बच्चों के लिए ज्वरनाशक दवाएं बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित की जाती हैं। लेकिन बुखार के साथ आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएँ सबसे सुरक्षित हैं?
पृथ्वी के निर्माण के साथ ही वायुमंडल का निर्माण शुरू हुआ। ग्रह के विकास के दौरान और जैसे-जैसे इसके पैरामीटर करीब आते हैं आधुनिक अर्थइसकी रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों में मौलिक रूप से गुणात्मक परिवर्तन हुए। विकासवादी मॉडल के अनुसार, प्रारंभिक अवस्था में पृथ्वी पिघली हुई अवस्था में थी और लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले एक ठोस पिंड के रूप में बनी थी। इस मील के पत्थर को भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उसी समय से वायुमंडल का धीमी गति से विकास शुरू हुआ। कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का बाहर निकलना) पृथ्वी के आंत्र से गैसों की रिहाई के साथ थीं। उनमें नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, सीओ ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 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 प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाया। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। प्रसार की प्रक्रिया में हाइड्रोजन ऊपर उठा और वायुमंडल से बाहर चला गया, और भारी नाइट्रोजन वाष्पित नहीं हो सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, मुख्य घटक बन गया, हालांकि परिणामस्वरूप इसका कुछ भाग अणुओं में बंध गया। रासायनिक प्रतिक्रिएं (सेमी. वायुमंडल का रसायन शास्त्र)। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, पृथ्वी के मूल वायुमंडल में मौजूद गैसों का मिश्रण रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर गया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थों, विशेष रूप से अमीनो एसिड का निर्माण हुआ। आदिम पौधों के आगमन के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई। यह गैस, विशेषकर वायुमंडल की ऊपरी परतों में फैलने के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जीवन-घातक पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण से बचाने लगी। सैद्धांतिक अनुमानों के अनुसार, अब की तुलना में 25,000 गुना कम ऑक्सीजन सामग्री, अब की तुलना में केवल आधी सांद्रता के साथ ओजोन परत के निर्माण का कारण बन सकती है। हालाँकि, यह पहले से ही पराबैंगनी किरणों के विनाशकारी प्रभावों से जीवों की बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।
यह संभावना है कि प्राथमिक वातावरण में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड थी। इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के दौरान किया गया था, और पौधे की दुनिया के विकास के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी सांद्रता कम हो गई होगी। क्योंकि ग्रीनहाउस प्रभाववायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से संबंधित, इसकी सांद्रता में उतार-चढ़ाव पृथ्वी के इतिहास में इतने बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है। हिम युगों.
आधुनिक वायुमंडल में मौजूद हीलियम अधिकतर यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व कण उत्सर्जित करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं। चूँकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान विद्युत आवेश न तो बनता है और न ही नष्ट होता है, प्रत्येक ए-कण के निर्माण के साथ दो इलेक्ट्रॉन प्रकट होते हैं, जो ए-कणों के साथ पुनः संयोजित होकर तटस्थ हीलियम परमाणु बनाते हैं। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों में बिखरे हुए खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें बना रहता है, जो बहुत धीरे-धीरे वायुमंडल में निकल जाता है। हीलियम की एक निश्चित मात्रा विसरण के कारण बाह्यमंडल में ऊपर की ओर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से निरंतर प्रवाह के कारण वायुमंडल में इस गैस की मात्रा लगभग अपरिवर्तित रहती है। तारों के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर, ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष प्रचुरता का अनुमान लगाना संभव है। अंतरिक्ष में नियॉन की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन - दस मिलियन गुना, और क्सीनन - एक लाख गुना। इससे पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो स्पष्ट रूप से शुरू में पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद थी और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गई थी, बहुत कम हो गई, शायद पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल के नुकसान के चरण में भी। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि 40 Ar आइसोटोप के रूप में यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनता है।
बैरोमीटर का दबाव वितरण.
वायुमंडलीय गैसों का कुल वजन लगभग 4.5 · 10 15 टन है। इस प्रकार, प्रति इकाई क्षेत्र में वायुमंडल का "वजन", या समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव, लगभग 11 टी/एम 2 = 1.1 किग्रा/सेमी 2 है। पी 0 = 1033.23 ग्राम/सेमी 2 = 1013.250 एमबार = 760 मिमी एचजी के बराबर दबाव। कला। = 1 एटीएम, मानक औसत वायुमंडलीय दबाव के रूप में लिया गया। हाइड्रोस्टैटिक संतुलन की स्थिति में वायुमंडल के लिए हमारे पास है: डी पी= -आरजीडी एच, इसका मतलब है कि ऊंचाई के अंतराल में से एचपहले एच+डी एचघटित होना वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन के बीच समानता d पीऔर इकाई क्षेत्र, घनत्व आर और मोटाई डी के साथ वायुमंडल के संबंधित तत्व का वजन एच।दबाव के बीच एक रिश्ते के रूप में आरऔर तापमान टीघनत्व r के साथ एक आदर्श गैस की स्थिति का समीकरण, जो पृथ्वी के वायुमंडल पर काफी लागू होता है, का उपयोग किया जाता है: पी= आर आर टी/m, जहां m आणविक भार है, और R = 8.3 J/(K mol) सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है। फिर डी लॉग करें पी= – (एम जी/आरटी)डी एच= – बी.डी एच=-डी एच/एच, जहां दबाव प्रवणता लघुगणकीय पैमाने पर है। इसके व्युत्क्रम मान H को वायुमंडलीय ऊँचाई पैमाना कहा जाता है।
इज़ोटेर्माल वातावरण के लिए इस समीकरण को एकीकृत करते समय ( टी= स्थिरांक) या इसके भाग के लिए जहां ऐसा सन्निकटन अनुमेय है, ऊंचाई के साथ दबाव वितरण का बैरोमीटर का नियम प्राप्त होता है: पी = पी 0 क्स्प(- एच/एच 0), जहां ऊंचाई का संदर्भ है एचसमुद्र तल से उत्पादित, जहां मानक माध्य दबाव है पी 0 . अभिव्यक्ति एच 0 = आर टी/ मिलीग्राम, को ऊंचाई पैमाना कहा जाता है, जो वायुमंडल की सीमा को दर्शाता है, बशर्ते कि इसमें तापमान हर जगह समान हो (आइसोथर्मल वातावरण)। यदि वातावरण इज़ोटेर्मल नहीं है, तो एकीकरण को ऊंचाई और पैरामीटर के साथ तापमान में परिवर्तन को ध्यान में रखना चाहिए एन- वायुमंडलीय परतों की कुछ स्थानीय विशेषताएं, उनके तापमान और पर्यावरण के गुणों पर निर्भर करती हैं।
मानक वातावरण.
वायुमंडल के आधार पर मानक दबाव के अनुरूप मॉडल (मुख्य मापदंडों के मूल्यों की तालिका)। आर 0 और रासायनिक संरचना को मानक वायुमंडल कहा जाता है। अधिक सटीक रूप से, यह वायुमंडल का एक सशर्त मॉडल है, जिसके लिए समुद्र तल से 2 किमी नीचे से पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा तक की ऊंचाई पर तापमान, दबाव, घनत्व, चिपचिपाहट और हवा की अन्य विशेषताओं के औसत मान निर्दिष्ट किए जाते हैं। अक्षांश 45° 32ў 33І के लिए। सभी ऊंचाई पर मध्य वायुमंडल के मापदंडों की गणना एक आदर्श गैस की स्थिति के समीकरण और बैरोमीटर के नियम का उपयोग करके की गई थी यह मानते हुए कि समुद्र तल पर दबाव 1013.25 hPa (760 मिमी Hg) है और तापमान 288.15 K (15.0 डिग्री सेल्सियस) है। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की प्रकृति के अनुसार, औसत वायुमंडल में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में तापमान ऊंचाई के एक रैखिक कार्य द्वारा अनुमानित होता है। सबसे निचली परत - क्षोभमंडल (h Ј 11 किमी) में प्रत्येक किलोमीटर की वृद्धि के साथ तापमान 6.5 डिग्री सेल्सियस गिर जाता है। उच्च ऊंचाई पर, ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता का मान और संकेत परत दर परत बदलता रहता है। 790 किमी से ऊपर तापमान लगभग 1000 K है और व्यावहारिक रूप से ऊंचाई के साथ इसमें कोई बदलाव नहीं होता है।
मानक वातावरण एक समय-समय पर अद्यतन, वैध मानक है, जिसे तालिकाओं के रूप में जारी किया जाता है।
| तालिका नंबर एक। पृथ्वी के वायुमंडल का मानक मॉडल. तालिका दर्शाती है: एच- समुद्र तल से ऊँचाई, आर- दबाव, टी- तापमान, आर - घनत्व, एन- प्रति इकाई आयतन में अणुओं या परमाणुओं की संख्या, एच– ऊंचाई का पैमाना, एल- मुक्त पथ की लंबाई. रॉकेट डेटा से प्राप्त 80-250 किमी की ऊंचाई पर दबाव और तापमान का मान कम होता है। एक्सट्रपलेशन द्वारा प्राप्त 250 किमी से अधिक की ऊंचाई के मान बहुत सटीक नहीं हैं। | ||||||
| एच(किमी) | पी(एमबार) | टी(डिग्री सेल्सियस) | आर (जी/सेमी 3) | एन(सेमी -3) | एच(किमी) | एल(सेमी) |
| 0 | 1013 | 288 | 1.22 10-3 | 2.55 10 19 | 8,4 | 7.4·10 –6 |
| 1 | 899 | 281 | 1.11·10 –3 | 2.31 10 19 | 8.1·10 –6 | |
| 2 | 795 | 275 | 1.01·10 –3 | 2.10 10 19 | 8.9·10 –6 | |
| 3 | 701 | 268 | 9.1·10 –4 | 1.89 10 19 | 9.9·10 –6 | |
| 4 | 616 | 262 | 8.2·10 –4 | 1.70 10 19 | 1.1·10 –5 | |
| 5 | 540 | 255 | 7.4·10 –4 | 1.53 10 19 | 7,7 | 1.2·10 –5 |
| 6 | 472 | 249 | 6.6·10 –4 | 1.37 10 19 | 1.4·10 –5 | |
| 8 | 356 | 236 | 5.2·10 -4 | 1.09 10 19 | 1.7·10 –5 | |
| 10 | 264 | 223 | 4.1·10 –4 | 8.6 10 18 | 6,6 | 2.2·10 –5 |
| 15 | 121 | 214 | 1.93·10 –4 | 4.0 10 18 | 4.6·10 –5 | |
| 20 | 56 | 214 | 8.9·10 –5 | 1.85 10 18 | 6,3 | 1.0·10 –4 |
| 30 | 12 | 225 | 1.9·10 –5 | 3.9 10 17 | 6,7 | 4.8·10 –4 |
| 40 | 2,9 | 268 | 3.9·10 –6 | 7.6 10 16 | 7,9 | 2.4·10 –3 |
| 50 | 0,97 | 276 | 1.15·10 –6 | 2.4 10 16 | 8,1 | 8.5·10 –3 |
| 60 | 0,28 | 260 | 3.9·10 –7 | 7.7 10 15 | 7,6 | 0,025 |
| 70 | 0,08 | 219 | 1.1·10 –7 | 2.5 10 15 | 6,5 | 0,09 |
| 80 | 0,014 | 205 | 2.7·10-8 | 5.0 10 14 | 6,1 | 0,41 |
| 90 | 2.8·10 –3 | 210 | 5.0·10 –9 | 9·10 13 | 6,5 | 2,1 |
| 100 | 5.8·10 –4 | 230 | 8.8·10 –10 | 1.8 10 13 | 7,4 | 9 |
| 110 | 1.7·10 –4 | 260 | 2.1·10 –10 | 5.4 10 12 | 8,5 | 40 |
| 120 | 6·10-5 | 300 | 5.6·10-11 | 1.8 10 12 | 10,0 | 130 |
| 150 | 5·10 –6 | 450 | 3.2·10-12 | 9 10 10 | 15 | 1.8 10 3 |
| 200 | 5·10 –7 | 700 | 1.6·10-13 | 5 10 9 | 25 | 3 10 4 |
| 250 | 9·10-8 | 800 | 3·10-14 | 8 10 8 | 40 | 3·10 5 |
| 300 | 4·10-8 | 900 | 8·10-15 | 3 10 8 | 50 | |
| 400 | 8·10-9 | 1000 | 1·10-15 | 5 10 7 | 60 | |
| 500 | 2·10 –9 | 1000 | 2·10-16 | 1·10 7 | 70 | |
| 700 | 2·10 –10 | 1000 | 2·10-17 | 1 10 6 | 80 | |
| 1000 | 1·10-11 | 1000 | 1·10-18 | 1·10 5 | 80 | |
क्षोभ मंडल।
वायुमंडल की सबसे निचली और सबसे घनी परत, जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान तेजी से घटता है, क्षोभमंडल कहलाती है। इसमें वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक शामिल है और ध्रुवीय और मध्य अक्षांशों में 8-10 किमी की ऊंचाई तक और उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक फैला हुआ है। लगभग सभी मौसम-निर्माण प्रक्रियाएं यहां विकसित होती हैं, पृथ्वी और उसके वायुमंडल के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है, बादल बनते हैं, विभिन्न मौसम संबंधी घटनाएं होती हैं, कोहरा और वर्षा होती है। पृथ्वी के वायुमंडल की ये परतें संवहनी संतुलन में हैं और, सक्रिय मिश्रण के कारण, एक सजातीय रासायनिक संरचना होती है, जिसमें मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) शामिल हैं। प्राकृतिक और मानव निर्मित एरोसोल और गैस वायु प्रदूषकों का विशाल बहुमत क्षोभमंडल में केंद्रित है। 2 किमी तक मोटे क्षोभमंडल के निचले हिस्से की गतिशीलता, पृथ्वी की अंतर्निहित सतह के गुणों पर दृढ़ता से निर्भर करती है, जो गर्म भूमि से गर्मी के हस्तांतरण के कारण हवा (हवाओं) के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह के अवरक्त विकिरण के माध्यम से, जो क्षोभमंडल में मुख्य रूप से वाष्प पानी और कार्बन डाइऑक्साइड (ग्रीनहाउस प्रभाव) द्वारा अवशोषित होता है। ऊंचाई के साथ तापमान वितरण अशांत और संवहन मिश्रण के परिणामस्वरूप स्थापित होता है। औसतन, यह लगभग 6.5 K/km की ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट से मेल खाता है।
सतह की सीमा परत में हवा की गति शुरू में ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ती है, और इसके ऊपर 2-3 किमी/सेकेंड प्रति किलोमीटर की वृद्धि जारी रहती है। कभी-कभी संकीर्ण ग्रह प्रवाह (30 किमी/सेकंड से अधिक की गति के साथ) क्षोभमंडल में, मध्य अक्षांशों में पश्चिमी और भूमध्य रेखा के पास पूर्वी में दिखाई देते हैं। इन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है।
ट्रोपोपॉज़।
क्षोभमंडल (ट्रोपोपॉज़) की ऊपरी सीमा पर, तापमान निचले वायुमंडल के लिए अपने न्यूनतम मूल्य तक पहुँच जाता है। यह क्षोभमंडल और उसके ऊपर स्थित समतापमंडल के बीच की संक्रमण परत है। ट्रोपोपॉज़ की मोटाई सैकड़ों मीटर से लेकर 1.5-2 किमी तक होती है, और तापमान और ऊंचाई क्रमशः अक्षांश और मौसम के आधार पर 190 से 220 K और 8 से 18 किमी तक होती है। शीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में सर्दियों में यह गर्मियों की तुलना में 1-2 किमी कम और 8-15 K अधिक गर्म होता है। उष्ण कटिबंध में, मौसमी परिवर्तन बहुत कम होते हैं (ऊंचाई 16-18 किमी, तापमान 180-200 K)। ऊपर जेट धाराएंट्रोपोपॉज़ ब्रेक संभव हैं।
पृथ्वी के वायुमंडल में जल.
पृथ्वी के वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता जल वाष्प और बूंदों के रूप में पानी की महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति है, जो बादलों और बादल संरचनाओं के रूप में सबसे आसानी से देखी जाती है। आकाश में बादल छाने की डिग्री (एक निश्चित क्षण में या औसतन एक निश्चित अवधि में), 10 के पैमाने पर या प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है, जिसे बादल कहा जाता है। बादलों का आकार अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार निर्धारित होता है। औसतन, बादल लगभग आधे तक ढके रहते हैं ग्लोब. बादल छाना मौसम और जलवायु को दर्शाने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। सर्दियों में और रात में, बादल पृथ्वी की सतह और हवा की जमीनी परत के तापमान में कमी को रोकते हैं; गर्मियों में और दिन के दौरान, यह सूर्य की किरणों द्वारा पृथ्वी की सतह के गर्म होने को कमजोर करता है, जिससे महाद्वीपों के अंदर की जलवायु नरम हो जाती है। .
बादल.
