वायुमंडल की घनी परतें ऊंचाई। पृथ्वी का वातावरण

10.045×10 3 J/(kg*K) (तापमान सीमा में 0-100°C), C v 8.3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C)। 0 डिग्री सेल्सियस पर पानी में हवा की घुलनशीलता 0.036%, 25 डिग्री सेल्सियस पर - 0.22% है।

वातावरण की रचना

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

आरंभिक इतिहास

वर्तमान में, विज्ञान 100% सटीकता के साथ पृथ्वी के गठन के सभी चरणों का पता नहीं लगा सकता है। सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार समय के साथ पृथ्वी का वातावरण चार अलग-अलग संघटनों में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर की गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखी गतिविधि ने हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। यह कैसे है द्वितीयक वातावरण. यह माहौल पुनरोद्धार करने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• इंटरप्लेनेटरी स्पेस में हाइड्रोजन का लगातार रिसाव;
• पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ।

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।

जीवन और ऑक्सीजन का उदय

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप पृथ्वी पर जीवों के आगमन के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वातावरण की संरचना बदलने लगी। हालांकि, ऐसे डेटा हैं (वायुमंडलीय ऑक्सीजन की समस्थानिक संरचना का विश्लेषण और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी) जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन की भूवैज्ञानिक उत्पत्ति के पक्ष में गवाही देते हैं।

प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - हाइड्रोकार्बन, महासागरों में लोहे का लौह रूप, आदि। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी।

1990 के दशक में, एक बंद पारिस्थितिक प्रणाली ("बायोस्फीयर 2") बनाने के लिए प्रयोग किए गए थे, जिसके दौरान एकल वायु संरचना के साथ एक स्थिर प्रणाली बनाना संभव नहीं था। सूक्ष्मजीवों के प्रभाव से ऑक्सीजन के स्तर में कमी आई और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि हुई।

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा प्राथमिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो लगभग 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। (एक अन्य संस्करण के अनुसार, वायुमंडलीय ऑक्सीजन भूवैज्ञानिक मूल की है)। नाइट्रोजन को ऊपरी वायुमंडल में NO में ऑक्सीकृत किया जाता है, उद्योग में उपयोग किया जाता है और नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया द्वारा बाध्य किया जाता है, जबकि N 2 को नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विमुद्रीकरण के परिणामस्वरूप वातावरण में छोड़ा जाता है।

नाइट्रोजन एन 2 एक अक्रिय गैस है और केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान)। इसे ऑक्सीकरण किया जा सकता है और साइनोबैक्टीरिया, कुछ बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, नोड्यूल बैक्टीरिया जो फलियां के साथ राइजोबियल सिम्बियोसिस बनाते हैं) द्वारा जैविक रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है, और इसने चिली के अटाकामा रेगिस्तान में अद्वितीय साल्टपीटर जमा का निर्माण किया।

उत्कृष्ट गैस

ईंधन का दहन प्रदूषक गैसों (CO, NO, SO2) का मुख्य स्रोत है। ऊपरी वायुमंडल में हवा O2 से SO3 में सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण होता है, जो H2O और NH3 वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामस्वरूप H2SO4 और (NH4)2SO4 वर्षा के साथ पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं। . आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और Pb यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एयरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखीय विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्र के पानी की बूंदों और परागकणों के प्रवेश आदि) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) दोनों के कारण होता है। .). वायुमंडल में ठोस कणों का गहन बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

वातावरण की संरचना और व्यक्तिगत गोले की विशेषताएं

वायुमंडल की भौतिक स्थिति मौसम और जलवायु द्वारा निर्धारित होती है। वायुमंडल के मुख्य पैरामीटर: वायु घनत्व, दबाव, तापमान और संरचना। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, वायु घनत्व और वायुमंडलीय दबाव कम होता जाता है। ऊँचाई में परिवर्तन के साथ तापमान में भी परिवर्तन होता है। वायुमंडल की ऊर्ध्वाधर संरचना अलग-अलग तापमान और विद्युत गुणों, विभिन्न वायु स्थितियों की विशेषता है। वायुमंडल में तापमान के आधार पर, निम्नलिखित मुख्य परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर (बिखराव क्षेत्र)। समीपस्थ कोशों के बीच के वातावरण के संक्रमणकालीन क्षेत्रों को क्रमशः क्षोभसीमा, समतापस्थि आदि कहा जाता है।

क्षोभ मंडल

स्ट्रैटोस्फियर

पराबैंगनी विकिरण (180-200 एनएम) का अधिकांश लघु-तरंग दैर्ध्य भाग समताप मंडल में बना रहता है और लघु तरंगों की ऊर्जा रूपांतरित हो जाती है। इन किरणों के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र बदलते हैं, अणु टूटते हैं, आयनीकरण होता है, गैसों का नया निर्माण होता है और अन्य रासायनिक यौगिक होते हैं। इन प्रक्रियाओं को उत्तरी रोशनी, बिजली और अन्य चमक के रूप में देखा जा सकता है।

समताप मंडल और उच्च परतों में, सौर विकिरण के प्रभाव में, गैस के अणु अलग हो जाते हैं - परमाणुओं में (80 किमी से ऊपर, सीओ 2 और एच 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - ओ 2, 300 किमी से ऊपर - एच 2)। 100-400 किमी की ऊँचाई पर, आयनमंडल में गैसों का आयनीकरण भी होता है; 320 किमी की ऊँचाई पर आवेशित कणों (O + 2, O - 2, N + 2) की सांद्रता ~ 1/300 है तटस्थ कणों की एकाग्रता। वायुमंडल की ऊपरी परतों में मुक्त कण होते हैं - OH, HO 2, आदि।

समताप मंडल में लगभग कोई जल वाष्प नहीं है।

मीसोस्फीयर

100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊँचाई 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 गिरकर मध्यमंडल में -110°C हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~ 1500 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 2000-3000 किमी की ऊँचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट अंतरिक्ष वैक्यूम में गुजरता है, जो कि इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस इंटरप्लेनेटरी मैटर का ही एक हिस्सा है। दूसरा भाग हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। इन अत्यंत दुर्लभ कणों के अलावा, सौर और गांगेय उत्पत्ति के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

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

वातावरण में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं होमोस्फीयरऔर विषममंडल. विषममंडल- यह एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊँचाई पर उनका मिश्रण नगण्य है। इसलिए विषममंडल की परिवर्तनशील रचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह मिश्रित, सजातीय भाग है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

वायुमंडलीय गुण

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं से वातावरण का भौतिक क्षेत्र समाप्त होता है। 15 किमी की ऊंचाई पर मानव सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक के वातावरण में ऑक्सीजन होता है।

वायुमंडल हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने के लिए आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर चढ़ते हैं, वातावरण के कुल दबाव में गिरावट के कारण ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार घटता जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का सामान्य वायुमंडलीय दाब पर आंशिक दाब 110 mm Hg होता है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प -47 मिमी एचजी। कला। बढ़ती ऊंचाई के साथ, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब आसपास की हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से बंद हो जाएगा।

लगभग 19-20 किमी की ऊँचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी Hg तक गिर जाता है। कला। इसलिए इतनी ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और अंतरालीय तरल पदार्थ उबलने लगते हैं। इन ऊंचाई पर दबाव वाले केबिन के बाहर मौत लगभग तुरंत होती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समताप मंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती हैं। हवा के पर्याप्त विरलन के साथ, 36 किमी से अधिक की ऊँचाई पर, आयनकारी विकिरण, प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें, शरीर पर तीव्र प्रभाव डालती हैं; 40 किमी से अधिक की ऊँचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

ब्रह्मांड ऊर्जा से भरा है। ऊर्जा अंतरिक्ष को असमान रूप से भरती है। इसकी एकाग्रता और निर्वहन के स्थान हैं। इस तरह आप घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं। ग्रह एक व्यवस्थित प्रणाली है, केंद्र में पदार्थ की अधिकतम घनत्व और परिधि की ओर एकाग्रता में धीरे-धीरे कमी के साथ। अंतःक्रियात्मक बल पदार्थ की स्थिति को निर्धारित करते हैं, जिस रूप में यह मौजूद है। भौतिकी पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति का वर्णन करती है: ठोस, तरल, गैस, और इसी तरह।

वायुमंडल गैसीय माध्यम है जो ग्रह को घेरे हुए है। पृथ्वी का वातावरण मुक्त गति की अनुमति देता है और प्रकाश को गुजरने की अनुमति देता है, जिससे एक ऐसा स्थान बनता 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% वायु और लगभग सभी जल वाष्प होते हैं। यहीं पर मौसम को आकार देने वाली प्रक्रियाएं घटित होती हैं। ऊंचाई के साथ दबाव और तापमान घटता 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 पहुँच सकते हैं।

इसके बाद समताप मंडल आता है। यह 50 किलोमीटर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की इस परत में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, लगभग 0 सी के शीर्ष बिंदु पर मान प्राप्त करता है। तापमान में वृद्धि ओजोन परत द्वारा पराबैंगनी किरणों के अवशोषण की प्रक्रिया के कारण होती है। विकिरण एक रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बनता है। ऑक्सीजन के 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 जाता है। यूवी विकिरण की तरंग दैर्ध्य जितनी कम होगी, जीवों के लिए उतना ही बड़ा खतरा होगा। विकिरण का केवल एक छोटा अंश पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है, इसके अलावा, इसके स्पेक्ट्रम का कम सक्रिय भाग। प्रकृति की यह विशेषता एक व्यक्ति को एक 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 तापमान ऊंचाई के साथ फिर से गिरना शुरू हो जाता है। चरम बिंदु पर, तापमान -90 C तक गिर जाता है, कुछ स्रोत -130 C के मान का संकेत देते हैं। अधिकांश उल्कापिंड वायुमंडल की इस परत में जल जाते हैं।

वायुमंडल की परत जो पृथ्वी से 85 किमी की ऊंचाई से 600 किमी की दूरी तक फैली हुई है, थर्मोस्फीयर कहलाती है। तथाकथित वैक्यूम पराबैंगनी सहित सौर विकिरण का सामना करने वाला थर्मोस्फीयर सबसे पहले है।

वैक्यूम यूवी हवा से विलंबित होता है, जिससे वातावरण की इस परत को अत्यधिक तापमान तक गर्म किया जाता है। हालाँकि, चूँकि यहाँ दबाव बहुत कम है, यह प्रतीत होता है कि गरमागरम गैस का वस्तुओं पर वैसा प्रभाव नहीं पड़ता जैसा कि यह पृथ्वी की सतह पर परिस्थितियों में होता है। इसके विपरीत, ऐसे वातावरण में रखी वस्तुएँ ठंडी हो जाएँगी।

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

ऑरोरा थर्मोस्फीयर में होते हैं। वायुमंडल की इस परत में, सौर हवा ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करती है।

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

व्यक्ति हवा में सांस लेता है। सामान्य दबाव 760 मिलीमीटर पारे का होता है। 10,000 मीटर की ऊंचाई पर दबाव लगभग 200 मिमी है। आरटी। कला। इस ऊंचाई पर, एक व्यक्ति शायद सांस ले सकता है, कम से कम लंबे समय तक नहीं, लेकिन इसके लिए तैयारी की आवश्यकता होती है। राज्य स्पष्ट रूप से अक्षम होगा।

