पृथ्वी के वायुमंडल की स्थिति. वायुमंडल की परतें, वायुमंडलीय परतों की संरचना

हमारे ग्रह पृथ्वी को घेरने वाला गैसीय आवरण, जिसे वायुमंडल के नाम से जाना जाता है, पाँच मुख्य परतों से बना है। ये परतें ग्रह की सतह पर, समुद्र तल से (कभी-कभी नीचे) उत्पन्न होती हैं और निम्नलिखित क्रम में बाहरी अंतरिक्ष तक बढ़ती हैं:

• क्षोभ मंडल;
• समतापमंडल;
• मेसोस्फीयर;
• बाह्य वायुमंडल;
• बहिर्मंडल।

पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतों का आरेख

इन मुख्य पांच परतों में से प्रत्येक के बीच में संक्रमणकालीन क्षेत्र होते हैं जिन्हें "विराम" कहा जाता है जहां हवा के तापमान, संरचना और घनत्व में परिवर्तन होते हैं। विरामों के साथ, पृथ्वी के वायुमंडल में कुल 9 परतें शामिल हैं।

क्षोभमंडल: जहां मौसम होता है

वायुमंडल की सभी परतों में से, क्षोभमंडल वह है जिससे हम सबसे अधिक परिचित हैं (चाहे आपको इसका एहसास हो या न हो), क्योंकि हम इसके तल पर रहते हैं - ग्रह की सतह। यह पृथ्वी की सतह को घेरता है और कई किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला होता है। क्षोभमंडल शब्द का अर्थ है "गेंद का परिवर्तन"। एक बहुत उपयुक्त नाम, क्योंकि यह परत वह जगह है जहां हमारा दैनिक मौसम होता है।

ग्रह की सतह से शुरू होकर, क्षोभमंडल 6 से 20 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। हमारे निकटतम परत के निचले तीसरे भाग में सभी वायुमंडलीय गैसों का 50% होता है। यह वायुमंडल की संपूर्ण संरचना का एकमात्र भाग है जो सांस लेता है। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी की सतह नीचे से हवा को अवशोषित करके गर्म करती है थर्मल ऊर्जासूर्य की ऊंचाई बढ़ने से क्षोभमंडल का तापमान और दबाव कम हो जाता है।

शीर्ष पर ट्रोपोपॉज़ नामक एक पतली परत होती है, जो क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच एक बफर मात्र है।

समतापमंडल: ओजोन का घर

समताप मंडल वायुमंडल की अगली परत है। यह पृथ्वी की सतह से 6-20 किमी से 50 किमी ऊपर तक फैला हुआ है। यह वह परत है जिसमें अधिकांश वाणिज्यिक विमान उड़ान भरते हैं और गुब्बारे यात्रा करते हैं।

यहां हवा ऊपर-नीचे नहीं बहती, बल्कि बहुत तेज वायु धाराओं में सतह के समानांतर चलती है। जैसे-जैसे आप चढ़ते हैं तापमान बढ़ता है, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले ओजोन (O3), सौर विकिरण के उप-उत्पाद और ऑक्सीजन की प्रचुरता के कारण, जिसमें सूर्य की हानिकारक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करने की क्षमता होती है (ऊंचाई के साथ तापमान में किसी भी वृद्धि को जाना जाता है)। मौसम विज्ञान एक "उलटा" के रूप में)।

चूँकि समताप मंडल के निचले भाग में गर्म तापमान और शीर्ष पर ठंडा तापमान होता है, इसलिए संवहन (ऊर्ध्वाधर गति) होती है वायुराशि) वायुमंडल के इस भाग में दुर्लभ है। वास्तव में, आप समताप मंडल से क्षोभमंडल में उठने वाले तूफान को देख सकते हैं, क्योंकि परत संवहन के लिए एक "टोपी" के रूप में कार्य करती है, जिसके माध्यम से तूफानी बादल प्रवेश नहीं कर पाते हैं।

समताप मंडल के बाद फिर से एक बफर परत आती है, जिसे इस बार स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है।

मेसोस्फीयर: मध्य वायुमंडल

मेसोस्फीयर पृथ्वी की सतह से लगभग 50-80 किमी दूर स्थित है। ऊपरी मध्यमंडल पृथ्वी पर सबसे ठंडा प्राकृतिक स्थान है, जहाँ तापमान -143°C से नीचे गिर सकता है।

थर्मोस्फीयर: ऊपरी वायुमंडल

मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़ के बाद थर्मोस्फीयर आता है, जो ग्रह की सतह से 80 और 700 किमी के बीच स्थित होता है, और वायुमंडलीय आवरण में कुल हवा का 0.01% से कम होता है। यहां तापमान +2000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, लेकिन हवा के मजबूत विरलन और गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए गैस अणुओं की कमी के कारण, इन उच्च तापमानों को बहुत ठंडा माना जाता है।

बहिर्मंडल: वायुमंडल और अंतरिक्ष की सीमा

पृथ्वी की सतह से लगभग 700-10,000 किमी की ऊंचाई पर बाह्यमंडल है - वायुमंडल का बाहरी किनारा, अंतरिक्ष की सीमा। यहां मौसम संबंधी उपग्रह पृथ्वी के चारों ओर चक्कर लगाते हैं।

आयनमंडल के बारे में क्या ख्याल है?

आयनमंडल कोई अलग परत नहीं है और वास्तव में इस शब्द का उपयोग 60 से 1000 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। इसमें मेसोस्फीयर का सबसे ऊपरी हिस्सा, संपूर्ण थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर का हिस्सा शामिल है। आयनमंडल को इसका नाम इसलिए मिला क्योंकि वायुमंडल के इस हिस्से में, सूर्य का विकिरण तब आयनित हो जाता है जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है। यह घटना पृथ्वी से उत्तरी रोशनी के रूप में देखी जाती है।

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 निकट ही केंद्रित होता है पृथ्वी की सतहऔर असमान रूप से वितरित किया जाता है: शहरों, औद्योगिक केंद्रों और ज्वालामुखीय गतिविधि वाले क्षेत्रों में, इसकी संख्या 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। वायु में वाष्पशील जल की उपस्थिति के कारण ऐसा होता है वायुमंडलीय घटनाएंजैसे इंद्रधनुष, सूर्य की किरणों का अपवर्तन आदि।

के दौरान धूल वातावरण में प्रवेश करती है ज्वालामुखी विस्फ़ोट, रेतीला और तूफानी धूल, थर्मल पावर प्लांट आदि में ईंधन के अधूरे दहन के साथ।

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. नीचे की परतबुलाया 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। ऐसा इसलिए है क्योंकि ओजोन छोटी तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है। सौर ऊर्जा, जिससे हवा गर्म हो गई।

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। कम घनत्व के कारण सूरज की किरणेंवे वहां बिखरते नहीं हैं, इसलिए आकाश काला है, तारे और ग्रह उस पर चमकते हैं।