बादल वायुमंडल में निलंबित पानी की बूंदों (पानी के बादल), बर्फ के क्रिस्टल (बर्फ के बादल), या दोनों एक साथ (मिश्रित बादल) का संचय हैं। जैसे-जैसे बूंदें और क्रिस्टल बड़े होते जाते हैं, वे वर्षा के रूप में बादलों से बाहर गिरते हैं। बादल मुख्यतः क्षोभमंडल में बनते हैं। वे हवा में निहित जलवाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। बादल की बूंदों का व्यास कई माइक्रोन के क्रम पर होता है। बादलों में तरल पानी की मात्रा अंश से लेकर कई ग्राम प्रति घन मीटर तक होती है। बादलों को ऊंचाई के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार, बादल 10 प्रकार के होते हैं: सिरस, सिरोक्यूम्यलस, सिरोस्ट्रेटस, अल्टोक्यूम्यलस, अल्टोस्ट्रेटस, निंबोस्ट्रेटस, स्ट्रेटस, स्ट्रैटोक्यूम्यलस, क्यूम्यलोनिम्बस, क्यूम्यलस।
समतापमंडल में मोती जैसे बादल भी देखे जाते हैं, और मध्यमंडल में रात्रिचर बादल भी देखे जाते हैं।
सिरस बादल पतले सफेद धागों या रेशमी चमक वाले घूंघट के रूप में पारदर्शी बादल होते हैं जो छाया प्रदान नहीं करते हैं। सिरस बादल बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं और ऊपरी क्षोभमंडल में बहुत कम तापमान पर बनते हैं। कुछ प्रकार के सिरस बादल मौसम परिवर्तन के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।
सिरोक्यूम्यलस बादल ऊपरी क्षोभमंडल में पतले सफेद बादलों की लकीरें या परतें हैं। सिरोक्यूम्यलस बादल छोटे तत्वों से निर्मित होते हैं जो गुच्छे, लहर, छाया के बिना छोटी गेंदों की तरह दिखते हैं और मुख्य रूप से बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं।
सिरोस्ट्रेटस बादल ऊपरी क्षोभमंडल में एक सफेद पारभासी आवरण होते हैं, जो आमतौर पर रेशेदार होते हैं, कभी-कभी धुंधले होते हैं, जिनमें छोटे सुई के आकार या स्तंभ के आकार के बर्फ के क्रिस्टल होते हैं।
आल्टोक्यूम्यलस बादल क्षोभमंडल की निचली और मध्य परतों में सफेद, भूरे या सफेद-भूरे रंग के बादल होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादलों में परतों और लकीरों की उपस्थिति होती है, जैसे कि प्लेटों, गोल द्रव्यमान, शाफ्ट, एक दूसरे के ऊपर पड़े गुच्छे से निर्मित होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादल तीव्र संवहन गतिविधि के दौरान बनते हैं और आमतौर पर सुपरकूल पानी की बूंदों से बने होते हैं।
आल्टोस्ट्रेटस बादल रेशेदार या एक समान संरचना वाले भूरे या नीले रंग के बादल होते हैं। आल्टोस्ट्रेटस बादल मध्य क्षोभमंडल में देखे जाते हैं, जो ऊंचाई में कई किलोमीटर और कभी-कभी क्षैतिज दिशा में हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। आमतौर पर, अल्टोस्ट्रेटस बादल वायु द्रव्यमान के ऊपर की ओर गति से जुड़े ललाट बादल प्रणालियों का हिस्सा होते हैं।
निंबोस्ट्रेटस बादल एक समान भूरे रंग के बादलों की एक निचली (2 किमी और ऊपर से) अनाकार परत हैं, जो लगातार बारिश या बर्फ को जन्म देती है। निंबोस्ट्रेटस बादल लंबवत (कई किमी तक) और क्षैतिज रूप से (कई हजार किमी तक) अत्यधिक विकसित होते हैं, जिनमें बर्फ के टुकड़ों के साथ मिश्रित सुपरकूल पानी की बूंदें होती हैं, जो आमतौर पर वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ी होती हैं।
स्ट्रैटस बादल निश्चित रूपरेखा के बिना एक सजातीय परत के रूप में निचले स्तर के बादल होते हैं, जिनका रंग ग्रे होता है। पृथ्वी की सतह से ऊपर स्ट्रैटस बादलों की ऊंचाई 0.5-2 किमी है। कभी-कभी स्तरित बादलों से बूंदाबांदी होती है।
क्यूम्यलस बादल दिन के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर विकास (5 किमी या अधिक तक) के साथ घने, चमकीले सफेद बादल होते हैं। क्यूम्यलस बादलों के ऊपरी भाग गोल रूपरेखा वाले गुंबदों या टावरों जैसे दिखते हैं। आमतौर पर, क्यूम्यलस बादल ठंडी वायुराशियों में संवहन बादलों के रूप में उत्पन्न होते हैं।
स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल भूरे या सफेद गैर-रेशेदार परतों या गोल बड़े ब्लॉकों की लकीरों के रूप में निचले (2 किमी से नीचे) बादल होते हैं। स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादलों की ऊर्ध्वाधर मोटाई छोटी होती है। कभी-कभी, स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल हल्की वर्षा उत्पन्न करते हैं।
क्यूम्यलोनिम्बस बादल मजबूत ऊर्ध्वाधर विकास (14 किमी की ऊंचाई तक) वाले शक्तिशाली और घने बादल हैं, जो गरज, ओले और तूफ़ान के साथ भारी वर्षा करते हैं। क्यूम्यलोनिम्बस बादल शक्तिशाली क्यूम्यलस बादलों से विकसित होते हैं, जो बर्फ के क्रिस्टल से बने ऊपरी भाग में उनसे भिन्न होते हैं।
समतापमंडल।
ट्रोपोपॉज़ के माध्यम से, औसतन 12 से 50 किमी की ऊंचाई पर, क्षोभमंडल समतापमंडल में गुजरता है। निचले हिस्से में, लगभग 10 किमी तक, यानी। लगभग 20 किमी की ऊंचाई तक, यह इज़ोटेर्माल (तापमान लगभग 220 K) है। फिर यह ऊंचाई के साथ बढ़ता है, 50-55 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम 270 K तक पहुंचता है। यहां समतापमंडल और उसके ऊपर स्थित मध्यमंडल के बीच की सीमा है, जिसे स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है। .
समताप मंडल में जलवाष्प काफी कम है। फिर भी, कभी-कभी पतले पारभासी मोती जैसे बादल देखे जाते हैं, जो कभी-कभी 20-30 किमी की ऊंचाई पर समताप मंडल में दिखाई देते हैं। सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले काले आकाश में मोती जैसे बादल दिखाई देते हैं। आकार में, नैक्रियस बादल सिरस और सिरोक्यूम्यलस बादलों से मिलते जुलते हैं।
मध्य वायुमंडल (मेसोस्फीयर)।
लगभग 50 किमी की ऊंचाई पर, मेसोस्फीयर व्यापक तापमान अधिकतम के शिखर से शुरू होता है . इसका कारण इस अधिकतम क्षेत्र में तापमान का बढ़ना है ओजोन अपघटन की एक एक्ज़ोथिर्मिक (यानी गर्मी की रिहाई के साथ) फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया है: O 3 + एचवी® O 2 + O. ओजोन आणविक ऑक्सीजन O 2 के फोटोकैमिकल अपघटन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है
ओ 2+ एचवी® O + O और किसी तीसरे अणु M के साथ ऑक्सीजन परमाणु और अणु की ट्रिपल टक्कर की बाद की प्रतिक्रिया।
ओ + ओ 2 + एम ® ओ 3 + एम
ओजोन 2000 से 3000 Å तक के क्षेत्र में पराबैंगनी विकिरण को तेजी से अवशोषित करता है, और यह विकिरण वातावरण को गर्म करता है। ऊपरी वायुमंडल में स्थित ओजोन एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करती है जो हमें सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव से बचाती है। इस ढाल के बिना, पृथ्वी पर आधुनिक स्वरूप में जीवन का विकास शायद ही संभव हो पाता।
सामान्य तौर पर, पूरे मध्यमंडल में, मध्यमंडल की ऊपरी सीमा (जिसे मेसोपॉज़ कहा जाता है, ऊंचाई लगभग 80 किमी) पर वायुमंडलीय तापमान अपने न्यूनतम मान लगभग 180 K तक कम हो जाता है। मेसोपॉज़ के आसपास, 70-90 किमी की ऊंचाई पर, बर्फ के क्रिस्टल और ज्वालामुखी और उल्कापिंड धूल के कणों की एक बहुत पतली परत दिखाई दे सकती है, जो रात के बादलों के एक सुंदर दृश्य के रूप में देखी जा सकती है। सूर्यास्त के तुरंत बाद.
मध्यमंडल में छोटे ठोस उल्कापिंड कण जो पृथ्वी पर गिरते हैं, जिससे उल्कापिंड की घटना होती है, अधिकतर जल जाते हैं।
उल्काएँ, उल्कापिंड और आग के गोले।
पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में 11 किमी/सेकंड या उससे अधिक की गति से ठोस ब्रह्मांडीय कणों या पिंडों के घुसपैठ के कारण होने वाली ज्वाला और अन्य घटनाओं को उल्कापिंड कहा जाता है। एक अवलोकनीय उज्ज्वल उल्का निशान दिखाई देता है; सबसे शक्तिशाली घटना, जो अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ होती है, कहलाती है आग के गोले; उल्काओं का दिखना उल्कापात से जुड़ा है।
उल्का बौछार:
1) एक दीप्तिमान से कई घंटों या दिनों में उल्काओं के कई बार गिरने की घटना।
2) सूर्य के चारों ओर एक ही कक्षा में घूमते उल्कापिंडों का झुंड।
आकाश के एक निश्चित क्षेत्र में और वर्ष के कुछ दिनों में उल्काओं की व्यवस्थित उपस्थिति, लगभग समान और समान रूप से निर्देशित गति से चलने वाले कई उल्का पिंडों की सामान्य कक्षा के साथ पृथ्वी की कक्षा के प्रतिच्छेदन के कारण होती है। जिससे आकाश में उनके पथ एक उभयनिष्ठ बिंदु (दीप्तिमान) से निकलते हुए प्रतीत होते हैं। इनका नाम उस नक्षत्र के नाम पर रखा गया है जहां दीप्तिमान स्थित है।
उल्कापात अपने प्रकाश प्रभाव से गहरी छाप छोड़ते हैं, लेकिन अलग-अलग उल्कापात कम ही दिखाई देते हैं। अदृश्य उल्काएं बहुत अधिक संख्या में होती हैं, जो वायुमंडल में अवशोषित होने पर दिखाई देने के लिए बहुत छोटी होती हैं। कुछ सबसे छोटे उल्कापिंड संभवतः बिल्कुल भी गर्म नहीं होते हैं, बल्कि केवल वायुमंडल द्वारा पकड़ लिए जाते हैं। कुछ मिलीमीटर से लेकर एक मिलीमीटर के दस हजारवें हिस्से तक के आकार वाले इन छोटे कणों को माइक्रोमीटराइट्स कहा जाता है। प्रतिदिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्का पिंड की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंडों से आते हैं।
चूंकि उल्कापिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसलिए इसकी गैस संरचना विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर जाती है। उदाहरण के लिए, चट्टानी उल्काएँ वायुमंडल में लिथियम लाती हैं। धातु उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लौह-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से गुजरते हैं और पृथ्वी की सतह पर बस जाते हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां बर्फ की चादरें वर्षों तक लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी इन्हें समुद्र की निचली तलछटों में पाते हैं।
वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का कण लगभग 30 दिनों के भीतर स्थिर हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि यह ब्रह्मांडीय धूल बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है क्योंकि यह जल वाष्प के लिए संघनन नाभिक के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्कापात से संबंधित है। हालाँकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि चूंकि उल्कापिंड सामग्री की कुल आपूर्ति सबसे बड़े उल्कापात से भी कई गुना अधिक है, इसलिए ऐसी एक बारिश के परिणामस्वरूप इस सामग्री की कुल मात्रा में परिवर्तन को नजरअंदाज किया जा सकता है।
हालाँकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि सबसे बड़े सूक्ष्म उल्कापिंड और दृश्यमान उल्कापिंड वायुमंडल की उच्च परतों में, मुख्य रूप से आयनमंडल में, आयनीकरण के लंबे निशान छोड़ते हैं। ऐसे निशानों का उपयोग लंबी दूरी के रेडियो संचार के लिए 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, इसे गर्म करने पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के तापीय संतुलन के लघु घटकों में से एक है।
उल्कापिंड एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला ठोस पिंड है जो अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह पर गिरा है। आमतौर पर पथरीले, पथरीले-लोहे और लोहे के उल्कापिंडों के बीच अंतर किया जाता है। उत्तरार्द्ध में मुख्य रूप से लोहा और निकल शामिल हैं। पाए गए उल्कापिंडों में से अधिकांश का वजन कुछ ग्राम से लेकर कई किलोग्राम तक है। उनमें से सबसे बड़ा, गोबा लौह उल्कापिंड का वजन लगभग 60 टन है और यह अभी भी उसी स्थान पर है जहां इसे खोजा गया था। दक्षिण अफ्रीका. अधिकांश उल्कापिंड क्षुद्रग्रहों के टुकड़े हैं, लेकिन कुछ उल्कापिंड चंद्रमा और यहां तक कि मंगल ग्रह से भी पृथ्वी पर आए होंगे।
बोलाइड एक बहुत चमकीला उल्का है, जो कभी-कभी दिन के दौरान भी दिखाई देता है, अक्सर अपने पीछे एक धुँआदार निशान छोड़ता है और ध्वनि घटनाओं के साथ होता है; अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ समाप्त होता है।
बाह्य वायुमंडल।
मेसोपॉज़ के न्यूनतम तापमान से ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है, जिसमें तापमान पहले धीरे-धीरे और फिर तेजी से फिर बढ़ने लगता है। इसका कारण परमाणु ऑक्सीजन के आयनीकरण के कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर सूर्य से पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण है: O + एचवी® ओ + + इ।
थर्मोस्फीयर में, तापमान लगातार लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक बढ़ता है, जहां अधिकतम सौर गतिविधि के युग के दौरान दिन के दौरान यह 1800 K तक पहुंच जाता है। न्यूनतम सौर गतिविधि के युग के दौरान, यह सीमित तापमान 1000 K से कम हो सकता है। 400 किमी से ऊपर, वायुमंडल एक आइसोथर्मल एक्सोस्फीयर में बदल जाता है। क्रांतिक स्तर (बाह्यमंडल का आधार) लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर है।
ध्रुवीय रोशनी और कृत्रिम उपग्रहों की कई कक्षाएँ, साथ ही रात्रिचर बादल - ये सभी घटनाएँ मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में घटित होती हैं।
ध्रुवीय रोशनी।
उच्च अक्षांशों पर, चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के दौरान अरोरा देखे जाते हैं। वे कुछ मिनटों तक रह सकते हैं, लेकिन अक्सर कई घंटों तक दिखाई देते हैं। अरोरा आकार, रंग और तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं, ये सभी कभी-कभी समय के साथ बहुत तेज़ी से बदलते हैं। अरोरा के स्पेक्ट्रम में उत्सर्जन रेखाएं और बैंड होते हैं। रात के आकाश के कुछ उत्सर्जन अरोरा स्पेक्ट्रम में बढ़ जाते हैं, मुख्य रूप से हरी और लाल रेखाएं एल 5577 Å और एल 6300 Å ऑक्सीजन। ऐसा होता है कि इनमें से एक रेखा दूसरी की तुलना में कई गुना अधिक तीव्र होती है, और यह अरोरा के दृश्यमान रंग को निर्धारित करती है: हरा या लाल। ध्रुवीय क्षेत्रों में रेडियो संचार में व्यवधान के साथ चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी भी होती है। व्यवधान का कारण आयनमंडल में परिवर्तन है, जिसका अर्थ है कि चुंबकीय तूफान के दौरान आयनीकरण का एक शक्तिशाली स्रोत होता है। यह स्थापित किया गया है कि जब सौर डिस्क के केंद्र के पास सनस्पॉट के बड़े समूह होते हैं तो मजबूत चुंबकीय तूफान आते हैं। अवलोकनों से पता चला है कि तूफानों का संबंध स्वयं सूर्य धब्बों से नहीं है, बल्कि सौर ज्वालाओं से है जो सूर्य धब्बों के एक समूह के विकास के दौरान प्रकट होती हैं।
अरोरा पृथ्वी के उच्च अक्षांश क्षेत्रों में देखी जाने वाली तीव्र गति के साथ अलग-अलग तीव्रता के प्रकाश की एक श्रृंखला है। दृश्य अरोरा में हरा (5577Å) और लाल (6300/6364Å) परमाणु ऑक्सीजन उत्सर्जन रेखाएं और आणविक एन2 बैंड शामिल हैं, जो सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के ऊर्जावान कणों द्वारा उत्तेजित होते हैं। ये उत्सर्जन आमतौर पर लगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। ऑप्टिकल अरोरा शब्द का उपयोग दृश्य अरोरा और अवरक्त से पराबैंगनी क्षेत्र तक उनके उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में विकिरण ऊर्जा दृश्य क्षेत्र की ऊर्जा से काफी अधिक है। जब अरोरा प्रकट हुआ, तो यूएलएफ रेंज में उत्सर्जन देखा गया (
अरोरा के वास्तविक रूपों को वर्गीकृत करना कठिन है; सबसे अधिक इस्तेमाल किये जाने वाले शब्द हैं:
1. शांत, एकसमान चाप या धारियाँ। चाप आमतौर पर भू-चुंबकीय समानांतर (ध्रुवीय क्षेत्रों में सूर्य की ओर) की दिशा में ~1000 किमी तक फैला होता है और इसकी चौड़ाई एक से लेकर कई दसियों किलोमीटर तक होती है। एक पट्टी एक चाप की अवधारणा का एक सामान्यीकरण है; इसमें आमतौर पर एक नियमित चाप-आकार का आकार नहीं होता है, लेकिन अक्षर एस के रूप में या सर्पिल के रूप में झुकता है। चाप और धारियाँ 100-150 किमी की ऊँचाई पर स्थित हैं।
2. अरोरा की किरणें . यह शब्द चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ लम्बी एक ऑरोरल संरचना को संदर्भित करता है, जिसकी ऊर्ध्वाधर सीमा कई दसियों से लेकर कई सौ किलोमीटर तक होती है। किरणों की क्षैतिज सीमा छोटी होती है, कई दसियों मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक। किरणें आमतौर पर चापों में या अलग-अलग संरचनाओं के रूप में देखी जाती हैं।
3. दाग या सतह . ये चमक के पृथक क्षेत्र हैं जिनका कोई विशिष्ट आकार नहीं होता है। अलग-अलग स्थान एक-दूसरे से जुड़े हो सकते हैं।
4. घूंघट. अरोरा का एक असामान्य रूप, जो एक समान चमक है जो आकाश के बड़े क्षेत्रों को कवर करती है।
उनकी संरचना के अनुसार, अरोरा को सजातीय, खोखले और चमकदार में विभाजित किया गया है। विभिन्न शब्दों का प्रयोग किया जाता है; स्पंदित चाप, स्पंदित सतह, विसरित सतह, दीप्तिमान धारी, चिलमन, आदि। रंग के अनुसार अरोरा का वर्गीकरण होता है। इस वर्गीकरण के अनुसार, अरोरा प्रकार के ए. ऊपरी भाग या संपूर्ण भाग लाल (6300-6364 Å) है। वे आमतौर पर उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ 300-400 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं।
अरोरा प्रकार मेंनिचले हिस्से में लाल रंग और पहले सकारात्मक सिस्टम एन 2 और पहले नकारात्मक सिस्टम ओ 2 के बैंड की चमक से जुड़ा हुआ है। अरोरा के ऐसे रूप अरोरा के सबसे सक्रिय चरणों के दौरान दिखाई देते हैं।
क्षेत्र ध्रुवीय रोशनी – पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर पर्यवेक्षकों के अनुसार, ये रात में अरोरा की अधिकतम आवृत्ति के क्षेत्र हैं। क्षेत्र 67° उत्तर और दक्षिण अक्षांश पर स्थित हैं, और उनकी चौड़ाई लगभग 6° है। अरोरा की अधिकतम घटना इसी के अनुरूप है इस पलभू-चुंबकीय स्थानीय समय, अंडाकार-जैसी बेल्ट (अंडाकार अरोरा) में होता है, जो उत्तर और दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुवों के आसपास असममित रूप से स्थित होते हैं। अरोरा अंडाकार अक्षांश - समय निर्देशांक में तय होता है, और अरोरा क्षेत्र अक्षांश - देशांतर निर्देशांक में अंडाकार के मध्यरात्रि क्षेत्र के बिंदुओं का ज्यामितीय स्थान है। अंडाकार बेल्ट रात के क्षेत्र में भू-चुंबकीय ध्रुव से लगभग 23° और दिन के क्षेत्र में 15° पर स्थित है।
अरोरा अंडाकार और अरोरा क्षेत्र।अरोरा अंडाकार का स्थान भू-चुंबकीय गतिविधि पर निर्भर करता है। उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि पर अंडाकार चौड़ा हो जाता है। ऑरोरल ज़ोन या ऑरोरल अंडाकार सीमाओं को द्विध्रुवीय निर्देशांक की तुलना में एल 6.4 द्वारा बेहतर ढंग से दर्शाया जाता है। अरोरा अंडाकार के दिन के समय क्षेत्र की सीमा पर भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ मेल खाती हैं मैग्नेटोपॉज़।भू-चुंबकीय अक्ष और पृथ्वी-सूर्य दिशा के बीच के कोण के आधार पर अरोरा अंडाकार की स्थिति में बदलाव देखा जाता है। ऑरोरल ओवल का निर्धारण कुछ ऊर्जाओं के कणों (इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन) के अवक्षेपण के आंकड़ों के आधार पर भी किया जाता है। इसकी स्थिति डेटा से स्वतंत्र रूप से निर्धारित की जा सकती है कस्पखदिन के किनारे और मैग्नेटोस्फीयर की पूंछ में।
अरोरा क्षेत्र में अरोरा की घटना की आवृत्ति में दैनिक भिन्नता भू-चुंबकीय मध्यरात्रि में अधिकतम और भू-चुंबकीय दोपहर में न्यूनतम होती है। अंडाकार के निकट-भूमध्यरेखीय पक्ष पर, अरोरा की घटना की आवृत्ति तेजी से कम हो जाती है, लेकिन दैनिक विविधताओं का आकार संरक्षित रहता है। अंडाकार के ध्रुवीय पक्ष पर, अरोरा की आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है और जटिल दैनिक परिवर्तनों की विशेषता होती है।
अरोरा की तीव्रता.