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।

वायुमंडल
एक खगोलीय पिंड के चारों ओर गैसीय आवरण। इसकी विशेषताएं किसी दिए गए खगोलीय पिंड के आकार, द्रव्यमान, तापमान, घूर्णन गति और रासायनिक संरचना पर निर्भर करती हैं, और इसके जन्म के क्षण से इसके गठन के इतिहास द्वारा भी निर्धारित की जाती हैं। पृथ्वी का वायुमंडल वायु नामक गैसों के मिश्रण से बना है। इसके मुख्य घटक लगभग 4:1 के अनुपात में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन हैं। एक व्यक्ति मुख्य रूप से वायुमंडल के निचले 15-25 किमी की स्थिति से प्रभावित होता है, क्योंकि यह इस निचली परत में है कि हवा का बड़ा हिस्सा केंद्रित है। वातावरण का अध्ययन करने वाले विज्ञान को मौसम विज्ञान कहा जाता है, हालांकि इस विज्ञान का विषय मौसम और मनुष्य पर उसका प्रभाव भी है। पृथ्वी की सतह से 60 से 300 और यहाँ तक कि 1000 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की ऊपरी परतों की स्थिति भी बदल रही है। तेज हवाएं, तूफान यहां विकसित होते हैं, और ऐसी अद्भुत विद्युत घटनाएं जैसे कि अरोरा दिखाई देती हैं। इनमें से कई घटनाएँ सौर विकिरण, ब्रह्मांडीय विकिरण और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह से जुड़ी हैं। वायुमंडल की उच्च परतें भी एक रासायनिक प्रयोगशाला हैं, क्योंकि वहाँ, वैक्यूम के करीब की स्थितियों में, कुछ वायुमंडलीय गैसें, सौर ऊर्जा के एक शक्तिशाली प्रवाह के प्रभाव में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती हैं। इन परस्पर संबंधित परिघटनाओं और प्रक्रियाओं का अध्ययन करने वाले विज्ञान को वायुमंडल की उच्च परतों की भौतिकी कहा जाता है।
पृथ्वी के वायुमंडल की सामान्य विशेषताएं
आयाम।ध्वनि रॉकेट और कृत्रिम उपग्रहों ने पृथ्वी की त्रिज्या से कई गुना अधिक दूरी पर वायुमंडल की बाहरी परतों का पता लगाने तक, यह माना जाता था कि जैसे ही आप पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, वातावरण धीरे-धीरे अधिक विरल हो जाता है और सुचारू रूप से अंतर्ग्रहीय अंतरिक्ष में चला जाता है। . अब यह स्थापित हो चुका है कि सूर्य की गहरी परतों से प्रवाहित होने वाली ऊर्जा सौर मंडल की बाहरी सीमा तक पृथ्वी की कक्षा से बहुत दूर बाहरी अंतरिक्ष में प्रवेश करती है। यह तथाकथित। सौर हवा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के चारों ओर बहती है, जिससे एक लम्बी "गुहा" बनती है जिसके भीतर पृथ्वी का वातावरण केंद्रित होता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सूर्य के सामने वाले दिन की ओर विशेष रूप से संकुचित होता है और एक लंबी जीभ बनाता है, जो संभवतः चंद्रमा की कक्षा से परे, विपरीत, रात की ओर फैली हुई है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सीमा को मैग्नेटोपॉज कहा जाता है। दिन के समय, यह सीमा पृथ्वी की सतह से लगभग सात त्रिज्या की दूरी से गुजरती है, लेकिन बढ़ी हुई सौर गतिविधि की अवधि के दौरान यह पृथ्वी की सतह के और भी करीब है। मैग्नेटोपॉज पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा भी है, जिसके बाहरी आवरण को मैग्नेटोस्फीयर भी कहा जाता है, क्योंकि इसमें आवेशित कण (आयन) होते हैं, जिनकी गति पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के कारण होती है। वायुमंडलीय गैसों का कुल वजन लगभग 4.5*1015 टन है। इस प्रकार, प्रति इकाई क्षेत्र में वायुमंडल का "वजन", या वायुमंडलीय दबाव, समुद्र तल पर लगभग 11 टन/एम2 है।
जीवन के लिए महत्व।यह ऊपर से अनुसरण करता है कि पृथ्वी एक शक्तिशाली सुरक्षात्मक परत द्वारा इंटरप्लेनेटरी स्पेस से अलग हो जाती है। बाह्य अंतरिक्ष सूर्य से शक्तिशाली पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण और यहां तक ​​कि कठिन ब्रह्मांडीय विकिरण से व्याप्त है, और इस प्रकार के विकिरण सभी जीवित चीजों के लिए हानिकारक हैं। वायुमंडल के बाहरी छोर पर, विकिरण की तीव्रता घातक होती है, लेकिन इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा पृथ्वी की सतह से दूर वायुमंडल द्वारा बनाए रखा जाता है। इस विकिरण का अवशोषण वायुमंडल की उच्च परतों और विशेष रूप से वहां होने वाली विद्युत घटनाओं के कई गुणों की व्याख्या करता है। पृथ्वी के ठोस, तरल और गैसीय गोले के संपर्क के बिंदु पर रहने वाले व्यक्ति के लिए वायुमंडल की सबसे निचली सतह परत विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। "ठोस" पृथ्वी के ऊपरी खोल को लिथोस्फीयर कहा जाता है। पृथ्वी की सतह का लगभग 72% भाग महासागरों के जल से आच्छादित है, जो अधिकांश जलमंडल का निर्माण करते हैं। वायुमंडल लिथोस्फीयर और जलमंडल दोनों की सीमा बनाता है। मनुष्य वायु महासागर के तल पर और जल महासागर के स्तर के निकट या ऊपर रहता है। इन महासागरों की परस्पर क्रिया उन महत्वपूर्ण कारकों में से एक है जो वायुमंडल की स्थिति को निर्धारित करते हैं।
मिश्रण।वायुमंडल की निचली परतों में गैसों का मिश्रण होता है (तालिका देखें)। तालिका में सूचीबद्ध लोगों के अलावा, अन्य गैसें भी हवा में छोटी अशुद्धियों के रूप में मौजूद हैं: ओजोन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ), नाइट्रोजन और सल्फर ऑक्साइड, अमोनिया जैसे पदार्थ।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की उच्च परतों में, सूर्य से कठोर विकिरण के प्रभाव में हवा की संरचना बदल जाती है, जिससे ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में टूट जाते हैं। परमाणु ऑक्सीजन वायुमंडल की उच्च परतों का मुख्य घटक है। अंत में, पृथ्वी की सतह से वायुमंडल की सबसे दूर की परतों में, सबसे हल्की गैसें, हाइड्रोजन और हीलियम, मुख्य घटक बन जाते हैं। चूँकि पदार्थ का बड़ा हिस्सा 30 किमी के निचले हिस्से में केंद्रित है, 100 किमी से ऊपर की ऊँचाई पर वायु संरचना में परिवर्तन का वातावरण की समग्र संरचना पर ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है।
ऊर्जा विनिमय।सूर्य पृथ्वी पर आने वाली ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। लगभग की दूरी पर होने के नाते। सूर्य से 150 मिलियन किमी दूर, पृथ्वी अपने द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा का लगभग एक दो अरबवाँ भाग प्राप्त करती है, मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में, जिसे मनुष्य "प्रकाश" कहता है। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग वायुमंडल और स्थलमंडल द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। पृथ्वी भी ऊर्जा का विकिरण करती है, अधिकतर दूर अवरक्त विकिरण के रूप में। इस प्रकार, सूर्य से प्राप्त ऊर्जा, पृथ्वी और वायुमंडल के ताप और अंतरिक्ष में विकिरित ऊष्मीय ऊर्जा के विपरीत प्रवाह के बीच एक संतुलन स्थापित हो जाता है। इस संतुलन का तंत्र अत्यंत जटिल है। धूल और गैस के अणु प्रकाश को बिखेरते हैं, आंशिक रूप से इसे विश्व अंतरिक्ष में परावर्तित करते हैं। बादल आने वाले विकिरण को और भी अधिक परावर्तित करते हैं। ऊर्जा का एक हिस्सा सीधे गैस के अणुओं द्वारा अवशोषित किया जाता है, लेकिन ज्यादातर चट्टानों, वनस्पतियों और सतही जल द्वारा। वायुमंडल में मौजूद जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड दृश्य विकिरण संचारित करते हैं लेकिन अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं। तापीय ऊर्जा मुख्य रूप से वायुमंडल की निचली परतों में जमा होती है। इसी तरह का प्रभाव ग्रीनहाउस में होता है जब कांच प्रकाश को अंदर आने देता है और मिट्टी गर्म हो जाती है। चूंकि कांच अवरक्त विकिरण के लिए अपेक्षाकृत अपारदर्शी है, इसलिए ग्रीनहाउस में गर्मी जमा हो जाती है। जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति के कारण निचले वायुमंडल के गर्म होने को अक्सर ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है। बादल वातावरण की निचली परतों में गर्मी के संरक्षण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि बादल छँट जाते हैं या वायु द्रव्यमान की पारदर्शिता बढ़ जाती है, तो तापमान अनिवार्य रूप से कम हो जाएगा क्योंकि पृथ्वी की सतह स्वतंत्र रूप से तापीय ऊर्जा को आसपास के अंतरिक्ष में विकीर्ण करती है। पृथ्वी की सतह पर पानी सौर ऊर्जा को अवशोषित करता है और वाष्पित होकर गैस - जल वाष्प में बदल जाता है, जो भारी मात्रा में ऊर्जा को निचले वातावरण में ले जाता है। जब जलवाष्प संघनित होकर बादल या कोहरा बनाता है तो यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा का लगभग आधा पानी के वाष्पीकरण पर खर्च होता है और निचले वातावरण में प्रवेश करता है। इस प्रकार, ग्रीनहाउस प्रभाव और पानी के वाष्पीकरण के कारण वातावरण नीचे से गर्म हो जाता है। यह आंशिक रूप से विश्व महासागर के संचलन की तुलना में इसके संचलन की उच्च गतिविधि की व्याख्या करता है, जो केवल ऊपर से गर्म होता है और इसलिए वातावरण की तुलना में बहुत अधिक स्थिर होता है।
मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान भी देखें। सौर "प्रकाश" द्वारा वातावरण के सामान्य ताप के अलावा, इसकी कुछ परतों का महत्वपूर्ण ताप सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के कारण होता है। संरचना। द्रवों और ठोसों की तुलना में गैसीय पदार्थों में अणुओं के बीच आकर्षण बल न्यूनतम होता है। जैसे-जैसे अणुओं के बीच की दूरी बढ़ती है, गैसें अनिश्चित काल तक विस्तार करने में सक्षम हो जाती हैं, अगर कोई उन्हें रोकता नहीं है। वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह है। कड़ाई से बोलते हुए, यह अवरोध अभेद्य है, क्योंकि हवा और पानी के बीच और यहां तक ​​​​कि हवा और चट्टानों के बीच भी गैस विनिमय होता है, लेकिन इस मामले में इन कारकों की उपेक्षा की जा सकती है। चूँकि वायुमंडल एक गोलाकार खोल है, इसकी कोई पार्श्व सीमाएँ नहीं हैं, बल्कि केवल एक निचली सीमा और एक ऊपरी (बाहरी) सीमा है जो इंटरप्लेनेटरी स्पेस की तरफ से खुली है। बाहरी सीमा के माध्यम से, कुछ तटस्थ गैसें बाहर निकलती हैं, साथ ही आसपास के बाहरी अंतरिक्ष से पदार्थ का प्रवाह भी होता है। उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों के अपवाद के साथ अधिकांश आवेशित कण या तो मैग्नेटोस्फीयर द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं या इसके द्वारा पीछे हट जाते हैं। वायुमंडल गुरुत्वाकर्षण बल से भी प्रभावित होता है, जो वायु के गोले को पृथ्वी की सतह पर रखता है। वायुमंडलीय गैसें अपने स्वयं के भार से संकुचित होती हैं। यह दबाव वायुमंडल की निचली सीमा पर अधिकतम होता है, और इसलिए यहाँ वायु घनत्व सबसे अधिक होता है। पृथ्वी की सतह से ऊपर किसी भी ऊंचाई पर, हवा के संपीड़न की डिग्री ऊपरी हवा के स्तंभ के द्रव्यमान पर निर्भर करती है, इसलिए ऊंचाई के साथ हवा का घनत्व कम हो जाता है। दबाव, प्रति इकाई क्षेत्र में स्थित वायु स्तंभ के द्रव्यमान के बराबर, सीधे घनत्व से संबंधित होता है और इसलिए, ऊंचाई के साथ भी घटता है। यदि वायुमंडल एक "आदर्श गैस" होता जिसकी ऊंचाई, स्थिर तापमान, और उस पर गुरुत्वाकर्षण की निरंतर शक्ति से स्वतंत्र एक स्थिर संरचना होती है, तो दबाव प्रत्येक 20 किमी की ऊंचाई के लिए 10 के कारक से कम हो जाएगा। वास्तविक वातावरण लगभग 100 किमी तक आदर्श गैस से थोड़ा अलग होता है, और फिर हवा की संरचना में बदलाव के साथ दबाव धीरे-धीरे कम हो जाता है। वर्णित मॉडल में छोटे परिवर्तन भी पृथ्वी के केंद्र से दूरी के साथ गुरुत्वाकर्षण के बल में कमी के द्वारा पेश किए जाते हैं, लगभग राशि। हर 100 किमी की ऊंचाई पर 3%। वायुमंडलीय दबाव के विपरीत, ऊंचाई के साथ तापमान लगातार कम नहीं होता है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 1, यह लगभग 10 किमी तक घट जाती है और फिर से ऊपर उठना शुरू कर देती है। यह तब होता है जब ऑक्सीजन पराबैंगनी सौर विकिरण को अवशोषित करती है। इस मामले में, ओजोन गैस बनती है, जिसके अणुओं में ऑक्सीजन के तीन परमाणु (O3) होते हैं। यह पराबैंगनी विकिरण को भी अवशोषित करता है, और इसलिए वायुमंडल की यह परत, जिसे ओजोनोस्फीयर कहा जाता है, गर्म हो जाती है। उच्चतर, तापमान फिर से गिर जाता है, क्योंकि बहुत कम गैस अणु होते हैं, और ऊर्जा अवशोषण तदनुसार कम हो जाता है। इससे भी ऊंची परतों में, वातावरण द्वारा सूर्य से आने वाली सबसे कम तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान फिर से बढ़ जाता है। इस शक्तिशाली विकिरण के प्रभाव में, वातावरण आयनित होता है, अर्थात। एक गैस अणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और एक सकारात्मक विद्युत आवेश प्राप्त कर लेता है। ऐसे अणु सकारात्मक रूप से आवेशित आयन बन जाते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों की उपस्थिति के कारण, वायुमंडल की यह परत एक विद्युत चालक के गुण प्राप्त कर लेती है। यह माना जाता है कि जहां दुर्लभ वातावरण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गुजरता है वहां तापमान ऊंचाई तक बढ़ता रहता है। पृथ्वी की सतह से कई हज़ार किलोमीटर की दूरी पर, संभवतः 5,000° से 10,000°C तक का तापमान प्रबल होता है। हालांकि अणुओं और परमाणुओं में गति की गति बहुत अधिक होती है, और इसलिए उच्च तापमान, यह दुर्लभ गैस "गर्म" नहीं होती है। सामान्य अर्थों में... उच्च ऊंचाई पर अणुओं की अल्प संख्या के कारण, उनकी कुल तापीय ऊर्जा बहुत कम होती है। इस प्रकार, वायुमंडल में अलग-अलग परतें होती हैं (अर्थात, संकेंद्रित गोले या गोले की एक श्रृंखला), जिसका चयन इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सी संपत्ति सबसे अधिक रुचि की है। औसत तापमान वितरण के आधार पर, मौसम विज्ञानियों ने एक आदर्श "मध्य वातावरण" की संरचना के लिए एक योजना विकसित की है (चित्र 1 देखें)।