आयनमंडल में हैं ध्रुवीय रोशनी,ताकतवर विद्युत धाराएँजो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी पैदा करते 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 मानव गतिविधियां जुड़ी होती हैं। 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 आर्द्र में उष्णकटिबंधीय वन, पर ऊंचे पहाड़और टुंड्रा के असीम 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

वायुमंडल कई सैकड़ों किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। इसकी ऊपरी सीमा, लगभग 2000-3000 की ऊँचाई पर है किमी,कुछ हद तक सशर्त, क्योंकि इसे बनाने वाली गैसें धीरे-धीरे दुर्लभ होकर विश्व अंतरिक्ष में चली जाती हैं। ऊँचाई के साथ रासायनिक परिवर्तन होता है वायुमंडलीय संरचना, दबाव, घनत्व, तापमान और इसके अन्य भौतिक गुण। जैसा कि पहले कहा गया है, रासायनिक संरचना 100 की ऊंचाई तक हवा किमीमहत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता. कुछ हद तक ऊपर, वायुमंडल में भी मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं। लेकिन 100-110 की ऊंचाई पर किमी,सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में विभाजित हो जाते हैं और परमाणु ऑक्सीजन प्रकट होता है। 110-120 से ऊपर किमीलगभग सारी ऑक्सीजन परमाणु बन जाती है। माना जा रहा है कि 400-500 से ऊपर किमीवायुमंडल को बनाने वाली गैसें भी परमाणु अवस्था में हैं।

ऊंचाई के साथ हवा का दबाव और घनत्व तेजी से घटता है। हालाँकि वायुमंडल ऊपर की ओर सैकड़ों किलोमीटर तक फैला हुआ है, लेकिन इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह से सटे सबसे निचले हिस्से में एक पतली परत में स्थित है। तो, समुद्र तल और ऊंचाई 5-6 के बीच की परत में किमीवायुमंडल का आधा द्रव्यमान परत 0-16 में केंद्रित है किमी-90%, और परत में 0-30 किमी- 99%। वायु द्रव्यमान में समान तीव्र कमी 30 से ऊपर होती है किमी.यदि वजन 1 मी 3पृथ्वी की सतह पर हवा 1033 ग्राम है, फिर ऊंचाई पर 20 किमीयह 43 ग्राम के बराबर है, और 40 की ऊंचाई पर है किमीकेवल 4 साल

300-400 की ऊंचाई पर किमीऔर ऊपर, हवा इतनी दुर्लभ है कि दिन के दौरान इसका घनत्व कई बार बदलता है। अध्ययनों से पता चला है कि घनत्व में यह परिवर्तन सूर्य की स्थिति से संबंधित है। उच्चतम वायु घनत्व दोपहर के आसपास होता है, सबसे कम रात में। इसे आंशिक रूप से इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुमंडल की ऊपरी परतें सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करती हैं।

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में परिवर्तन भी असमान होता है। ऊंचाई के साथ तापमान में परिवर्तन की प्रकृति के अनुसार, वायुमंडल को कई क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है, जिनके बीच संक्रमणकालीन परतें होती हैं, तथाकथित विराम, जहां तापमान ऊंचाई के साथ थोड़ा बदलता है।

यहां गोले और संक्रमण परतों के नाम और मुख्य विशेषताएं दी गई हैं।

आइए हम इन क्षेत्रों के भौतिक गुणों पर बुनियादी डेटा प्रस्तुत करें।

क्षोभ मंडल। क्षोभमंडल के भौतिक गुण काफी हद तक पृथ्वी की सतह के प्रभाव से निर्धारित होते हैं, जो इसकी निचली सीमा है। क्षोभमंडल की सबसे अधिक ऊंचाई भूमध्यरेखीय और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में देखी जाती है। यहां यह 16-18 तक पहुंच जाता है किमीऔर दैनिक तथा अपेक्षाकृत कम उजागर मौसमी परिवर्तन. ध्रुवीय और निकटवर्ती क्षेत्रों के ऊपर, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा औसतन 8-10 के स्तर पर स्थित होती है किमी.मध्य अक्षांशों में यह 6-8 से 14-16 तक होता है किमी.

क्षोभमंडल की ऊर्ध्वाधर शक्ति वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की प्रकृति पर काफी हद तक निर्भर करती है। अक्सर दिन के दौरान, किसी दिए गए बिंदु या क्षेत्र पर क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा कई किलोमीटर तक गिर जाती है या बढ़ जाती है। यह मुख्यतः हवा के तापमान में परिवर्तन के कारण होता है।

द्रव्यमान का 4/5 से अधिक भाग क्षोभमंडल में केंद्रित है पृथ्वी का वातावरणऔर इसमें लगभग सारा जलवाष्प होता है। इसके अलावा, पृथ्वी की सतह से क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा तक, तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6° या 1 के लिए 6° गिर जाता है। किमीउत्थान . यह इस तथ्य के कारण है कि क्षोभमंडल में हवा मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह से गर्म और ठंडी होती है।

सौर ऊर्जा के प्रवाह के अनुसार भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक तापमान घटता जाता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह के पास औसत हवा का तापमान +26° से ऊपर पहुँच जाता है ध्रुवीय क्षेत्रसर्दियों में -34°, -36°, और गर्मियों में लगभग 0°। इस प्रकार, भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर सर्दियों में 60° और गर्मियों में केवल 26° होता है। सच है, सर्दियों में आर्कटिक में इतना कम तापमान बर्फ के विस्तार पर हवा के ठंडा होने के कारण केवल पृथ्वी की सतह के पास ही देखा जाता है।

सर्दियों में, मध्य अंटार्कटिका में, बर्फ की चादर की सतह पर हवा का तापमान और भी कम होता है। अगस्त 1960 में वोस्तोक स्टेशन पर, दुनिया का सबसे कम तापमान -88.3° दर्ज किया गया था, और सबसे अधिक बार मध्य अंटार्कटिका में यह -45°, -50° दर्ज किया गया था।

ऊंचाई से भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, ऊंचाई 5 पर किमीभूमध्य रेखा पर तापमान -2°, -4° और मध्य आर्कटिक में समान ऊंचाई पर सर्दियों में -37°, -39° और गर्मियों में -19°, -20° तक पहुंच जाता है; परिणामस्वरूप, सर्दियों में तापमान का अंतर 35-36° और गर्मियों में 16-17° होता है। दक्षिणी गोलार्ध में ये अंतर कुछ अधिक हैं।

वायुमंडलीय परिसंचरण की ऊर्जा भूमध्य रेखा-ध्रुव तापमान अनुबंध द्वारा निर्धारित की जा सकती है। चूँकि सर्दियों में तापमान में अंतर अधिक होता है, इसलिए वायुमंडलीय प्रक्रियाएँ गर्मियों की तुलना में अधिक तीव्र होती हैं। यह इस तथ्य को भी स्पष्ट करता है कि सर्दियों में क्षोभमंडल में प्रचलित पश्चिमी हवाओं की गति गर्मियों की तुलना में अधिक होती है। इस मामले में, हवा की गति, एक नियम के रूप में, ऊंचाई के साथ बढ़ती है, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर अधिकतम तक पहुंच जाती है। क्षैतिज परिवहन ऊर्ध्वाधर वायु गति और अशांत (अव्यवस्थित) गति के साथ होता है। हवा की बड़ी मात्रा के बढ़ने और घटने से बादल बनते और बिखरते हैं, वर्षा होती है और रुक जाती है। क्षोभमंडल और ऊपरी गोले के बीच संक्रमण परत है ट्रोपोपॉज़।इसके ऊपर समतापमंडल स्थित है।

