के निर्माण का कारण बनता है जिनमें अक्सर उत्सर्जन स्रोतों से आने वाले पदार्थों की तुलना में अधिक विषाक्त गुण होते हैं। तो, वायुमंडल में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में, सल्फेट एयरोसोल के निर्माण के साथ सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण होता है। फोटोकैमिकल प्रभाव के परिणामस्वरूप, साफ धूप वाले दिनों में प्रदूषित हवा में फोटोकैमिकल स्मॉग बनता है।

उपरोक्त समीक्षा से वायु प्रदूषण के स्तर को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण मौसम संबंधी मापदंडों की पहचान करना संभव हो गया।

उपरोक्त परिणामों के बारे में विस्तार से बताना, स्पष्ट करना कठिन है। इन कारकों को सटीकता (कम से कम सापेक्ष) के साथ स्थापित करने के प्रयासों से केवल अपूर्ण, संदिग्ध, कभी-कभी विरोधाभासी परिणाम सामने आए हैं। मौसम संबंधी परिसर को बनाने वाले कई कारकों का अध्ययन किया गया है (वायु धाराएं, ड्राफ्ट, नमी, तापमान, वायुमंडलीय बिजली, बैरोमीटर का दबाव, वायु अग्रभाग, वायुमंडलीय आयनीकरण, आदि), सबसे अधिक ध्यान वायुमंडलीय आयनीकरण, वायु अग्रभाग और वायुमंडलीय दबाव पर दिया जाता है, जो सक्रिय हैं।

कुछ शोधकर्ता, अपने कार्यों में, अधिकांश उपरोक्त में से कुछ का उल्लेख करते हैं, जबकि अन्य सामान्य रूप से मौसम संबंधी कारकों के बारे में अधिक विश्लेषण और स्पष्टीकरण के बिना, मोटे तौर पर, अस्पष्ट रूप से बोलते हैं। टिज़ेव्स्की महामारी में योगदान देने वाले कारक को वायुमंडल की विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी मानते हैं; गास का मानना ​​है कि बैरोमीटर के दबाव में गिरावट एलर्जी की अभिव्यक्तियों, विशेष रूप से एनाफिलेक्टिक सदमे को जन्म देने में योगदान करती है; फ्रिट्शे वायुमंडलीय विद्युत घटना को थ्रोम्बोम्बोलिक प्रक्रियाओं पर उल्कापिंडीय लाभकारी प्रभाव का श्रेय देता है; कोझे ने वायुमंडलीय दबाव में अचानक बदलाव को मायोकार्डियल रोधगलन के कारकों के रूप में जिम्मेदार ठहराया है, जबकि ए मिहाई का दावा है कि हवाई मोर्चे एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और उन्होंने बिना किसी दिन के बाहर दिल का दौरा पड़ने का एक भी मामला नहीं देखा है, और डेनिशेव्स्की चुंबकीय तूफान आदि का उल्लेख करते हैं।

केवल कभी-कभी वे अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होते हैं: यह कुछ वायुमंडलीय धाराओं (फोहेन, सिरोको) का मामला है, जिसकी रोगजनक कार्रवाई स्पष्ट रूप से दिखाई देती है और जो बड़े पैमाने पर विकार, विकृति विज्ञान के वास्तविक छोटे महामारी फैलने का कारण बनती है। चूंकि ज्यादातर मामलों में मौसम संबंधी कारकों की कार्रवाई अपेक्षाकृत अगोचर होती है, इसलिए यह समझ में आता है कि यह अक्सर पहचान और विशेष रूप से स्पष्टीकरण से बच जाती है। ऐसा लगता है कि हम एक जटिल कार्रवाई के बारे में बात कर रहे हैं, एकाधिक, बहुपक्षीय, और उपरोक्त कारकों में से किसी एक की कार्रवाई के बारे में नहीं: यह रूसी शोधकर्ताओं (तिज़ेव्स्की, डेनिशेव्स्की और अन्य) और पश्चिमी शोधकर्ताओं (पिकार्डी और अन्य) दोनों की राय है।

इसलिए, रोगजनक से संबंधित कार्यों में मौसम संबंधी कारकों की क्रियाएं, विभिन्न अवधारणाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है; यही कारण है कि उनमें कोई - केवल कभी-कभी - सामान्य कारक और समान उपाय नहीं होते हैं; इस कारण से भी परिणामों की तुलना करना शायद ही कभी संभव हो पाता है। इसलिए उपयोग किए गए कई नाम और अभिव्यक्तियाँ, साथ ही कुछ संस्थाएं और लेबल जिनके तहत कभी-कभी मौसम संबंधी कारकों की पैथोलॉजिकल प्रतिध्वनि प्रस्तुत की गई है: "तूफानी मौसम सिंड्रोम" (नेट्टर), "देर रात सिंड्रोम" (एन्स डियाज़)। सिरोको सिंड्रोम या, फ़ोहनक्रानखेइट ("फ़ोहन रोग") का उल्लेख नहीं किया गया है, जो वास्तव में कुछ और सटीक स्थितियों के अनुरूप है।