ट्रोपोस्फीयर - वायुमंडल की निचली परत, जो पहले तापीय न्यूनतम (तथाकथित ट्रोपोपॉज़) तक फैली हुई है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा भौगोलिक अक्षांश (उष्णकटिबंधीय में - 18-20 किमी, समशीतोष्ण अक्षांशों में - लगभग 10 किमी) और वर्ष के समय पर निर्भर करती है। यूएस नेशनल वेदर सर्विस ने दक्षिणी ध्रुव के पास साउंडिंग का संचालन किया और क्षोभसीमा की ऊंचाई में मौसमी परिवर्तनों का खुलासा किया। मार्च में, क्षोभसीमा लगभग की ऊंचाई पर है। 7.5 किमी। मार्च से अगस्त या सितंबर तक क्षोभमंडल का स्थिर शीतलन होता है, और इसकी सीमा अगस्त या सितंबर में लगभग 11.5 किमी की ऊँचाई तक एक छोटी अवधि के लिए बढ़ जाती है। फिर सितंबर से दिसंबर तक यह तेजी से गिरता है और अपनी निम्नतम स्थिति - 7.5 किमी तक पहुंच जाता है, जहां यह मार्च तक रहता है, केवल 0.5 किमी के भीतर उतार-चढ़ाव करता है। यह क्षोभमंडल में है कि मौसम मुख्य रूप से बनता है, जो मानव अस्तित्व के लिए परिस्थितियों को निर्धारित करता है। अधिकांश वायुमंडलीय जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित है, और इसलिए बादल मुख्य रूप से यहां बनते हैं, हालांकि उनमें से कुछ बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं, जो उच्च परतों में भी पाए जाते हैं। क्षोभमंडल की विशेषता अशांति और शक्तिशाली वायु धाराओं (हवाओं) और तूफानों से होती है। ऊपरी क्षोभमंडल में, कड़ाई से परिभाषित दिशा की मजबूत वायु धाराएं होती हैं। छोटे भंवरों की तरह अशांत भंवर, धीमी और तेज गति से चलने वाली वायु राशियों के बीच घर्षण और गतिशील संपर्क के प्रभाव में बनते हैं। चूंकि इन उच्च परतों में आमतौर पर कोई बादल नहीं होता है, इसलिए इस विक्षोभ को "स्पष्ट वायु विक्षोभ" कहा जाता है।
समताप मंडल। वायुमंडल की ऊपरी परत को अक्सर गलत तरीके से अपेक्षाकृत स्थिर तापमान वाली परत के रूप में वर्णित किया जाता है, जहां हवाएं कम या ज्यादा स्थिर रूप से चलती हैं और जहां मौसम संबंधी तत्व बहुत कम बदलते हैं। समताप मंडल की ऊपरी परत गर्म हो जाती है क्योंकि ऑक्सीजन और ओजोन सौर पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं। समताप मंडल (स्ट्रेटोपॉज़) की ऊपरी सीमा वहाँ खींची जाती है जहाँ तापमान थोड़ा बढ़ जाता है, एक मध्यवर्ती अधिकतम तक पहुँच जाता है, जो अक्सर सतह की हवा की परत के तापमान के बराबर होता है। एक स्थिर ऊंचाई पर उड़ान भरने के लिए अनुकूलित हवाई जहाज और गुब्बारों के साथ किए गए अवलोकनों के आधार पर, समताप मंडल में विभिन्न दिशाओं में चलने वाली अशांत गड़बड़ी और तेज हवाएं स्थापित की गई हैं। जैसा कि क्षोभमंडल में, शक्तिशाली वायु भंवरों का उल्लेख किया जाता है, जो विशेष रूप से उच्च गति वाले विमानों के लिए खतरनाक होते हैं। तेज हवाएं, जिन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है, ध्रुवों की ओर समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में चलती हैं। हालाँकि, ये ज़ोन शिफ्ट हो सकते हैं, गायब हो सकते हैं और फिर से प्रकट हो सकते हैं। जेट धाराएं आमतौर पर ट्रोपोपॉज में प्रवेश करती हैं और ऊपरी क्षोभमंडल में दिखाई देती हैं, लेकिन ऊंचाई घटने के साथ उनकी गति तेजी से घटती जाती है। यह संभव है कि समताप मंडल में प्रवेश करने वाली ऊर्जा का हिस्सा (मुख्य रूप से ओजोन के निर्माण पर खर्च किया गया) क्षोभमंडल में होने वाली प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है। विशेष रूप से सक्रिय मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ा हुआ है, जहां समतापमंडलीय हवा के व्यापक प्रवाह को क्षोभमंडल के नीचे महत्वपूर्ण रूप से दर्ज किया गया था, और क्षोभमंडलीय हवा को समताप मंडल की निचली परतों में खींचा गया था। 25-30 किमी की ऊंचाई पर रेडियोसोंडे लॉन्च करने की तकनीक में सुधार के संबंध में वायुमंडल की निचली परतों की ऊर्ध्वाधर संरचना के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। मेसोस्फीयर, समताप मंडल के ऊपर स्थित है, एक खोल है जिसमें 80-85 किमी की ऊँचाई तक तापमान पूरे वातावरण के लिए न्यूनतम तक गिर जाता है। फोर्ट चर्चिल (कनाडा) में यूएस-कनाडाई स्थापना से लॉन्च किए गए मौसम संबंधी रॉकेटों द्वारा रिकॉर्ड कम तापमान -110 डिग्री सेल्सियस दर्ज किया गया। मेसोस्फीयर (मेसोपॉज़) की ऊपरी सीमा लगभग एक्स-रे के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा और सूर्य की सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के साथ मेल खाती है, जो गैस के ताप और आयनीकरण के साथ होती है। गर्मियों में ध्रुवीय क्षेत्रों में, मेसोपॉज़ में बादल प्रणाली अक्सर दिखाई देती है, जो एक बड़े क्षेत्र पर कब्जा कर लेती है, लेकिन थोड़ा ऊर्ध्वाधर विकास होता है। रात में चमकने वाले ऐसे बादल अक्सर मेसोस्फीयर में बड़े पैमाने पर लहरदार वायु आंदोलनों का पता लगाना संभव बनाते हैं। इन बादलों की संरचना, नमी के स्रोत और संघनन नाभिक, गतिशीलता और मौसम संबंधी कारकों के साथ संबंध अभी भी अपर्याप्त रूप से अध्ययन किए गए हैं। थर्मोस्फीयर वायुमंडल की एक परत है जिसमें तापमान लगातार बढ़ता रहता है। इसकी शक्ति 600 किमी तक पहुंच सकती है। दबाव और, परिणामस्वरूप, गैस का घनत्व ऊंचाई के साथ लगातार घटता जाता है। पृथ्वी की सतह के पास, 1 m3 हवा में लगभग होता है। 2.5x1025 अणु, लगभग ऊंचाई पर। 100 किमी, थर्मोस्फीयर की निचली परतों में - लगभग 1019, 200 किमी की ऊँचाई पर, आयनमंडल में - 5 * 10 15 और, गणना के अनुसार, लगभग ऊँचाई पर। 850 किमी - लगभग 1012 अणु। इंटरप्लानेटरी स्पेस में, अणुओं की एकाग्रता 10 8-10 9 प्रति 1 एम 3 है। लगभग ऊंचाई पर। 100 किमी, अणुओं की संख्या कम है, और वे शायद ही कभी एक दूसरे से टकराते हैं। किसी अन्य समान अणु से टकराने से पहले यादृच्छिक रूप से गतिमान अणु द्वारा तय की गई औसत दूरी को इसका माध्य मुक्त पथ कहा जाता है। जिस परत में यह मान इतना बढ़ जाता है कि इंटरमॉलिक्युलर या इंटरटॉमिक टकराव की संभावना को उपेक्षित किया जा सकता है, वह थर्मोस्फीयर और ओवरलीइंग शेल (एक्सोस्फीयर) के बीच की सीमा पर स्थित होता है और इसे थर्मल पॉज़ कहा जाता है। थर्मोपॉज पृथ्वी की सतह से लगभग 650 किमी दूर स्थित है। एक निश्चित तापमान पर, एक अणु की गति की गति उसके द्रव्यमान पर निर्भर करती है: हल्के अणु भारी की तुलना में तेजी से चलते हैं। निचले वातावरण में, जहां मुक्त पथ बहुत छोटा है, उनके आणविक भार के अनुसार गैसों का कोई ध्यान देने योग्य पृथक्करण नहीं है, लेकिन यह 100 किमी से ऊपर व्यक्त किया गया है। इसके अलावा, सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में टूट जाते हैं, जिसका द्रव्यमान अणु के द्रव्यमान का आधा होता है। इसलिए, जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, परमाणु ऑक्सीजन वायुमंडल की संरचना और लगभग ऊंचाई पर तेजी से महत्वपूर्ण होता जाता है। 200 किमी इसका मुख्य घटक बन जाता है। उच्चतर, पृथ्वी की सतह से लगभग 1200 किमी की दूरी पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होती हैं। वे वायुमंडल की बाहरी परत हैं। भार द्वारा यह पृथक्करण, जिसे विसरित पृथक्करण कहा जाता है, अपकेंद्रित्र का उपयोग करके मिश्रण के पृथक्करण जैसा दिखता है। एक्सोस्फीयर वायुमंडल की बाहरी परत है, जो तापमान में परिवर्तन और तटस्थ गैस के गुणों के आधार पर पृथक होती है। एक्सोस्फीयर में अणु और परमाणु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में बैलिस्टिक कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। इनमें से कुछ कक्षाएँ परवलयिक हैं और प्रक्षेप्य के प्रक्षेपवक्र के समान हैं। अणु पृथ्वी के चारों ओर और अण्डाकार कक्षाओं में उपग्रहों की तरह घूम सकते हैं। कुछ अणु, मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम, खुले प्रक्षेपवक्र वाले होते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं (चित्र 2)।

सौर-स्थलीय संबंध और वायुमंडल पर उनका प्रभाव
वायुमंडलीय ज्वार। स्थलीय और समुद्री ज्वार के समान ही सूर्य और चंद्रमा के आकर्षण से वातावरण में ज्वार-भाटा उत्पन्न होता है। लेकिन वायुमंडलीय ज्वार में एक महत्वपूर्ण अंतर है: वायुमंडल सूर्य के आकर्षण पर सबसे अधिक प्रतिक्रिया करता है, जबकि पृथ्वी की पपड़ी और महासागर - चंद्रमा के आकर्षण के लिए। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वातावरण सूर्य द्वारा गर्म होता है और गुरुत्वाकर्षण ज्वार के अलावा, एक शक्तिशाली तापीय ज्वार उत्पन्न होता है। सामान्य तौर पर, वायुमंडलीय और समुद्री ज्वार के गठन के तंत्र समान होते हैं, सिवाय इसके कि गुरुत्वाकर्षण और तापीय प्रभावों के लिए हवा की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए, इसकी संपीड्यता और तापमान वितरण को ध्यान में रखना आवश्यक है। यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि वायुमंडल में अर्ध-दैनिक (12-घंटे) सौर ज्वार दैनिक सौर और अर्ध-दैनिक चंद्र ज्वार पर प्रबल क्यों होते हैं, हालांकि बाद की दो प्रक्रियाओं के प्रेरक बल अधिक शक्तिशाली होते हैं। पहले, यह माना जाता था कि वातावरण में एक अनुनाद होता है, जो 12 घंटे की अवधि के साथ दोलनों को सटीक रूप से बढ़ाता है। हालांकि, भूभौतिकीय रॉकेट की मदद से की गई टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि इस तरह के अनुनाद के लिए कोई तापमान कारण नहीं हैं। इस समस्या को हल करने में, संभवतः वातावरण की सभी हाइड्रोडायनामिक और तापीय विशेषताओं को ध्यान में रखना चाहिए। भूमध्य रेखा के पास पृथ्वी की सतह पर, जहां ज्वारीय उतार-चढ़ाव का प्रभाव अधिकतम होता है, यह वायुमंडलीय दबाव में 0.1% परिवर्तन प्रदान करता है। ज्वारीय हवाओं की गति लगभग है। 0.3 किमी/घंटा। वायुमंडल की जटिल ऊष्मीय संरचना (विशेष रूप से मेसोपॉज़ में न्यूनतम तापमान की उपस्थिति) के कारण, ज्वारीय वायु धाराएँ तेज हो जाती हैं, और, उदाहरण के लिए, 70 किमी की ऊँचाई पर उनकी गति पृथ्वी की सतह की तुलना में लगभग 160 गुना अधिक होती है। , जिसके महत्वपूर्ण भूभौतिकीय परिणाम हैं। ऐसा माना जाता है कि आयनमंडल (परत ई) के निचले हिस्से में ज्वारीय दोलन आयनित गैस को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में लंबवत रूप से स्थानांतरित करते हैं, और इसलिए यहां विद्युत धाराएं उत्पन्न होती हैं। पृथ्वी की सतह पर धाराओं की ये लगातार उभरती हुई प्रणालियाँ चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी से स्थापित होती हैं। चुंबकीय क्षेत्र के दैनिक रूपांतर परिकलित मूल्यों के साथ अच्छे समझौते में हैं, जो "वायुमंडलीय डायनेमो" के ज्वारीय तंत्र के सिद्धांत के पक्ष में स्पष्ट रूप से गवाही देते हैं। आयनमंडल (परत ई) के निचले हिस्से में उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराएं कहीं न कहीं चलती हैं, और इसलिए, सर्किट बंद होना चाहिए। डायनेमो के साथ सादृश्य पूरा हो जाता है अगर हम आने वाली गति को इंजन का काम मानते हैं। यह माना जाता है कि विद्युत प्रवाह का उल्टा संचलन आयनमंडल (F) की एक उच्च परत में किया जाता है, और यह प्रतिप्रवाह इस परत की कुछ विशिष्ट विशेषताओं की व्याख्या कर सकता है। अंत में, ज्वारीय प्रभाव को ई परत में और इसलिए एफ परत में क्षैतिज धाराएं भी उत्पन्न करनी चाहिए।
आयनमंडल। 19 वीं शताब्दी के वैज्ञानिकों ने अरोराओं की घटना के तंत्र को समझाने की कोशिश की। सुझाव दिया कि वायुमंडल में विद्युत आवेशित कणों वाला एक क्षेत्र है। 20 वीं सदी में 85 से 400 किमी की ऊँचाई पर रेडियो तरंगों को परावर्तित करने वाली एक परत के अस्तित्व के लिए प्रायोगिक रूप से ठोस सबूत प्राप्त किए गए थे। अब यह ज्ञात है कि इसके विद्युत गुण वायुमंडलीय गैस आयनीकरण का परिणाम हैं। इसलिए, इस परत को आमतौर पर आयनमंडल कहा जाता है। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनमंडल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंगों का प्रसार तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। उत्तरार्द्ध भी वातावरण के रासायनिक गुणों के अध्ययन में रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएं इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल।भूभौतिकीय रॉकेट और उपग्रहों की मदद से की गई टिप्पणियों ने बहुत सी नई जानकारी दी है, जो यह दर्शाता है कि वायुमंडल का आयनीकरण व्यापक स्पेक्ट्रम सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। वायलेट प्रकाश किरणों की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और अधिक ऊर्जा वाले पराबैंगनी विकिरण सूर्य के वायुमंडल (क्रोमोस्फीयर) के आंतरिक भाग में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होते हैं, और एक्स-रे विकिरण, जिसमें उच्च ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी आवरण में गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। (कोरोना)। आयनमंडल की सामान्य (औसत) अवस्था निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन के प्रभाव में सामान्य आयनमंडल में नियमित परिवर्तन होते हैं और दोपहर के समय सूर्य की किरणों के आपतन कोण में मौसमी अंतर होता है, लेकिन आयनमंडल की स्थिति में अप्रत्याशित और अचानक परिवर्तन भी होते हैं।
आयनमंडल में गड़बड़ी। जैसा कि ज्ञात है, सूर्य पर शक्तिशाली चक्रीय रूप से दोहराए जाने वाले क्षोभ उत्पन्न होते हैं, जो प्रत्येक 11 वर्षों में अधिकतम तक पहुँचते हैं। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (आईजीवाई) के कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाता है, यानी। 18वीं शताब्दी की शुरुआत से उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य पर कुछ क्षेत्रों में कई बार चमक बढ़ जाती है, और वे पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के शक्तिशाली स्पंदन भेजते हैं। ऐसी घटनाओं को सोलर फ्लेयर्स कहा जाता है। वे कई मिनट से लेकर एक या दो घंटे तक चलते हैं। भड़कने के दौरान, सौर गैस (ज्यादातर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) फट जाती है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इस तरह की ज्वालाओं के क्षणों में सूर्य के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है। फ्लैश के 8 मिनट बाद प्रारंभिक प्रतिक्रिया देखी जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचते हैं। नतीजतन, आयनीकरण तेजी से बढ़ता है; एक्स-रे वायुमंडल में आयनमंडल की निचली सीमा तक प्रवेश करती हैं; इन परतों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इतनी बढ़ जाती है कि रेडियो सिग्नल लगभग पूरी तरह से अवशोषित ("बुझ") जाते हैं। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण से गैस का ताप बढ़ जाता है, जो हवाओं के विकास में योगदान देता है। आयनित गैस एक विद्युत चालक है, और जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो एक डायनेमो प्रभाव प्रकट होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। इस तरह की धाराएँ, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र के ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और खुद को चुंबकीय तूफानों के रूप में प्रकट कर सकती हैं। इस प्रारंभिक चरण में सौर भड़कने की अवधि के अनुरूप केवल कुछ ही समय लगता है। सूर्य पर शक्तिशाली ज्वालाओं के दौरान, त्वरित कणों की एक धारा बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाती है। जब इसे पृथ्वी की ओर निर्देशित किया जाता है, तो दूसरा चरण शुरू होता है, जिसका वातावरण की स्थिति पर बहुत प्रभाव पड़ता है। कई प्राकृतिक घटनाएं, जिनमें से ऑरोरा सबसे अच्छी तरह से जाना जाता है, संकेत करती हैं कि आवेशित कणों की एक महत्वपूर्ण संख्या पृथ्वी तक पहुंचती है (ध्रुवीय प्रकाश भी देखें)। फिर भी, इन कणों को सूर्य से अलग करने की प्रक्रिया, अंतर्ग्रहीय अंतरिक्ष में उनके प्रक्षेपवक्र और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र और मैग्नेटोस्फीयर के साथ बातचीत के तंत्र का अभी भी अपर्याप्त अध्ययन किया गया है। 1958 में जेम्स वैन एलन द्वारा खोजे जाने के बाद यह समस्या और अधिक जटिल हो गई, जिसमें आवेशित कणों से मिलकर भू-चुंबकीय क्षेत्र के गोले थे। ये कण चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के चारों ओर सर्पिल में घूमते हुए एक गोलार्द्ध से दूसरे गोलार्द्ध में जाते हैं। पृथ्वी के पास, बल की रेखाओं के आकार और कणों की ऊर्जा के आधार पर ऊँचाई पर, "प्रतिबिंब बिंदु" होते हैं, जिसमें कण अपनी गति की दिशा को विपरीत दिशा में बदलते हैं (चित्र 3)। चूंकि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पृथ्वी से दूरी के साथ घट जाती है, जिन कक्षाओं के साथ ये कण चलते हैं वे कुछ विकृत होते हैं: इलेक्ट्रॉन पूर्व की ओर विचलित होते हैं, और प्रोटॉन पश्चिम की ओर। इसलिए, उन्हें दुनिया भर में बेल्ट के रूप में वितरित किया जाता है।