स्ट्रैटोस्फियर ऊंचाई 8-17 से 50-55 तक फैला हुआ है किमी.इसे हमारी सदी की शुरुआत में खोला गया था। द्वारा भौतिक गुणसमताप मंडल पहले से ही क्षोभमंडल से तेजी से भिन्न होता है, यहां हवा का तापमान, एक नियम के रूप में, प्रति किलोमीटर ऊंचाई पर औसतन 1 - 2 ° और ऊपरी सीमा पर, 50-55 की ऊंचाई पर बढ़ जाता है। किमी,यहां तक ​​कि सकारात्मक भी हो जाता है. इस क्षेत्र में तापमान में वृद्धि यहाँ ओजोन (O3) की उपस्थिति के कारण होती है, जो सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में बनती है। ओजोन परत लगभग संपूर्ण समताप मंडल को कवर करती है। समतापमंडल में जलवाष्प की मात्रा बहुत कम है। यहां बादल बनने की कोई हिंसक प्रक्रिया नहीं होती और न ही वर्षा होती है।

हाल ही में, यह माना गया कि समताप मंडल एक अपेक्षाकृत शांत वातावरण है, जहां वायु मिश्रण नहीं होता है, जैसा कि क्षोभमंडल में होता है। इसलिए, यह माना जाता था कि समताप मंडल में गैसों को उनके अनुसार परतों में विभाजित किया जाता है विशिष्ट गुरुत्व. इसलिए समताप मंडल का नाम ("स्ट्रेटस" - स्तरित)। यह भी माना गया कि समताप मंडल में तापमान विकिरण संतुलन की क्रिया के तहत बनता है, यानी, जब अवशोषित और परावर्तित सौर विकिरण बराबर होता है।

रेडियोसॉन्डेस और मौसम संबंधी रॉकेटों की मदद से प्राप्त नए आंकड़ों से पता चला है कि समताप मंडल में, ऊपरी क्षोभमंडल की तरह, तापमान और हवा में बड़े बदलाव के साथ हवा का तीव्र परिसंचरण होता है। यहां, क्षोभमंडल की तरह, हवा महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर आंदोलनों, मजबूत क्षैतिज वायु धाराओं के साथ अशांत आंदोलनों का अनुभव करती है। यह सब असमान तापमान वितरण का परिणाम है।

समतापमंडल और ऊपरी गोले के बीच संक्रमण परत है स्ट्रैटोपॉज़।हालाँकि, वायुमंडल की ऊपरी परतों की विशेषताओं पर आगे बढ़ने से पहले, आइए तथाकथित ओजोनोस्फीयर से परिचित हों, जिसकी सीमाएँ लगभग समताप मंडल की सीमाओं के अनुरूप हैं।

वायुमंडल में ओजोन. ओजोन समताप मंडल में तापमान व्यवस्था और वायु धाराओं को बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तूफान के बाद ओजोन (O 3) हमें सांस लेने पर महसूस होता है साफ़ हवाएक सुखद स्वाद के साथ. हालाँकि, यहाँ हम बात करेंगेतूफान के बाद बनी इस ओजोन के बारे में नहीं, बल्कि 10-60 परत में मौजूद ओजोन के बारे में किमीअधिकतम 22-25 की ऊंचाई पर किमी.ओजोन सूर्य की पराबैंगनी किरणों की क्रिया के तहत बनता है और, हालांकि इसकी कुल मात्रा नगण्य है, एक भूमिका निभाती है महत्वपूर्ण भूमिकावातावरण में. ओजोन में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने की क्षमता होती है और इस प्रकार यह जानवरों की रक्षा करती है वनस्पति जगतइसके विनाशकारी प्रभाव से. यहां तक ​​कि जब कोई व्यक्ति धूप सेंकने का अत्यधिक शौकीन होता है तो पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाली पराबैंगनी किरणों का वह छोटा सा अंश भी शरीर को बुरी तरह जला देता है।

पृथ्वी के विभिन्न भागों में ओजोन की मात्रा समान नहीं है। उच्च अक्षांशों में अधिक ओजोन होती है, मध्य और निम्न अक्षांशों में कम, और यह मात्रा वर्ष के मौसम के परिवर्तन के आधार पर बदलती रहती है। वसंत ऋतु में अधिक ओजोन, शरद ऋतु में कम। इसके अलावा, इसके गैर-आवधिक उतार-चढ़ाव वायुमंडल के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर परिसंचरण के आधार पर होते हैं। कई वायुमंडलीय प्रक्रियाएं ओजोन सामग्री से निकटता से संबंधित हैं, क्योंकि इसका तापमान क्षेत्र पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

सर्दियों में, ध्रुवीय रात के दौरान, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत उत्सर्जित होती है और हवा को ठंडा करती है। परिणामस्वरूप, उच्च अक्षांशों (आर्कटिक और अंटार्कटिक में) के समताप मंडल में सर्दियों में एक ठंडा क्षेत्र बनता है, बड़े क्षैतिज तापमान और दबाव प्रवणता के साथ एक समतापमंडलीय चक्रवाती भंवर, जो मध्य अक्षांशों पर पश्चिमी हवाओं का कारण बनता है। पृथ्वी.

गर्मियों में, ध्रुवीय दिन की परिस्थितियों में, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत में अवशोषण होता है सौर तापऔर हवा को गर्म कर रहा है। उच्च अक्षांशों के समतापमंडल में तापमान वृद्धि के परिणामस्वरूप एक ताप क्षेत्र और एक समतापमंडलीय प्रतिचक्रवात भंवर का निर्माण होता है। इसलिए, विश्व के औसत अक्षांशों पर 20 से ऊपर किमीगर्मियों में, समताप मंडल में पूर्वी हवाएँ प्रबल होती हैं।

