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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मुख्य प्राकृतिक वातावरण में निहित कई बाहरी कारकों के निरंतर प्रभाव के तहत समुद्र और नदी के बंदरगाहों का निर्माण और संचालन 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 पवन विशेषता शहर के संबंध में बंदरगाह के स्थान का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक है, इसके क्षेत्र के ज़ोनिंग और ज़ोनिंग, विभिन्न तकनीकी उद्देश्यों के लिए बर्थ की सापेक्ष स्थिति। मुख्य तरंग-गठन कारक होने के नाते, हवा की शासन विशेषताएँ तटीय मूरिंग मोर्चे के विन्यास, बंदरगाह जल क्षेत्र के लेआउट और बाहरी सुरक्षात्मक संरचनाओं और बंदरगाह तक पानी के मार्ग के मार्ग को निर्धारित करती हैं।

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

बंदरगाह निर्माण और नौवहन के प्रयोजनों के लिए हवा की दिशा आमतौर पर 8 मुख्य बिंदुओं के अनुसार मानी जाती है।

हवा की गति को पानी या भूमि की सतह से 10 मीटर की ऊंचाई पर मापा जाता है, औसतन 10 मिनट से अधिक, और मीटर प्रति सेकंड या समुद्री मील (गांठ, 1 गाँठ = 1 मील/घंटा = 0.514 मीटर/सेकंड) में व्यक्त किया जाता है।

यदि निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना असंभव है, तो हवा के अवलोकन के परिणामों को उचित सुधार करके 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 उपयोग किए जाने वाले पवन प्रवाह की मुख्य संभाव्यता (शासन) विशेषताएं हैं:

· दिशाओं की पुनरावृत्ति और हवा की गति का क्रम;

कुछ दिशाओं की हवा की गति का प्रावधान;

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

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 अत्यधिक मूल्यों की संभावना के बारे में जानकारी का उपयोग किया जाता है। तापमान के आंकड़ों के अनुसार, बेसिनों के ठंड 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 इसमें जल वाष्प की सामग्री से निर्धारित होती है। पूर्ण आर्द्रता - हवा में जल वाष्प की मात्रा, सापेक्ष - किसी दिए गए तापमान पर पूर्ण आर्द्रता का अनुपात इसकी सीमा मान तक।

जल वाष्प वायुमंडल में प्रवेश करता है क्योंकि यह पृथ्वी की सतह से वाष्पित हो जाता है। वायुमंडल में, जल वाष्प को आदेशित वायु धाराओं और अशांत मिश्रण द्वारा ले जाया जाता 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 से 1423 मिमी मोटी (या 5.14x1014 टन) पानी की परत (361 मिलियन किमी2) और महाद्वीपों की सतह से 423 मिमी (या 0.63x1014 टन) वाष्पित हो जाती है (149 मिलियन किमी2)। महाद्वीपों पर वर्षा की मात्रा वाष्पीकरण से काफी अधिक है। इसका मतलब यह है कि महासागरों और समुद्रों से महत्वपूर्ण मात्रा में जल वाष्प महाद्वीपों में आता है। दूसरी ओर, पानी जो महाद्वीपों पर वाष्पित नहीं हुआ है वह नदियों और आगे के समुद्रों और महासागरों में प्रवेश करता है।

कुछ प्रकार के सामानों (जैसे चाय, तंबाकू) के प्रबंधन 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 छोटे पानी की बूंदों में परिवर्तन के कारण होती है। बूंदों का निर्माण हवा में सबसे छोटे कणों (धूल, नमक के कण, दहन उत्पादों, आदि) की उपस्थिति में होता है।

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मौसम संबंधी स्थितियों का वातावरण में प्रवेश करने वाली हानिकारक अशुद्धियों के स्थानांतरण और फैलाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। 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। वातावरण में अशुद्धियों के फैलाव पर सबसे बड़ा प्रभाव हवा और तापमान के शासन से पड़ता है, विशेष रूप से इसके स्तरीकरण से।