सूर्य द्वारा वातावरण के गर्म होने के कुछ परिणाम।सौर ऊर्जा पूरे वातावरण को प्रभावित करती है। हम पहले ही पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कणों द्वारा निर्मित और उसके चारों ओर परिक्रमा करने वाली पट्टियों का उल्लेख कर चुके हैं। ये बेल्ट सर्कुलेटरी क्षेत्रों में पृथ्वी की सतह के सबसे करीब हैं (चित्र 3 देखें), जहां अरोरा देखे जाते हैं। चित्र 1 से पता चलता है कि कनाडा के अरोरा क्षेत्रों में अमेरिका के दक्षिण पश्चिम की तुलना में उष्मामंडलीय तापमान काफी अधिक है। यह संभावना है कि पकड़े गए कण अपनी कुछ ऊर्जा वातावरण को छोड़ देते हैं, खासकर जब परावर्तन बिंदुओं के पास गैस के अणुओं से टकराते हैं, और अपनी पूर्व कक्षाओं को छोड़ देते हैं। इस प्रकार उरोरा क्षेत्र में वायुमंडल की उच्च परतें गर्म हो जाती हैं। कृत्रिम उपग्रहों की कक्षाओं का अध्ययन करते समय एक और महत्वपूर्ण खोज की गई। स्मिथसोनियन एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी के एक खगोलशास्त्री लुइगी इचिया का मानना ​​है कि इन कक्षाओं के छोटे विचलन वातावरण के घनत्व में परिवर्तन के कारण होते हैं क्योंकि यह सूर्य द्वारा गर्म होता है। उन्होंने 200 किमी से अधिक की ऊंचाई पर आयनमंडल में अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व के अस्तित्व का सुझाव दिया, जो सौर दोपहर के अनुरूप नहीं है, लेकिन घर्षण बल के प्रभाव में लगभग दो घंटे पीछे रह जाता है। इस समय, 600 किमी की ऊँचाई के लिए विशिष्ट वायुमंडलीय घनत्व के मान लगभग के स्तर पर देखे जाते हैं। 950 कि.मी. इसके अलावा, अधिकतम इलेक्ट्रॉन सांद्रता सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की अल्पकालिक चमक के कारण अनियमित उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। एल. याक्किया ने वायु घनत्व में अल्पकालिक उतार-चढ़ाव की भी खोज की, जो सौर ज्वालाओं और चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के अनुरूप है। इन घटनाओं को पृथ्वी के वायुमंडल में सौर मूल के कणों की घुसपैठ और उन परतों के गर्म होने से समझाया जाता है जहां उपग्रह परिक्रमा करते हैं।
वायुमंडलीय बिजली
वायुमंडल की सतह परत में, अणुओं का एक छोटा सा हिस्सा ब्रह्मांडीय किरणों, रेडियोधर्मी चट्टानों से विकिरण और हवा में ही रेडियम (मुख्य रूप से रेडॉन) के क्षय उत्पादों के प्रभाव में आयनीकरण से गुजरता है। आयनीकरण की प्रक्रिया में, एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त कर लेता है। एक मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से दूसरे परमाणु के साथ मिलकर एक नकारात्मक चार्ज आयन बनाता है। ऐसे युग्मित धनात्मक और ऋणात्मक आयनों के आण्विक आयाम होते हैं। वातावरण में अणु इन आयनों के चारों ओर क्लस्टर करते हैं। एक आयन के साथ मिलकर कई अणु एक जटिल बनाते हैं जिसे आमतौर पर "प्रकाश आयन" कहा जाता है। वायुमंडल में अणुओं के परिसर भी होते हैं, जिन्हें मौसम विज्ञान में संघनन नाभिक के रूप में जाना जाता है, जिसके चारों ओर, जब हवा नमी से संतृप्त होती है, तो संघनन प्रक्रिया शुरू होती है। ये नाभिक नमक और धूल के कण हैं, साथ ही औद्योगिक और अन्य स्रोतों से हवा में छोड़े गए प्रदूषक भी हैं। हल्के आयन अक्सर "भारी आयन" बनाने के लिए ऐसे नाभिकों से जुड़ जाते हैं। एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, प्रकाश और भारी आयन विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करते हुए, वायुमंडल के एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में चले जाते हैं। हालाँकि वातावरण को आमतौर पर विद्युत प्रवाहकीय माध्यम नहीं माना जाता है, लेकिन इसमें थोड़ी मात्रा में चालकता होती है। इसलिए, हवा में छोड़ा गया आवेशित शरीर धीरे-धीरे अपना आवेश खो देता है। ब्रह्मांडीय किरण की तीव्रता में वृद्धि, कम दबाव की स्थिति में आयन हानि में कमी (और इसलिए लंबे समय तक मुक्त पथ), और कम भारी नाभिक के कारण वायुमंडलीय चालकता ऊंचाई के साथ बढ़ती है। वायुमंडल की चालकता लगभग की ऊंचाई पर अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है। 50 किमी, तथाकथित। "मुआवजा स्तर"। यह ज्ञात है कि पृथ्वी की सतह और "क्षतिपूर्ति स्तर" के बीच हमेशा कई सौ किलोवोल्ट का संभावित अंतर होता है, अर्थात। निरंतर विद्युत क्षेत्र। यह पता चला कि हवा में एक निश्चित बिंदु के बीच कई मीटर की ऊंचाई और पृथ्वी की सतह के बीच संभावित अंतर बहुत बड़ा है - 100 वी से अधिक। वातावरण में सकारात्मक चार्ज होता है, और पृथ्वी की सतह नकारात्मक रूप से चार्ज होती है। चूँकि विद्युत क्षेत्र एक ऐसा क्षेत्र है, जिसके प्रत्येक बिंदु पर एक निश्चित संभावित मान होता है, हम एक संभावित प्रवणता के बारे में बात कर सकते हैं। साफ मौसम में, निचले कुछ मीटर के भीतर, वातावरण की विद्युत क्षेत्र शक्ति लगभग स्थिर रहती है। सतह परत में हवा की विद्युत चालकता में अंतर के कारण, संभावित प्रवणता दैनिक उतार-चढ़ाव के अधीन होती है, जिसके पाठ्यक्रम में जगह-जगह काफी भिन्नता होती है। वायु प्रदूषण के स्थानीय स्रोतों की अनुपस्थिति में - महासागरों के ऊपर, पहाड़ों में या ध्रुवीय क्षेत्रों में - साफ मौसम में संभावित ढाल का दैनिक पाठ्यक्रम समान है। ग्रेडिएंट का परिमाण सार्वभौमिक, या ग्रीनविच मीन, टाइम (यूटी) पर निर्भर करता है और अधिकतम 19:00 ई पर पहुंचता है। एपलटन ने सुझाव दिया कि यह अधिकतम विद्युत चालकता संभवतः ग्रहों के पैमाने पर सबसे बड़ी आंधी गतिविधि के साथ मेल खाती है। तड़ित झंझावात के दौरान बिजली का डिस्चार्ज पृथ्वी की सतह पर एक नकारात्मक चार्ज ले जाता है, क्योंकि सबसे सक्रिय क्यूम्यलोनिम्बस थंडरक्लाउड के ठिकानों पर एक महत्वपूर्ण नकारात्मक चार्ज होता है। गड़गड़ाहट के शीर्ष पर एक सकारात्मक चार्ज होता है, जो होल्ज़र और सैक्सन की गणना के अनुसार, गरज के दौरान अपने शीर्ष से बहता है। निरंतर पुनःपूर्ति के बिना, पृथ्वी की सतह पर आवेश वायुमंडल की चालकता द्वारा निष्प्रभावी हो जाएगा। यह धारणा कि पृथ्वी की सतह और "मुआवजा स्तर" के बीच संभावित अंतर आंधी के कारण बना रहता है, सांख्यिकीय आंकड़ों द्वारा समर्थित है। उदाहरण के लिए, नदी की घाटी में तूफान की अधिकतम संख्या देखी जाती है। ऐमज़ॉन। ज्यादातर, दिन के अंत में वहां गरज के साथ बारिश होती है, यानी। ठीक है। 19:00 ग्रीनविच मीन टाइम, जब दुनिया में कहीं भी संभावित प्रवणता अपने अधिकतम स्तर पर होती है। इसके अलावा, संभावित ढाल के दैनिक भिन्नता के घटता के आकार में मौसमी बदलाव भी आंधी के वैश्विक वितरण के आंकड़ों के साथ पूर्ण समझौते में हैं। कुछ शोधकर्ताओं का तर्क है कि पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र का स्रोत बाहरी उत्पत्ति का हो सकता है, क्योंकि ऐसा माना जाता है कि विद्युत क्षेत्र आयनमंडल और चुंबकमंडल में मौजूद हैं। यह परिस्थिति शायद बैकस्टेज और मेहराब के समान अरोरा के बहुत संकीर्ण लम्बी रूपों की उपस्थिति की व्याख्या करती है।
(पोलर लाइट्स भी देखें)। "क्षतिपूर्ति स्तर" और पृथ्वी की सतह के बीच वातावरण की संभावित प्रवणता और चालकता के कारण, आवेशित कण गति करने लगते हैं: सकारात्मक रूप से आवेशित आयन - पृथ्वी की सतह की ओर, और ऋणात्मक रूप से आवेशित - इससे ऊपर की ओर। यह करंट लगभग है। 1800 ए। हालांकि यह मान बड़ा लगता है, यह याद रखना चाहिए कि यह पृथ्वी की पूरी सतह पर वितरित है। 1 एम 2 के आधार क्षेत्र के साथ एक वायु स्तंभ में वर्तमान ताकत केवल 4 * 10 -12 ए है। दूसरी ओर, बिजली के निर्वहन के दौरान वर्तमान ताकत कई एम्पीयर तक पहुंच सकती है, हालांकि, निश्चित रूप से ऐसा निर्वहन एक छोटी अवधि है - एक सेकंड के अंशों से लेकर पूरे सेकंड तक या बार-बार डिस्चार्ज के साथ थोड़ा अधिक। बिजली न केवल प्रकृति की एक अजीबोगरीब घटना के रूप में बहुत रुचि रखती है। यह कई सौ मिलियन वोल्ट के वोल्टेज और कई किलोमीटर के इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी पर गैसीय माध्यम में विद्युत निर्वहन का निरीक्षण करना संभव बनाता है। 1750 में, बी फ्रैंकलिन ने लंदन की रॉयल सोसाइटी को प्रस्ताव दिया कि वे एक इंसुलेटिंग बेस पर तय की गई लोहे की छड़ के साथ प्रयोग करें और एक ऊंचे टॉवर पर चढ़ा दें। उन्होंने उम्मीद की कि जब एक गड़गड़ाहट टॉवर के पास आती है, तो विपरीत चिन्ह का एक चार्ज शुरू में तटस्थ रॉड के ऊपरी छोर पर केंद्रित होगा, और उसी चिन्ह का एक चार्ज जो बादल के आधार पर निचले सिरे पर केंद्रित होगा। . यदि बिजली के निर्वहन के दौरान विद्युत क्षेत्र की ताकत पर्याप्त रूप से बढ़ जाती है, तो रॉड के ऊपरी सिरे से चार्ज आंशिक रूप से हवा में चला जाएगा, और रॉड बादल के आधार के समान संकेत प्राप्त कर लेगी। फ्रैंकलिन द्वारा प्रस्तावित प्रयोग इंग्लैंड में नहीं किया गया था, लेकिन इसे 1752 में पेरिस के पास मार्ली में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन डी'अलेम्बर्ट द्वारा स्थापित किया गया था। उन्होंने 12 मीटर लंबी एक लोहे की छड़ का इस्तेमाल एक कांच की बोतल में डाला (जो एक कांच की बोतल के रूप में काम करता था) इंसुलेटर), लेकिन इसे टॉवर पर नहीं रखा। 10 मई को उनके सहायक ने बताया कि जब एक रॉड के ऊपर एक गड़गड़ाहट का बादल होता है, तो एक ग्राउंडेड तार को लाने पर चिंगारी उत्पन्न होती है। फ्रेंकलिन खुद, फ्रांस में महसूस किए गए सफल अनुभव से अनभिज्ञ थे, उसी वर्ष जून में एक पतंग के साथ अपना प्रसिद्ध प्रयोग किया और उससे बंधे एक तार के सिरे पर बिजली की चिंगारी देखी। अगले वर्ष, एक छड़ से एकत्र किए गए आवेशों का अध्ययन करते हुए, फ्रैंकलिन ने पाया कि गरजने वाले बादलों के आधार आमतौर पर नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं। 19वीं शताब्दी के अंत में फोटोग्राफिक विधियों में सुधार के कारण बिजली का अधिक विस्तृत अध्ययन संभव हो गया, विशेष रूप से घूर्णन लेंस वाले उपकरण के आविष्कार के बाद, जिससे तेजी से विकसित हो रही प्रक्रियाओं को ठीक करना संभव हो गया। स्पार्क डिस्चार्ज के अध्ययन में इस तरह के कैमरे का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। यह पाया गया कि बिजली कई प्रकार की होती है, जिनमें सबसे आम रैखिक, सपाट (इंट्रा-क्लाउड) और गोलाकार (वायु निर्वहन) हैं। रैखिक बिजली एक बादल और पृथ्वी की सतह के बीच एक चिंगारी का निर्वहन है, जो नीचे की शाखाओं वाले एक चैनल का अनुसरण करता है। चपटी बिजली एक गड़गड़ाहट के अंदर होती है और बिखरे हुए प्रकाश की चमक की तरह दिखती है। थंडरक्लाउड से शुरू होने वाली बॉल लाइटिंग के एयर डिस्चार्ज अक्सर क्षैतिज रूप से निर्देशित होते हैं और पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचते हैं।