मेसोस्फीयर। मौसम संबंधी रॉकेटों और अन्य तरीकों से किए गए अवलोकन से यह स्थापित हुआ है कि समताप मंडल में देखी गई कुल तापमान वृद्धि 50-55 की ऊंचाई पर समाप्त होती है। किमी.इस परत के ऊपर, मध्यमंडल की ऊपरी सीमा के निकट तापमान फिर से गिर जाता है (लगभग 80 किमी)-75°, -90° तक पहुँच जाता है। इसके अलावा, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ बढ़ता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि ऊंचाई के साथ तापमान में कमी, मेसोस्फीयर की विशेषता, अलग-अलग अक्षांशों पर और पूरे वर्ष अलग-अलग होती है। कम अक्षांशों पर, तापमान में गिरावट उच्च अक्षांशों की तुलना में अधिक धीरे-धीरे होती है: मेसोस्फीयर के लिए औसत ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल क्रमशः 0.23° - 0.31° प्रति 100 है एमया 2.3°-3.1° प्रति 1 किमी.गर्मियों में यह सर्दियों की तुलना में बहुत बड़ा होता है। के रूप में दिखाया नवीनतम शोधउच्च अक्षांशों में, गर्मियों में मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर तापमान सर्दियों की तुलना में कई दसियों डिग्री कम होता है। ऊपरी मध्यमंडल में लगभग 80 की ऊँचाई पर किमीमेसोपॉज़ परत में ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है और इसकी वृद्धि शुरू हो जाती है। यहां, शाम के समय या सूर्योदय से पहले व्युत्क्रम परत के नीचे साफ मौसमचमकीले पतले बादल देखे जाते हैं, जो सूर्य से प्रकाशित होते हैं, जो क्षितिज के नीचे है। आकाश की अंधेरी पृष्ठभूमि में, वे चांदी-नीली रोशनी से चमकते हैं। इसलिए, इन बादलों को चांदी कहा जाता है।

रात्रिकालीन बादलों की प्रकृति अभी तक अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है। कब कामाना जाता है कि वे ज्वालामुखीय धूल से बने हैं। हालाँकि, अनुपस्थिति ऑप्टिकल घटनावास्तविक ज्वालामुखीय बादलों की विशेषता के कारण इस परिकल्पना को अस्वीकार कर दिया गया। तब यह सुझाव दिया गया कि रात्रिचर बादल ब्रह्मांडीय धूल से बने होते हैं। हाल के वर्षों में, एक परिकल्पना प्रस्तावित की गई है कि ये बादल सामान्य सिरस बादलों की तरह बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं। रात्रिकालीन बादलों के स्थान का स्तर विलंब परत के कारण निर्धारित होता है तापमान व्युत्क्रमणलगभग 80 की ऊंचाई पर मेसोस्फीयर से थर्मोस्फीयर में संक्रमण के दौरान किमी.चूंकि सबइनवर्जन परत में तापमान -80 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तक पहुंच जाता है, इसलिए यहां जल वाष्प के संघनन के लिए सबसे अनुकूल स्थितियां बनाई जाती हैं, जो ऊर्ध्वाधर आंदोलन या अशांत प्रसार के परिणामस्वरूप समताप मंडल से यहां प्रवेश करती है। रात्रिचर बादल आमतौर पर गर्मियों में देखे जाते हैं, कभी-कभी बहुत अधिक बड़ी संख्या मेंऔर कुछ ही महीनों में.

रात के बादलों के अवलोकन से पता चला है कि गर्मियों में अपने स्तर पर हवाएँ अत्यधिक परिवर्तनशील होती हैं। हवा की गति व्यापक रूप से भिन्न होती है: 50-100 से लेकर कई सौ किलोमीटर प्रति घंटे तक।

ऊंचाई पर तापमान. उत्तरी गोलार्ध में सर्दियों और गर्मियों में पृथ्वी की सतह और 90-100 किमी की ऊंचाई के बीच ऊंचाई के साथ तापमान वितरण की प्रकृति का एक दृश्य प्रतिनिधित्व चित्र 5 में दिया गया है। गोले को अलग करने वाली सतहों को यहां बोल्ड द्वारा दर्शाया गया है धराशायी लाइनों। सबसे नीचे, क्षोभमंडल अच्छी तरह से खड़ा है, जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में विशेष कमी होती है। ट्रोपोपॉज़ के ऊपर, समताप मंडल में, इसके विपरीत, तापमान सामान्य रूप से ऊंचाई के साथ बढ़ता है और 50-55 की ऊंचाई पर होता है किमी+ 10°, -10° तक पहुँच जाता है। आइए एक महत्वपूर्ण विवरण पर ध्यान दें। सर्दियों में, उच्च अक्षांशों के समताप मंडल में, ट्रोपोपॉज़ के ऊपर का तापमान -60 से -75 डिग्री तक गिर जाता है और केवल 30 से ऊपर होता है। किमीफिर से -15° तक बढ़ जाता है। गर्मियों में, ट्रोपोपॉज़ से शुरू होकर, तापमान ऊंचाई के साथ 50 तक बढ़ जाता है किमी+10° तक पहुँच जाता है। स्ट्रेटोपॉज़ के ऊपर, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ कम होने लगता है, और 80 के स्तर पर किमीयह -70°, -90° से अधिक नहीं होता है।

चित्र 5 से यह निम्नानुसार है कि परत 10-40 में किमीउच्च अक्षांशों में सर्दी और गर्मी में हवा का तापमान एकदम अलग होता है। सर्दियों में ध्रुवीय रात के दौरान यहां का तापमान -60°, -75° तक पहुंच जाता है और गर्मियों में ट्रोपोपॉज़ के पास न्यूनतम -45° होता है। ट्रोपोपॉज़ के ऊपर, तापमान बढ़ता है और 30-35 की ऊंचाई पर किमीकेवल -30°, -20° है, जो ध्रुवीय दिन के दौरान ओजोन परत में हवा के गर्म होने के कारण होता है। आंकड़े से यह भी पता चलता है कि एक मौसम में और एक ही स्तर पर भी तापमान एक जैसा नहीं होता है। विभिन्न अक्षांशों के बीच इनका अंतर 20-30° से अधिक होता है। इस मामले में, परत में असमानता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कम तामपान (18-30 किमी)और अधिकतम तापमान की परत में (50-60 किमी)समताप मंडल में, साथ ही ऊपरी मेसोस्फीयर (75-85) में कम तापमान की परत मेंकिमी).

चित्र 5 में दिखाए गए औसत तापमान उत्तरी गोलार्धों में अवलोकन से प्राप्त किए गए हैं, हालांकि, उपलब्ध जानकारी के आधार पर, इन्हें भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है दक्षिणी गोलार्द्ध. कुछ अंतर मुख्यतः उच्च अक्षांशों पर मौजूद होते हैं। सर्दियों में अंटार्कटिका के ऊपर, क्षोभमंडल और निचले समतापमंडल में हवा का तापमान मध्य आर्कटिक की तुलना में काफी कम होता है।

तेज़ हवाएँ। तापमान का मौसमी वितरण बल्कि के कारण होता है एक जटिल प्रणालीसमतापमंडल और मध्यमंडल में वायु धाराएँ।

चित्र 6 पृथ्वी की सतह और 90 की ऊँचाई के बीच वायुमंडल में पवन क्षेत्र का एक ऊर्ध्वाधर खंड दिखाता है किमीउत्तरी गोलार्ध में सर्दी और गर्मी। आइसोलाइन प्रचलित हवा की औसत गति (इंच) दर्शाती हैं एमएस)।आंकड़े से यह पता चलता है कि समताप मंडल में सर्दियों और गर्मियों में हवा का शासन बिल्कुल अलग होता है। सर्दियों में, क्षोभमंडल और समतापमंडल दोनों पर पश्चिमी हवाओं का प्रभुत्व होता है अधिकतम गति, लगभग के बराबर

100 एमएस 60-65 की ऊंचाई पर किमी.गर्मियों में पछुआ हवाएँ केवल 18-20 की ऊँचाई तक ही चलती हैं किमी.उच्चतर वे पूर्वी हो जाते हैं, अधिकतम गति 70 तक होती है एमएस 55-60 की ऊंचाई परकिमी.