उत्सर्जन स्रोत के प्रकार के आधार पर, हवा में पदार्थों के परिवहन पर मौसम संबंधी स्थितियों का प्रभाव अलग-अलग तरीकों से प्रकट होता है। यदि स्रोत से निकलने वाली गैसों को आसपास की हवा के सापेक्ष ज़्यादा गरम किया जाता है, तो उनका प्रारंभिक उदय होता है; इस संबंध में, उत्सर्जन के स्रोत के पास ऊर्ध्वाधर वेग का एक क्षेत्र बनाया जाता है, जो मशाल के ऊपर उठने 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 की सघनता बहुत तेज हवाओं के दौरान भी होती है, लेकिन इस मामले में यह अशुद्धियों के तेजी से स्थानांतरण के कारण होती है। नतीजतन, 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

जहां उत्सर्जित गैस-वायु मिश्रण का आयतन है, क्या इस मिश्रण और परिवेशी वायु के बीच तापमान का अंतर है, पाइप की ऊंचाई है।

उत्सर्जन के निम्न स्रोतों पर, सतह की परत में अशुद्धियों के संचय के कारण कमजोर हवाओं (0-1 मी/से) के साथ वायु प्रदूषण का बढ़ा हुआ स्तर देखा गया है।

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

हवा की दिशा का शहर में वायु प्रदूषण की प्रकृति पर सीधा प्रभाव पड़ता है। औद्योगिक सुविधाओं से आने वाली हवाओं के चलने पर अशुद्धियों की सांद्रता में उल्लेखनीय वृद्धि देखी जाती है।

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

निचले क्षोभमंडल में तापमान व्युत्क्रम मुख्य रूप से दो कारकों द्वारा निर्धारित होते हैं: 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 की परत को ठंडा करने से जुड़े होते हैं। व्युत्क्रम के गठन को एंटीसाइक्लोन्स में अवरोही आंदोलनों और राहत के निचले हिस्सों में ठंडी हवा के प्रवाह से भी सुविधा होती है।

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

कहाँ; और - प्रति इकाई समय में वातावरण में उत्सर्जित गैसों की मात्रा और मात्रा; - उत्सर्जन स्रोत के मुंह का व्यास; , - आयामहीन गुणांक जो वायुमंडल में हानिकारक पदार्थों के बसने की दर और उत्सर्जन के स्रोत के मुंह से गैस-वायु मिश्रण के बाहर निकलने की शर्तों को ध्यान में रखते हैं; - गैसों का अधिक गरम होना; - गुणांक जो हानिकारक पदार्थों के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज फैलाव के लिए शर्तों को निर्धारित करता है और वातावरण 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 स्थितियों के तहत गुणांक निर्धारित किया जाता है, जब एक उच्च स्रोत से हवा में अशुद्धियों की सतह की एकाग्रता अधिकतम तक पहुंच जाती है। इस प्रकार, विभिन्न भौतिक और भौगोलिक क्षेत्रों के गुणांक के मूल्य को जानने के लिए, वातावरण की सतह परत में अशांत विनिमय गुणांक के मूल्यों के स्थानिक वितरण पर जानकारी की आवश्यकता होती 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, रेडिएटिव हीटिंग के कारण होने वाली तीव्र लंबवत गति देखी जाती है, और ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता शुष्क एडियाबेटिक तक पहुंच जाती है या उससे अधिक हो जाती है। मिश्रण परत की ऊंचाई वायुमंडल की वायुगतिकीय 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 मिक्सिंग लेयर की ऊंचाई के साथ, वायु प्रदूषण में व्यावहारिक रूप से कोई वृद्धि नहीं होती है।