अरोरा तीव्रता स्पष्ट सतह चमक को मापकर निर्धारित किया जाता है। चमकदार सतह मैंएक निश्चित दिशा में अरोरा 4पी के कुल उत्सर्जन से निर्धारित होता है मैंफोटॉन/(सेमी 2 एस)। चूँकि यह मान वास्तविक सतह चमक नहीं है, लेकिन स्तंभ से उत्सर्जन का प्रतिनिधित्व करता है, इकाई फोटॉन/(सेमी 2 कॉलम एस) का उपयोग आमतौर पर अरोरा का अध्ययन करते समय किया जाता है। कुल उत्सर्जन को मापने की सामान्य इकाई रेले (आरएल) है जो 10 6 फोटॉन/(सेमी 2 कॉलम एस) के बराबर है। ध्रुवीय तीव्रता की अधिक व्यावहारिक इकाइयाँ एक व्यक्तिगत रेखा या बैंड के उत्सर्जन द्वारा निर्धारित की जाती हैं। उदाहरण के लिए, अरोरा की तीव्रता अंतरराष्ट्रीय चमक गुणांक (आईबीआर) द्वारा निर्धारित की जाती है। हरी रेखा की तीव्रता के अनुसार (5577 Å); 1 kRl = I MKY, 10 kRl = II MKY, 100 kRl = III MKY, 1000 kRl = IV MKY (उरोरा की अधिकतम तीव्रता)। इस वर्गीकरण का उपयोग लाल अरोरा के लिए नहीं किया जा सकता। युग (1957-1958) की खोजों में से एक चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष स्थानांतरित अंडाकार के रूप में अरोरा के स्पेटियोटेम्पोरल वितरण की स्थापना थी। चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष अरोरा के वितरण के गोलाकार आकार के बारे में सरल विचारों से वहाँ था मैग्नेटोस्फीयर के आधुनिक भौतिकी में परिवर्तन पूरा हो चुका है। खोज का सम्मान ओ. खोरोशेवा का है, और ऑरोरल ओवल के लिए विचारों का गहन विकास जी. स्टार्कोव, वाई. फेल्डस्टीन, एस. आई. अकासोफू और कई अन्य शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था। ऑरोरल ओवल पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल पर सौर हवा के सबसे तीव्र प्रभाव का क्षेत्र है। अंडाकार में अरोरा की तीव्रता सबसे अधिक होती है, और उपग्रहों का उपयोग करके इसकी गतिशीलता की लगातार निगरानी की जाती है।
स्थिर ध्रुवीय लाल चाप.
स्थिर ध्रुवीय लाल चाप, अन्यथा मध्य अक्षांश लाल चाप कहा जाता है या एम-आर्क, एक उपदृश्य (आंख की संवेदनशीलता की सीमा से नीचे) चौड़ा चाप है, जो पूर्व से पश्चिम तक हजारों किलोमीटर तक फैला है और संभवतः पूरी पृथ्वी को घेरे हुए है। चाप की अक्षांशीय लंबाई 600 किमी है। स्थिर ऑरोरल लाल चाप का उत्सर्जन लाल रेखाओं l 6300 Å और l 6364 Å में लगभग एकवर्णी है। हाल ही में, कमजोर उत्सर्जन लाइनें l 5577 Å (OI) और l 4278 Å (N+2) भी रिपोर्ट की गईं। निरंतर लाल चापों को अरोरा के रूप में वर्गीकृत किया गया है, लेकिन वे बहुत अधिक ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। निचली सीमा 300 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, ऊपरी सीमा लगभग 700 किमी है। एल 6300 Å उत्सर्जन में शांत ऑरोरल लाल चाप की तीव्रता 1 से 10 kRl (सामान्य मान 6 kRl) तक होती है। इस तरंग दैर्ध्य पर आंख की संवेदनशीलता सीमा लगभग 10 kRl है, इसलिए चाप को शायद ही कभी दृष्टि से देखा जा सकता है। हालाँकि, अवलोकनों से पता चला है कि 10% रातों में उनकी चमक 50 kRL से अधिक होती है। चापों का सामान्य जीवनकाल लगभग एक दिन का होता है, और वे बाद के दिनों में शायद ही कभी दिखाई देते हैं। उपग्रहों या रेडियो स्रोतों से आने वाली रेडियो तरंगें लगातार ऑरोरल लाल चापों को पार करते हुए जगमगाहट के अधीन होती हैं, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व असमानताओं के अस्तित्व का संकेत देती हैं। लाल चापों के लिए सैद्धांतिक व्याख्या यह है कि क्षेत्र के गर्म इलेक्ट्रॉन एफआयनमंडल ऑक्सीजन परमाणुओं में वृद्धि का कारण बनता है। उपग्रह अवलोकन से पता चलता है कि भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ इलेक्ट्रॉन तापमान में वृद्धि हुई है जो लगातार ऑरोरल लाल चापों को काटती है। इन चापों की तीव्रता भू-चुंबकीय गतिविधि (तूफान) के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होती है, और चापों की घटना की आवृत्ति सकारात्मक रूप से सनस्पॉट गतिविधि के साथ सहसंबद्ध होती है।
उरोरा बदलना.
अरोरा के कुछ रूपों में तीव्रता में अर्ध-आवधिक और सुसंगत अस्थायी बदलाव का अनुभव होता है। लगभग स्थिर ज्यामिति और चरण में होने वाले तीव्र आवधिक बदलाव वाले इन अरोरा को बदलते अरोरा कहा जाता है। इन्हें अरोरा के रूप में वर्गीकृत किया गया है फार्म आरऑरोरा के अंतर्राष्ट्रीय एटलस के अनुसार बदलते ऑरोरा का एक अधिक विस्तृत उपखंड:
आर 1 (स्पंदित अरोरा) पूरे अरोरा आकार में चमक में समान चरण भिन्नता वाली एक चमक है। परिभाषा के अनुसार, एक आदर्श स्पंदित अरोरा में, स्पंदन के स्थानिक और लौकिक भागों को अलग किया जा सकता है, अर्थात। चमक मैं(आर,टी)= मैं एस(आर)· यह(टी). एक ठेठ उरोरा में आर 1 स्पंदन 0.01 से 10 हर्ट्ज की कम तीव्रता (1-2 kRl) की आवृत्ति के साथ होता है। अधिकांश अरोरा आर 1 - ये ऐसे धब्बे या चाप हैं जो कई सेकंड की अवधि के साथ स्पंदित होते हैं।
आर 2 (उग्र अरोरा)। इस शब्द का उपयोग आम तौर पर किसी विशिष्ट आकार का वर्णन करने के बजाय आकाश में आग की लपटों को भरने जैसी गतिविधियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। अरोरा का आकार चाप जैसा होता है और आमतौर पर 100 किमी की ऊंचाई से ऊपर की ओर बढ़ता है। ये अरोरा अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और अधिकतर अरोरा के बाहर होते हैं।
आर 3 (चमकदार अरोरा)। ये चमक में तीव्र, अनियमित या नियमित बदलाव वाले अरोरा हैं, जो आकाश में टिमटिमाती लपटों का आभास देते हैं। वे अरोरा के विघटित होने से कुछ समय पहले ही प्रकट होते हैं। भिन्नता की आवृत्ति आमतौर पर देखी जाती है आर 3, 10 ± 3 हर्ट्ज के बराबर है।
स्पंदित अरोरा के एक अन्य वर्ग के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द स्ट्रीमिंग अरोरा, अरोरा चाप और धारियों में तेजी से क्षैतिज रूप से चलने वाली चमक में अनियमित बदलाव को संदर्भित करता है।
बदलता उरोरा सौर-स्थलीय घटनाओं में से एक है जो भू-चुंबकीय क्षेत्र के स्पंदन और सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के कणों की वर्षा के कारण होने वाले ऑरोरल एक्स-रे विकिरण के साथ होता है।
ध्रुवीय टोपी की चमक पहली नकारात्मक प्रणाली एन + 2 (एल 3914 Å) के बैंड की उच्च तीव्रता की विशेषता है। आमतौर पर, ये N + 2 बैंड हरी रेखा OI l 5577 Å से पांच गुना अधिक तीव्र होते हैं; ध्रुवीय टोपी की चमक की पूर्ण तीव्रता 0.1 से 10 kRl (आमतौर पर 1-3 kRl) तक होती है। इन अरोराओं के दौरान, जो पीसीए की अवधि के दौरान दिखाई देते हैं, एक समान चमक 30 से 80 किमी की ऊंचाई पर 60 डिग्री के भू-चुंबकीय अक्षांश तक पूरे ध्रुवीय टोपी को कवर करती है। यह मुख्य रूप से 10-100 MeV की ऊर्जा वाले सौर प्रोटॉन और डी-कणों द्वारा उत्पन्न होता है, जिससे इन ऊंचाई पर अधिकतम आयनीकरण होता है। अरोरा जोन में एक अन्य प्रकार की चमक होती है, जिसे मेंटल अरोरा कहा जाता है। इस प्रकार की ध्रुवीय चमक के लिए, सुबह के समय होने वाली दैनिक अधिकतम तीव्रता 1-10 केआरएल होती है, और न्यूनतम तीव्रता पांच गुना कमजोर होती है। मेंटल ऑरोरा के अवलोकन बहुत कम होते हैं; उनकी तीव्रता भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।
वायुमंडलीय चमकइसे किसी ग्रह के वायुमंडल द्वारा उत्पादित और उत्सर्जित विकिरण के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वायुमंडल का गैर-थर्मल विकिरण है, अरोरा के उत्सर्जन, बिजली के निर्वहन और उल्का निशान के उत्सर्जन के अपवाद के साथ। इस शब्द का प्रयोग पृथ्वी के वायुमंडल (रात की रोशनी, गोधूलि चमक और दिन की रोशनी) के संबंध में किया जाता है। वायुमंडलीय चमक वायुमंडल में उपलब्ध प्रकाश का केवल एक हिस्सा है। अन्य स्रोतों में तारों का प्रकाश, राशिचक्रीय प्रकाश और दिन के समय सूर्य से आने वाली विसरित रोशनी शामिल हैं। कभी-कभी, वायुमंडलीय चमक प्रकाश की कुल मात्रा का 40% तक हो सकती है। वायुमंडलीय चमक अलग-अलग ऊंचाई और मोटाई की वायुमंडलीय परतों में होती है। वायुमंडलीय चमक स्पेक्ट्रम 1000 Å से 22.5 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य को कवर करता है। वायुमंडलीय चमक में मुख्य उत्सर्जन रेखा l 5577 Å है, जो 30-40 किमी मोटी परत में 90-100 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देती है। ल्यूमिनसेंस की उपस्थिति चैपमैन तंत्र के कारण होती है, जो ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन पर आधारित है। अन्य उत्सर्जन लाइनें एल 6300 Å हैं, जो ओ + 2 और उत्सर्जन एनआई एल 5198/5201 Å और एनआई एल 5890/5896 Å के पृथक्करणीय पुनर्संयोजन के मामले में दिखाई देती हैं।
एयरग्लो की तीव्रता रेले में मापी जाती है। चमक (रेले में) 4 आरवी के बराबर है, जहां बी 10 6 फोटॉन/(सेमी 2 स्टेर·एस) की इकाइयों में उत्सर्जक परत की कोणीय सतह की चमक है। चमक की तीव्रता अक्षांश (अलग-अलग उत्सर्जन के लिए अलग-अलग) पर निर्भर करती है, और आधी रात के करीब अधिकतम के साथ पूरे दिन बदलती रहती है। एल 5577 Å उत्सर्जन में एयरग्लो के लिए सनस्पॉट की संख्या और 10.7 सेमी की तरंग दैर्ध्य पर सौर विकिरण प्रवाह के साथ एक सकारात्मक सहसंबंध नोट किया गया था। सैटेलाइट प्रयोगों के दौरान एयरग्लो देखा गया है। बाह्य अंतरिक्ष से, यह पृथ्वी के चारों ओर प्रकाश की एक अंगूठी के रूप में दिखाई देता है और इसका रंग हरा है।
ओजोनोस्फीयर।
20-25 किमी की ऊंचाई पर, ओजोन ओ3 की नगण्य मात्रा की अधिकतम सांद्रता (ऑक्सीजन सामग्री के 2×10-7 तक!) तक पहुंच जाती है, जो लगभग 10 की ऊंचाई पर सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में उत्पन्न होती है। 50 किमी तक, ग्रह को आयनकारी सौर विकिरण से बचाता है। ओजोन अणुओं की बेहद कम संख्या के बावजूद, वे पृथ्वी पर सभी जीवन को सूर्य से शॉर्ट-वेव (पराबैंगनी और एक्स-रे) विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाते हैं। यदि आप सभी अणुओं को वायुमंडल के आधार पर जमा करते हैं, तो आपको 3-4 मिमी से अधिक मोटी परत नहीं मिलेगी! 100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, प्रकाश गैसों का अनुपात बढ़ जाता है, और बहुत अधिक ऊंचाई पर हीलियम और हाइड्रोजन प्रबल होते हैं; कई अणु अलग-अलग परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं, जो सूर्य से आने वाले कठोर विकिरण के प्रभाव में आयनित होकर आयनमंडल बनाते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में हवा का दबाव और घनत्व ऊंचाई के साथ घटता जाता है। तापमान वितरण के आधार पर, पृथ्वी के वायुमंडल को क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर में विभाजित किया गया है। .
20-25 किमी की ऊंचाई पर है ओज़ोन की परत. 0.1-0.2 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य के साथ सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते समय ऑक्सीजन अणुओं के टूटने के कारण ओजोन का निर्माण होता है। मुक्त ऑक्सीजन O 2 अणुओं के साथ मिलकर ओजोन O 3 बनाता है, जो 0.29 माइक्रोन से कम के सभी पराबैंगनी विकिरण को उत्सुकता से अवशोषित करता है। शॉर्ट-वेव विकिरण से O3 ओजोन अणु आसानी से नष्ट हो जाते हैं। इसलिए, अपनी विरलता के बावजूद, ओजोन परत सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है जो उच्च और अधिक पारदर्शी वायुमंडलीय परतों से होकर गुजरती है। इसके कारण, पृथ्वी पर रहने वाले जीव सूर्य से आने वाली पराबैंगनी प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षित रहते हैं।
आयनमंडल।
सूर्य से निकलने वाला विकिरण वायुमंडल के परमाणुओं और अणुओं को आयनित करता है। आयनीकरण की डिग्री 60 किलोमीटर की ऊंचाई पर पहले से ही महत्वपूर्ण हो जाती है और पृथ्वी से दूरी के साथ लगातार बढ़ती जाती है। वायुमंडल में विभिन्न ऊंचाई पर, विभिन्न अणुओं के पृथक्करण और उसके बाद विभिन्न परमाणुओं और आयनों के आयनीकरण की क्रमिक प्रक्रियाएँ होती हैं। ये मुख्यतः ऑक्सीजन O2, नाइट्रोजन N2 के अणु और उनके परमाणु हैं। इन प्रक्रियाओं की तीव्रता के आधार पर, 60 किलोमीटर से ऊपर स्थित वायुमंडल की विभिन्न परतों को आयनोस्फेरिक परतें कहा जाता है , और उनकी समग्रता आयनमंडल है . निचली परत, जिसका आयनीकरण नगण्य है, न्यूट्रोस्फियर कहलाती है।
आयनमंडल में आवेशित कणों की अधिकतम सांद्रता 300-400 किमी की ऊंचाई पर प्राप्त होती है।
आयनमंडल के अध्ययन का इतिहास.