गर्मियों में, मेसोस्फीयर के ऊपर, हवाएँ पश्चिमी हो जाती हैं, और सर्दियों में, वे पूर्वी हो जाती हैं।

बाह्य वायुमंडल। मेसोस्फीयर के ऊपर थर्मोस्फीयर है, जो तापमान में वृद्धि की विशेषता है साथऊंचाई। प्राप्त आँकड़ों के अनुसार मुख्यतः रॉकेटों की सहायता से यह पाया गया कि थर्मोस्फीयर में यह पहले से ही 150 के स्तर पर है। किमीहवा का तापमान 220-240° और 200 के स्तर पर पहुँच जाता है किमी 500° से अधिक. ऊपर से तापमान लगातार बढ़ रहा है और 500-600 के स्तर पर है किमी 1500° से अधिक है। कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के प्रक्षेपण के दौरान प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, यह पाया गया कि ऊपरी थर्मोस्फीयर में तापमान लगभग 2000 डिग्री तक पहुंच जाता है और दिन के दौरान इसमें काफी उतार-चढ़ाव होता है। सवाल उठता है कि वायुमंडल की ऊंची परतों में इतने ऊंचे तापमान की व्याख्या कैसे की जाए। याद रखें कि गैस का तापमान एक माप है औसत गतिआणविक हलचलें. वायुमंडल के निचले, सबसे घने हिस्से में, हवा बनाने वाले गैस अणु अक्सर चलते समय एक दूसरे से टकराते हैं और तुरंत गतिज ऊर्जा को एक दूसरे में स्थानांतरित करते हैं। इसीलिए गतिज ऊर्जासघन माध्यम में औसतन समान होता है। ऊंची परतों में, जहां हवा का घनत्व बहुत कम होता है, बड़ी दूरी पर स्थित अणुओं के बीच टकराव कम होता है। जब ऊर्जा अवशोषित होती है, तो टकरावों के बीच के अंतराल में अणुओं की गति बहुत बदल जाती है; इसके अलावा, हल्की गैसों के अणु भारी गैसों के अणुओं की तुलना में अधिक गति से चलते हैं। परिणामस्वरूप, गैसों का तापमान भिन्न हो सकता है।

दुर्लभ गैसों में, बहुत छोटे आकार (हल्की गैसों) के अपेक्षाकृत कम अणु होते हैं। यदि वे तेज़ गति से चलते हैं, तो हवा की एक निश्चित मात्रा में तापमान अधिक होगा। थर्मोस्फीयर में, हवा के प्रत्येक घन सेंटीमीटर में विभिन्न गैसों के दसियों और सैकड़ों हजारों अणु होते हैं, जबकि पृथ्वी की सतह पर उनमें से लगभग सौ मिलियन अरब होते हैं। अत: अत्यधिक उच्च मूल्यवायुमंडल की ऊंची परतों में तापमान, जो इस अत्यंत पतले माध्यम में अणुओं की गति की गति को दर्शाता है, यहां स्थित शरीर को थोड़ा सा भी गर्म नहीं कर सकता है। ठीक उसी तरह जैसे किसी व्यक्ति को बिजली के चमकदार लैंप से गर्मी महसूस नहीं होती है, हालांकि एक दुर्लभ माध्यम में तंतु तुरंत कई हजार डिग्री तक गर्म हो जाते हैं।

निचले थर्मोस्फीयर और मेसोस्फीयर में, उल्का वर्षा का मुख्य भाग पृथ्वी की सतह तक पहुंचने से पहले ही जल जाता है।

60-80 से ऊपर वायुमंडलीय परतों के बारे में जानकारी उपलब्ध है किमीसंरचना, व्यवस्था और उनमें विकसित होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में अंतिम निष्कर्ष के लिए अभी भी अपर्याप्त हैं। हालांकि, यह ज्ञात है कि ऊपरी मेसोस्फीयर और निचले थर्मोस्फीयर में, तापमान शासन आणविक ऑक्सीजन (ओ 2) के परमाणु ऑक्सीजन (ओ) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप बनता है, जो पराबैंगनी सौर विकिरण की क्रिया के तहत होता है। तापमान शासन पर थर्मोस्फीयर में बड़ा प्रभावकणिका, एक्स-रे और प्रस्तुत करता है। सूर्य से पराबैंगनी विकिरण. यहां दिन के समय भी तापमान और हवा में तेज बदलाव होते हैं।

वायुमंडलीय आयनीकरण. अधिकांश दिलचस्प विशेषता 60-80 से ऊपर का माहौल किमीउसकी है आयनीकरण,यानी शिक्षा की प्रक्रिया विशाल राशिविद्युत आवेशित कण - आयन। चूँकि गैसों का आयनीकरण निचले तापमंडल की विशेषता है, इसलिए इसे आयनमंडल भी कहा जाता है।

आयनमंडल में गैसें अधिकतर परमाणु अवस्था में होती हैं। सूर्य की पराबैंगनी और कणिका विकिरण की क्रिया के तहत, जिसमें उच्च ऊर्जा होती है, तटस्थ परमाणुओं और वायु अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को विभाजित करने की प्रक्रिया होती है। ऐसे परमाणु और अणु जिन्होंने एक या अधिक इलेक्ट्रॉन खो दिए हैं, सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं, और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु या अणु से दोबारा जुड़ सकता है और उन्हें अपने नकारात्मक चार्ज से संपन्न कर सकता है। इन्हें धनात्मक और ऋणात्मक आवेश वाले परमाणु और अणु कहा जाता है आयन,और गैसें आयनित,यानी, विद्युत आवेश प्राप्त करना। आयनों की उच्च सांद्रता पर, गैसें विद्युत प्रवाहकीय हो जाती हैं।

आयनीकरण प्रक्रिया 60-80 और 220-400 की ऊंचाई तक सीमित मोटी परतों में सबसे अधिक तीव्रता से होती है किमी.इन परतों में आयनीकरण के लिए अनुकूलतम स्थितियाँ होती हैं। यहां, वायु घनत्व ऊपरी वायुमंडल की तुलना में काफी अधिक है, और सूर्य से पराबैंगनी और कणिका विकिरण का प्रवाह आयनीकरण प्रक्रिया के लिए पर्याप्त है।