एक लाइटनिंग डिस्चार्ज में आमतौर पर तीन या अधिक बार-बार होने वाले डिस्चार्ज होते हैं - एक ही रास्ते पर चलने वाले आवेग। क्रमिक स्पंदनों के बीच का अंतराल बहुत कम होता है, 1/100 से 1/10 सेकेंड तक (यही कारण है कि बिजली झिलमिलाती है)। सामान्य तौर पर, फ्लैश लगभग एक सेकंड या उससे कम समय तक रहता है। एक विशिष्ट बिजली विकास प्रक्रिया को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। सबसे पहले, एक कमजोर चमकदार डिस्चार्ज-लीडर ऊपर से पृथ्वी की सतह पर आता है। जब वह उस तक पहुंचता है, तो एक चमकीला चमकीला उलटा, या मुख्य, निर्वहन पृथ्वी से नेता द्वारा निर्धारित चैनल तक जाता है। डिस्चार्ज-लीडर, एक नियम के रूप में, ज़िगज़ैग तरीके से चलता है। इसके प्रसार की गति एक सौ से लेकर कई सौ किलोमीटर प्रति सेकंड तक होती है। अपने रास्ते में, यह हवा के अणुओं को आयनित करता है, जिससे बढ़ी हुई चालकता के साथ एक चैनल बनता है, जिसके माध्यम से रिवर्स डिस्चार्ज लीडर डिस्चार्ज की तुलना में लगभग सौ गुना अधिक गति से ऊपर की ओर बढ़ता है। चैनल के आकार को निर्धारित करना मुश्किल है, लेकिन लीडर डिस्चार्ज का व्यास 1-10 मीटर और रिवर्स डिस्चार्ज का व्यास कई सेंटीमीटर अनुमानित है। लाइटनिंग डिस्चार्ज 30 किलोहर्ट्ज़ से लेकर अल्ट्रा-लो फ़्रीक्वेंसी तक - एक विस्तृत श्रृंखला में रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करके रेडियो हस्तक्षेप पैदा करते हैं। रेडियो तरंगों का सबसे बड़ा विकिरण शायद 5 से 10 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में है। ऐसा कम आवृत्ति वाला रेडियो हस्तक्षेप आयनमंडल की निचली सीमा और पृथ्वी की सतह के बीच अंतरिक्ष में "केंद्रित" है और स्रोत से हजारों किलोमीटर की दूरी तक प्रचार करने में सक्षम है।
वातावरण में परिवर्तन
उल्काओं और उल्कापिंडों का प्रभाव।हालांकि कभी-कभी उल्का वर्षा अपने प्रकाश प्रभाव के साथ एक गहरी छाप छोड़ती है, अलग-अलग उल्काओं को शायद ही कभी देखा जाता है। बहुत अधिक संख्या में अदृश्य उल्काएं हैं, जो इस समय देखने में बहुत छोटी हैं कि वे वायुमंडल द्वारा निगल ली जाती हैं। सबसे छोटे उल्काओं में से कुछ शायद गर्म नहीं होते हैं, लेकिन केवल वातावरण द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। कुछ मिलीमीटर से लेकर एक मिलीमीटर के दस-हजारवें हिस्से तक के आकार वाले इन छोटे कणों को माइक्रोमीटराइट कहा जाता है। प्रतिदिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंडों की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिनमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंड होते हैं। चूँकि उल्का पिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसकी गैस संरचना को विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर दिया जाता है। उदाहरण के लिए, पत्थर के उल्कापिंड लिथियम को वातावरण में लाते हैं। धात्विक उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लोहे-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से होकर गुजरती हैं और पृथ्वी की सतह पर जमा हो जाती हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां बर्फ की चादरें सालों तक लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी उन्हें समुद्र के तल के तलछट में पाते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का कण लगभग 30 दिनों के भीतर जमा हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह ब्रह्मांडीय धूल वर्षा जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि यह जल वाष्प संघनन के नाभिक के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि बड़े उल्का वर्षा के साथ वर्षा सांख्यिकीय रूप से जुड़ी हुई है। हालांकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना ​​​​है कि चूंकि उल्का पिंड का कुल इनपुट सबसे बड़े उल्का बौछार से भी कई गुना अधिक है, इस तरह के एक बौछार के परिणामस्वरूप होने वाली इस सामग्री की कुल मात्रा में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है। हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि सबसे बड़े सूक्ष्म उल्कापिंड और निश्चित रूप से दृश्यमान उल्कापिंड वायुमंडल की उच्च परतों में मुख्य रूप से आयनमंडल में आयनीकरण के लंबे निशान छोड़ते हैं। इस तरह के निशान लंबी दूरी की रेडियो संचार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि वे उच्च आवृत्ति रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्काओं की ऊर्जा मुख्य रूप से और शायद पूरी तरह से इसके ताप पर खर्च की जाती है। यह वातावरण के ताप संतुलन के मामूली घटकों में से एक है।
औद्योगिक मूल के कार्बन डाइऑक्साइड।कार्बोनिफेरस काल में, पृथ्वी पर लकड़ी की वनस्पति व्यापक थी। उस समय पौधों द्वारा अवशोषित अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड कोयला जमा और तेल-असर जमा में जमा हुआ था। लोगों ने ऊर्जा के स्रोत के रूप में इन खनिजों के विशाल भंडार का उपयोग करना सीख लिया है और अब तेजी से कार्बन डाइऑक्साइड को पदार्थों के संचलन में लौटा रहे हैं। जीवाश्म शायद सीए है। 4*10 13 टन कार्बन। पिछली शताब्दी में, मानव जाति ने इतना अधिक जीवाश्म ईंधन जलाया है कि लगभग 4 * 10 11 टन कार्बन फिर से वायुमंडल में प्रवेश कर गया है। वर्तमान में लगभग हैं। 2*10 12 टन कार्बन, और अगले सौ वर्षों में जीवाश्म ईंधन के जलने से यह आंकड़ा दोगुना हो सकता है। हालांकि, सभी कार्बन वायुमंडल में नहीं रहेंगे: इसमें से कुछ समुद्र के पानी में घुल जाएगा, कुछ पौधों द्वारा अवशोषित हो जाएगा, और कुछ चट्टानों के अपक्षय की प्रक्रिया में बंधे रहेंगे। अभी यह अनुमान लगाना संभव नहीं है कि वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कितनी होगी या इसका विश्व की जलवायु पर क्या प्रभाव पड़ेगा। फिर भी, यह माना जाता है कि इसकी सामग्री में किसी भी वृद्धि से वार्मिंग होगी, हालांकि यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है कि कोई भी वार्मिंग जलवायु को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करे। माप के परिणामों के अनुसार, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता काफ़ी धीमी गति से बढ़ रही है। अंटार्कटिका में रॉस आइस शेल्फ पर स्वालबार्ड और लिटिल अमेरिका स्टेशन के लिए जलवायु डेटा लगभग 50 वर्षों की अवधि में औसत वार्षिक तापमान में क्रमशः 5 डिग्री और 2.5 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि दर्शाता है।
ब्रह्मांडीय विकिरण का प्रभाव।जब उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणें वातावरण के अलग-अलग घटकों के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, तो रेडियोधर्मी समस्थानिक बनते हैं। उनमें से, 14C कार्बन आइसोटोप, जो पौधे और जानवरों के ऊतकों में जमा होता है, बाहर खड़ा है। लंबे समय तक पर्यावरण के साथ कार्बन का आदान-प्रदान नहीं करने वाले कार्बनिक पदार्थों की रेडियोधर्मिता को मापकर उनकी आयु निर्धारित की जा सकती है। रेडियोकार्बन पद्धति ने खुद को जीवाश्म जीवों और भौतिक संस्कृति की वस्तुओं के डेटिंग के लिए सबसे विश्वसनीय विधि के रूप में स्थापित किया है, जिसकी आयु 50 हजार वर्ष से अधिक नहीं है। लंबे आधे जीवन वाले अन्य रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग सैकड़ों हजारों साल पुरानी सामग्री के लिए किया जा सकता है यदि रेडियोधर्मिता के अत्यंत निम्न स्तर को मापने की मूलभूत समस्या हल हो जाती है।
(रेडियोकार्बन डेटिंग भी देखें)।
पृथ्वी के वायुमंडल की उत्पत्ति
वायुमंडल के निर्माण का इतिहास अभी तक पूरी तरह से मज़बूती से बहाल नहीं किया गया है। फिर भी, इसकी संरचना में कुछ संभावित परिवर्तनों की पहचान की गई है। पृथ्वी के निर्माण के तुरंत बाद वायुमंडल का निर्माण शुरू हुआ। यह मानने के काफी अच्छे कारण हैं कि प्रा-पृथ्वी के विकास की प्रक्रिया में और इसके आधुनिक आयामों और द्रव्यमान के करीब होने के कारण, यह लगभग पूरी तरह से अपने मूल वातावरण को खो चुका है। ऐसा माना जाता है कि प्रारंभिक अवस्था में पृथ्वी पिघली हुई अवस्था में थी और सीए। 4.5 अरब वर्ष पूर्व इसने एक ठोस पिंड के रूप में आकार लिया। इस मील के पत्थर को भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उस समय से वातावरण का धीमा विकास हुआ है। कुछ भूगर्भीय प्रक्रियाएं, जैसे ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का विस्फोट, पृथ्वी के आंत्र से गैसों के निकलने के साथ हुआ। उनमें संभवतः नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड शामिल थे। सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, जल वाष्प हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो गया, लेकिन जारी ऑक्सीजन ने कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया की। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो जाती है। प्रसार की प्रक्रिया में हाइड्रोजन ऊपर उठ गया और वातावरण छोड़ दिया, जबकि भारी नाइट्रोजन बच नहीं सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, इसका मुख्य घटक बन गया, हालांकि इसमें से कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान बंधे थे। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, गैसों का मिश्रण, संभवतः पृथ्वी के मूल वातावरण में मौजूद, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश किया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थ, विशेष रूप से अमीनो एसिड, का गठन किया गया। नतीजतन, जीवन एक ऐसे वातावरण में उत्पन्न हो सकता है जो आधुनिक से मौलिक रूप से भिन्न हो। आदिम पौधों के आगमन के साथ, मुक्त ऑक्सीजन की रिहाई के साथ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई (फोटोसिंथेसिस भी देखें)। यह गैस, विशेष रूप से ऊपरी वायुमंडल में प्रसार के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जीवन-धमकाने वाले पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण से बचाने लगी। यह अनुमान लगाया गया है कि ऑक्सीजन की आज की मात्रा के 0.00004 जितनी कम मात्रा की उपस्थिति ओजोन की वर्तमान सांद्रता के आधे के साथ एक परत के गठन का कारण बन सकती है, जो फिर भी पराबैंगनी किरणों से बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करती है। यह भी संभावना है कि प्राथमिक वातावरण में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होता है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान इसका उपभोग किया गया था, और पौधे की दुनिया विकसित होने के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी एकाग्रता में कमी आई होगी। चूंकि ग्रीनहाउस प्रभाव वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है, कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इसकी एकाग्रता में उतार-चढ़ाव पृथ्वी के इतिहास में बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है, जैसे हिमयुग। आधुनिक वातावरण में मौजूद हीलियम शायद ज्यादातर यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व अल्फा कणों का उत्सर्जन करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं। चूँकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान कोई विद्युत आवेश निर्मित या नष्ट नहीं होता है, प्रत्येक अल्फा कण के लिए दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। नतीजतन, यह उनके साथ मिलकर तटस्थ हीलियम परमाणुओं का निर्माण करता है। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों की मोटाई में फैले खनिजों में समाहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें जमा हो जाता है, जो बहुत धीरे-धीरे वायुमंडल में वाष्पित होता है। हीलियम की एक निश्चित मात्रा विसरण के कारण बहिर्मंडल में ऊपर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से निरंतर प्रवाह के कारण, वायुमंडल में इस गैस की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। तारों के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर, ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष बहुतायत का अनुमान लगाना संभव है। अंतरिक्ष में नियॉन की सघनता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन - दस मिलियन गुना और क्सीनन - एक लाख गुना। यह इस प्रकार है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो मूल रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद थी और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गई थी, बहुत कम हो गई, शायद उस चरण में भी जब पृथ्वी ने अपना प्राथमिक वातावरण खो दिया। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया में 40Ar आइसोटोप के रूप में बनता है।
ऑप्टिकल घटना
वातावरण में प्रकाशीय परिघटनाओं की विविधता विभिन्न कारणों से है। सबसे आम घटनाओं में बिजली चमकना (ऊपर देखें) और बहुत ही मनोरम उरोरा बोरेलिस और उरोरा बोरेलिस (पोलर लाइट्स भी देखें) शामिल हैं। इसके अलावा, इंद्रधनुष, गैल, पैराहेलियन (झूठा सूरज) और चाप, मुकुट, प्रभामंडल और ब्रोकेन के भूत, मृगतृष्णा, सेंट एल्मो की आग, चमकदार बादल, हरे और गोधूलि किरणें विशेष रुचि रखते हैं। इंद्रधनुष सबसे सुंदर वायुमंडलीय घटना है। आमतौर पर यह एक विशाल आर्च होता है, जिसमें बहुरंगी धारियाँ होती हैं, जब सूर्य आकाश के केवल एक हिस्से को रोशन करता है, और हवा पानी की बूंदों से संतृप्त होती है, उदाहरण के लिए, बारिश के दौरान। बहु-रंगीन चाप एक स्पेक्ट्रम अनुक्रम (लाल, नारंगी, पीला, हरा, सियान, इंडिगो, वायलेट) में व्यवस्थित होते हैं, लेकिन रंग लगभग कभी शुद्ध नहीं होते क्योंकि बैंड ओवरलैप होते हैं। एक नियम के रूप में, इंद्रधनुष की भौतिक विशेषताएं काफी भिन्न होती हैं, और इसलिए वे दिखने में बहुत विविध हैं। उनकी सामान्य विशेषता यह है कि चाप का केंद्र हमेशा सूर्य से पर्यवेक्षक तक खींची गई सीधी रेखा पर स्थित होता है। मुख्य इंद्रधनुष एक चाप है जिसमें सबसे चमकीले रंग होते हैं - बाहर की तरफ लाल और अंदर की तरफ बैंगनी। कभी-कभी केवल एक चाप दिखाई देता है, लेकिन अक्सर मुख्य इंद्रधनुष के बाहर एक द्वितीयक चाप दिखाई देता है। इसमें पहले वाले की तरह चमकीले रंग नहीं हैं, और इसमें लाल और बैंगनी धारियाँ स्थान बदलती हैं: लाल अंदर की तरफ स्थित होता है। मुख्य इंद्रधनुष के गठन को दोहरे अपवर्तन (ऑप्टिक्स भी देखें) और सूर्य के प्रकाश की किरणों के एकल आंतरिक प्रतिबिंब (चित्र 5 देखें) द्वारा समझाया गया है। पानी की एक बूंद (ए) के अंदर प्रवेश करते हुए, प्रकाश की एक किरण अपवर्तित और विघटित हो जाती है, जैसे कि प्रिज्म से गुजरते समय। फिर यह बूंद (बी) की विपरीत सतह पर पहुंचता है, इससे परावर्तित होता है और बूंद को बाहर (सी) से बाहर निकालता है। इस मामले में, प्रकाश की किरण, पर्यवेक्षक तक पहुंचने से पहले, दूसरी बार अपवर्तित होती है। प्रारंभिक सफेद बीम 2 डिग्री के विचलन कोण के साथ विभिन्न रंगों की किरणों में विघटित हो जाती है। जब एक द्वितीयक इन्द्रधनुष बनता है, तो सूर्य की किरणों का दोहरा अपवर्तन और दोहरा परावर्तन होता है (चित्र 6 देखें)। इस मामले में, प्रकाश अपवर्तित होता है, अपने निचले हिस्से (ए) के माध्यम से बूंद के अंदर प्रवेश करता है, और बूंद की आंतरिक सतह से परावर्तित होता है, पहले बिंदु बी पर, फिर बिंदु सी पर। बिंदु डी पर, प्रकाश अपवर्तित होता है , ड्रॉप को प्रेक्षक की ओर छोड़ते हुए।