ऊपरी वायुमंडल में एक संवाहक परत के अस्तित्व के बारे में परिकल्पना 1878 में अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टुअर्ट द्वारा भू-चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं को समझाने के लिए सामने रखी गई थी। फिर 1902 में, एक-दूसरे से स्वतंत्र होकर, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैनेडी और इंग्लैंड में हेविसाइड ने बताया कि लंबी दूरी पर रेडियो तरंगों के प्रसार को समझाने के लिए वायुमंडल की उच्च परतों में उच्च चालकता वाले क्षेत्रों के अस्तित्व को मानना आवश्यक था। 1923 में, शिक्षाविद् एम.वी. शुलेइकिन, विभिन्न आवृत्तियों की रेडियो तरंगों के प्रसार की विशेषताओं पर विचार करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि आयनमंडल में कम से कम दो परावर्तक परतें हैं। फिर 1925 में, अंग्रेजी शोधकर्ता एपलटन और बार्नेट, साथ ही ब्रेइट और टुवे ने पहली बार प्रयोगात्मक रूप से उन क्षेत्रों के अस्तित्व को साबित किया जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करते हैं, और उनके व्यवस्थित अध्ययन की नींव रखी। उस समय से, इन परतों के गुणों का एक व्यवस्थित अध्ययन किया गया है, जिन्हें आम तौर पर आयनमंडल कहा जाता है, जो कई भूभौतिकीय घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब और अवशोषण को निर्धारित करते हैं, जो व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण है। उद्देश्य, विशेष रूप से विश्वसनीय रेडियो संचार सुनिश्चित करना।
1930 के दशक में, आयनमंडल की स्थिति का व्यवस्थित अवलोकन शुरू हुआ। हमारे देश में, एम.ए. बोंच-ब्रूविच की पहल पर, इसकी पल्स जांच के लिए प्रतिष्ठान बनाए गए थे। आयनमंडल के कई सामान्य गुणों, इसकी मुख्य परतों की ऊँचाई और इलेक्ट्रॉन सांद्रता का अध्ययन किया गया।
60-70 किमी की ऊंचाई पर परत डी देखी जाती है, 100-120 किमी की ऊंचाई पर परत डी देखी जाती है इ, ऊंचाई पर, 180-300 किमी की ऊंचाई पर दोहरी परत एफ 1 और एफ 2. इन परतों के मुख्य पैरामीटर तालिका 4 में दिए गए हैं।
| तालिका 4. | ||||||
| आयनोस्फेरिक क्षेत्र | अधिकतम ऊंचाई, किमी | टी मैं , क | दिन | रात एन ई , सेमी-3 | ए΄, ρm 3 एस – 1 | |
| मिन एन ई , सेमी-3 | अधिकतम एन ई , सेमी-3 | |||||
| डी | 70 | 20 | 100 | 200 | 10 | 10 –6 |
| इ | 110 | 270 | 1.5 10 5 | 3·10 5 | 3000 | 10 –7 |
| एफ 1 | 180 | 800–1500 | 3·10 5 | 5 10 5 | – | 3·10-8 |
| एफ 2 (सर्दी) | 220–280 | 1000–2000 | 6 10 5 | 25 10 5 | ~10 5 | 2·10 –10 |
| एफ 2 (गर्मी) | 250–320 | 1000–2000 | 2·10 5 | 8 10 5 | ~3·10 5 | 10 –10 |
| एन ई– इलेक्ट्रॉन सांद्रता, ई – इलेक्ट्रॉन आवेश, टी मैं- आयन तापमान, a΄ - पुनर्संयोजन गुणांक (जो मूल्य निर्धारित करता है एन ईऔर समय के साथ इसमें बदलाव) | ||||||
औसत मान इसलिए दिए गए हैं क्योंकि वे दिन और मौसम के समय के आधार पर अलग-अलग अक्षांशों पर भिन्न होते हैं। लंबी दूरी के रेडियो संचार सुनिश्चित करने के लिए ऐसा डेटा आवश्यक है। इनका उपयोग विभिन्न शॉर्टवेव रेडियो लिंक के लिए ऑपरेटिंग आवृत्तियों का चयन करने में किया जाता है। दिन के अलग-अलग समय और अलग-अलग मौसमों में आयनमंडल की स्थिति के आधार पर उनके परिवर्तनों का ज्ञान रेडियो संचार की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए बेहद महत्वपूर्ण है। आयनमंडल पृथ्वी के वायुमंडल की आयनित परतों का एक संग्रह है, जो लगभग 60 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर हजारों किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। पृथ्वी के वायुमंडल के आयनीकरण का मुख्य स्रोत सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण है, जो मुख्य रूप से सौर क्रोमोस्फीयर और कोरोना में होता है। इसके अलावा, आयनीकरण की डिग्री ऊपरी वायुमंडलसौर ज्वालाओं के दौरान होने वाली सौर कणिका धाराओं के साथ-साथ ब्रह्मांडीय किरणों और उल्का कणों से प्रभावित होता है।
आयनोस्फेरिक परतें
- ये वायुमंडल के वे क्षेत्र हैं जिनमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम सांद्रता पहुँच जाती है (अर्थात, प्रति इकाई आयतन में उनकी संख्या)। वायुमंडलीय गैसों के परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप विद्युत रूप से चार्ज किए गए मुक्त इलेक्ट्रॉन और (कुछ हद तक, कम मोबाइल आयन), रेडियो तरंगों (यानी, विद्युत चुम्बकीय दोलनों) के साथ बातचीत करके, उनकी दिशा बदल सकते हैं, उन्हें प्रतिबिंबित या अपवर्तित कर सकते हैं, और उनकी ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं . इसके परिणामस्वरूप, दूर के रेडियो स्टेशन प्राप्त करते समय, विभिन्न प्रभाव उत्पन्न हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, रेडियो संचार का लुप्त होना, दूरस्थ स्टेशनों की श्रव्यता में वृद्धि, ब्लैकआउटऔर इसी तरह। घटना.
तलाश पद्दतियाँ।
पृथ्वी से आयनमंडल का अध्ययन करने की शास्त्रीय विधियाँ पल्स ध्वनि तक आती हैं - रेडियो पल्स भेजना और आयनोस्फीयर की विभिन्न परतों से उनके प्रतिबिंबों का अवलोकन करना, देरी के समय को मापना और परावर्तित संकेतों की तीव्रता और आकार का अध्ययन करना। विभिन्न आवृत्तियों पर रेडियो पल्स के प्रतिबिंब की ऊंचाई को मापकर, विभिन्न क्षेत्रों की महत्वपूर्ण आवृत्तियों का निर्धारण करके (महत्वपूर्ण आवृत्ति एक रेडियो पल्स की वाहक आवृत्ति है, जिसके लिए आयनमंडल का एक दिया गया क्षेत्र पारदर्शी हो जाता है), यह निर्धारित करना संभव है परतों में इलेक्ट्रॉन सांद्रता का मान और दी गई आवृत्तियों के लिए प्रभावी ऊंचाई, और दिए गए रेडियो पथों के लिए इष्टतम आवृत्तियों का चयन करें। रॉकेट प्रौद्योगिकी के विकास और कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों (एईएस) और अन्य अंतरिक्ष यान के अंतरिक्ष युग के आगमन के साथ, निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष प्लाज्मा के मापदंडों को सीधे मापना संभव हो गया, जिसका निचला हिस्सा आयनमंडल है।
विशेष रूप से लॉन्च किए गए रॉकेटों और उपग्रह उड़ान पथों पर किए गए इलेक्ट्रॉन एकाग्रता के माप, आयनोस्फीयर की संरचना पर जमीन-आधारित तरीकों से पहले से प्राप्त डेटा की पुष्टि और स्पष्ट करते हैं, पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों के ऊपर ऊंचाई के साथ इलेक्ट्रॉन एकाग्रता का वितरण और मुख्य अधिकतम - परत के ऊपर इलेक्ट्रॉन सांद्रता मान प्राप्त करना संभव हो गया एफ. पहले, परावर्तित शॉर्ट-वेव रेडियो दालों के अवलोकन के आधार पर ध्वनि विधियों का उपयोग करना असंभव था। यह पता चला है कि दुनिया के कुछ क्षेत्रों में कम इलेक्ट्रॉन सांद्रता वाले काफी स्थिर क्षेत्र हैं, नियमित "आयनोस्फेरिक हवाएं", आयनमंडल में अजीब तरंग प्रक्रियाएं उत्पन्न होती हैं जो स्थानीय आयनोस्फेरिक गड़बड़ी को उनके उत्तेजना के स्थान से हजारों किलोमीटर दूर ले जाती हैं। और भी बहुत कुछ। विशेष रूप से अत्यधिक संवेदनशील प्राप्त करने वाले उपकरणों के निर्माण ने आयनोस्फेरिक पल्स साउंडिंग स्टेशनों पर आयनमंडल के सबसे निचले क्षेत्रों (आंशिक प्रतिबिंब स्टेशनों) से आंशिक रूप से प्रतिबिंबित पल्स सिग्नल प्राप्त करना संभव बना दिया। उत्सर्जित ऊर्जा की उच्च सांद्रता की अनुमति देने वाले एंटेना के उपयोग के साथ मीटर और डेसीमीटर तरंग दैर्ध्य रेंज में शक्तिशाली स्पंदित प्रतिष्ठानों के उपयोग ने विभिन्न ऊंचाई पर आयनमंडल द्वारा बिखरे हुए संकेतों का निरीक्षण करना संभव बना दिया। आयनोस्फेरिक प्लाज्मा के इलेक्ट्रॉनों और आयनों द्वारा असंगत रूप से बिखरे हुए इन संकेतों के स्पेक्ट्रा की विशेषताओं का अध्ययन (इसके लिए, रेडियो तरंगों के असंगत बिखरने वाले स्टेशनों का उपयोग किया गया था) ने इलेक्ट्रॉनों और आयनों की एकाग्रता, उनके समकक्ष को निर्धारित करना संभव बना दिया कई हज़ार किलोमीटर की ऊँचाई तक विभिन्न ऊँचाइयों पर तापमान। यह पता चला कि आयनमंडल उपयोग की गई आवृत्तियों के लिए काफी पारदर्शी है।
300 किमी की ऊंचाई पर पृथ्वी के आयनमंडल में विद्युत आवेशों की सांद्रता (इलेक्ट्रॉन सांद्रता आयन सांद्रता के बराबर होती है) दिन के दौरान लगभग 10 6 सेमी -3 होती है। ऐसे घनत्व का प्लाज्मा 20 मीटर से अधिक लंबी रेडियो तरंगों को परावर्तित करता है और छोटी तरंगों को प्रसारित करता है।
दिन और रात की स्थितियों के लिए आयनमंडल में इलेक्ट्रॉन सांद्रता का विशिष्ट ऊर्ध्वाधर वितरण।
आयनमंडल में रेडियो तरंगों का प्रसार।
लंबी दूरी के प्रसारण स्टेशनों का स्थिर स्वागत उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों के साथ-साथ दिन के समय, मौसम और इसके अलावा, सौर गतिविधि पर निर्भर करता है। सौर गतिविधि आयनमंडल की स्थिति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। ग्राउंड स्टेशन द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगें सभी प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरह एक सीधी रेखा में यात्रा करती हैं। हालाँकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पृथ्वी की सतह और उसके वायुमंडल की आयनित परतें दोनों एक विशाल संधारित्र की प्लेटों के रूप में कार्य करती हैं, जो प्रकाश पर दर्पण के प्रभाव की तरह उन पर कार्य करती हैं। उनसे परावर्तित होकर, रेडियो तरंगें कई हजारों किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं, आयनित गैस की एक परत से और पृथ्वी या पानी की सतह से बारी-बारी से प्रतिबिंबित होकर, सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की विशाल छलांग में दुनिया का चक्कर लगा सकती हैं।
पिछली शताब्दी के 20 के दशक में, यह माना जाता था कि 200 मीटर से छोटी रेडियो तरंगें आमतौर पर मजबूत अवशोषण के कारण लंबी दूरी के संचार के लिए उपयुक्त नहीं थीं। यूरोप और अमेरिका के बीच अटलांटिक में छोटी तरंगों के लंबी दूरी के स्वागत पर पहला प्रयोग अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ओलिवर हेविसाइड और अमेरिकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर आर्थर केनेली द्वारा किया गया था। एक दूसरे से स्वतंत्र होकर, उन्होंने सुझाव दिया कि पृथ्वी के चारों ओर कहीं न कहीं वायुमंडल की एक आयनित परत है जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में सक्षम है। इसे हेविसाइड-केनेली परत और फिर आयनमंडल कहा गया।
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, आयनमंडल में नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए मुक्त इलेक्ट्रॉन और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन होते हैं, मुख्य रूप से आणविक ऑक्सीजन O + और नाइट्रिक ऑक्साइड NO +। आयन और इलेक्ट्रॉन सौर एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण द्वारा अणुओं के पृथक्करण और तटस्थ गैस परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप बनते हैं। किसी परमाणु को आयनित करने के लिए उसमें आयनीकरण ऊर्जा प्रदान करना आवश्यक है, जिसका आयनमंडल के लिए मुख्य स्रोत सूर्य से पराबैंगनी, एक्स-रे और कणिका विकिरण है।
जबकि पृथ्वी का गैसीय आवरण सूर्य द्वारा प्रकाशित होता है, इसमें अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉन लगातार बनते रहते हैं, लेकिन साथ ही कुछ इलेक्ट्रॉन, आयनों से टकराकर, पुन: संयोजित होकर, फिर से तटस्थ कणों का निर्माण करते हैं। सूर्यास्त के बाद नए इलेक्ट्रॉनों का बनना लगभग बंद हो जाता है और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम होने लगती है। आयनमंडल में जितने अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, उतनी ही बेहतर उच्च-आवृत्ति तरंगें इससे परावर्तित होती हैं। इलेक्ट्रॉन सांद्रता में कमी के साथ, रेडियो तरंगों का संचरण केवल कम आवृत्ति रेंज में ही संभव है। इसीलिए रात में, एक नियम के रूप में, केवल 75, 49, 41 और 31 मीटर की सीमा में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव है। आयनमंडल में इलेक्ट्रॉनों को असमान रूप से वितरित किया जाता है। 50 से 400 किमी की ऊंचाई पर बढ़ी हुई इलेक्ट्रॉन सांद्रता की कई परतें या क्षेत्र होते हैं। ये क्षेत्र आसानी से एक दूसरे में परिवर्तित हो जाते हैं और एचएफ रेडियो तरंगों के प्रसार पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं। आयनमंडल की ऊपरी परत को अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया गया है एफ. यहां आयनीकरण की उच्चतम डिग्री (आवेशित कणों का अंश लगभग 10-4 है)। यह पृथ्वी की सतह से 150 किमी से अधिक की ऊंचाई पर स्थित है और उच्च आवृत्ति एचएफ रेडियो तरंगों के लंबी दूरी के प्रसार में मुख्य परावर्तक भूमिका निभाता है। गर्मियों के महीनों में, क्षेत्र F दो परतों में विभाजित हो जाता है - एफ 1 और एफ 2. परत F1 200 से 250 किमी और परत तक की ऊँचाई घेर सकती है एफ 2 300-400 किमी की ऊंचाई सीमा में "तैरता" प्रतीत होता है। आमतौर पर परत एफ 2 परत की तुलना में अधिक मजबूत रूप से आयनित होता है एफ 1 . रात की परत एफ 1 गायब हो जाता है और परत एफ 2 अवशेष धीरे-धीरे अपनी आयनीकरण की डिग्री का 60% तक खो रहा है। 90 से 150 किमी की ऊंचाई पर परत F के नीचे एक परत होती है इजिसका आयनीकरण सूर्य से आने वाले नरम एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में होता है। ई परत के आयनीकरण की डिग्री की तुलना में कम है एफदिन के दौरान, 31 और 25 मीटर की कम-आवृत्ति एचएफ रेंज में स्टेशनों का स्वागत तब होता है जब सिग्नल परत से परिलक्षित होते हैं इ. आमतौर पर ये 1000-1500 किमी की दूरी पर स्थित स्टेशन होते हैं। रात में परत में इआयनीकरण तेजी से घटता है, लेकिन इस समय भी यह 41, 49 और 75 मीटर रेंज पर स्टेशनों से सिग्नल प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहता है।
16, 13 और 11 मीटर की उच्च-आवृत्ति एचएफ रेंज के सिग्नल प्राप्त करने के लिए क्षेत्र में उत्पन्न होने वाले सिग्नल बहुत रुचि रखते हैं। इअत्यधिक बढ़े हुए आयनीकरण की परतें (बादल)। इन बादलों का क्षेत्रफल कुछ से लेकर सैकड़ों वर्ग किलोमीटर तक हो सकता है। बढ़े हुए आयनीकरण की इस परत को छिटपुट परत कहा जाता है इऔर नामित किया गया है तों. ईएस बादल हवा के प्रभाव में आयनमंडल में घूम सकते हैं और 250 किमी/घंटा तक की गति तक पहुंच सकते हैं। ग्रीष्म ऋतु में मध्य अक्षांशों में दिनईएस बादलों के कारण रेडियो तरंगों की उत्पत्ति प्रति माह 15-20 दिन होती है। भूमध्य रेखा के पास यह लगभग हमेशा मौजूद रहता है, और उच्च अक्षांशों में यह आमतौर पर रात में दिखाई देता है। कभी-कभी, कम सौर गतिविधि के वर्षों के दौरान, जब उच्च-आवृत्ति एचएफ बैंड पर कोई संचरण नहीं होता है, तो दूर के स्टेशन अचानक 16, 13 और 11 मीटर बैंड पर अच्छी मात्रा के साथ दिखाई देते हैं, जिनके संकेत कई बार ईएस से परिलक्षित होते हैं।
आयनमंडल का सबसे निचला भाग क्षेत्र है डी 50 से 90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहां अपेक्षाकृत कम मुक्त इलेक्ट्रॉन हैं। क्षेत्र से डीलंबी और मध्यम तरंगें अच्छी तरह से परावर्तित होती हैं, और कम आवृत्ति वाले एचएफ स्टेशनों से सिग्नल दृढ़ता से अवशोषित होते हैं। सूर्यास्त के बाद, आयनीकरण बहुत तेज़ी से गायब हो जाता है और 41, 49 और 75 मीटर की रेंज में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिसके संकेत परतों से परिलक्षित होते हैं एफ 2 और इ. आयनमंडल की व्यक्तिगत परतें एचएफ रेडियो संकेतों के प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनमंडल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंग प्रसार का तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। वायुमंडल के रासायनिक गुणों का अध्ययन करते समय उत्तरार्द्ध भी रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल. भूभौतिकीय रॉकेटों और उपग्रहों का उपयोग करके किए गए अवलोकनों ने नई जानकारी प्रदान की है जो दर्शाती है कि वायुमंडल का आयनीकरण सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। विस्तृत श्रृंखला. इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। पराबैंगनी विकिरण, जिसमें बैंगनी प्रकाश किरणों की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा होती है, सूर्य के आंतरिक वातावरण (क्रोमोस्फीयर) में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होती है, और एक्स-रे, जिसमें इससे भी अधिक ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी आवरण में गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। (कोरोना)।
आयनमंडल की सामान्य (औसत) स्थिति निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन और दोपहर के समय सूर्य की किरणों के आपतन कोण में मौसमी अंतर के कारण सामान्य आयनमंडल में नियमित परिवर्तन होते हैं, लेकिन आयनमंडल की स्थिति में अप्रत्याशित और अचानक परिवर्तन भी होते हैं।
आयनमंडल में गड़बड़ी.