आयनमंडल की खोज विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण और शानदार उपलब्धियों में से एक है। आख़िरकार विशेष फ़ीचररेडियो तरंगों के प्रसार पर आयनमंडल का प्रभाव पड़ता है। आयनित परतों में, रेडियो तरंगें परावर्तित होती हैं, और इसलिए लंबी दूरी का रेडियो संचार संभव हो जाता है। आवेशित परमाणु-आयन छोटी रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करते हैं, और वे फिर से पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं, लेकिन पहले से ही रेडियो प्रसारण के स्थान से काफी दूरी पर। जाहिर है, छोटी रेडियो तरंगें कई बार यह रास्ता तय करती हैं और इस तरह लंबी दूरी का रेडियो संचार सुनिश्चित होता है। यदि आयनमंडल के लिए नहीं, तो रेडियो स्टेशन सिग्नलों के प्रसारण के लिए लंबी दूरीमहंगी रेडियो रिले लाइनें बनाना आवश्यक होगा।

हालाँकि, यह ज्ञात है कि कभी-कभी शॉर्टवेव रेडियो संचार बाधित हो जाता है। यह सूर्य पर क्रोमोस्फेरिक फ्लेयर्स के परिणामस्वरूप होता है, जिसके कारण सूर्य की पराबैंगनी विकिरण तेजी से बढ़ जाती है, जिससे आयनमंडल और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में मजबूत गड़बड़ी होती है - चुंबकीय तूफान। चुंबकीय तूफान के दौरान, रेडियो संचार बाधित हो जाता है, क्योंकि आवेशित कणों की गति चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है। चुंबकीय तूफानों के दौरान, आयनमंडल रेडियो तरंगों को बदतर तरीके से परावर्तित करता है या उन्हें अंतरिक्ष में भेज देता है। मुख्य रूप से सौर गतिविधि में बदलाव के साथ, पराबैंगनी विकिरण में वृद्धि के साथ, आयनमंडल का इलेक्ट्रॉन घनत्व और दिन में रेडियो तरंगों का अवशोषण बढ़ जाता है, जिससे शॉर्ट-वेव रेडियो संचार में व्यवधान होता है।

नए शोध के अनुसार, एक शक्तिशाली आयनित परत में ऐसे क्षेत्र होते हैं जहां मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता पड़ोसी परतों की तुलना में थोड़ी अधिक सांद्रता तक पहुंचती है। ऐसे चार क्षेत्र ज्ञात हैं, जो लगभग 60-80, 100-120, 180-200 और 300-400 की ऊंचाई पर स्थित हैं। किमीऔर अक्षरों से अंकित हैं डी, इ, एफ 1 और एफ 2 . सूर्य से बढ़ते विकिरण के साथ, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में आवेशित कण (कोशिकाएँ) उच्च अक्षांशों की ओर विक्षेपित हो जाते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने पर कणिकाएं गैसों का आयनीकरण इस सीमा तक तीव्र कर देती हैं कि उनकी चमक शुरू हो जाती है। यह कैसे है अरोरा- सुंदर बहुरंगी चापों के रूप में जो रात के आकाश में, मुख्यतः पृथ्वी के उच्च अक्षांशों में, चमकते हैं। अरोरा के साथ मजबूत भी होते हैं चुंबकीय तूफान. ऐसे मामलों में, अरोरा मध्य अक्षांशों में और दुर्लभ मामलों में भी दिखाई देने लगते हैं उष्णकटिबंधीय क्षेत्र. इस प्रकार, उदाहरण के लिए, 21-22 जनवरी, 1957 को देखा गया तीव्र अरोरा हमारे देश के लगभग सभी दक्षिणी क्षेत्रों में दिखाई दे रहा था।

कई दसियों किलोमीटर की दूरी पर स्थित दो बिंदुओं से अरोरा की तस्वीर खींचकर, अरोरा की ऊंचाई बड़ी सटीकता से निर्धारित की जाती है। अरोरा आमतौर पर लगभग 100 की ऊंचाई पर स्थित होते हैं किमी,अक्सर वे कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई पर और कभी-कभी लगभग 1000 के स्तर पर पाए जाते हैं किमी.यद्यपि अरोरा की प्रकृति को स्पष्ट कर दिया गया है, फिर भी इस घटना से संबंधित कई अनसुलझे मुद्दे हैं। अरोरा के रूपों की विविधता के कारण अभी भी अज्ञात हैं।

तीसरे सोवियत उपग्रह के अनुसार, 200 से 1000 की ऊंचाई के बीच किमीदिन के दौरान, विभाजित आणविक ऑक्सीजन के सकारात्मक आयन, यानी, परमाणु ऑक्सीजन (O), प्रबल होते हैं। सोवियत वैज्ञानिक कॉसमॉस श्रृंखला के कृत्रिम उपग्रहों की सहायता से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं। अमेरिकी वैज्ञानिक भी उपग्रहों की मदद से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं।

थर्मोस्फीयर को बाह्यमंडल से अलग करने वाली सतह सौर गतिविधि और अन्य कारकों में परिवर्तन के आधार पर उतार-चढ़ाव करती है। लंबवत् ये उतार-चढ़ाव 100-200 तक पहुँच जाते हैं किमीऔर अधिक।

बहिर्मंडल (बिखरने वाला क्षेत्र) - वायुमंडल का सबसे ऊपरी भाग, 800 से ऊपर स्थित किमी.वह कम पढ़ी-लिखी है. अवलोकनों और सैद्धांतिक गणनाओं के आंकड़ों के अनुसार, बाह्यमंडल में तापमान संभवतः 2000° तक ऊंचाई के साथ बढ़ता है। निचले आयनमंडल के विपरीत, बाह्यमंडल में गैसें इतनी दुर्लभ होती हैं कि उनके कण, जबरदस्त गति से चलते हुए, लगभग कभी भी एक-दूसरे से नहीं मिलते हैं।

अपेक्षाकृत हाल तक, यह माना जाता था कि वायुमंडल की सशर्त सीमा लगभग 1000 की ऊँचाई पर स्थित है किमी.हालाँकि, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की मंदी के आधार पर, यह स्थापित किया गया है कि 700-800 की ऊँचाई पर किमीपहले में सेमी 3इसमें परमाणु ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के 160 हजार तक धनात्मक आयन होते हैं। इससे यह मानने का आधार मिलता है कि वायुमंडल की आवेशित परतें अंतरिक्ष में बहुत अधिक दूरी तक फैली हुई हैं।

पर उच्च तापमानपर सशर्त सीमावायुमंडल में, गैसों के कण वेग लगभग 12 तक पहुँच जाते हैं किमी/सेइन वेगों पर, गैसें धीरे-धीरे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र को छोड़कर अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चली जाती हैं। ये काफी समय से चल रहा है. उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और हीलियम के कण कई वर्षों में अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चले जाते हैं।

वायुमंडल की उच्च परतों के अध्ययन में, कोस्मोस और इलेक्ट्रॉन श्रृंखला के उपग्रहों और भूभौतिकीय रॉकेट और अंतरिक्ष स्टेशनों मार्स -1, लूना -4, आदि दोनों से समृद्ध डेटा प्राप्त किया गया था। अंतरिक्ष यात्रियों के प्रत्यक्ष अवलोकन भी मूल्यवान थे। तो, वी. निकोलेवा-टेरेशकोवा द्वारा अंतरिक्ष में ली गई तस्वीरों के अनुसार, यह पाया गया कि 19 की ऊंचाई पर किमीपृथ्वी से धूल की एक परत है। इसकी पुष्टि वोसखोद अंतरिक्ष यान के चालक दल द्वारा प्राप्त आंकड़ों से भी हुई। जाहिर है, धूल की परत और तथाकथित के बीच घनिष्ठ संबंध है मोती जैसे बादल,कभी-कभी लगभग 20-30 की ऊंचाई पर देखा जाता हैकिमी.