इसी बीच इस बात पर गौर किया गया कुछ पैथोलॉजिकल क्षणमनुष्यों में, कुछ ब्रह्मांडीय और सौर कारकों को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। सबसे पहले, यह नोट किया गया था कि कुछ वायुमंडलीय परिवर्तन, समुद्री ज्वार, महामारी विशेष ब्रह्मांडीय क्षणों के साथ मेल खाते हैं और मेल खाते हैं: सौर फ्लेयर्स, सनस्पॉट, आदि (तिज़ेव्स्की, डेलक, कोवाक्स, पोस्पिसिल, आदि)।

यहां तक ​​कि कुछ व्यापक आर्थिक संकटसमान ब्रह्मांडीय क्षणों के साथ संयोग हुआ और उन्हें (बरेली) सौंपा गया। हाल के शोध से यह स्थापित हुआ है कि अंतरिक्ष दुर्घटनाओं और कुछ वायुमंडलीय गड़बड़ी और आपदाओं के बीच कुछ समानता है। ऐसा लगता है कि संबंध वास्तविक है और ब्रह्मांडीय कारकों का वास्तव में वायुमंडल पर एक निश्चित प्रभाव (लेकिन अगोचर, पता लगाना मुश्किल) होता है, जिसमें कभी-कभी वे चुंबकीय तूफान और अन्य गड़बड़ी का कारण बनते हैं, जिसके माध्यम से वे पृथ्वी, समुद्र, लोगों को प्रभावित करते हैं, साथ ही मौसम, जलवायु के साथ उन्हें प्रभावित करते हैं, जो काफी हद तक ब्रह्मांडीय कारकों के अधीन भी होते हैं।

इस प्रकार लौकिक कारकों सेजैविक लय पर निर्भर (कमोबेश सीधे), जीव के जैविक तत्वों की तैनाती की आवधिकता, समायोजित लय, जाहिरा तौर पर, ब्रह्मांडीय घटनाओं की सामान्य लय (दैनिक आवधिकता, मौसमी आवधिकता, आदि) के अनुसार। ऐसा लगता है कि कुछ वायुमंडलीय, सामाजिक या रोगजनक घटनाओं की क्रमिक रूप से अजीब उपस्थिति भी ब्रह्मांडीय कारकों के हस्तक्षेप पर निर्भर करती है, जिसने तथाकथित "श्रृंखला के कानून" को जन्म दिया, जो स्पष्ट रूप से रहस्यमय (फौरे) है, क्योंकि अक्सर ये घटनाएं सौर ज्वालाओं या धब्बों और उनसे जुड़े चुंबकीय तूफानों के साथ मेल खाती हैं।

मुख्य मौसम संबंधी जलवायु-निर्माण कारक वायुमंडल का द्रव्यमान और रासायनिक संरचना हैं।

वायुमंडल का द्रव्यमान इसकी यांत्रिक और तापीय जड़ता को निर्धारित करता है, शीतलक के रूप में इसकी क्षमता गर्म क्षेत्रों से ठंडे क्षेत्रों में गर्मी स्थानांतरित करने में सक्षम है। वायुमंडल के बिना, पृथ्वी पर "चंद्र जलवायु" होगी, अर्थात। दीप्तिमान संतुलन की जलवायु.

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है, जिनमें से कुछ में लगभग स्थिर सांद्रता होती है, अन्य में - परिवर्तनशील। इसके अलावा, वायुमंडल में विभिन्न तरल और ठोस एरोसोल होते हैं, जो जलवायु निर्माण में भी आवश्यक हैं।

वायुमंडलीय वायु के मुख्य घटक नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और आर्गन हैं। वायुमंडल की रासायनिक संरचना लगभग 100 किमी तक स्थिर रहती है, उससे ऊपर गैसों का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण प्रभावित होने लगता है और हल्की गैसों की सापेक्ष मात्रा बढ़ जाती है।

थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धियों की परिवर्तनीय सामग्री, जो वायुमंडल में कई प्रक्रियाओं पर बहुत प्रभाव डालती है, जैसे कि पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, जलवायु के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धता का एक उल्लेखनीय उदाहरण वायुमंडल में पानी है। इस पानी की सांद्रता (वह विशिष्ट आर्द्रता जिसमें बादलों में विशिष्ट जल सामग्री जोड़ी जाती है) अत्यधिक परिवर्तनशील होती है। जल वाष्प वायु घनत्व, वायुमंडलीय स्तरीकरण और विशेष रूप से उतार-चढ़ाव और अशांत एन्ट्रापी प्रवाह में महत्वपूर्ण योगदान देता है। यह वायुमंडल में मौजूद कणों (नाभिक) पर संघनित (या उर्ध्वपातित) होने में सक्षम है, जिससे बादल और कोहरा बनता है, साथ ही बड़ी मात्रा में गर्मी भी निकलती है। जल वाष्प, और विशेष रूप से बादल, वायुमंडल में शॉर्टवेव और लॉन्गवेव विकिरण के प्रवाह को नाटकीय रूप से प्रभावित करते हैं। जलवाष्प भी ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण बनता है, अर्थात। सौर विकिरण संचारित करने और अंतर्निहित सतह और अंतर्निहित वायुमंडलीय परतों से थर्मल विकिरण को अवशोषित करने की वायुमंडल की क्षमता। परिणामस्वरूप, वातावरण में तापमान गहराई के साथ बढ़ता है। अंत में, बादलों में कोलाइडल अस्थिरता हो सकती है, जिससे बादल कणों का जमाव और वर्षा हो सकती है।

एक अन्य महत्वपूर्ण थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धता कार्बन डाइऑक्साइड, या कार्बन डाइऑक्साइड है। यह लंबी-तरंग विकिरण की ऊर्जा को अवशोषित और पुन: उत्सर्जित करके ग्रीनहाउस प्रभाव में महत्वपूर्ण योगदान देता है। अतीत में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव हुआ होगा, जिसका असर जलवायु पर दिखाई देना चाहिए था।

वायुमंडल में मौजूद ठोस कृत्रिम और प्राकृतिक एरोसोल के प्रभाव को अभी तक अच्छी तरह से समझा नहीं जा सका है। पृथ्वी पर ठोस एरोसोल के स्रोत रेगिस्तान और अर्ध-रेगिस्तान, सक्रिय ज्वालामुखी गतिविधि के क्षेत्र, साथ ही औद्योगिक क्षेत्र हैं।

महासागर थोड़ी मात्रा में एरोसोल - समुद्री नमक के कण भी प्रदान करता है। बड़े कण अपेक्षाकृत जल्दी वायुमंडल से बाहर गिर जाते हैं, जबकि छोटे कण लंबे समय तक वायुमंडल में बने रहते हैं।

एरोसोल वायुमंडल में दीप्तिमान ऊर्जा के प्रवाह को कई तरह से प्रभावित करता है। सबसे पहले, एरोसोल कण बादलों के निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं और इस तरह एल्बिडो को बढ़ाते हैं, अर्थात। सौर ऊर्जा का हिस्सा प्रतिबिंबित होता है और जलवायु प्रणाली में अपरिवर्तनीय रूप से नष्ट हो जाता है। दूसरा, एरोसोल सौर विकिरण के एक महत्वपूर्ण हिस्से को बिखेर देता है, जिससे कि कुछ बिखरे हुए विकिरण (बहुत छोटे) भी जलवायु प्रणाली में नष्ट हो जाते हैं। अंत में, कुछ सौर ऊर्जा एरोसोल द्वारा अवशोषित कर ली जाती है और पृथ्वी की सतह और अंतरिक्ष दोनों में पुनः उत्सर्जित हो जाती है।

पृथ्वी के लंबे इतिहास के दौरान, प्राकृतिक एरोसोल की मात्रा में काफी उतार-चढ़ाव आया है, क्योंकि बढ़ी हुई टेक्टोनिक गतिविधि की अवधि और, इसके विपरीत, सापेक्ष शांति की अवधि ज्ञात है। पृथ्वी के इतिहास में ऐसे भी कालखंड थे जब कहीं अधिक व्यापक भूभाग गर्म शुष्क जलवायु क्षेत्रों में स्थित थे और, इसके विपरीत, इन क्षेत्रों में समुद्री सतह व्याप्त थी। वर्तमान में, कार्बन डाइऑक्साइड के मामले में, कृत्रिम एरोसोल, जो मानव आर्थिक गतिविधि का एक उत्पाद है, तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है।

ओजोन भी एक थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धता है। यह पृथ्वी की सतह से 60-70 किमी की ऊंचाई तक वायुमंडलीय परत में मौजूद है। 0-10 किमी की सबसे निचली परत में, इसकी सामग्री नगण्य है, फिर यह तेजी से बढ़ती है और 20-25 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम तक पहुंच जाती है। इसके अलावा, ओजोन सामग्री तेजी से कम हो जाती है, और 70 किमी की ऊंचाई पर यह सतह की तुलना में पहले से ही 1000 गुना कम है। ओजोन का ऐसा ऊर्ध्वाधर वितरण इसके गठन की प्रक्रियाओं से जुड़ा है। ओजोन का निर्माण मुख्य रूप से सौर स्पेक्ट्रम के चरम पराबैंगनी भाग से संबंधित उच्च-ऊर्जा फोटॉन की कार्रवाई के तहत फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। इन प्रतिक्रियाओं में, परमाणु ऑक्सीजन प्रकट होता है, जो फिर ऑक्सीजन अणु के साथ मिलकर ओजोन बनाता है। वहीं, ओजोन क्षय प्रतिक्रियाएं तब होती हैं जब यह सौर ऊर्जा को अवशोषित करती है और जब इसके अणु ऑक्सीजन परमाणुओं से टकराते हैं। ये प्रक्रियाएँ, प्रसार, मिश्रण और परिवहन की प्रक्रियाओं के साथ मिलकर, ओजोन सामग्री के ऊपर वर्णित संतुलन ऊर्ध्वाधर प्रोफ़ाइल की ओर ले जाती हैं।