सूर्योदय और सूर्यास्त के समय, पर्यवेक्षक इंद्रधनुष को आधे वृत्त के बराबर चाप के रूप में देखता है, क्योंकि इंद्रधनुष की धुरी क्षितिज के समानांतर होती है। यदि सूर्य क्षितिज से ऊपर है, तो इंद्रधनुष का चाप आधे वृत्त से कम है। जब सूर्य क्षितिज से 42° ऊपर उठता है, तो इंद्रधनुष गायब हो जाता है। हर जगह, उच्च अक्षांशों को छोड़कर, सूर्य के बहुत अधिक होने पर दोपहर के समय एक इंद्रधनुष दिखाई नहीं दे सकता है। इंद्रधनुष की दूरी का अनुमान लगाना दिलचस्प है। हालांकि ऐसा लगता है कि बहुरंगी चाप एक ही विमान में स्थित है, यह एक भ्रम है। वास्तव में, इंद्रधनुष में बहुत गहराई होती है, और इसे एक खोखले शंकु की सतह के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसके शीर्ष पर पर्यवेक्षक होता है। शंकु की धुरी सूर्य, प्रेक्षक और इंद्रधनुष के केंद्र को जोड़ती है। पर्यवेक्षक इस शंकु की सतह के साथ-साथ दिखता है। दो लोग बिल्कुल एक ही इंद्रधनुष कभी नहीं देख सकते। बेशक, एक ही प्रभाव सामान्य रूप से देखा जा सकता है, लेकिन दो इंद्रधनुष अलग-अलग स्थिति में हैं और अलग-अलग पानी की बूंदों से बनते हैं। जब बारिश या धुंध एक इंद्रधनुष बनाता है, तो इंद्रधनुष के शंकु की सतह को पार करने वाले सभी पानी की बूंदों के संयुक्त प्रभाव से पूर्ण ऑप्टिकल प्रभाव प्राप्त होता है, जो शीर्ष पर पर्यवेक्षक के साथ होता है। प्रत्येक बूंद की भूमिका क्षणभंगुर है। इंद्रधनुष शंकु की सतह में कई परतें होती हैं। जल्दी से उन्हें पार करना और महत्वपूर्ण बिंदुओं की एक श्रृंखला से गुजरना, प्रत्येक बूंद तुरंत सूर्य की किरण को पूरे स्पेक्ट्रम में कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में - लाल से बैंगनी तक विघटित कर देती है। कई बूंदें शंकु की सतह को एक ही तरह से पार करती हैं, जिससे कि इंद्रधनुष पर्यवेक्षक को अपने चाप के साथ और उसके पार दोनों के रूप में निरंतर दिखाई देता है। प्रभामंडल - सूर्य या चंद्रमा की डिस्क के चारों ओर सफेद या इंद्रधनुषी प्रकाश चाप और वृत्त। वे वातावरण में बर्फ या बर्फ के क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के अपवर्तन या प्रतिबिंब के कारण होते हैं। प्रभामंडल बनाने वाले क्रिस्टल एक काल्पनिक शंकु की सतह पर स्थित होते हैं, जिसकी धुरी पर्यवेक्षक (शंकु के ऊपर से) से सूर्य की ओर निर्देशित होती है। कुछ शर्तों के तहत, वातावरण छोटे क्रिस्टल से संतृप्त होता है, जिनमें से कई चेहरे सूर्य, पर्यवेक्षक और इन क्रिस्टल से गुजरने वाले विमान के साथ समकोण बनाते हैं। इस तरह के पहलू 22 ° के विचलन के साथ आने वाली प्रकाश किरणों को दर्शाते हैं, एक प्रभामंडल बनाते हैं जो अंदर से लाल रंग का होता है, लेकिन इसमें स्पेक्ट्रम के सभी रंग भी शामिल हो सकते हैं। कम आम 46 डिग्री के कोणीय त्रिज्या वाला एक प्रभामंडल है, जो 22 डिग्री के प्रभामंडल के आसपास स्थित है। इसके भीतरी भाग में भी लाल रंग का टिंट होता है। इसका कारण प्रकाश का अपवर्तन भी है, जो इस मामले में समकोण बनाने वाले क्रिस्टल चेहरों पर होता है। ऐसे प्रभामंडल की वलय की चौड़ाई 2.5° से अधिक होती है। 46-डिग्री और 22-डिग्री दोनों ही रिंग के ऊपर और नीचे सबसे चमकीले होते हैं। दुर्लभ 90 डिग्री का प्रभामंडल एक हल्का चमकीला, लगभग रंगहीन वलय है जिसका अन्य दो प्रभामंडलों के साथ एक सामान्य केंद्र है। यदि यह रंगीन है, तो रिंग के बाहर इसका लाल रंग है। इस प्रकार के प्रभामंडल की उपस्थिति का तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है (चित्र 7)।