माहौल से लेकर अंतरिक्ष. पिछली धारणाएँ कि पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर, अंतरग्रहीय में

अंतरिक्ष में, गैसें बहुत दुर्लभ होती हैं और कणों की सांद्रता 1 में कई इकाइयों से अधिक नहीं होती है सेमी 3,उचित नहीं थे. अध्ययनों से पता चला है कि पृथ्वी के निकट का स्थान आवेशित कणों से भरा हुआ है। इस आधार पर, आवेशित कणों की स्पष्ट रूप से बढ़ी हुई सामग्री के साथ पृथ्वी के चारों ओर ज़ोन के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी गई थी, अर्थात। विकिरण बेल्ट- आंतरिक व बाह्य। नए डेटा ने स्पष्ट करने में मदद की. यह पता चला कि आंतरिक और बाहरी विकिरण बेल्ट के बीच आवेशित कण भी होते हैं। उनकी संख्या भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि के आधार पर भिन्न-भिन्न होती है। इस प्रकार, नई धारणा के अनुसार, विकिरण बेल्ट के बजाय, स्पष्ट रूप से परिभाषित सीमाओं के बिना विकिरण क्षेत्र हैं। विकिरण क्षेत्रों की सीमाएँ सौर गतिविधि के आधार पर बदलती रहती हैं। इसकी तीव्रता के साथ, यानी, जब सूर्य पर धब्बे और गैस के जेट दिखाई देते हैं, जो सैकड़ों हजारों किलोमीटर से अधिक दूर निकलते हैं, तो ब्रह्मांडीय कणों का प्रवाह बढ़ जाता है, जो पृथ्वी के विकिरण क्षेत्रों को खिलाते हैं।

विकिरण क्षेत्र अंतरिक्ष यान पर उड़ने वाले लोगों के लिए खतरनाक हैं। इसलिए, अंतरिक्ष में उड़ान भरने से पहले, विकिरण क्षेत्रों की स्थिति और स्थिति निर्धारित की जाती है, और अंतरिक्ष यान की कक्षा को इस तरह से चुना जाता है कि यह बढ़े हुए विकिरण के क्षेत्रों के बाहर से गुजरता है। हालाँकि, वायुमंडल की ऊँची परतों, साथ ही पृथ्वी के निकट बाहरी स्थान का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।

वायुमंडल की उच्च परतों और निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष के अध्ययन में, कोसमोस श्रृंखला के उपग्रहों और अंतरिक्ष स्टेशनों से प्राप्त समृद्ध डेटा का उपयोग किया जाता है।

वायुमंडल की ऊंची परतों का सबसे कम अध्ययन किया गया है। हालाँकि आधुनिक तरीकेउनका शोध हमें यह आशा करने की अनुमति देता है कि आने वाले वर्षों में मनुष्य उस वातावरण की संरचना के बारे में कई विवरण जान सकेगा जिसके निचले भाग में वह रहता है।

निष्कर्ष में, हम वायुमंडल का एक योजनाबद्ध ऊर्ध्वाधर खंड प्रस्तुत करते हैं (चित्र 7)। यहां, किलोमीटर में ऊंचाई और मिलीमीटर में हवा का दबाव लंबवत रूप से प्लॉट किया जाता है, और तापमान क्षैतिज रूप से प्लॉट किया जाता है। ठोस वक्र ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है। इसी ऊंचाई पर, और प्रमुख ईवेंटवातावरण में देखा गया, और अधिकतम ऊँचाईरेडियोसॉन्डेस और वायुमंडलीय ध्वनि के अन्य माध्यमों द्वारा प्राप्त किया गया।

वायुमंडलीय वायु में नाइट्रोजन (77.99%), ऑक्सीजन (21%), अक्रिय गैसें (1%) और कार्बन डाइऑक्साइड (0.01%) शामिल हैं। समय के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का अनुपात इस तथ्य के कारण बढ़ता है कि ईंधन के दहन के उत्पाद वायुमंडल में छोड़े जाते हैं, और इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने और ऑक्सीजन छोड़ने वाले जंगलों का क्षेत्र कम हो जाता है।

वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन भी होता है, जो लगभग 25-30 किमी की ऊंचाई पर केंद्रित होता है और तथाकथित ओजोन परत बनाता है। यह परत सौर पराबैंगनी विकिरण में अवरोध पैदा करती है, जो पृथ्वी पर रहने वाले जीवों के लिए खतरनाक है।

इसके अलावा, वायुमंडल में जलवाष्प और विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं - धूल के कण, ज्वालामुखीय राख, कालिख, इत्यादि। अशुद्धियों की सांद्रता पृथ्वी की सतह के पास और कुछ क्षेत्रों में अधिक होती है: ऊपर बड़े शहर, रेगिस्तान।

क्षोभ मंडल- निचला, इसमें अधिकांश हवा होती है और। इस परत की ऊंचाई समान नहीं है: उष्णकटिबंधीय के पास 8-10 किमी से लेकर भूमध्य रेखा के पास 16-18 किमी तक। क्षोभमंडल में यह ऊंचाई के साथ घटता है: 6°C प्रति किलोमीटर। क्षोभमंडल में मौसम बनता है, हवाएं, वर्षा, बादल, चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं।

वायुमंडल की अगली परत है समताप मंडल. इसमें हवा बहुत अधिक विरल है, इसमें जलवाष्प बहुत कम है। समताप मंडल के निचले हिस्से में तापमान -60 - -80°C होता है और बढ़ती ऊंचाई के साथ गिरता जाता है। ओजोन परत समताप मंडल में है। समताप मंडल की विशेषता तेज़ हवा की गति (80-100 मीटर/सेकेंड तक) है।

मीसोस्फीयर- वायुमंडल की मध्य परत 50 से S0-S5 किमी की ऊंचाई पर समताप मंडल के ऊपर स्थित है। मेसोस्फीयर में कमी की विशेषता है औसत तापमाननिचली सीमा पर 0°C से ऊपरी सीमा पर -90°C की ऊंचाई के साथ। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा के पास, रात्रिकालीन बादल देखे जाते हैं, जो रात में सूर्य द्वारा प्रकाशित होते हैं। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर हवा का दबाव पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है।