इतनी महत्वहीन सामग्री के बावजूद, इसकी भूमिका न केवल जलवायु के लिए, बल्कि असाधारण रूप से महान है। इसके गठन और (कुछ हद तक) क्षय की प्रक्रियाओं के दौरान उज्ज्वल ऊर्जा के अत्यधिक तीव्र अवशोषण के कारण, अधिकतम ओजोन सामग्री की परत के ऊपरी भाग में एक मजबूत हीटिंग होता है - ओजोनोस्फीयर (अधिकतम ओजोन सामग्री कुछ हद तक कम होती है, जहां यह प्रसार और मिश्रण के परिणामस्वरूप मिलती है)। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर आपतित सभी सौर ऊर्जा में से, ओजोन लगभग 4%, या 6·10 27 अर्ग/दिन अवशोषित करता है। इसी समय, ओजोनोस्फीयर 0.29 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण के पराबैंगनी भाग को अवशोषित करता है, जिसका जीवित कोशिकाओं पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। इस ओजोन स्क्रीन की अनुपस्थिति में, जाहिरा तौर पर, पृथ्वी पर जीवन उत्पन्न नहीं हो सकता था, कम से कम उन रूपों में जो हम जानते हैं।

महासागर, जो कि जलवायु प्रणाली का एक अभिन्न अंग है, इसमें अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। महासागर और वायुमंडल की प्राथमिक संपत्ति द्रव्यमान है। हालाँकि, जलवायु के लिए यह भी महत्वपूर्ण है कि यह द्रव्यमान पृथ्वी की सतह के किस भाग पर स्थित है।

समुद्र में थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धियों में पानी में घुले लवण और गैसें हैं। घुले हुए लवणों की मात्रा समुद्री जल के घनत्व को प्रभावित करती है, जो किसी दिए गए दबाव पर न केवल तापमान पर, बल्कि लवणता पर भी निर्भर करता है। इसका मतलब यह है कि तापमान के साथ-साथ लवणता, घनत्व स्तरीकरण को निर्धारित करती है, अर्थात। कुछ मामलों में इसे स्थिर बनाता है, और दूसरों में संवहन की ओर ले जाता है। तापमान पर घनत्व की गैर-रैखिक निर्भरता मिश्रण संघनन नामक एक विचित्र घटना को जन्म दे सकती है। ताजे पानी का अधिकतम घनत्व तापमान 4°C होता है, गर्म और ठंडे पानी का घनत्व कम होता है। ऐसे हल्के पानी की दो मात्रा मिलाने पर मिश्रण भारी हो सकता है। यदि नीचे कम घनत्व वाला पानी पाया जाए तो मिश्रित पानी डूबने लग सकता है। हालाँकि, जिस तापमान सीमा पर यह घटना घटित होती है वह ताजे पानी में बहुत संकीर्ण होती है। समुद्र के पानी में घुले हुए लवणों की मौजूदगी से ऐसा होने की संभावना बढ़ जाती है।

घुले हुए लवण समुद्र के पानी की कई भौतिक विशेषताओं को बदल देते हैं। तो, पानी के तापीय विस्तार का गुणांक बढ़ जाता है, और स्थिर दबाव पर ताप क्षमता कम हो जाती है, हिमांक और अधिकतम घनत्व कम हो जाता है। लवणता पानी की सतह के ऊपर संतृप्त भाप की लोच को कुछ हद तक कम कर देती है।

महासागर की एक महत्वपूर्ण क्षमता बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड को घोलने की क्षमता है। यह समुद्र को एक विशाल जलाशय बनाता है, जो कुछ शर्तों के तहत, अतिरिक्त वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित कर सकता है, और अन्य परिस्थितियों में, कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड के भंडार के रूप में महासागर का महत्व समुद्र में तथाकथित कार्बोनेट प्रणाली के अस्तित्व से और भी बढ़ जाता है, जो आधुनिक चूना पत्थर भंडार में निहित कार्बन डाइऑक्साइड की भारी मात्रा को खींचता है।

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