जब हवा शांत होने के लिए कमजोर हो जाती है, तो अशुद्धियाँ जमा हो जाती हैं, लेकिन इस समय, वातावरण की ऊपरी परतों में सुपरहीट उत्सर्जन का उदय काफी बढ़ जाता है, जहाँ वे फैल जाते हैं। हालांकि, यदि इन परिस्थितियों में उलटा होता है, तो एक "छत" बन सकती है, जो उत्सर्जन के बढ़ने 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 उपयोग नहीं करना अधिक सुविधाजनक होता है, लेकिन एक विशिष्ट मौसम संबंधी स्थिति के अनुरूप जटिल पैरामीटर, उदाहरण के लिए, हवा की गति और थर्मल स्तरीकरण सूचकांक। शहरों में वातावरण की स्थिति के लिए, कमजोर हवाओं के संयोजन में सतह का तापमान उलटा, यानी। स्थिर हवा की स्थिति। यह आमतौर पर बड़े पैमाने पर वायुमंडलीय प्रक्रियाओं से जुड़ा होता है, अक्सर एंटीसाइक्लोन्स के साथ, जिसके दौरान वायुमंडलीय सीमा परत में कमजोर हवाएं देखी जाती हैं और सतह विकिरण तापमान उलटा होता है।

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

कोहरे हवा में अशुद्धियों की सामग्री को एक जटिल तरीके से प्रभावित करते हैं: कोहरे की बूंदें अशुद्धियों को अवशोषित करती हैं, न केवल अंतर्निहित सतह के पास, बल्कि सबसे प्रदूषित वायु परतों से भी। नतीजतन, अशुद्धियों की एकाग्रता कोहरे की परत में दृढ़ता से बढ़ जाती है और इसके ऊपर घट जाती है। इस मामले में, कोहरे की बूंदों में सल्फर डाइऑक्साइड के विघटन से अधिक जहरीले सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण होता है। चूंकि कोहरे में सल्फर डाइऑक्साइड का वजन बढ़ जाता है, जब यह ऑक्सीकृत होता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड 1.5 गुना अधिक बन सकता है।

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

सौर विकिरण वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं और विभिन्न माध्यमिक उत्पादों के गठन का कारण बनता है जो अक्सर उत्सर्जन स्रोतों से आने वाले पदार्थों की तुलना में अधिक जहरीले गुण होते हैं। तो, वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में, सल्फर डाइऑक्साइड को सल्फेट एरोसोल के गठन के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है। फोटोकैमिकल प्रभाव के परिणामस्वरूप, साफ धूप वाले दिनों में प्रदूषित हवा में फोटोकैमिकल स्मॉग बनता है।

उपरोक्त समीक्षा ने वायु प्रदूषण के स्तर को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण मौसम संबंधी मापदंडों की पहचान करना संभव बना दिया।

क्या, विस्तार से, उपरोक्त परिणामों के लिए अग्रणी, स्पष्ट करना मुश्किल है। सटीकता (कम से कम सापेक्ष) के साथ इन कारकों को स्थापित करने के प्रयासों ने केवल अपूर्ण, संदिग्ध, कभी-कभी विरोधाभासी परिणाम दिए हैं। अध्ययन किए गए मौसम संबंधी परिसर को बनाने वाले कई कारकों में से (हवा की धाराएं, ड्राफ्ट, नमी, तापमान, वायुमंडलीय बिजली, बैरोमेट्रिक दबाव, वायु मोर्चें, वायुमंडलीय आयनीकरण, आदि), वायुमंडलीय आयनीकरण, वायु मोर्चों पर सबसे अधिक ध्यान दिया जाता है। , आदि वायुमंडलीय दबाव जो सक्रिय हैं।