बाह्य वायुमंडल- मेसोस्फीयर के ऊपर, SO से 400-500 किमी की ऊंचाई पर स्थित, इसमें तापमान पहले धीरे-धीरे और फिर तेजी से फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है। इसका कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर सूर्य से पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण है। थर्मोस्फीयर में, तापमान लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक लगातार बढ़ता है, जहां यह 700-1500 डिग्री सेल्सियस (सौर गतिविधि के आधार पर) तक पहुंच जाता है। पराबैंगनी और एक्स-रे और ब्रह्मांडीय विकिरण की कार्रवाई के तहत, वायु आयनीकरण भी होता है ("ध्रुवीय रोशनी")। आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के भीतर स्थित हैं।

बहिर्मंडल- वायुमंडल की बाहरी, सबसे दुर्लभ परत, यह 450-000 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है, और इसकी ऊपरी सीमा पृथ्वी की सतह से कई हजार किमी की दूरी पर स्थित है, जहां कणों की एकाग्रता इंटरप्लेनेटरी के समान हो जाती है अंतरिक्ष। बाह्यमंडल में आयनित गैस (प्लाज्मा) होती है; बहिर्मंडल के निचले और मध्य भाग मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बने होते हैं; ऊंचाई में वृद्धि के साथ, प्रकाश गैसों, विशेष रूप से आयनित हाइड्रोजन की सापेक्ष सांद्रता तेजी से बढ़ती है। बाह्यमंडल में तापमान 1300-3000°C है; यह ऊंचाई के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। बाह्यमंडल में पृथ्वी की विकिरण पेटियाँ शामिल हैं।

अंतरिक्ष ऊर्जा से भरा है. ऊर्जा अंतरिक्ष को असमान रूप से भरती है। इसके संकेन्द्रण एवं निस्सरण के स्थान हैं। इस तरह आप घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं। ग्रह एक व्यवस्थित प्रणाली है अधिकतम घनत्वकेंद्र में पदार्थ और परिधि की ओर एकाग्रता में धीरे-धीरे कमी के साथ। अंतःक्रिया बल पदार्थ की स्थिति, उसके अस्तित्व के स्वरूप को निर्धारित करते हैं। भौतिकी पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति का वर्णन करती है: ठोस, तरल, गैस, इत्यादि।

वायुमंडल वह गैसीय माध्यम है जो ग्रह को चारों ओर से घेरे हुए है। पृथ्वी का वायुमंडल मुक्त गति की अनुमति देता है और प्रकाश को गुजरने की अनुमति देता है, जिससे एक ऐसी जगह बनती है जिसमें जीवन पनपता है।

पृथ्वी की सतह से लगभग 16 किलोमीटर की ऊँचाई तक का क्षेत्र (भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक कम, मौसम पर भी निर्भर करता है) क्षोभमंडल कहलाता है। क्षोभमंडल वह परत है जिसमें वायुमंडल में लगभग 80% हवा और लगभग सभी जलवाष्प होती है। यहीं पर मौसम को आकार देने वाली प्रक्रियाएं घटित होती हैं। ऊंचाई के साथ दबाव और तापमान घटता जाता है। हवा के तापमान में कमी का कारण रुद्धोष्म प्रक्रिया है, जब गैस फैलती है तो ठंडी हो जाती है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर मान -50, -60 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

इसके बाद स्ट्रैटोस्फियर आता है। यह 50 किलोमीटर तक फैला हुआ है. वायुमंडल की इस परत में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, शीर्ष बिंदु पर लगभग 0 C का मान प्राप्त करता है। तापमान में वृद्धि ओजोन परत द्वारा पराबैंगनी किरणों के अवशोषण की प्रक्रिया के कारण होती है। विकिरण से रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। ऑक्सीजन अणु एकल परमाणुओं में टूट जाते हैं जो सामान्य ऑक्सीजन अणुओं के साथ मिलकर ओजोन बना सकते हैं।

10 से 400 नैनोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य वाले सूर्य से विकिरण को पराबैंगनी के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यूवी विकिरण की तरंग दैर्ध्य जितनी कम होगी, जीवित जीवों के लिए खतरा उतना ही अधिक होगा। विकिरण का केवल एक छोटा सा अंश ही पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है, इसके अलावा, इसके स्पेक्ट्रम का कम सक्रिय हिस्सा। प्रकृति की यह विशेषता व्यक्ति को स्वस्थ सन टैन प्राप्त करने की अनुमति देती है।

वायुमंडल की अगली परत को मेसोस्फीयर कहा जाता है। लगभग 50 किमी से 85 किमी तक की सीमा। मेसोस्फीयर में, ओजोन की सांद्रता, जो यूवी ऊर्जा को रोक सकती है, कम है, इसलिए ऊंचाई के साथ तापमान फिर से गिरना शुरू हो जाता है। चरम बिंदु पर, तापमान -90 C तक गिर जाता है, कुछ स्रोत -130 C का मान दर्शाते हैं। अधिकांश उल्कापिंड वायुमंडल की इस परत में जल जाते हैं।

पृथ्वी से 85 किमी की ऊंचाई से 600 किमी की दूरी तक फैली वायुमंडल की परत को थर्मोस्फीयर कहा जाता है। थर्मोस्फीयर सौर विकिरण का सामना करने वाला पहला स्थान है, जिसमें तथाकथित वैक्यूम पराबैंगनी भी शामिल है।

वैक्यूम यूवी हवा द्वारा विलंबित होती है, जिससे वायुमंडल की यह परत अत्यधिक तापमान तक गर्म हो जाती है। हालाँकि, चूँकि यहाँ दबाव बेहद कम है, इस प्रतीत होने वाली गरमागरम गैस का वस्तुओं पर उतना प्रभाव नहीं पड़ता जितना पृथ्वी की सतह पर परिस्थितियों में होता है। इसके विपरीत, ऐसे वातावरण में रखी वस्तुएं ठंडी हो जाएंगी।

100 किमी की ऊंचाई पर सशर्त रेखा "कर्मन रेखा" गुजरती है, जिसे अंतरिक्ष की शुरुआत माना जाता है।

अरोरा थर्मोस्फीयर में होते हैं। वायुमंडल की इस परत में, सौर हवा के साथ संपर्क होता है चुंबकीय क्षेत्रग्रह.

वायुमंडल की अंतिम परत एक्सोस्फीयर है, एक बाहरी आवरण जो हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है। बहिर्मंडल व्यावहारिक रूप से एक खाली जगह है, हालांकि, यहां घूमने वाले परमाणुओं की संख्या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है।

व्यक्ति हवा में सांस लेता है। सामान्य दबाव- 760 मिलीमीटर पारा स्तंभ. 10,000 मीटर की ऊंचाई पर दबाव लगभग 200 मिमी है। आरटी. कला। इस ऊंचाई पर, एक व्यक्ति संभवतः सांस ले सकता है, कम से कम लंबे समय तक नहीं, लेकिन इसके लिए तैयारी की आवश्यकता होती है। राज्य स्पष्टतः निष्क्रिय हो जायेगा।

वायुमंडल की गैस संरचना: 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन, लगभग एक प्रतिशत आर्गन, बाकी सब कुछ गैसों का मिश्रण है जो कुल के सबसे छोटे अंश का प्रतिनिधित्व करता है।