जैसा कि ज्ञात है, सूर्य पर गतिविधि की शक्तिशाली चक्रीय रूप से दोहराई जाने वाली अभिव्यक्तियाँ होती हैं, जो हर 11 साल में अधिकतम तक पहुँचती हैं। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (आईजीवाई) कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, यानी। 18वीं सदी की शुरुआत से. उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य पर कुछ क्षेत्रों की चमक कई गुना बढ़ जाती है, और पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की शक्ति तेजी से बढ़ जाती है। ऐसी घटनाओं को सौर ज्वाला कहा जाता है। वे कई मिनटों से लेकर एक से दो घंटे तक चलते हैं। भड़कने के दौरान, सौर प्लाज्मा (ज्यादातर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) का विस्फोट होता है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं। ऐसी ज्वालाओं के दौरान सूर्य से निकलने वाले विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है।
प्रारंभिक प्रतिक्रिया भड़कने के 8 मिनट बाद देखी जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचता है। परिणामस्वरूप, 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 हो जाते हैं ("बुझ जाते हैं")। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण के कारण गैस गर्म हो जाती है, जो हवाओं के विकास में योगदान करती है। आयनित गैस एक विद्युत चालक है, और जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो एक डायनेमो प्रभाव होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। ऐसी धाराएँ, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र में ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट हो सकती हैं।
ऊपरी वायुमंडल की संरचना और गतिशीलता सौर विकिरण द्वारा आयनीकरण और पृथक्करण से जुड़े थर्मोडायनामिक अर्थ में गैर-संतुलन प्रक्रियाओं द्वारा महत्वपूर्ण रूप से निर्धारित होती है, रासायनिक प्रक्रियाएँ, अणुओं और परमाणुओं का उत्तेजना, उनका निष्क्रिय होना, टकराव और अन्य प्राथमिक प्रक्रियाएँ। इस मामले में, जैसे-जैसे घनत्व घटता है, ऊंचाई के साथ शून्य संतुलन की डिग्री बढ़ती जाती है। 500-1000 किमी की ऊंचाई तक, और अक्सर इससे भी अधिक, ऊपरी वायुमंडल की कई विशेषताओं के लिए गैर-संतुलन की डिग्री काफी छोटी होती है, जिससे इसका वर्णन करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए शास्त्रीय और हाइड्रोमैग्नेटिक हाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करना संभव हो जाता है।
बाह्यमंडल पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परत है, जो कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होती है, जहां से हल्के, तेज़ गति वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में बच सकते हैं।
एडवर्ड कोनोनोविच
साहित्य:
पुडोवकिन एम.आई. सौर भौतिकी के मूल सिद्धांत. सेंट पीटर्सबर्ग, 2001
एरिस चैसन, स्टीव मैकमिलन आज खगोल विज्ञान. प्रेंटिस-हॉल, इंक. अपर सैडल नदी, 2002
इंटरनेट पर सामग्री: http://ciencia.nasa.gov/
वायुमंडल
एक खगोलीय पिंड के चारों ओर गैसीय आवरण। इसकी विशेषताएँ किसी दिए गए पदार्थ के आकार, द्रव्यमान, तापमान, घूर्णन गति और रासायनिक संरचना पर निर्भर करती हैं खगोलीय पिंड, और इसकी स्थापना के क्षण से शुरू होने वाले इसके गठन के इतिहास से भी निर्धारित होते 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 हवा का बड़ा हिस्सा इसी निचली परत में केंद्रित होता है। वायुमंडल का अध्ययन करने वाले विज्ञान को मौसम विज्ञान कहा जाता है, हालाँकि इस विज्ञान का विषय मौसम और उसका मनुष्यों पर प्रभाव भी है। पृथ्वी की सतह से 60 से 300 और यहां तक कि 1000 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की ऊपरी परतों की स्थिति भी बदल जाती है। यहां तेज हवाएं, तूफान आते हैं और ऑरोरा जैसी अद्भुत विद्युत घटनाएं घटित होती हैं। सूचीबद्ध घटनाओं में से कई सौर विकिरण, ब्रह्मांडीय विकिरण और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह से जुड़ी हैं। वायुमंडल की ऊंची परतें भी एक रासायनिक प्रयोगशाला हैं, क्योंकि वहां, निर्वात के करीब की स्थितियों में, कुछ वायुमंडलीय गैसें, सौर ऊर्जा के एक शक्तिशाली प्रवाह के प्रभाव में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती हैं। वह विज्ञान जो इन परस्पर संबंधित घटनाओं और प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है, उच्च-वायुमंडलीय भौतिकी कहलाता है।
पृथ्वी के वायुमंडल की सामान्य विशेषताएँ
आयाम.जब तक ध्वनि रॉकेट और कृत्रिम उपग्रहों ने पृथ्वी की त्रिज्या से कई गुना अधिक दूरी पर वायुमंडल की बाहरी परतों का पता नहीं लगाया, तब तक यह माना जाता था कि जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, वायुमंडल धीरे-धीरे अधिक दुर्लभ हो जाता है और आसानी से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में चला जाता है। . अब यह स्थापित हो गया है कि सूर्य की गहरी परतों से ऊर्जा प्रवाहित होकर पृथ्वी की कक्षा से बहुत दूर, बाहरी सीमा तक बाहरी अंतरिक्ष में प्रवेश करती है। सौर परिवार. यह तथाकथित सौर हवा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के चारों ओर बहती है, जिससे एक लम्बी "गुहा" बनती है जिसके भीतर पृथ्वी का वायुमंडल केंद्रित होता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सूर्य की ओर दिन की ओर स्पष्ट रूप से संकुचित हो जाता है और एक लंबी जीभ बनाता है, जो संभवतः चंद्रमा की कक्षा से परे, विपरीत, रात की ओर फैली होती है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सीमा को मैग्नेटोपॉज़ कहा जाता है। दिन के समय, यह सीमा सतह से लगभग सात पृथ्वी त्रिज्या की दूरी पर चलती है, लेकिन बढ़ी हुई सौर गतिविधि की अवधि के दौरान यह पृथ्वी की सतह के और भी करीब हो जाती है। मैग्नेटोपॉज़ पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा भी है, जिसके बाहरी आवरण को मैग्नेटोस्फीयर भी कहा जाता है, क्योंकि इसमें आवेशित कण (आयन) केंद्रित होते हैं, जिनकी गति पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा निर्धारित 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 अर्थ.ऊपर से यह निष्कर्ष निकलता है कि पृथ्वी एक शक्तिशाली सुरक्षात्मक परत द्वारा अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से अलग हो गई है। बाहरी 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 विनाशकारी हैं। वायुमंडल के बाहरी किनारे पर, विकिरण की तीव्रता घातक होती है, लेकिन इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह से दूर वायुमंडल द्वारा बरकरार रखा जाता है। इस विकिरण का अवशोषण वायुमंडल की ऊंची परतों और विशेष रूप से वहां होने वाली विद्युत घटनाओं के कई गुणों की व्याख्या करता है। वायुमंडल की सबसे निचली, जमीनी स्तर की परत मनुष्यों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो पृथ्वी के ठोस, तरल और गैसीय गोले के बीच संपर्क बिंदु पर रहते हैं। "ठोस" पृथ्वी के ऊपरी आवरण को स्थलमंडल कहा जाता है। पृथ्वी की सतह का लगभग 72% भाग महासागरीय जल से ढका हुआ है, जो अधिकांश जलमंडल का निर्माण करता है। वायुमंडल स्थलमंडल और जलमंडल दोनों की सीमा पर है। मनुष्य वायु सागर के तल पर और जल सागर के स्तर के निकट या ऊपर रहता है। इन महासागरों की परस्पर क्रिया वायुमंडल की स्थिति निर्धारित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों में से एक है।
मिश्रण।वायुमंडल की निचली परतों में गैसों का मिश्रण होता है (तालिका देखें)। तालिका में सूचीबद्ध गैसों के अलावा, अन्य गैसें 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 ऊंची परतों में, सूर्य से आने वाले कठोर विकिरण के प्रभाव में हवा की संरचना बदल जाती है, जिससे ऑक्सीजन अणुओं का परमाणुओं में विघटन हो जाता है। परमाणु ऑक्सीजन वायुमंडल की उच्च परतों का मुख्य घटक है। अंत में, पृथ्वी की सतह से सबसे दूर वायुमंडल की परतों में, मुख्य घटक सबसे हल्की गैसें हैं - हाइड्रोजन और हीलियम। चूंकि पदार्थ का बड़ा हिस्सा निचले 30 किमी में केंद्रित है, इसलिए 100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर हवा की संरचना में बदलाव का ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है। सामान्य रचनावायुमंडल।
ऊर्जा विनिमय.सूर्य पृथ्वी को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। की दूरी पर लगभग. सूर्य से 150 मिलियन किमी दूर, पृथ्वी अपने द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा का लगभग दो अरबवां हिस्सा प्राप्त करती है, मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में, जिसे मनुष्य "प्रकाश" कहते हैं। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग वायुमंडल और स्थलमंडल द्वारा अवशोषित किया जाता है। पृथ्वी भी ऊर्जा उत्सर्जित करती है, मुख्यतः लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण के रूप में। इस प्रकार, सूर्य से प्राप्त ऊर्जा, पृथ्वी और वायुमंडल के ताप और अंतरिक्ष में उत्सर्जित तापीय ऊर्जा के विपरीत प्रवाह के बीच एक संतुलन स्थापित होता है। इस संतुलन की क्रियाविधि अत्यंत जटिल है। धूल और गैस के अणु प्रकाश बिखेरते हैं, आंशिक रूप से इसे बाहरी अंतरिक्ष में परावर्तित करते हैं। आने वाले विकिरण का और भी अधिक भाग बादलों द्वारा परावर्तित होता है। कुछ ऊर्जा सीधे गैस अणुओं द्वारा अवशोषित होती है, लेकिन मुख्य रूप से चट्टानों, वनस्पति और सतही जल द्वारा। वायुमंडल में मौजूद जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड दृश्य विकिरण संचारित करते हैं लेकिन अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं। तापीय ऊर्जा मुख्य रूप से संचित होती है निचली परतेंवायुमंडल। इसी तरह का प्रभाव ग्रीनहाउस में होता है जब कांच प्रकाश को प्रवेश करने की अनुमति 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। जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति के कारण निचले वायुमंडल का गर्म होना अक्सर कहा जाता है ग्रीनहाउस प्रभाव. वातावरण की निचली परतों में गर्मी बनाए रखने में बादल महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि बादल साफ हो जाते हैं या हवा अधिक पारदर्शी हो जाती है, तो तापमान अनिवार्य रूप से गिर जाता है क्योंकि पृथ्वी की सतह गर्मी ऊर्जा को आसपास के स्थान में स्वतंत्र रूप से 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 वायुमंडल की निचली परतों में ले जाता है। जब जल वाष्प संघनित होता है और बादल या कोहरा बनता है, तो यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में निकलती है। पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा पानी के वाष्पीकरण पर खर्च होता है और वायुमंडल की निचली परतों 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 परिसंचरण की तुलना में इसके परिसंचरण की उच्च गतिविधि की व्याख्या करता है, जो केवल ऊपर से गर्म होता है और इसलिए वायुमंडल की तुलना में बहुत अधिक स्थिर होता है।
मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान भी देखें। सूर्य के प्रकाश द्वारा वायुमंडल के सामान्य तापन के अलावा, सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के कारण इसकी कुछ परतों का महत्वपूर्ण तापन होता है। संरचना। तरल और ठोस पदार्थों 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 फैलने में सक्षम होती हैं, अगर उन्हें कोई रोक न सके। वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह है। कड़ाई से कहें तो, यह अवरोध अभेद्य है, क्योंकि गैस का आदान-प्रदान हवा और पानी के बीच और यहां तक कि हवा और चट्टानों के बीच भी होता है, लेकिन इस मामले में इन कारकों की उपेक्षा की जा सकती है। चूँकि वायुमंडल एक गोलाकार खोल है, इसकी कोई पार्श्व सीमा नहीं है, बल्कि केवल एक निचली सीमा और एक ऊपरी (बाहरी) सीमा है, जो अंतरग्रहीय अंतरिक्ष की ओर से खुली है। कुछ तटस्थ गैसें बाहरी सीमा से रिसती हैं, साथ ही पदार्थ आसपास के बाहरी स्थान से प्रवेश करता है। उच्च-ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय किरणों को छोड़कर अधिकांश आवेशित कण या तो मैग्नेटोस्फीयर द्वारा पकड़ लिए जाते हैं या इसके द्वारा विकर्षित कर दिए जाते हैं। वायुमंडल गुरुत्वाकर्षण बल से भी प्रभावित होता है, जो पृथ्वी की सतह पर वायु आवरण को बनाए रखता है। वायुमंडलीय गैसें अपने ही भार के नीचे संपीड़ित होती हैं। यह संपीड़न वायुमंडल की निचली सीमा पर अधिकतम होता है, इसलिए यहाँ वायु का घनत्व सबसे अधिक होता है। पृथ्वी की सतह से ऊपर किसी भी ऊंचाई पर, हवा के संपीड़न की डिग्री ऊपरी वायु स्तंभ के द्रव्यमान पर निर्भर करती है, इसलिए, ऊंचाई के साथ, हवा का घनत्व कम हो जाता है। प्रति इकाई क्षेत्र में ऊपरी वायु स्तंभ के द्रव्यमान के बराबर दबाव, सीधे घनत्व पर निर्भर करता है और इसलिए, ऊंचाई के साथ भी घटता है। यदि वायुमंडल एक "आदर्श गैस" होता, जिसकी संरचना ऊंचाई, स्थिर तापमान और उस पर कार्य करने वाले निरंतर गुरुत्वाकर्षण बल से स्वतंत्र होती, तो हर 20 किमी की ऊंचाई पर दबाव 10 गुना कम हो जाता। वास्तविक वातावरण लगभग 100 किमी की ऊंचाई तक एक आदर्श गैस से थोड़ा भिन्न होता है, और फिर हवा की संरचना में बदलाव के साथ ऊंचाई के साथ दबाव अधिक धीरे-धीरे कम हो जाता है। वर्णित मॉडल में छोटे परिवर्तन भी पृथ्वी के केंद्र से दूरी के साथ गुरुत्वाकर्षण बल में कमी से पेश किए जाते हैं, जो लगभग है। प्रत्येक 100 किमी की ऊंचाई के लिए 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 की ऊंचाई तक घट जाती है, और फिर फिर से बढ़ना शुरू हो जाती है। ऐसा तब होता है जब पराबैंगनी सौर विकिरण ऑक्सीजन द्वारा अवशोषित हो जाता है। इससे ओजोन गैस उत्पन्न होती है, जिसके अणुओं में तीन ऑक्सीजन 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। ऊपर, तापमान फिर से गिर जाता है, क्योंकि वहां गैस के अणु बहुत कम होते हैं, और ऊर्जा अवशोषण तदनुसार कम हो जाता है। इससे भी ऊंची परतों में, वायुमंडल द्वारा सूर्य से 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, वायुमंडल का आयनीकरण होता है, अर्थात। एक गैस अणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और एक सकारात्मक विद्युत आवेश प्राप्त कर लेता है। ऐसे अणु धनावेशित आयन बन जाते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों की उपस्थिति के कारण वायुमंडल की यह परत विद्युत चालक के गुण प्राप्त कर लेती है। ऐसा माना जाता है कि जहां पतला वातावरण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गुजरता है वहां तापमान लगातार ऊंचाई तक बढ़ता रहता है। पृथ्वी की सतह से कई हजार किलोमीटर की दूरी पर, 5,000° से 10,000° C तक तापमान रहने की संभावना है। हालांकि अणुओं और परमाणुओं की गति की गति बहुत तेज़ होती है, और इसलिए उच्च तापमान होता है, यह दुर्लभ गैस "गर्म" नहीं होती है सामान्य अर्थ में. उच्च ऊंचाई पर अणुओं की कम संख्या के कारण, उनकी कुल तापीय ऊर्जा बहुत कम होती है। इस प्रकार, वायुमंडल में अलग-अलग परतें होती हैं (यानी, संकेंद्रित गोले या गोले की एक श्रृंखला), जिसका पृथक्करण इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा गुण सबसे अधिक रुचिकर है। औसत तापमान वितरण के आधार पर, मौसम विज्ञानियों ने आदर्श "औसत वातावरण" की संरचना का एक आरेख विकसित किया है (चित्र 1 देखें)।
क्षोभमंडल वायुमंडल की निचली परत है, जो पहले तापीय न्यूनतम (तथाकथित ट्रोपोपॉज़) तक फैली हुई है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा भौगोलिक अक्षांश (उष्णकटिबंधीय में - 18-20 किमी, समशीतोष्ण अक्षांश में - लगभग 10 किमी) और वर्ष के समय पर निर्भर करती है। यूएस नेशनल वेदर सर्विस ने दक्षिणी ध्रुव के पास ध्वनि परीक्षण किया और ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई में मौसमी बदलावों का खुलासा किया। मार्च में ट्रोपोपॉज़ लगभग ऊंचाई पर होता है। 7.5 किमी. मार्च से अगस्त या सितंबर तक क्षोभमंडल में लगातार ठंडक बनी रहती है और अगस्त या सितंबर में थोड़े समय के लिए इसकी सीमा लगभग 11.5 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाती है। फिर सितंबर से दिसंबर तक यह तेजी से घटता है और अपनी सबसे निचली 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 स्थितियों को निर्धारित करता है। अधिकांश वायुमंडलीय जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित है, और यहीं पर बादल मुख्य रूप से बनते हैं, हालांकि कुछ, बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं, जो उच्च परतों में पाए जाते हैं। क्षोभमंडल की विशेषता अशांति और शक्तिशाली वायु धाराएं (हवाएं) और तूफान हैं। ऊपरी क्षोभमंडल में एक कड़ाई से परिभाषित दिशा में मजबूत वायु धाराएं होती हैं। छोटे भँवरों के समान अशांत भंवर, धीमी और तेज़ चलती वायुराशियों के बीच घर्षण और गतिशील अंतःक्रिया के प्रभाव में बनते हैं। क्योंकि इन उच्च स्तरों पर आमतौर पर कोई बादल नहीं होता है, इस अशांति को "स्पष्ट-वायु अशांति" कहा जाता है।