कुछ शोधकर्ता, उनके कार्यों में, अधिकांश उपरोक्त में से कुछ का उल्लेख करते हैं, जबकि अन्य मोटे तौर पर, अस्पष्ट रूप से, बिना किसी विश्लेषण और स्पष्टीकरण के, सामान्य रूप से मौसम संबंधी कारकों के बारे में बोलते हैं। Tizhevsky महामारी में योगदान करने वाले कारक को वातावरण की विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी मानता है; गास का मानना ​​है कि बैरोमीटर के दबाव में गिरावट एलर्जी की अभिव्यक्तियों, विशेष रूप से एनाफिलेक्टिक शॉक के हैचिंग में योगदान करती है; Fritsch वायुमंडलीय विद्युत घटना को थ्रोम्बोम्बोलिक प्रक्रियाओं पर एक उल्कापिंड लाभकारी प्रभाव का श्रेय देता है; त्वचा वायुमंडलीय दबाव में अचानक परिवर्तन को म्योकार्डिअल रोधगलन के कारकों के रूप में आरोपित करती है, जबकि ए। मिहाई का दावा है कि वायु मोर्चे एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और उन्होंने एक दिन के बाहर दिल का दौरा पड़ने का एक भी मामला नहीं देखा है, और डेनिशेवस्की चुंबकीय तूफानों को संदर्भित करता है, आदि। डी।

केवल कभी-कभी वे अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं: यह कुछ वायुमंडलीय धाराओं (फोहन, सिरोको) का मामला है, जिनमें से रोगजनक कार्रवाई स्पष्ट रूप से दिखाई देती है और जो बड़े पैमाने पर विकार, वास्तविक छोटी महामारी विकृति का कारण बनती है। चूंकि ज्यादातर मामलों में मौसम संबंधी कारकों की कार्रवाई अपेक्षाकृत अगोचर होती है, यह समझ में आता है कि यह अक्सर पहचान और विशेष रूप से स्पष्टीकरण से दूर हो जाता है। ऐसा लगता है कि हम एक जटिल कार्रवाई के बारे में बात कर रहे हैं, बहुपक्षीय, बहुपक्षीय, और उपरोक्त कारकों में से किसी एक की कार्रवाई के बारे में नहीं: यह दोनों रूसी शोधकर्ताओं (तिज़ेव्स्की, डेनिशेवस्की और अन्य) और पश्चिमी शोधकर्ताओं (पिकार्डी और अन्य) की राय है। .

इसलिए, रोगजनकों से संबंधित कार्यों में मौसम संबंधी कारकों के कार्यविभिन्न अवधारणाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है; यही कारण है कि उनमें से कोई - केवल कभी-कभी - सामान्य कारक और समान उपाय नहीं हैं; इस कारण से भी परिणामों की तुलना करना विरले ही संभव है। इसलिए कई नामों और अभिव्यक्तियों के साथ-साथ कुछ संस्थाओं और लेबलों का उपयोग किया जाता है, जिसके तहत कभी-कभी मौसम संबंधी कारकों की पैथोलॉजिकल प्रतिध्वनि प्रस्तुत की जाती थी: "स्टॉर्मी वेदर सिंड्रोम" (नेट्टर), "लेट नाइट सिंड्रोम" (एन्स डियाज़)। सिन्ड्रोम सिरोको या, फोहनक्रैंकहाइट ("फोहेन रोग"), वास्तव में कुछ और सटीक स्थितियों को पूरा करता है।

इसी बीच इस बात का पता चला कुछ पैथोलॉजिकल पल, मनुष्यों में, कुछ लौकिक और सौर कारकों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यह ध्यान दिया गया, सबसे पहले, कि कुछ वायुमंडलीय परिवर्तन, समुद्री ज्वार, महामारी विशेष लौकिक 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 लौकिक क्षणों के साथ मेल खाता था और उन्हें (बरेली) सौंपा गया था। अधिक हाल के शोध ने स्थापित किया है कि अंतरिक्ष दुर्घटनाओं और कुछ वायुमंडलीय गड़बड़ी और आपदाओं के बीच कुछ समानांतर है। ऐसा लगता है कि कनेक्शन वास्तविक है और ब्रह्मांडीय कारकों का वास्तव में वातावरण पर एक निश्चित प्रभाव (लेकिन अगोचर, मुश्किल से पता लगाना) है, जिसमें चुंबकीय तूफान और अन्य गड़बड़ी कभी-कभी उत्पन्न होती है, जिसके माध्यम से वे भूमि, समुद्र, को प्रभावित करते हैं। लोग, साथ ही उनके पास मौसम, जलवायु, एक अच्छे हिस्से में भी लौकिक कारकों के अधीन हैं।