परहेलिया और चाप। पैराहेलिक सर्कल (या नकली सूरज का घेरा) - क्षितिज के समानांतर सूर्य के बीच से गुजरते हुए आंचल बिंदु पर केंद्रित एक सफेद वलय। इसके बनने का कारण बर्फ के क्रिस्टल की सतहों के किनारों से सूर्य के प्रकाश का परावर्तन है। यदि क्रिस्टल पर्याप्त रूप से समान रूप से हवा में वितरित किए जाते हैं, तो एक पूर्ण चक्र दिखाई देता है। परहेलिया, या झूठे सूरज, सूर्य के समान चमकीले चमकदार धब्बे होते हैं, जो प्रभामंडल के साथ पैराहेलिक सर्कल के चौराहे के बिंदु पर बनते हैं, जिसमें 22°, 46° और 90° की कोणीय त्रिज्या होती है। 22 डिग्री के प्रभामंडल के साथ चौराहे पर सबसे अधिक बार बनने वाला और चमकीला पैराहेलियन बनता है, जो आमतौर पर इंद्रधनुष के लगभग सभी रंगों में रंगा होता है। चौराहों पर 46- और 90-डिग्री हेलो के साथ झूठा सूरज बहुत कम बार देखा जाता है। पारहेलिया जो 90 डिग्री के घेरे वाले चौराहों पर होते हैं, उन्हें परांथेलिया या झूठे काउंटरसन कहा जाता है। कभी-कभी एक एंटीलियम (प्रति-सूर्य) भी दिखाई देता है - सूर्य के ठीक विपरीत पैराहेलियन रिंग पर स्थित एक चमकीला स्थान। यह माना जाता है कि इस घटना का कारण सूर्य के प्रकाश का दोहरा आंतरिक प्रतिबिंब है। परावर्तित किरण आपतित किरण के समान पथ का अनुसरण करती है, लेकिन विपरीत दिशा में। परिधि चाप, जिसे कभी-कभी गलत तरीके से 46-डिग्री प्रभामंडल के ऊपरी स्पर्शरेखा चाप के रूप में संदर्भित किया जाता है, 90° या उससे कम का एक चाप है जो चरम बिंदु पर केंद्रित होता है और सूर्य से लगभग 46° ऊपर होता है। यह शायद ही कभी दिखाई देता है और केवल कुछ मिनटों के लिए, इसमें चमकीले रंग होते हैं, और लाल रंग चाप के बाहरी हिस्से तक ही सीमित होता है। परिधि चाप अपने रंग, चमक और स्पष्ट रूपरेखा के लिए उल्लेखनीय है। हेलो प्रकार का एक और जिज्ञासु और बहुत दुर्लभ ऑप्टिकल प्रभाव लोविट्ज़ आर्क है। वे 22 डिग्री के प्रभामंडल के साथ चौराहे पर परहेलिया की निरंतरता के रूप में उत्पन्न होते हैं, प्रभामंडल के बाहरी हिस्से से गुजरते हैं और सूर्य की ओर थोड़ा अवतल होते हैं। श्वेत प्रकाश के स्तंभ, साथ ही साथ विभिन्न क्रॉस, कभी-कभी सुबह या शाम को देखे जाते हैं, विशेष रूप से ध्रुवीय क्षेत्रों में, और सूर्य और चंद्रमा दोनों के साथ हो सकते हैं। कभी-कभी, चंद्र प्रभामंडल और ऊपर वर्णित के समान अन्य प्रभाव देखे जाते हैं, जिसमें सबसे आम चंद्र प्रभामंडल (चंद्रमा के चारों ओर वलय) 22° का कोणीय त्रिज्या होता है। झूठे सूरज की तरह झूठे चांद भी पैदा हो सकते हैं। मुकुट, या मुकुट, सूर्य, चंद्रमा या अन्य चमकदार वस्तुओं के चारों ओर छोटे गाढ़े रंग के छल्ले होते हैं जो समय-समय पर देखे जाते हैं जब प्रकाश स्रोत पारभासी बादलों के पीछे होता है। कोरोना त्रिज्या प्रभामंडल त्रिज्या से छोटा है और लगभग है। 1-5°, नीला या बैंगनी वलय सूर्य के सबसे निकट होता है। एक कोरोना तब बनता है जब पानी की छोटी पानी की बूंदों से प्रकाश बिखरता है जो एक बादल बनाता है। कभी-कभी मुकुट सूर्य (या चंद्रमा) के चारों ओर एक चमकदार स्थान (या प्रभामंडल) जैसा दिखता है, जो एक लाल रंग की अंगूठी के साथ समाप्त होता है। अन्य मामलों में, बड़े व्यास के कम से कम दो गाढ़ा छल्ले, बहुत कमजोर रंग के, प्रभामंडल के बाहर दिखाई देते हैं। यह घटना इंद्रधनुषी बादलों के साथ है। कभी-कभी बहुत ऊँचे बादलों के किनारों को चमकीले रंगों में रंगा जाता है।
ग्लोरिया (हेलोस)।विशेष परिस्थितियों में, असामान्य वायुमंडलीय घटनाएं घटित होती हैं। यदि सूर्य पर्यवेक्षक के पीछे है, और उसकी छाया पास के बादलों या कोहरे के पर्दे पर प्रक्षेपित होती है, तो किसी व्यक्ति के सिर की छाया के चारों ओर वातावरण की एक निश्चित स्थिति के तहत, आप एक रंगीन चमकदार चक्र - एक प्रभामंडल देख सकते हैं। आमतौर पर घास के लॉन पर ओस की बूंदों द्वारा प्रकाश के परावर्तन के कारण ऐसा प्रभामंडल बनता है। ग्लोरिया भी उस छाया के आसपास पाए जाने के लिए काफी सामान्य हैं जो विमान अंतर्निहित बादलों पर डालता है।
ब्रोकन के भूत।ग्लोब के कुछ क्षेत्रों में, जब सूर्योदय या सूर्यास्त के समय एक पहाड़ी पर एक पर्यवेक्षक की छाया उसके पीछे थोड़ी दूरी पर स्थित बादलों पर पड़ती है, तो एक आश्चर्यजनक प्रभाव सामने आता है: छाया विशाल आयाम प्राप्त कर लेती है। यह कोहरे में पानी की छोटी बूंदों द्वारा प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के कारण होता है। जर्मनी में हर्ज़ पहाड़ों में चोटी के बाद वर्णित घटना को "ब्रोकन का भूत" कहा जाता है।
मरीचिका- विभिन्न घनत्वों की हवा की परतों से गुजरने पर प्रकाश के अपवर्तन के कारण होने वाला एक ऑप्टिकल प्रभाव और एक आभासी छवि के रूप में व्यक्त किया जाता है। इस मामले में, दूर की वस्तुएं अपनी वास्तविक स्थिति के सापेक्ष ऊपर या नीचे हो सकती हैं, और विकृत भी हो सकती हैं और अनियमित, शानदार आकार प्राप्त कर सकती हैं। मृगतृष्णा अक्सर गर्म जलवायु में देखी जाती है, जैसे रेतीले मैदानों पर। हीन मृगतृष्णा आम है, जब दूर, लगभग सपाट रेगिस्तानी सतह खुले पानी का रूप धारण कर लेती है, खासकर जब थोड़ी ऊंचाई से या गर्म हवा की एक परत के ऊपर से देखा जाता है। इसी तरह का भ्रम आमतौर पर एक गर्म पक्की सड़क पर होता है जो दूर पानी की सतह की तरह दिखता है। वास्तव में यह सतह आकाश का प्रतिबिम्ब है। आंख के स्तर के नीचे, वस्तुएं, आमतौर पर उल्टा, इस "पानी" में दिखाई दे सकती हैं। एक "एयर पफ केक" गर्म भूमि की सतह के ऊपर बनता है, और पृथ्वी के सबसे करीब की परत सबसे अधिक गर्म और इतनी दुर्लभ होती है कि इससे गुजरने वाली प्रकाश तरंगें विकृत हो जाती हैं, क्योंकि उनके प्रसार की गति माध्यम के घनत्व के आधार पर भिन्न होती है। सुपीरियर मृगतृष्णा कम आम हैं और निम्न मृगतृष्णाओं की तुलना में अधिक सुंदर हैं। दूर की वस्तुएं (अक्सर समुद्र क्षितिज के नीचे) आकाश में उलटी दिखाई देती हैं, और कभी-कभी उसी वस्तु की सीधी छवि भी ऊपर दिखाई देती है। यह घटना ठंडे क्षेत्रों के लिए विशिष्ट है, खासकर जब एक महत्वपूर्ण तापमान उलटा होता है, जब हवा की एक गर्म परत ठंडी परत के ऊपर होती है। यह ऑप्टिकल प्रभाव गैर-समान घनत्व के साथ हवा की परतों में प्रकाश तरंगों के सामने के प्रसार के जटिल पैटर्न के परिणामस्वरूप प्रकट होता है। विशेष रूप से ध्रुवीय क्षेत्रों में समय-समय पर बहुत ही असामान्य मृगतृष्णा होती है। जब भूमि पर मृगतृष्णा होती है, तो पेड़ और अन्य परिदृश्य घटक उलटे होते हैं। सभी मामलों में, ऊपरी मृगतृष्णा में वस्तुएं नीचे वाले की तुलना में अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं। जब दो वायुराशियों की सीमा एक ऊर्ध्वाधर समतल होती है, तो कभी-कभी पार्श्व मृगतृष्णा देखी जाती है।
सेंट एल्मो की आग।वातावरण में कुछ ऑप्टिकल घटनाएं (उदाहरण के लिए, चमक और सबसे आम मौसम संबंधी घटना - बिजली) प्रकृति में विद्युत हैं। सेंट एल्मो की आग बहुत कम आम हैं - चमकीले हल्के नीले या बैंगनी ब्रश 30 सेमी से 1 मीटर या उससे अधिक लंबाई में, आमतौर पर मस्तूल के शीर्ष पर या समुद्र में जहाजों के यार्ड के छोर पर। कभी-कभी ऐसा लगता है कि जहाज की पूरी हेराफेरी फास्फोरस से ढकी हुई है और चमकती है। एल्मो की आग कभी-कभी पहाड़ की चोटियों के साथ-साथ ऊंची इमारतों के मीनारों और नुकीले कोनों पर भी दिखाई देती है। यह घटना विद्युत कंडक्टरों के सिरों पर ब्रश इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज है, जब उनके आसपास के वातावरण में विद्युत क्षेत्र की ताकत बहुत बढ़ जाती है। विल-ओ-द-विस्प्स एक हल्के नीले या हरे रंग की चमक है जो कभी-कभी दलदलों, कब्रिस्तानों और क्रिप्ट्स में देखी जाती है। वे अक्सर एक शांत जलती हुई, गैर-तापमान, मोमबत्ती की लौ के रूप में दिखाई देते हैं जो जमीन से लगभग 30 सेंटीमीटर ऊपर उठती है, एक पल के लिए वस्तु पर मंडराती है। प्रकाश पूरी तरह से मायावी प्रतीत होता है और जैसे-जैसे पर्यवेक्षक पास आता है, ऐसा लगता है कि वह दूसरी जगह चला गया है। इस घटना का कारण कार्बनिक अवशेषों का अपघटन और स्वैम्प गैस मीथेन (CH4) या फॉस्फीन (PH3) का सहज दहन है। भटकती रोशनी का एक अलग आकार होता है, कभी-कभी गोलाकार भी। हरी किरण - उस समय पन्ना हरी धूप की एक चमक जब सूर्य की अंतिम किरण क्षितिज के नीचे गायब हो जाती है। सूर्य के प्रकाश का लाल घटक पहले गायब हो जाता है, अन्य सभी क्रम में चलते हैं, और पन्ना हरा सबसे अंत में रहता है। यह घटना तभी होती है जब सौर डिस्क का केवल किनारा ही क्षितिज के ऊपर रहता है, अन्यथा रंगों का मिश्रण होता है। गोधूलि किरणें सूर्य के प्रकाश की किरणों को मोड़ रही हैं जो उच्च वातावरण में धूल को रोशन करने पर दिखाई देती हैं। बादलों की परछाइयाँ काली धारियाँ बनाती हैं, और किरणें उनके बीच फैलती हैं। यह प्रभाव तब होता है जब भोर से पहले या सूर्यास्त के बाद सूर्य क्षितिज पर नीचा होता है।

हमारे चारों ओर की दुनिया तीन अलग-अलग हिस्सों से बनी है: पृथ्वी, पानी और हवा। उनमें से प्रत्येक अपने तरीके से अद्वितीय और दिलचस्प है। अब हम उनमें से आखिरी के बारे में ही बात करेंगे। वायुमंडल क्या है? यह कैसे घटित हुआ? यह किससे बना है और इसे किन भागों में बांटा गया है? ये सभी सवाल बेहद दिलचस्प हैं।

बहुत नाम "वातावरण" ग्रीक मूल के दो शब्दों से बना है, जिसका रूसी में अनुवाद किया गया है जिसका अर्थ है "भाप" और "गेंद"। और यदि आप सटीक परिभाषा को देखते हैं, तो आप निम्नलिखित पढ़ सकते हैं: "वायुमंडल पृथ्वी ग्रह का वायु खोल है, जो बाहरी अंतरिक्ष में इसके साथ भागता है।" यह ग्रह पर होने वाली भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के समानांतर विकसित हुआ। और आज सजीवों में होने वाली सभी प्रक्रियाएं इसी पर निर्भर करती हैं। वायुमंडल के बिना, ग्रह चंद्रमा की तरह निर्जीव रेगिस्तान बन जाएगा।

इसमें क्या शामिल होता है?

वातावरण क्या है और इसमें कौन से तत्व शामिल हैं, इस सवाल में लोगों की दिलचस्पी लंबे समय से है। इस खोल के मुख्य घटक 1774 में पहले से ही ज्ञात थे। वे एंटोनी लेवोइसियर द्वारा स्थापित किए गए थे। उन्होंने पाया कि वायुमंडल की संरचना ज्यादातर नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बनी है। समय के साथ, इसके घटकों को परिष्कृत किया गया है। और अब हम जानते हैं कि इसमें और भी बहुत सी गैसें हैं, साथ ही पानी और धूल भी।

आइए अधिक विस्तार से विचार करें कि इसकी सतह के पास पृथ्वी का वातावरण क्या है। सबसे आम गैस नाइट्रोजन है। इसमें 78 प्रतिशत से थोड़ा अधिक है। लेकिन इतनी बड़ी मात्रा के बावजूद हवा में नाइट्रोजन व्यावहारिक रूप से सक्रिय नहीं है।

अगला सबसे बड़ा और सबसे महत्वपूर्ण तत्व ऑक्सीजन है। इस गैस में लगभग 21% होता है, और यह बहुत उच्च गतिविधि दिखाता है। इसका विशिष्ट कार्य मृत कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करना है, जो इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप विघटित हो जाता है।

कम लेकिन महत्वपूर्ण गैसें

तीसरी गैस जो वायुमंडल का हिस्सा है वह आर्गन है। यह एक प्रतिशत से थोड़ा कम है। इसके बाद नियोन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन के साथ हीलियम, हाइड्रोजन के साथ क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन और यहां तक ​​कि अमोनिया भी है। लेकिन वे इतने कम समाहित हैं कि ऐसे घटकों का प्रतिशत सौवें, हज़ारवें और मिलियनवें के बराबर है। इनमें से, केवल कार्बन डाइऑक्साइड एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि यह वह निर्माण सामग्री है जिसकी पौधों को प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यकता होती है। इसका अन्य महत्वपूर्ण कार्य विकिरण को दूर रखना और सूर्य की गर्मी का हिस्सा अवशोषित करना है।

एक अन्य दुर्लभ लेकिन महत्वपूर्ण गैस, ओजोन, सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण को फँसाने के लिए मौजूद है। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, ग्रह पर सभी जीवन मज़बूती से संरक्षित हैं। दूसरी ओर, ओजोन समताप मंडल के तापमान को प्रभावित करता है। इस तथ्य के कारण कि यह इस विकिरण को अवशोषित करता है, हवा गर्म होती है।

निरंतर मिश्रण द्वारा वातावरण की मात्रात्मक संरचना की स्थिरता को बनाए रखा जाता है। इसकी परतें क्षैतिज और लंबवत दोनों तरह से चलती हैं। इसलिए, दुनिया में कहीं भी पर्याप्त ऑक्सीजन है और कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता नहीं है।

हवा में और क्या है?