समतापमंडल।वायुमंडल की ऊपरी परत को अक्सर गलती 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 थोड़ा बदलते हैं। जब ऑक्सीजन और ओजोन सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं तो समताप मंडल की ऊपरी परतें गर्म हो जाती हैं। समताप मंडल (स्ट्रैटोपॉज़) की ऊपरी सीमा वह है जहां तापमान थोड़ा बढ़ जाता है, एक मध्यवर्ती अधिकतम तक पहुंच जाता है, जो अक्सर हवा की सतह परत के तापमान के बराबर होता है। स्थिर ऊंचाई पर उड़ान भरने के लिए डिज़ाइन किए गए हवाई जहाजों और गुब्बारों का उपयोग करके किए गए अवलोकनों के आधार पर, समताप मंडल में विभिन्न दिशाओं में चलने वाली अशांत गड़बड़ी और तेज हवाएं स्थापित की गई हैं। जैसे क्षोभमंडल में, शक्तिशाली वायु भंवर हैं जो विशेष रूप से उच्च गति वाले विमानों के लिए खतरनाक हैं। तेज़ हवाएं, जिन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है, ध्रुवों के सामने समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में बहती हैं। हालाँकि, ये क्षेत्र स्थानांतरित हो सकते हैं, गायब हो सकते हैं और फिर से प्रकट हो सकते हैं। जेट स्ट्रीम आम तौर पर ट्रोपोपॉज़ में प्रवेश करती हैं और ऊपरी क्षोभमंडल में दिखाई देती हैं, लेकिन ऊंचाई कम होने के साथ उनकी गति तेजी से कम हो जाती है। यह संभव है कि समताप मंडल में प्रवेश करने वाली कुछ ऊर्जा (मुख्य रूप से ओजोन निर्माण पर खर्च) क्षोभमंडल में प्रक्रियाओं को प्रभावित करती है। विशेष रूप से सक्रिय मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ा हुआ है, जहां स्ट्रैटोस्फेरिक हवा के व्यापक प्रवाह को ट्रोपोपॉज़ के काफी नीचे दर्ज किया गया था, और ट्रोपोस्फेरिक हवा को स्ट्रैटोस्फियर की निचली परतों में खींचा गया था। 25-30 किमी की ऊंचाई पर रेडियोसॉन्डेस लॉन्च करने की तकनीक में सुधार के कारण वायुमंडल की निचली परतों की ऊर्ध्वाधर संरचना का अध्ययन करने में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। समताप मंडल के ऊपर स्थित मेसोस्फीयर एक खोल है जिसमें 80-85 किमी की ऊंचाई तक तापमान समग्र रूप से वायुमंडल के लिए न्यूनतम मूल्यों तक गिर जाता है। अभिलेख कम तामपान फोर्ट चर्चिल (कनाडा) में अमेरिकी-कनाडाई स्थापना से लॉन्च किए गए मौसम संबंधी रॉकेटों द्वारा -110 डिग्री सेल्सियस दर्ज किया गया। मेसोस्फीयर (मेसोपॉज़) की ऊपरी सीमा लगभग सूर्य से एक्स-रे और शॉर्ट-वेव पराबैंगनी विकिरण के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा के साथ मेल खाती है, जो गैस के ताप और आयनीकरण के साथ होती है। ध्रुवीय क्षेत्रों में, बादल प्रणालियाँ अक्सर गर्मियों में मेसोपॉज़ के दौरान दिखाई देती हैं, जो एक बड़े क्षेत्र पर कब्जा कर लेती हैं, लेकिन उनका ऊर्ध्वाधर विकास बहुत कम होता है। ऐसे रात में चमकने वाले बादल अक्सर मध्यमंडल में बड़े पैमाने पर लहर जैसी हवा की गतिविधियों को प्रकट करते हैं। इन बादलों की संरचना, नमी के स्रोत और संघनन नाभिक, गतिशीलता और मौसम संबंधी कारकों के साथ संबंधों का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। थर्मोस्फीयर वायुमंडल की एक परत है जिसमें तापमान लगातार बढ़ता रहता है। इसकी शक्ति 600 किमी तक पहुंच सकती है। ऊंचाई के साथ दबाव और, इसलिए, गैस का घनत्व लगातार घटता जाता है। पृथ्वी की सतह के पास, 1 m3 हवा में लगभग होता है। 2.5 x 1025 अणु, लगभग ऊंचाई पर। 100 किमी, थर्मोस्फीयर की निचली परतों में - लगभग 1019, 200 किमी की ऊंचाई पर, आयनोस्फीयर में - 5 * 10 15 और, गणना के अनुसार, लगभग ऊंचाई पर। 850 किमी - लगभग 1012 अणु। अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में, अणुओं की सांद्रता 10 8-10 9 प्रति 1 एम3 है। लगभग की ऊंचाई पर. 100 किमी की दूरी पर अणुओं की संख्या कम होती है और वे शायद ही कभी एक दूसरे से टकराते हैं। एक अव्यवस्थित रूप से गतिमान अणु दूसरे समान अणु से टकराने से पहले जो औसत दूरी तय करता है उसे उसका माध्य मुक्त पथ कहा जाता है। वह परत जिसमें यह मान इतना बढ़ जाता है कि अंतर-आणविक या अंतर-परमाणु टकराव की संभावना को नजरअंदाज किया जा सकता है, थर्मोस्फीयर और ऊपरी आवरण (एक्सोस्फीयर) के बीच की सीमा पर स्थित है और इसे थर्मोपॉज़ कहा जाता है। थर्मोपॉज़ पृथ्वी की सतह से लगभग 650 किमी दूर है। एक निश्चित तापमान पर, किसी अणु की गति उसके द्रव्यमान पर निर्भर करती है: हल्के अणु भारी अणुओं की तुलना में तेज़ गति से चलते हैं। निचले वायुमंडल में, जहां मुक्त पथ बहुत छोटा है, उनके आणविक भार द्वारा गैसों का कोई ध्यान देने योग्य पृथक्करण नहीं है, लेकिन इसे 100 किमी से ऊपर व्यक्त किया जाता है। इसके अलावा, सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन अणु परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं जिनका द्रव्यमान अणु के द्रव्यमान का आधा होता है। इसलिए, जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, वायुमंडल की संरचना में और लगभग ऊंचाई पर परमाणु ऑक्सीजन तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है। 200 किमी इसका मुख्य घटक बन जाता है। ऊपर, पृथ्वी की सतह से लगभग 1200 किमी की दूरी पर, हल्की गैसें प्रबल होती हैं - हीलियम और हाइड्रोजन। वायुमंडल का बाहरी आवरण इन्हीं से बना है। वजन द्वारा यह पृथक्करण, जिसे फैलाना स्तरीकरण कहा जाता है, एक अपकेंद्रित्र का उपयोग करके मिश्रणों को अलग करने के समान है। बाह्यमंडल वायुमंडल की बाहरी परत है, जो तापमान में परिवर्तन और तटस्थ गैस के गुणों के आधार पर बनती है। बाह्यमंडल में अणु और परमाणु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में पृथ्वी के चारों ओर बैलिस्टिक कक्षाओं में घूमते हैं। इनमें से कुछ कक्षाएँ परवलयिक हैं और प्रक्षेप्य के प्रक्षेप पथ से मिलती जुलती हैं। अणु उपग्रहों की तरह पृथ्वी के चारों ओर और अण्डाकार कक्षाओं में घूम सकते हैं। कुछ अणुओं, मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम, के प्रक्षेप पथ खुले होते हैं और वे बाह्य अंतरिक्ष में चले जाते हैं (चित्र 2)।
सौर-स्थलीय कनेक्शन और वायुमंडल पर उनका प्रभाव
वायुमंडलीय ज्वार-भाटा.सूर्य और चंद्रमा के आकर्षण के कारण पृथ्वी और समुद्री ज्वार के समान ही वातावरण में ज्वार-भाटा उत्पन्न होता है। लेकिन वायुमंडलीय ज्वार में एक महत्वपूर्ण अंतर है: वायुमंडल सूर्य के आकर्षण पर सबसे दृढ़ता से प्रतिक्रिया करता है, जबकि पृथ्वी की पपड़ी और महासागर चंद्रमा के आकर्षण पर सबसे दृढ़ता से प्रतिक्रिया करते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वातावरण सूर्य द्वारा गर्म होता है और, गुरुत्वाकर्षण के अलावा, एक शक्तिशाली थर्मल ज्वार होता है। सामान्य तौर पर, वायुमंडलीय और समुद्री ज्वार के गठन के तंत्र समान होते हैं, अपवाद के साथ कि गुरुत्वाकर्षण और थर्मल प्रभावों पर हवा की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए, इसकी संपीड़ितता और तापमान वितरण को ध्यान में रखना आवश्यक है। यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि वायुमंडल में अर्धदैनिक (12-घंटे) सौर ज्वार दैनिक सौर और अर्धदैनिक चंद्र ज्वार पर क्यों प्रबल होता है, हालाँकि चलाने वाले बलअंतिम दो प्रक्रियाएँ बहुत अधिक शक्तिशाली हैं। पहले, यह माना जाता था कि वातावरण में एक प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, जो 12 घंटे की अवधि के साथ दोलनों को बढ़ाती है। हालाँकि, भूभौतिकीय रॉकेटों का उपयोग करके किए गए अवलोकन इस तरह की प्रतिध्वनि के लिए तापमान कारणों की अनुपस्थिति का संकेत देते हैं। इस समस्या को हल करते समय, संभवतः वायुमंडल की सभी हाइड्रोडायनामिक और थर्मल विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है। भूमध्य रेखा के निकट पृथ्वी की सतह पर, जहाँ ज्वारीय उतार-चढ़ाव का प्रभाव अधिकतम होता है, यह वायुमंडलीय दबाव में 0.1% का परिवर्तन प्रदान करता है। ज्वारीय हवा की गति लगभग है। 0.3 किमी/घंटा. वायुमंडल की जटिल तापीय संरचना (विशेषकर मेसोपॉज़ में न्यूनतम तापमान की उपस्थिति) के कारण, ज्वारीय वायु धाराएँ तेज़ हो जाती हैं, और, उदाहरण के लिए, 70 किमी की ऊँचाई पर उनकी गति की तुलना में लगभग 160 गुना अधिक होती है। पृथ्वी की सतह, जिसके महत्वपूर्ण भूभौतिकीय परिणाम हैं। ऐसा माना जाता है कि आयनमंडल के निचले हिस्से (परत ई) में, ज्वारीय उतार-चढ़ाव से आयनित गैस पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में लंबवत रूप से चलती है, और इसलिए यहां विद्युत धाराएं उत्पन्न होती हैं। पृथ्वी की सतह पर लगातार उभरती धाराओं की ये प्रणालियाँ चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी के कारण स्थापित होती हैं। चुंबकीय क्षेत्र की दैनिक विविधताएं परिकलित मूल्यों के साथ काफी अच्छी तरह मेल खाती हैं, जो "वायुमंडलीय डायनेमो" के ज्वारीय तंत्र के सिद्धांत के पक्ष में ठोस सबूत प्रदान करती है। आयनमंडल (ई परत) के निचले हिस्से में उत्पन्न विद्युत धाराएं कहीं न कहीं यात्रा करेंगी, और इसलिए सर्किट पूरा होना चाहिए। डायनेमो के साथ सादृश्य पूर्ण हो जाता है यदि हम आने वाली गति को एक इंजन का कार्य मानते हैं। यह माना जाता है कि विद्युत धारा का विपरीत संचलन आयनमंडल (एफ) की एक उच्च परत में होता है, और यह प्रति प्रवाह इस परत की कुछ विशिष्ट विशेषताओं को समझा सकता है। अंत में, ज्वारीय प्रभाव को ई परत में और इसलिए एफ परत में भी क्षैतिज प्रवाह उत्पन्न करना चाहिए।
आयनमंडल। 19वीं सदी के वैज्ञानिक अरोरा की घटना के तंत्र को समझाने की कोशिश कर रहे हैं। सुझाव दिया कि वायुमंडल में विद्युत आवेशित कणों वाला एक क्षेत्र है। 20 वीं सदी में प्रयोगात्मक रूप से 85 से 400 किमी की ऊंचाई पर रेडियो तरंगों को परावर्तित करने वाली एक परत के अस्तित्व का पुख्ता सबूत प्राप्त किया गया था। अब यह ज्ञात है कि इसके विद्युत गुण वायुमंडलीय गैस के 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 तरंग प्रसार का तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। वायुमंडल के रासायनिक गुणों का अध्ययन करते समय उत्तरार्द्ध भी रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल.भूभौतिकीय रॉकेटों और उपग्रहों का उपयोग करके किए गए अवलोकनों ने नई जानकारी प्रदान की है जो दर्शाती है कि वायुमंडल का आयनीकरण सौर विकिरण की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। पराबैंगनी विकिरण, जिसमें बैंगनी प्रकाश किरणों की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च ऊर्जा होती है, सूर्य के आंतरिक वातावरण (क्रोमोस्फीयर) में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होती है, और एक्स-रे, जिसमें इससे भी अधिक ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी आवरण में गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। (कोरोना)। आयनमंडल की सामान्य (औसत) स्थिति निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन और दोपहर के समय सूर्य की किरणों के आपतन कोण में मौसमी अंतर के कारण सामान्य आयनमंडल में नियमित परिवर्तन होते हैं, 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 दोहराई जाने वाली गड़बड़ी होती है, जो हर 11 साल में अधिकतम तक पहुंच जाती है। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (आईजीवाई) कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, यानी। 18वीं सदी की शुरुआत से. उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य पर कुछ क्षेत्रों की चमक कई गुना बढ़ जाती है, और वे पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के शक्तिशाली स्पंदन भेजते हैं। ऐसी घटनाओं को सौर ज्वाला कहा जाता है। वे कई मिनटों से लेकर एक से दो घंटे तक चलते हैं। भड़कने के दौरान, सौर गैस (ज्यादातर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) का विस्फोट होता है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं। ऐसी ज्वालाओं के दौरान सूर्य से निकलने वाले विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है। प्रारंभिक प्रतिक्रिया भड़कने के 8 मिनट बाद देखी जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचता है। परिणामस्वरूप, 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 हो जाते हैं ("बुझ जाते हैं")। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण के कारण गैस गर्म हो जाती है, जो हवाओं के विकास में योगदान करती है। आयनित गैस एक विद्युत चालक है, और जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो एक डायनेमो प्रभाव होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। ऐसी धाराएँ, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र में ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट हो सकती हैं। यह प्रारंभिक चरण ही लगता है छोटी अवधि, सौर ज्वाला की अवधि के अनुरूप। सूर्य पर शक्तिशाली ज्वालाओं के दौरान, त्वरित कणों की एक धारा बाहरी अंतरिक्ष में चली जाती है। जब यह पृथ्वी की ओर निर्देशित होता है, तो दूसरा चरण शुरू होता है, जिसका वायुमंडल की स्थिति पर बहुत प्रभाव पड़ता है। अनेक प्राकृतिक घटनाएं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध अरोरा हैं, संकेत देते हैं कि बड़ी संख्या में आवेशित कण पृथ्वी तक पहुंचते हैं (औरोरा भी देखें)। फिर भी, इन कणों को सूर्य से अलग करने की प्रक्रिया, अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में उनके प्रक्षेप पथ और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र और मैग्नेटोस्फीयर के साथ बातचीत के तंत्र का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। 1958 में जेम्स वान एलन द्वारा की गई खोज के बाद समस्या और अधिक जटिल हो गई भूचुंबकीय क्षेत्रआवेशित कणों से युक्त गोले। ये कण चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के चारों ओर सर्पिल में घूमते हुए एक गोलार्ध से दूसरे गोलार्ध में जाते हैं। पृथ्वी के निकट, ऊंचाई पर, क्षेत्र रेखाओं के आकार और कणों की ऊर्जा के आधार पर, "प्रतिबिंब बिंदु" होते हैं, जिन पर कण अपनी गति की दिशा विपरीत दिशा में बदलते हैं (चित्र 3)। क्योंकि पृथ्वी से दूरी के साथ चुंबकीय क्षेत्र की ताकत कम हो जाती है, जिन कक्षाओं में ये कण चलते हैं वे कुछ हद तक विकृत हो जाते हैं: इलेक्ट्रॉन पूर्व की ओर विक्षेपित हो जाते हैं, और प्रोटॉन पश्चिम की ओर विक्षेपित हो जाते हैं। इसलिए, उन्हें दुनिया भर में बेल्ट के रूप में वितरित किया जाता है।
सूर्य द्वारा वातावरण को गर्म करने के कुछ परिणाम।सौर ऊर्जा पूरे वातावरण को प्रभावित करती है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में और उसके चारों ओर घूमने वाले आवेशित कणों द्वारा निर्मित बेल्टों का उल्लेख पहले ही ऊपर किया जा चुका है। ये बेल्ट उपध्रुवीय क्षेत्रों में पृथ्वी की सतह के सबसे करीब आते हैं (चित्र 3 देखें), जहां अरोरा देखे जाते हैं। चित्र 1 से पता चलता है कि कनाडा के ऑरोरल क्षेत्रों में, थर्मोस्फीयर तापमान दक्षिण-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका की तुलना में काफी अधिक है। यह संभावना है कि पकड़े गए कण अपनी कुछ ऊर्जा वायुमंडल में छोड़ देते हैं, खासकर जब प्रतिबिंब के बिंदुओं के पास गैस अणुओं से टकराते हैं, और अपनी पिछली कक्षाओं को छोड़ देते हैं। इस प्रकार ऑरोरल ज़ोन में वायुमंडल की ऊँची परतें गर्म होती हैं। कृत्रिम उपग्रहों की कक्षाओं का अध्ययन करते समय एक और महत्वपूर्ण खोज की गई। स्मिथसोनियन एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी के खगोलशास्त्री लुइगी इयाचिया का मानना है कि इन कक्षाओं में मामूली विचलन वायुमंडल के घनत्व में बदलाव के कारण होता है क्योंकि यह सूर्य द्वारा गर्म किया जाता है। उन्होंने आयनमंडल में 200 किमी से अधिक की ऊंचाई पर अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व के अस्तित्व का सुझाव दिया, जो सौर दोपहर के अनुरूप नहीं है, लेकिन घर्षण बलों के प्रभाव में इसके संबंध में लगभग दो घंटे की देरी होती है। इस समय, 600 किमी की ऊंचाई के लिए विशिष्ट वायुमंडलीय घनत्व मान लगभग स्तर पर देखे जाते हैं। 950 कि.मी. इसके अलावा, अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की अल्पकालिक चमक के कारण अनियमित उतार-चढ़ाव का अनुभव करता है। एल. इयाचिया ने सौर ज्वालाओं और चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के अनुरूप वायु घनत्व में अल्पकालिक उतार-चढ़ाव की भी खोज की। इन घटनाओं को पृथ्वी के वायुमंडल में सौर उत्पत्ति के कणों की घुसपैठ और उन परतों के गर्म होने से समझाया जाता है जहां उपग्रह परिक्रमा करते हैं।