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

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 गर्मी को ठंडा करने में सक्षम होती है। वायुमंडल के बिना, पृथ्वी पर "चंद्र जलवायु" होगी, अर्थात। दीप्तिमान संतुलन की जलवायु।

वायुमंडलीय हवा गैसों का मिश्रण है, जिनमें से कुछ में लगभग स्थिर एकाग्रता होती है, अन्य - चर। इसके अलावा, वातावरण में विभिन्न तरल और ठोस एरोसोल होते हैं, जो जलवायु निर्माण में भी आवश्यक होते हैं।

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

जल, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड जैसे वातावरण में कई प्रक्रियाओं पर बहुत अधिक प्रभाव डालने वाली थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धियों की परिवर्तनशील सामग्री, जलवायु के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

थर्मोडायनामिक रूप से सक्रिय अशुद्धता का एक उल्लेखनीय उदाहरण वातावरण में पानी है। इस पानी की सघनता (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 एंट्रॉपी प्रवाह में महत्वपूर्ण योगदान देता है। यह वायुमंडल में मौजूद कणों (नाभिक) पर घनीभूत (या उर्ध्वपातित) करने में सक्षम है, जिससे बादलों और कोहरे का निर्माण होता है, साथ ही साथ बड़ी मात्रा में गर्मी भी निकलती है। जल वाष्प, और विशेष रूप से बादल, वातावरण में शॉर्टवेव और लॉन्गवेव विकिरण के प्रवाह को नाटकीय रूप से प्रभावित करते हैं। जल वाष्प 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 के लिए वातावरण की क्षमता। नतीजतन, वातावरण में तापमान गहराई के साथ बढ़ता है। अंत में, बादलों में कोलाइडल अस्थिरता हो सकती है, जिससे बादलों के कणों और वर्षा का जमाव हो सकता 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। कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव अतीत में हो सकते हैं, जो कि जलवायु में परिलक्षित होना चाहिए था।

वातावरण में निहित 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।

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

एयरोसोल वातावरण में दीप्तिमान ऊर्जा के प्रवाह को कई तरह से प्रभावित करता है। सबसे पहले, एयरोसोल कण बादलों के निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं और इस तरह अल्बेडो को बढ़ाते हैं, अर्थात। सौर ऊर्जा का हिस्सा परिलक्षित होता है और जलवायु प्रणाली में अपरिवर्तनीय रूप से खो जाता है। दूसरा, एयरोसोल सौर विकिरण के एक महत्वपूर्ण हिस्से को बिखेरता है, जिससे कुछ बिखरा हुआ विकिरण (बहुत छोटा) भी जलवायु प्रणाली में खो जाता है। अंत में, सौर ऊर्जा का कुछ हिस्सा एरोसोल द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है और पृथ्वी की सतह और अंतरिक्ष दोनों में फिर से उत्सर्जित कर दिया जाता है।