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वायु क्षेत्र में भाप और धूल का पता लगाया जा सकता है। उत्तरार्द्ध में पराग और मिट्टी के कण होते हैं, शहर में वे निकास गैसों से कण उत्सर्जन की अशुद्धियों से जुड़ जाते हैं।

लेकिन वातावरण में बहुत पानी है। कुछ शर्तों के तहत, यह संघनित होता है और बादल और कोहरा दिखाई देता है। वास्तव में, यह एक ही बात है, केवल पहले वाले पृथ्वी की सतह से ऊपर दिखाई देते हैं, और आखिरी वाले इसके साथ फैलते हैं। बादल कई प्रकार के आकार ग्रहण करते हैं। यह प्रक्रिया पृथ्वी के ऊपर की ऊंचाई पर निर्भर करती है।

यदि वे भूमि से 2 किमी ऊपर बनते हैं, तो उन्हें स्तरित कहा जाता है। उन्हीं से बारिश जमीन पर गिरती है या बर्फ गिरती है। क्यूम्यलस बादल उनके ऊपर 8 किमी की ऊँचाई तक बनते हैं। वे हमेशा सबसे सुंदर और सुरम्य होते हैं। यह वे हैं जिनकी जांच की जाती है और आश्चर्य होता है कि वे क्या दिखते हैं। यदि अगले 10 किमी में ऐसी संरचनाएँ दिखाई देती हैं, तो वे बहुत हल्की और हवादार होंगी। इनका नाम सिरस है।

वायुमंडल की परतें क्या हैं?

हालांकि उनका तापमान एक दूसरे से बहुत अलग है, यह कहना बहुत मुश्किल है कि किस विशेष ऊंचाई पर एक परत शुरू होती है और दूसरी समाप्त होती है। यह विभाजन बहुत सशर्त है और अनुमानित है। हालाँकि, वायुमंडल की परतें अभी भी मौजूद हैं और अपना कार्य करती हैं।

वायुमण्डल के सबसे निचले भाग को क्षोभमंडल कहते हैं। ध्रुवों से भूमध्य रेखा की ओर 8 से 18 किमी तक जाने पर इसकी मोटाई बढ़ जाती है। यह वायुमंडल का सबसे गर्म हिस्सा है, क्योंकि इसमें मौजूद हवा पृथ्वी की सतह से गर्म होती है। अधिकांश जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित होता है, इसलिए इसमें बादल बनते हैं, वर्षा होती है, गरजती है और हवाएँ चलती हैं।

अगली परत लगभग 40 किमी मोटी है और इसे समताप मंडल कहा जाता है। यदि प्रेक्षक हवा के इस भाग की ओर जाए तो वह पाएगा कि आकाश बैंगनी हो गया है। यह पदार्थ के कम घनत्व के कारण है, जो व्यावहारिक रूप से सूर्य की किरणों को बिखेरता नहीं है। इसी परत में जेट विमान उड़ते हैं। उनके लिए, सभी खुले स्थान खुले हैं, क्योंकि व्यावहारिक रूप से बादल नहीं हैं। समताप मंडल के अंदर एक परत होती है जिसमें बड़ी मात्रा में ओजोन होती है।

इसके बाद स्ट्रैटोपॉज और मेसोस्फीयर आता है। उत्तरार्द्ध की मोटाई लगभग 30 किमी है। यह वायु घनत्व और तापमान में तेज कमी की विशेषता है। देखने वाले को आकाश काला दिखाई देता है। यहां आप दिन में भी तारे देख सकते हैं।

बहुत कम या बिना हवा वाली परतें

वायुमंडल की संरचना थर्मोस्फीयर नामक परत के साथ जारी रहती है - अन्य सभी में सबसे लंबी, इसकी मोटाई 400 किमी तक पहुंचती है। यह परत एक विशाल तापमान की विशेषता है, जो 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती है।

पिछले दो क्षेत्रों को अक्सर एक में जोड़ दिया जाता है और इसे आयनमंडल कहा जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि उनमें आयनों की रिहाई के साथ प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह ये परतें हैं जो आपको उत्तरी रोशनी जैसी प्राकृतिक घटना का निरीक्षण करने की अनुमति देती हैं।

पृथ्वी से अगले 50 किमी एक्सोस्फीयर के लिए आरक्षित हैं। यह वायुमंडल का बाहरी आवरण है। इसमें वायु के कण अंतरिक्ष में बिखर जाते हैं। मौसम संबंधी उपग्रह आमतौर पर इसी परत में चलते हैं।

पृथ्वी का वातावरण एक मैग्नेटोस्फीयर के साथ समाप्त होता है। वह वह थी जिसने ग्रह के अधिकांश कृत्रिम उपग्रहों को आश्रय दिया था।

इतना सब कुछ कह देने के बाद इस बात पर कोई सवाल नहीं उठना चाहिए कि माहौल कैसा है। यदि इसकी आवश्यकता के बारे में संदेह हैं, तो उन्हें दूर करना आसान है।

वायुमंडल का मूल्य

वायुमंडल का मुख्य कार्य ग्रह की सतह को दिन के दौरान अत्यधिक गरम होने और रात में अत्यधिक ठंडक से बचाना है। इस खोल का अगला महत्व, जिस पर कोई विवाद नहीं होगा, सभी जीवित प्राणियों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करना है। इसके बिना उनका दम घुटने लगता।

अधिकांश उल्कापिंड ऊपरी परतों में जल जाते हैं, पृथ्वी की सतह तक कभी नहीं पहुँचते। और लोग उड़ती हुई रोशनी की प्रशंसा कर सकते हैं, उन्हें गलती से तारे टूटते हुए देख सकते हैं। वायुमंडल के बिना, पूरी पृथ्वी गड्ढों से अटी पड़ी होगी। और सौर विकिरण से सुरक्षा के बारे में पहले ही ऊपर उल्लेख किया जा चुका है।

एक व्यक्ति वातावरण को कैसे प्रभावित करता है?

बहुत नकारात्मक। यह लोगों की बढ़ती गतिविधियों के कारण है। सभी नकारात्मक पहलुओं का मुख्य हिस्सा उद्योग और परिवहन पर पड़ता है। वैसे, यह ऐसी कारें हैं जो वायुमंडल में प्रवेश करने वाले सभी प्रदूषकों का लगभग 60% उत्सर्जित करती हैं। शेष चालीस को ऊर्जा और उद्योग के साथ-साथ कचरे के विनाश के लिए उद्योगों के बीच विभाजित किया गया है।

हर दिन हवा की संरचना को फिर से भरने वाले हानिकारक पदार्थों की सूची बहुत लंबी है। वायुमंडल में परिवहन के कारण हैं: नाइट्रोजन और सल्फर, कार्बन, नीला और कालिख, साथ ही एक मजबूत कार्सिनोजेन जो त्वचा कैंसर का कारण बनता है - बेंजोपाइरीन।

उद्योग निम्नलिखित रासायनिक तत्वों के लिए खाता है: सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और फिनोल, क्लोरीन और फ्लोरीन। यदि प्रक्रिया जारी रही, तो जल्द ही सवालों के जवाब मिल जाएंगे: “माहौल क्या है? इसमें क्या शामिल होता है? बिल्कुल अलग होगा।

समताप मंडल हमारे ग्रह के वायु खोल की ऊपरी परतों में से एक है। यह जमीन से करीब 11 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है। यात्री विमान अब यहाँ नहीं उड़ते और बादल कभी कभार ही बनते हैं। ओजोन समताप मंडल में स्थित है - एक पतला खोल जो ग्रह को हानिकारक पराबैंगनी विकिरण के प्रवेश से बचाता है।

ग्रह का वायु खोल

वायुमंडल पृथ्वी का गैसीय खोल है, जो जलमंडल की आंतरिक सतह और पृथ्वी की पपड़ी से सटा हुआ है। इसकी बाहरी सीमा धीरे-धीरे बाह्य अंतरिक्ष में गुजरती है। वायुमंडल की संरचना में गैसें शामिल हैं: नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, और इसी तरह, साथ ही साथ धूल, पानी की बूंदों, बर्फ के क्रिस्टल, दहन उत्पादों के रूप में अशुद्धियाँ। वायु खोल के मुख्य तत्वों का अनुपात स्थिर रखा जाता है। अपवाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं - वातावरण में उनकी मात्रा अक्सर बदलती रहती है।

गैसीय लिफाफे की परतें

वातावरण को कई परतों में विभाजित किया गया है, जो एक के ऊपर एक स्थित हैं और रचना में विशेषताएं हैं:

सीमा परत - सीधे ग्रह की सतह से सटे, 1-2 किमी की ऊँचाई तक फैली हुई;

क्षोभमंडल दूसरी परत है, बाहरी सीमा औसतन 11 किमी की ऊँचाई पर स्थित है, वायुमंडल का लगभग सारा जलवाष्प यहाँ केंद्रित है, बादल बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात उत्पन्न होते हैं, ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान बढ़ता है;

ट्रोपोपॉज़ - संक्रमणकालीन परत, तापमान में कमी की समाप्ति की विशेषता;

समताप मंडल एक परत है जो 50 किमी की ऊँचाई तक फैली हुई है और इसे तीन क्षेत्रों में विभाजित किया गया है: 11 से 25 किमी तक तापमान में थोड़ा परिवर्तन होता है, 25 से 40 तक - तापमान में वृद्धि होती है, 40 से 50 तक - तापमान स्थिर रहता है ( स्ट्रैटोपॉज़);

मेसोस्फीयर 80-90 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है;

थर्मोस्फीयर समुद्र तल से 700-800 किमी ऊपर पहुँचता है, यहाँ 100 किमी की ऊँचाई पर कर्मन रेखा है, जिसे पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में लिया जाता है;

एक्सोस्फीयर को स्कैटर ज़ोन भी कहा जाता है, यहाँ यह पदार्थ के कणों को बहुत अधिक खो देता है, और वे अंतरिक्ष में उड़ जाते हैं।

समताप मंडल में तापमान परिवर्तन

तो, समताप मंडल ग्रह के गैसीय खोल का हिस्सा है जो क्षोभमंडल का अनुसरण करता है। यहाँ, हवा का तापमान, जो पूरे ट्रोपोपॉज़ में स्थिर रहता है, बदलना शुरू हो जाता है। समताप मंडल की ऊंचाई लगभग 40 किमी है। निचली सीमा समुद्र तल से 11 किमी ऊपर है। इस निशान से शुरू होकर तापमान में मामूली बदलाव आता है। 25 किमी की ऊँचाई पर, ताप सूचकांक धीरे-धीरे बढ़ने लगता है। समुद्र तल से 40 किमी ऊपर तापमान -56.5º से +0.8ºС तक बढ़ जाता है। इसके अलावा, यह 50-55 किमी की ऊंचाई तक शून्य डिग्री के करीब रहता है। 40 से 55 किलोमीटर के बीच के क्षेत्र को स्ट्रैटोपॉज कहा जाता है, क्योंकि यहां का तापमान नहीं बदलता है। यह समताप मंडल से मेसोस्फीयर तक एक संक्रमण क्षेत्र है।

समताप मंडल की विशेषताएं

पृथ्वी के समताप मंडल में पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 20% भाग होता है। यहां की हवा इतनी दुर्लभ है कि किसी व्यक्ति के लिए विशेष स्पेससूट के बिना रहना असंभव है। यह तथ्य एक कारण है कि समताप मंडल में उड़ानें अपेक्षाकृत हाल ही में शुरू की गईं।

11-50 किमी की ऊंचाई पर ग्रह के गैसीय आवरण की एक अन्य विशेषता जल वाष्प की बहुत कम मात्रा है। इस कारण से, समताप मंडल में बादल लगभग कभी नहीं बनते हैं। उनके लिए बस कोई निर्माण सामग्री नहीं है। हालांकि, समुद्र तल से 20-30 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित मदर-ऑफ-पर्ल बादलों का निरीक्षण करना संभव नहीं है, जो समताप मंडल (फोटो नीचे प्रस्तुत किया गया है) को "सजाते" हैं। पतली, मानो अंदर से चमकदार संरचनाओं को सूर्यास्त के बाद या सूर्योदय से पहले देखा जा सकता है। मोती के बादलों का आकार सिरस या सिरोक्यूम्यलस के समान होता है।

पृथ्वी की ओजोन परत

समताप मंडल की मुख्य विशिष्ट विशेषता पूरे वातावरण में ओजोन की अधिकतम सांद्रता है। यह सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में बनता है और ग्रह पर सभी जीवन को उनके विनाशकारी विकिरण से बचाता है। पृथ्वी की ओजोन परत समुद्र तल से 20-25 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। O3 अणु पूरे समताप मंडल में वितरित हैं और यहां तक ​​कि ग्रह की सतह के पास भी मौजूद हैं, लेकिन उनकी उच्चतम सांद्रता इस स्तर पर देखी जाती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पृथ्वी की ओजोन परत केवल 3-4 मिमी है। यह इसकी मोटाई होगी यदि इस गैस के कणों को सामान्य दबाव की स्थिति में रखा जाए, उदाहरण के लिए, ग्रह की सतह के पास। ओजोन दो परमाणुओं में पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के तहत एक ऑक्सीजन अणु के टूटने के परिणामस्वरूप बनता है। उनमें से एक "पूर्ण विकसित" अणु के साथ जुड़ता है और ओजोन बनता है - ओ 3।

खतरनाक रक्षक

इस प्रकार, आज समताप मंडल पिछली शताब्दी की शुरुआत की तुलना में वायुमंडल की अधिक खोजी गई परत है। हालाँकि, ओजोन परत का भविष्य, जिसके बिना पृथ्वी पर जीवन उत्पन्न नहीं होता, अभी भी बहुत स्पष्ट नहीं है। जबकि देश फ्रीऑन के उत्पादन को कम कर रहे हैं, कुछ वैज्ञानिकों का कहना है कि इससे बहुत अधिक लाभ नहीं होगा, कम से कम इतनी गति से, जबकि अन्य का कहना है कि यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है, क्योंकि अधिकांश हानिकारक पदार्थ प्राकृतिक रूप से बनते हैं। कौन सही है, समय बताएगा।