वायुमंडलीय विद्युत
वायुमंडल की सतह परत में, अणुओं का एक छोटा सा हिस्सा ब्रह्मांडीय किरणों, रेडियोधर्मी चट्टानों से विकिरण और हवा में रेडियम (मुख्य रूप से रेडॉन) के क्षय उत्पादों के प्रभाव में आयनीकरण के अधीन होता है। आयनीकरण के दौरान, एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त कर लेता है। मुक्त इलेक्ट्रॉन शीघ्रता से दूसरे परमाणु के साथ मिलकर एक नकारात्मक आवेशित आयन बनाता है। ऐसे युग्मित धनात्मक और ऋणात्मक आयनों का आणविक आकार होता है। वायुमंडल में अणु इन आयनों के आसपास जमा हो जाते हैं। कई अणु एक आयन के साथ मिलकर एक कॉम्प्लेक्स 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। प्रकाश आयन अक्सर ऐसे नाभिक से जुड़ते हैं, जिससे "भारी आयन" बनते हैं। 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 वायुमंडल को आम तौर पर विद्युत प्रवाहकीय नहीं माना जाता है, लेकिन इसमें कुछ चालकता होती है। इसलिए, हवा में छोड़ा गया आवेशित पिंड धीरे-धीरे अपना आवेश खो देता है। बढ़ती ब्रह्मांडीय किरण की तीव्रता, कम दबाव पर आयन हानि में कमी (और इस प्रकार लंबे समय तक मुक्त पथ), और कम भारी नाभिक के कारण ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय चालकता बढ़ती है। वायुमंडलीय चालकता लगभग 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 कई सौ किलोवोल्ट का निरंतर संभावित अंतर होता है, अर्थात। स्थिर विद्युत क्षेत्र. यह पता चला कि कई मीटर की ऊंचाई पर हवा में स्थित एक निश्चित बिंदु और पृथ्वी की सतह के बीच संभावित अंतर बहुत बड़ा है - 100 वी से अधिक। वायुमंडल में सकारात्मक चार्ज है, और पृथ्वी की सतह पर नकारात्मक चार्ज है . चूँकि विद्युत क्षेत्र एक ऐसा क्षेत्र है जिसके प्रत्येक बिंदु पर एक निश्चित संभावित मान होता है, हम एक संभावित ढाल के बारे में बात कर सकते हैं। में साफ मौसमनिचले कुछ मीटरों के भीतर वायुमंडल की विद्युत क्षेत्र शक्ति लगभग स्थिर है। सतह परत में हवा की विद्युत चालकता में अंतर के कारण, संभावित ढाल दैनिक उतार-चढ़ाव के अधीन है, जिसका पाठ्यक्रम जगह-जगह से काफी भिन्न होता है। वायु प्रदूषण के स्थानीय स्रोतों की अनुपस्थिति में - महासागरों के ऊपर, पहाड़ों में या ध्रुवीय क्षेत्रों में - संभावित ढाल की दैनिक भिन्नता स्पष्ट मौसम में समान होती है। ग्रेडिएंट का परिमाण सार्वभौमिक, या ग्रीनविच माध्य, समय (यूटी) पर निर्भर करता है और 19 घंटे ई. पर अधिकतम तक पहुंचता है। एपलटन ने सुझाव दिया कि यह अधिकतम विद्युत चालकता संभवतः ग्रहीय पैमाने पर सबसे बड़ी तूफान गतिविधि के साथ मेल खाती है। गरज के साथ बिजली गिरने से पृथ्वी की सतह पर एक नकारात्मक चार्ज होता है, क्योंकि सबसे सक्रिय क्यूम्यलोनिम्बस गरज वाले बादलों के आधारों पर एक महत्वपूर्ण नकारात्मक चार्ज होता है। गरज वाले बादलों के शीर्ष पर धनात्मक आवेश होता है, जो होल्ज़र और सैक्सन की गणना के अनुसार, गरज के दौरान उनके शीर्ष से निकल जाता है। निरंतर पुनःपूर्ति के बिना, पृथ्वी की सतह पर आवेश वायुमंडलीय चालकता द्वारा निष्प्रभावी हो जाएगा। यह धारणा कि पृथ्वी की सतह और "मुआवजा स्तर" के बीच संभावित अंतर तूफानों द्वारा बनाए रखा जाता है, सांख्यिकीय डेटा द्वारा समर्थित है। उदाहरण के लिए, तूफानों की अधिकतम संख्या नदी घाटी में देखी जाती है। अमेज़ॅन। अधिकतर, वहाँ दिन के अंत में, यानी गरज के साथ तूफ़ान आते हैं। ठीक है। 19:00 ग्रीनविच मीन टाइम, जब दुनिया में कहीं भी संभावित प्रवणता अधिकतम होती है। इसके अलावा, वक्रों के आकार में मौसमी बदलाव भी आते हैं दैनिक चक्रसंभावित ग्रेडिएंट भी तूफानों के वैश्विक वितरण के आंकड़ों से पूरी तरह सहमत हैं। कुछ शोधकर्ताओं का तर्क है कि पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र का स्रोत मूल रूप से बाहरी हो सकता है, क्योंकि माना जाता है कि विद्युत क्षेत्र आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर में मौजूद हैं। यह परिस्थिति संभवतः युग्मक और मेहराब के समान अरोरा के बहुत संकीर्ण लम्बी रूपों की उपस्थिति की व्याख्या करती है
(औरोरा लाइट्स भी देखें)। संभावित ढाल और वायुमंडलीय चालकता की उपस्थिति के कारण, आवेशित कण "क्षतिपूर्ति स्तर" और पृथ्वी की सतह के बीच बढ़ना शुरू कर देते हैं: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन पृथ्वी की सतह की ओर बढ़ते हैं, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन इससे ऊपर की ओर बढ़ते हैं। इस धारा की ताकत लगभग है. 1800 ए. हालाँकि यह मान बड़ा लगता है, यह याद रखना चाहिए कि यह पृथ्वी की पूरी सतह पर वितरित है। 1 एम2 के आधार क्षेत्र के साथ हवा के एक 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 ए डिस्चार्ज की अवधि छोटी होती है - एक सेकंड के एक अंश से लेकर पूरे सेकंड तक या बार-बार झटके के साथ थोड़ा अधिक। बिजली न केवल एक अनोखी प्राकृतिक 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 रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन को एक इंसुलेटिंग बेस पर स्थापित और एक ऊंचे टॉवर पर स्थापित लोहे की छड़ के साथ एक प्रयोग करने का प्रस्ताव दिया। उन्हें उम्मीद थी कि जैसे ही गड़गड़ाहट वाला बादल टॉवर के पास आएगा, विपरीत संकेत का चार्ज शुरू में तटस्थ छड़ के ऊपरी सिरे पर केंद्रित होगा, और बादल के आधार पर उसी संकेत का चार्ज 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 छोर से चार्ज आंशिक रूप से हवा में प्रवाहित होगा, और रॉड बादल के आधार के समान संकेत का चार्ज प्राप्त कर लेगा। फ्रेंकलिन द्वारा प्रस्तावित प्रयोग इंग्लैंड में नहीं किया गया था, बल्कि इसे 1752 में पेरिस के पास मार्ली में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन डी'अलेम्बर्ट द्वारा किया गया था। कांच की बोतल(जो इन्सुलेटर के रूप में काम करता था) 12 मीटर लंबी लोहे की छड़, लेकिन इसे टॉवर पर नहीं रखा गया। 10 मई को, उनके सहायक ने बताया कि जब बार के ऊपर गड़गड़ाहट का बादल छाया हुआ था, तो एक ग्राउंडेड तार लाए जाने पर चिंगारी दिखाई दी। फ्रांस में किए गए सफल प्रयोग से अनभिज्ञ फ्रैंकलिन ने उसी वर्ष जून में एक पतंग के साथ अपना प्रसिद्ध प्रयोग किया और उसमें बंधे एक तार के सिरे पर बिजली की चिंगारी देखी। पर अगले वर्षछड़ से एकत्र किए गए आवेशों का अध्ययन करके, फ्रैंकलिन ने निर्धारित किया कि गरज वाले बादलों के आधार आमतौर पर नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं। बिजली का अधिक विस्तृत अध्ययन 19वीं शताब्दी के अंत में संभव हुआ। फोटोग्राफिक तरीकों में सुधार के लिए धन्यवाद, विशेष रूप से घूमने वाले लेंस वाले उपकरण के आविष्कार के बाद, जिससे तेजी से विकसित होने वाली प्रक्रियाओं को रिकॉर्ड करना संभव हो गया। स्पार्क डिस्चार्ज के अध्ययन में इस प्रकार के कैमरे का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। यह पाया गया है कि बिजली कई प्रकार की होती है, जिनमें सबसे आम हैं लाइन, प्लेन (बादल में) और बॉल (वायु डिस्चार्ज)। रैखिक बिजली एक बादल और पृथ्वी की सतह के बीच नीचे की ओर शाखाओं वाले एक चैनल के बाद एक चिंगारी का निर्वहन है। चपटी बिजली गरज वाले बादलों के भीतर घटित होती है और विसरित प्रकाश की चमक के रूप में प्रकट होती है। बॉल लाइटिंग के वायु निर्वहन, गरज वाले बादल से शुरू होकर, अक्सर क्षैतिज रूप से निर्देशित होते हैं और पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचते हैं।
बिजली के डिस्चार्ज में आमतौर पर तीन या अधिक बार-बार होने वाले डिस्चार्ज होते हैं - एक ही पथ पर चलने वाले स्पंदन। क्रमिक स्पंदनों के बीच का अंतराल बहुत कम होता है, 1/100 से 1/10 सेकंड तक (यही कारण है जिससे बिजली चमकती है)। सामान्य तौर पर, फ़्लैश लगभग एक सेकंड या उससे कम समय तक चलता है। एक विशिष्ट बिजली विकास प्रक्रिया का वर्णन इस प्रकार किया जा सकता है। सबसे पहले, एक कमजोर चमकदार लीडर डिस्चार्ज ऊपर से पृथ्वी की सतह पर आता है। जब वह उस तक पहुंचता है, तो एक चमकता हुआ रिटर्न, या मुख्य, डिस्चार्ज नेता द्वारा बिछाए गए चैनल के माध्यम से जमीन से ऊपर की ओर गुजरता है। अग्रणी निर्वहन, एक नियम के रूप में, ज़िगज़ैग तरीके से चलता है। इसके फैलने की गति एक सौ से लेकर कई सौ किलोमीटर प्रति सेकंड तक होती है। अपने रास्ते में, यह वायु अणुओं को आयनित करता है, बढ़ी हुई चालकता के साथ एक चैनल बनाता है, जिसके माध्यम से रिवर्स डिस्चार्ज अग्रणी डिस्चार्ज की तुलना में लगभग सौ गुना अधिक गति से ऊपर की ओर बढ़ता है। चैनल का आकार निर्धारित करना मुश्किल है, लेकिन अग्रणी डिस्चार्ज का व्यास 1-10 मीटर अनुमानित है, और रिवर्स डिस्चार्ज का व्यास कई सेंटीमीटर है। बिजली के डिस्चार्ज एक विस्तृत श्रृंखला में रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करके रेडियो हस्तक्षेप पैदा करते हैं - 30 किलोहर्ट्ज़ से लेकर अल्ट्रा-लो आवृत्तियों तक। रेडियो तरंगों का अधिकतम उत्सर्जन संभवतः 5 से 10 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में होता है। इस तरह की कम आवृत्ति वाला रेडियो हस्तक्षेप आयनमंडल की निचली सीमा और पृथ्वी की सतह के बीच के स्थान में "केंद्रित" होता है और स्रोत से हजारों किलोमीटर की दूरी तक फैल सकता है।
वातावरण में परिवर्तन
उल्कापिंडों और उल्कापिंडों का प्रभाव.हालाँकि उल्कापात कभी-कभी प्रकाश का नाटकीय प्रदर्शन करता है, व्यक्तिगत उल्काएँ शायद ही कभी देखी जाती हैं। अदृश्य उल्काएं बहुत अधिक संख्या में होती हैं, जो वायुमंडल में अवशोषित होने पर दिखाई देने के लिए बहुत छोटी होती हैं। कुछ सबसे छोटे उल्कापिंड संभवतः बिल्कुल भी गर्म नहीं होते हैं, बल्कि केवल वायुमंडल द्वारा पकड़ लिए जाते हैं। कुछ मिलीमीटर से लेकर एक मिलीमीटर के दस हजारवें हिस्से तक के आकार वाले इन छोटे कणों को माइक्रोमीटराइट्स कहा जाता है। प्रतिदिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्का पिंड की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंडों से आते हैं। चूंकि उल्कापिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसलिए इसकी गैस संरचना विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर जाती है। उदाहरण के लिए, चट्टानी उल्काएँ वायुमंडल में लिथियम लाती हैं। धातु उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लौह-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से गुजरते हैं और पृथ्वी की सतह पर बस जाते हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां बर्फ की चादरें वर्षों तक लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी इन्हें समुद्र की निचली तलछटों में पाते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का कण लगभग 30 दिनों के भीतर स्थिर हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि यह ब्रह्मांडीय धूल बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है क्योंकि यह जल वाष्प के लिए संघनन नाभिक के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्कापात से संबंधित है। हालाँकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि चूंकि उल्कापिंड सामग्री की कुल आपूर्ति सबसे बड़े उल्कापात से भी कई गुना अधिक है, इसलिए ऐसी एक बारिश के परिणामस्वरूप इस सामग्री की कुल मात्रा में परिवर्तन को नजरअंदाज किया जा सकता है। हालाँकि, 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। ऐसे निशानों का उपयोग लंबी दूरी के रेडियो संचार के लिए 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, इसे गर्म करने पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के तापीय संतुलन के लघु घटकों में से एक है।
औद्योगिक मूल की कार्बन डाइऑक्साइड।कार्बोनिफेरस काल के दौरान, लकड़ी की वनस्पति पृथ्वी पर व्यापक थी। उस समय पौधों द्वारा अवशोषित अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड कोयला भंडार और तेल-युक्त तलछट में जमा हो गया था। मनुष्य ने इन खनिजों के विशाल भंडार को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करना सीख लिया है और अब तेजी से कार्बन डाइऑक्साइड को पदार्थों के चक्र में लौटा रहा है। जीवाश्म अवस्था संभवतः लगभग सीए है। 4*10 13 टन कार्बन। पिछली शताब्दी में, मानवता ने इतना अधिक जीवाश्म ईंधन जलाया है कि लगभग 4*10 11 टन कार्बन वायुमंडल में फिर से प्रवेश कर गया है। वर्तमान में लगभग है. 2*10 12 टन कार्बन, और अगले सौ वर्षों में जीवाश्म ईंधन के दहन के कारण यह आंकड़ा दोगुना हो सकता है। हालाँकि, सारा कार्बन वायुमंडल में नहीं रहेगा: इसका कुछ हिस्सा समुद्र के पानी में घुल जाएगा, कुछ पौधों द्वारा अवशोषित कर लिया जाएगा, और कुछ चट्टानों के अपक्षय की प्रक्रिया में बंध जाएगा। यह अनुमान लगाना अभी तक संभव नहीं है कि वायुमंडल में कितना कार्बन डाइऑक्साइड समाहित होगा या इसका वैश्विक जलवायु पर वास्तव में क्या प्रभाव पड़ेगा। हालाँकि, ऐसा माना जाता है कि इसकी सामग्री में कोई भी वृद्धि वार्मिंग का कारण बनेगी, हालाँकि यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है कि किसी भी वार्मिंग से जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। माप परिणामों के अनुसार, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता काफ़ी बढ़ रही है, हालाँकि धीमी गति से। अंटार्कटिका में रॉस आइस शेल्फ पर स्वालबार्ड और लिटिल अमेरिका स्टेशन के जलवायु डेटा से पता चलता है कि लगभग 50 साल की अवधि में औसत वार्षिक तापमान में क्रमशः 5 डिग्री सेल्सियस और 2.5 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई है।
ब्रह्मांडीय विकिरण के संपर्क में आना.जब उच्च-ऊर्जा वाली कॉस्मिक किरणें वायुमंडल के अलग-अलग घटकों के साथ संपर्क करती हैं, तो रेडियोधर्मी आइसोटोप बनते हैं। उनमें से, 14C कार्बन आइसोटोप बाहर खड़ा है, जो पौधों और जानवरों के ऊतकों में जमा होता है। जिन कार्बनिक पदार्थों ने लंबे समय से पर्यावरण के साथ कार्बन का आदान-प्रदान नहीं किया है, उनकी रेडियोधर्मिता को मापकर उनकी उम्र निर्धारित की जा सकती है। रेडियोकार्बन विधि ने खुद को जीवाश्म जीवों और भौतिक संस्कृति की वस्तुओं के डेटिंग के सबसे विश्वसनीय तरीके के रूप में स्थापित किया है जिनकी उम्र 50 हजार वर्ष से अधिक नहीं है। यदि रेडियोधर्मिता के अत्यंत निम्न स्तर को मापने की मूलभूत चुनौती को हल किया जा सकता है, तो लंबे आधे जीवन वाले अन्य रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग सैकड़ों हजारों साल पुरानी सामग्रियों की तारीख तय करने के लिए किया जा सकता है।
(रेडियोकार्बन डेटिंग भी देखें)।
पृथ्वी के वायुमंडल की उत्पत्ति