पृथ्वी के लंबे इतिहास के दौरान, प्राकृतिक एरोसोल की मात्रा में काफी उतार-चढ़ाव आया है, क्योंकि बढ़ी हुई विवर्तनिक गतिविधि की अवधि और, इसके विपरीत, सापेक्ष शांति की अवधि ज्ञात है। पृथ्वी के इतिहास में ऐसे समय भी थे जब बहुत अधिक व्यापक भूमि द्रव्यमान गर्म शुष्क जलवायु क्षेत्रों में स्थित थे और इसके विपरीत, इन क्षेत्रों में समुद्री सतह प्रबल थी। वर्तमान में, जैसा कि कार्बन डाइऑक्साइड के मामले में, मानव आर्थिक गतिविधि का एक उत्पाद, कृत्रिम एरोसोल 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 बढ़ता है और 20-25 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम तक पहुंचता है। इसके अलावा, ओजोन सामग्री तेजी से घटती है, और 70 किमी की ऊंचाई पर यह सतह पर भी 1000 गुना कम है। ओजोन का ऐसा ऊर्ध्वाधर वितरण इसके निर्माण की प्रक्रियाओं से जुड़ा है। ओजोन मुख्य रूप से सौर स्पेक्ट्रम के चरम पराबैंगनी भाग से संबंधित उच्च-ऊर्जा फोटॉनों की कार्रवाई के तहत फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनता है। इन प्रतिक्रियाओं में, परमाणु ऑक्सीजन प्रकट होता है, जो तब ऑक्सीजन अणु के साथ मिलकर ओजोन बनाता है। इसी समय, ओजोन क्षय प्रतिक्रियाएं तब होती हैं जब यह सौर ऊर्जा को अवशोषित करती है और जब इसके अणु ऑक्सीजन परमाणुओं से टकराते हैं। ये प्रक्रियाएं, 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 असाधारण रूप से महान है और न केवल जलवायु के लिए। इसके गठन और (कुछ हद तक) क्षय की प्रक्रियाओं के दौरान दीप्तिमान ऊर्जा के अत्यधिक तीव्र अवशोषण के कारण, अधिकतम ओजोन सामग्री की परत के ऊपरी भाग में एक मजबूत ताप होता है - ओजोनोस्फीयर (अधिकतम ओजोन सामग्री कुछ हद तक कम होती है) , जहां यह विसरण और मिश्रण के परिणामस्वरूप मिलता है)। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर होने वाली सभी सौर ऊर्जा में से, ओजोन लगभग 4%, या 6·10 27 erg/दिन अवशोषित करती है। इसी समय, ओजोनोस्फीयर विकिरण के पराबैंगनी भाग को 0.29 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य के साथ अवशोषित करता है, जिसका जीवित कोशिकाओं पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। इस ओजोन स्क्रीन के अभाव में, जाहिर तौर पर, पृथ्वी पर जीवन उत्पन्न नहीं हो सकता था, कम से कम हमें ज्ञात रूपों में।

महासागर, जो जलवायु प्रणाली का एक अभिन्न अंग है, इसमें एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। महासागर, साथ ही 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 समुद्र के पानी के घनत्व को प्रभावित करती है, जो एक निश्चित दबाव पर निर्भर करता है, इसलिए न केवल तापमान पर, बल्कि लवणता पर भी। इसका मतलब है कि लवणता, तापमान के साथ, घनत्व स्तरीकरण निर्धारित करती है, अर्थात। यह कुछ मामलों में स्थिर बनाता है, और दूसरों में संवहन की ओर जाता है। तापमान पर घनत्व की गैर-रैखिक निर्भरता मिश्रण संघनन नामक एक जिज्ञासु घटना को जन्म दे सकती है। ताजे पानी के अधिकतम घनत्व का तापमान 4 डिग्री सेल्सियस है, गर्म और ठंडे पानी का घनत्व कम होता है। इस तरह के हल्के पानी की दो मात्राएँ मिलाने पर मिश्रण भारी हो सकता है। यदि नीचे कम घनत्व वाला पानी मिलता है, तो मिश्रित पानी डूबना शुरू हो सकता है। हालाँकि, जिस तापमान सीमा पर यह घटना होती है वह ताजे पानी में बहुत संकीर्ण होती है। समुद्र के पानी में घुले नमक 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 थर्मल विस्तार का गुणांक बढ़ जाता है, और निरंतर दबाव में गर्मी की क्षमता कम हो जाती है, हिमांक और अधिकतम घनत्व घट जाता है। लवणता कुछ हद तक पानी की सतह के ऊपर संतृप्त भाप की लोच को कम करती है।

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

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