वायुमंडल के निर्माण का इतिहास अभी तक पूरी तरह से विश्वसनीय रूप से पुनर्निर्मित नहीं किया गया है। फिर भी, इसकी संरचना में कुछ संभावित परिवर्तनों की पहचान की गई है। वायुमंडल का निर्माण पृथ्वी के निर्माण के तुरंत बाद शुरू हुआ। यह मानने के काफी अच्छे कारण हैं कि पृथ्वी के विकास की प्रक्रिया और इसके आधुनिक आकार के करीब आयाम और द्रव्यमान प्राप्त करने के दौरान, इसने अपना मूल वातावरण लगभग पूरी तरह से खो दिया है। ऐसा माना जाता है कि प्रारंभिक अवस्था में पृथ्वी पिघली हुई अवस्था में थी और लगभग। 4.5 अरब वर्ष पहले यह एक ठोस पिंड में बदल गया। इस मील के पत्थर को भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उस समय से, वायुमंडल का धीमी गति से विकास हुआ है। कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं, जैसे ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का बाहर निकलना, पृथ्वी के आंत्र से गैसों के निकलने के साथ-साथ हुईं। उनमें संभवतः नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, कार्बन मोनोऑक्साइड और 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 प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाया। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। प्रसार की प्रक्रिया के दौरान, हाइड्रोजन ऊपर उठ गया और वायुमंडल छोड़ दिया, और भारी नाइट्रोजन वाष्पित नहीं हो सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, इसका मुख्य घटक बन गया, हालांकि इसका कुछ हिस्सा रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान बंधा हुआ था। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, गैसों का मिश्रण जो संभवतः पृथ्वी के मूल वातावरण में मौजूद था, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर गया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थों, विशेष रूप से अमीनो एसिड का निर्माण हुआ। परिणामस्वरूप, जीवन की उत्पत्ति आधुनिक वातावरण से मौलिक रूप से भिन्न वातावरण में हो सकती थी। आदिम पौधों के आगमन के साथ, मुक्त ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई (फोटोसिंथेसिस भी देखें)। यह गैस, विशेषकर वायुमंडल की ऊपरी परतों में फैलने के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जीवन-घातक पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण से बचाने लगी। यह अनुमान लगाया गया है कि ऑक्सीजन की आधुनिक मात्रा के केवल 0.00004 की उपस्थिति से ओजोन की वर्तमान सांद्रता के आधे के साथ एक परत का निर्माण हो सकता है, जो फिर भी पराबैंगनी किरणों से बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करता है। यह भी संभव है कि प्राथमिक वातावरण में बहुत अधिक मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड मौजूद हो। इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के दौरान किया गया था, और पौधे की दुनिया के विकास के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी सांद्रता कम हो गई होगी। चूँकि ग्रीनहाउस प्रभाव वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है, कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि इसकी सांद्रता में उतार-चढ़ाव पृथ्वी के इतिहास में बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन, जैसे कि हिमयुग, के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है। आधुनिक वायुमंडल में मौजूद हीलियम संभवतः मुख्यतः यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व अल्फा कणों का उत्सर्जन करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक हैं। चूँकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान कोई विद्युत आवेश उत्पन्न या नष्ट नहीं होता है, इसलिए प्रत्येक अल्फा कण के लिए दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। परिणामस्वरूप, यह उनके साथ मिलकर तटस्थ हीलियम परमाणु बनाता है। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों में बिखरे हुए खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें बना रहता है, जो बहुत धीरे-धीरे वायुमंडल में निकल जाता है। हीलियम की एक निश्चित मात्रा विसरण के कारण बाह्यमंडल में ऊपर की ओर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से निरंतर प्रवाह के कारण वायुमंडल में इस गैस की मात्रा स्थिर रहती है। तारों के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर, ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष प्रचुरता का अनुमान लगाना संभव है। अंतरिक्ष में नियॉन की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन की सांद्रता दस मिलियन गुना अधिक है, और क्सीनन की सांद्रता दस लाख गुना अधिक है। इससे पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो शुरू में पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद थीं और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गईं, बहुत कम हो गईं, शायद पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल के नुकसान के चरण में भी। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि 40Ar आइसोटोप के रूप में यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनता है।
ऑप्टिकल घटना
वायुमंडल में प्रकाशीय घटनाओं की विविधता विभिन्न कारणों से होती है। सबसे आम घटनाओं में बिजली (ऊपर देखें) और बहुत शानदार उत्तरी और दक्षिणी अरोरा (औरोरा भी देखें) शामिल हैं। इसके अलावा, इंद्रधनुष, गैल, पारहेलियम (झूठा सूरज) और आर्क्स, कोरोना, हेलो और ब्रोकन भूत, मृगतृष्णा, सेंट एल्मो की आग, चमकदार बादल, हरी और क्रिपसकुलर किरणें विशेष रूप से दिलचस्प हैं। इंद्रधनुष सबसे सुंदर वायुमंडलीय घटना है। आमतौर पर यह बहु-रंगीन धारियों वाला एक विशाल मेहराब होता है, जिसे तब देखा जाता है 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। बहुरंगी चापों को वर्णक्रमीय अनुक्रम (लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, नीला, बैंगनी) में व्यवस्थित किया गया है, लेकिन रंग लगभग कभी भी शुद्ध नहीं होते क्योंकि धारियाँ एक-दूसरे को ओवरलैप करती हैं। एक नियम के रूप में, इंद्रधनुष की भौतिक विशेषताएं काफी भिन्न होती हैं, और इसलिए वे दिखने में बहुत विविध होते हैं। उनका आम लक्षणयह है कि चाप का केंद्र हमेशा सूर्य से प्रेक्षक तक खींची गई सीधी रेखा पर स्थित होता है। मुख्य इंद्रधनुष एक चाप है जिसमें सबसे चमकीले रंग शामिल 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 पार्श्व चाप दिखाई देता है। इसमें पहले वाले की तरह चमकीले रंग नहीं हैं, और इसमें लाल और बैंगनी धारियाँ जगह बदलती रहती हैं: लाल धारियाँ अंदर की तरफ स्थित होती हैं। मुख्य इंद्रधनुष के निर्माण को दोहरे अपवर्तन (ऑप्टिक्स भी देखें) और सूर्य 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 एक प्रिज्म से गुजर रही हो। फिर यह बूंद (बी) की विपरीत सतह पर पहुंचता है, उससे परावर्तित होता है और बूंद को बाहर (सी) छोड़ देता है। इस स्थिति में, पर्यवेक्षक तक पहुँचने से पहले प्रकाश किरण दूसरी बार अपवर्तित होती है। प्रारंभिक सफेद किरण 2° के विचलन कोण के साथ विभिन्न रंगों की किरणों में विघटित हो जाती है। जब एक द्वितीयक इंद्रधनुष बनता है, तो सूर्य की किरणों का दोहरा अपवर्तन और दोहरा प्रतिबिंब होता है (चित्र 6 देखें)। इस मामले में, प्रकाश अपवर्तित होता है, इसके निचले भाग (ए) के माध्यम से बूंद में 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, बूँद को प्रेक्षक की ओर छोड़ना।
सूर्योदय और सूर्यास्त के समय, प्रेक्षक को आधे वृत्त के बराबर चाप के रूप में एक इंद्रधनुष दिखाई देता है, क्योंकि इंद्रधनुष की धुरी क्षितिज के समानांतर होती है। यदि सूर्य क्षितिज से ऊपर है, तो इंद्रधनुष का चाप परिधि के आधे से भी कम है। जब सूर्य क्षितिज से 42° ऊपर उगता है, तो इंद्रधनुष गायब हो जाता है। उच्च अक्षांशों को छोड़कर हर जगह, दोपहर के समय, जब सूर्य बहुत ऊपर होता है, इंद्रधनुष दिखाई नहीं दे सकता। इंद्रधनुष की दूरी का अनुमान लगाना दिलचस्प है। यद्यपि बहुरंगी चाप एक ही तल में स्थित प्रतीत होता है, यह एक भ्रम है। वास्तव में, इंद्रधनुष है अत्यधिक गहराई, और इसे एक खोखले शंकु की सतह के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसके शीर्ष पर पर्यवेक्षक स्थित है। शंकु की धुरी सूर्य, प्रेक्षक और इंद्रधनुष के केंद्र को जोड़ती है। प्रेक्षक इस शंकु की सतह के समान दिखता है। कोई भी दो व्यक्ति कभी भी बिल्कुल एक जैसा इंद्रधनुष नहीं देख सकते। बेशक, आप मूलतः एक ही प्रभाव देख सकते हैं, लेकिन दो इंद्रधनुष अलग-अलग स्थान पर होते हैं और पानी की अलग-अलग बूंदों से बनते हैं। जब बारिश या धुंध एक इंद्रधनुष बनाती है, पूर्ण ऑप्टिकल प्रभावशीर्ष पर मौजूद पर्यवेक्षक के साथ इंद्रधनुष शंकु की सतह को पार करने वाली सभी पानी की बूंदों के कुल प्रभाव के कारण प्राप्त किया जाता है। प्रत्येक बूँद की भूमिका क्षणभंगुर है। इंद्रधनुष शंकु की सतह में कई परतें होती हैं। उन्हें तेजी से पार करते हुए और महत्वपूर्ण बिंदुओं की एक श्रृंखला से गुजरते हुए, प्रत्येक बूंद तुरंत सूर्य की किरण को एक सख्ती से परिभाषित अनुक्रम में पूरे स्पेक्ट्रम में विघटित कर देती है - लाल से बैंगनी तक। कई बूंदें शंकु की सतह को एक ही तरह से काटती हैं, जिससे प्रेक्षक को इंद्रधनुष उसके चाप के साथ और उसके आर-पार निरंतर दिखाई देता है। हेलो सूर्य या चंद्रमा की डिस्क के चारों ओर सफेद या इंद्रधनुषी प्रकाश चाप और वृत्त हैं। वे वायुमंडल में बर्फ या बर्फ के क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के अपवर्तन या परावर्तन के कारण उत्पन्न होते हैं। प्रभामंडल बनाने वाले क्रिस्टल एक काल्पनिक शंकु की सतह पर स्थित होते हैं, जिसकी धुरी पर्यवेक्षक (शंकु के शीर्ष से) से सूर्य तक निर्देशित होती है। कुछ शर्तों के तहत, वायुमंडल को छोटे क्रिस्टल से संतृप्त किया जा सकता है, जिनमें से कई चेहरे सूर्य, पर्यवेक्षक और इन क्रिस्टल से गुजरने वाले विमान के साथ एक समकोण बनाते हैं। ऐसे चेहरे 22° के विचलन के साथ आने वाली प्रकाश किरणों को प्रतिबिंबित करते हैं, जिससे एक प्रभामंडल बनता है जो अंदर से लाल रंग का होता है, लेकिन इसमें स्पेक्ट्रम के सभी रंग भी शामिल हो सकते हैं। 46° के कोणीय त्रिज्या वाला एक प्रभामंडल कम आम है, जो 22° प्रभामंडल के चारों ओर संकेंद्रित रूप से स्थित होता है। इसके भीतरी भाग पर भी लाल रंग का आभास होता है। इसका कारण प्रकाश का अपवर्तन भी है, जो इस स्थिति में क्रिस्टल के किनारों पर समकोण बनाता है। ऐसे प्रभामंडल की वलय की चौड़ाई 2.5° से अधिक होती है। 46-डिग्री और 22-डिग्री दोनों ही प्रभामंडल शीर्ष पर सबसे चमकीले होते हैं निचले भागछल्ले. दुर्लभ 90-डिग्री प्रभामंडल एक हल्की चमकदार, लगभग रंगहीन अंगूठी है जो दो अन्य प्रभामंडलों के साथ एक सामान्य केंद्र साझा करती है। यदि यह रंगीन है, तो रिंग के बाहर लाल रंग होगा। इस प्रकार के प्रभामंडल की घटना का तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है (चित्र 7)।
पारहेलिया और आर्क्स। पारहेलिक वृत्त (या झूठे सूर्य का वृत्त) एक सफेद वलय है जो आंचल बिंदु पर केन्द्रित होता है, जो क्षितिज के समानांतर सूर्य से होकर गुजरता है। इसके बनने का कारण बर्फ के क्रिस्टल की सतहों के किनारों से सूर्य के प्रकाश का परावर्तन है। यदि क्रिस्टल हवा में पर्याप्त रूप से समान रूप से वितरित होते हैं, तो एक पूरा चक्र दिखाई देता है। पारहेलिया, या झूठे सूर्य, सूर्य की याद दिलाते हुए चमकीले चमकदार धब्बे हैं जो 22°, 46° और 90° के कोणीय त्रिज्या वाले प्रभामंडल के साथ पारहेलिक सर्कल के चौराहे बिंदुओं पर बनते हैं। 22-डिग्री प्रभामंडल के साथ चौराहे पर सबसे अधिक बार पाया जाने वाला और सबसे चमकीला पेरेहेलियम बनता है, जो आमतौर पर इंद्रधनुष के लगभग हर रंग में रंगा होता है। 46- और 90-डिग्री प्रभामंडल वाले चौराहों पर नकली सूरज बहुत कम बार देखे जाते हैं। 90-डिग्री प्रभामंडल वाले चौराहों पर होने वाले पारहेलिया को पैरान्थेलिया या गलत काउंटरसन कहा जाता है। कभी-कभी एंटीलियम (सूर्य-विरोधी) भी दिखाई देता है - सूर्य के ठीक विपरीत पारहेलियम वलय पर स्थित एक चमकीला धब्बा। 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। एक निकट-अंचल चाप, जिसे कभी-कभी गलत तरीके से 46-डिग्री प्रभामंडल का ऊपरी स्पर्शरेखा चाप कहा जाता है, सूर्य से लगभग 46° ऊपर स्थित, आंचल पर केंद्रित 90° या उससे कम का एक चाप होता है। यह बहुत कम और केवल कुछ मिनटों के लिए दिखाई देता है, इसमें चमकीले रंग होते हैं, और लाल रंग चाप के बाहरी तरफ तक ही सीमित होता है। निकट आंचल चाप अपने रंग, चमक और स्पष्ट रूपरेखा के लिए उल्लेखनीय है। हेलो प्रकार का एक और दिलचस्प और बहुत ही दुर्लभ ऑप्टिकल प्रभाव लोविट्ज़ आर्क है। वे 22-डिग्री प्रभामंडल के साथ चौराहे पर पारहेलिया की निरंतरता के रूप में उभरते हैं, प्रभामंडल के बाहरी तरफ से विस्तारित होते हैं और सूर्य की ओर थोड़ा अवतल होते हैं। सफेद रोशनी के स्तंभ, विभिन्न क्रॉस की तरह, कभी-कभी सुबह या शाम को दिखाई देते हैं, खासकर ध्रुवीय क्षेत्रों में, और सूर्य और चंद्रमा दोनों के साथ हो सकते हैं। कभी-कभी, ऊपर वर्णित के समान चंद्र प्रभामंडल और अन्य प्रभाव देखे जाते हैं, सबसे आम चंद्र प्रभामंडल (चंद्रमा के चारों ओर एक वलय) का कोणीय त्रिज्या 22° होता है। झूठे सूरज की तरह, झूठे चंद्रमा भी पैदा हो सकते हैं। कोरोना, या मुकुट, सूर्य, चंद्रमा या अन्य चमकदार वस्तुओं के चारों ओर रंग के छोटे संकेंद्रित छल्ले हैं जो समय-समय पर देखे जाते हैं जब प्रकाश स्रोत पारभासी बादलों के पीछे होता है। कोरोना की त्रिज्या प्रभामंडल की त्रिज्या से कम है और लगभग है। 1-5°, नीला या बैंगनी वलय सूर्य के सबसे निकट होता है। कोरोना तब होता है जब पानी की छोटी-छोटी बूंदों से प्रकाश बिखर जाता है और बादल बन जाता है। कभी-कभी कोरोना सूर्य (या चंद्रमा) के चारों ओर एक चमकदार स्थान (या प्रभामंडल) के रूप में दिखाई देता है, जो एक लाल रंग की अंगूठी में समाप्त होता है। अन्य मामलों में, बड़े व्यास के कम से कम दो संकेंद्रित वलय, बहुत हल्के रंग के, प्रभामंडल के बाहर दिखाई देते हैं। यह घटना इंद्रधनुषी बादलों के साथ होती है। कभी-कभी बहुत ऊँचे बादलों के किनारों का रंग चमकीला होता है।
ग्लोरिया (हैलोस)।विशेष परिस्थितियों में, असामान्य वायुमंडलीय घटनाएँ. 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, ऐसा प्रभामंडल घास के लॉन पर ओस की बूंदों से प्रकाश के परावर्तन के कारण बनता है। ग्लोरिया अक्सर विमान द्वारा अंतर्निहित बादलों पर डाली गई छाया के आसपास भी पाए जाते हैं।
ब्रॉकन के भूत।विश्व के कुछ क्षेत्रों में, जब सूर्योदय या सूर्यास्त के समय किसी पहाड़ी पर स्थित पर्यवेक्षक की छाया उसके पीछे थोड़ी दूरी पर स्थित बादलों पर पड़ती है, तो एक आश्चर्यजनक प्रभाव का पता चलता 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। वर्णित घटना को जर्मनी में हार्ज़ पर्वत की चोटी के बाद "घोस्ट ऑफ़ ब्रॉकेन" कहा जाता है।
मरीचिका- विभिन्न घनत्वों की हवा की परतों से गुजरते समय 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 ऊंची या नीची दिखाई दे सकती हैं, और विकृत भी हो सकती हैं और अनियमित, शानदार आकार ले सकती हैं। मृगतृष्णाएँ अक्सर गर्म जलवायु में देखी जाती हैं, जैसे कि रेतीले मैदानों में। निचली मृगतृष्णाएं आम हैं, जब एक दूर, लगभग सपाट रेगिस्तान की सतह खुले पानी की तरह दिखती है, खासकर जब थोड़ी ऊंचाई से देखी जाती है या बस गर्म हवा की परत के ऊपर स्थित होती है। यह भ्रम आमतौर पर गर्म डामर वाली सड़क पर होता है, जो बहुत आगे पानी की सतह जैसा दिखता है। वास्तव में यह सतह आकाश का प्रतिबिम्ब है। आँख के स्तर से नीचे, वस्तुएँ इस "पानी" में दिखाई दे सकती हैं, आमतौर पर उल्टी। गर्म भूमि की सतह पर एक "एयर लेयर केक" बनता है, जिसमें जमीन के सबसे निकट की परत सबसे गर्म होती है 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। . ऊपरी मृगतृष्णाएं निचली मृगतृष्णाओं की तुलना में कम आम और अधिक सुरम्य हैं। दूर की वस्तुएँ (अक्सर समुद्री क्षितिज से परे स्थित) आकाश में उलटी दिखाई देती हैं, और कभी-कभी उसी वस्तु की सीधी छवि भी ऊपर दिखाई देती है। यह घटना ठंडे क्षेत्रों में विशिष्ट है, खासकर जब तापमान में महत्वपूर्ण उलटाव होता है, जब ठंडी परत के ऊपर हवा की गर्म परत होती है। यह ऑप्टिकल प्रभाव अमानवीय घनत्व वाली हवा की परतों में प्रकाश तरंगों के अग्र भाग के प्रसार के जटिल पैटर्न के परिणामस्वरूप प्रकट होता है। समय-समय पर अत्यंत असामान्य मृगतृष्णाएँ घटित होती रहती हैं, विशेषकर ध्रुवीय क्षेत्रों में। जब ज़मीन पर मृगतृष्णाएं घटित होती हैं, तो पेड़ और अन्य परिदृश्य घटक उलट जाते हैं। सभी मामलों में, वस्तुएं निचले मृगतृष्णा की तुलना में ऊपरी मृगतृष्णा में अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं। जब दो वायुराशियों की सीमा एक ऊर्ध्वाधर तल होती है, तो कभी-कभी पार्श्व मृगतृष्णा देखी जाती है।
सेंट एल्मो की आग।वायुमंडल में कुछ ऑप्टिकल घटनाएं (उदाहरण के लिए, चमक और सबसे आम मौसम संबंधी घटना - बिजली) प्रकृति में विद्युत हैं। सेंट एल्मो की लाइटें बहुत कम आम हैं - चमकदार हल्के नीले या बैंगनी ब्रश जिनकी लंबाई 30 सेमी से 1 मीटर या उससे अधिक होती है, आमतौर पर मस्तूलों के शीर्ष पर या समुद्र में जहाजों के यार्ड के सिरों पर। कभी-कभी ऐसा लगता है कि जहाज की पूरी रिगिंग फॉस्फोरस से ढकी हुई है और चमक रही है। सेंट एल्मो की आग कभी-कभी पर्वत चोटियों के साथ-साथ शिखरों पर भी दिखाई देती है तेज मोडउचीं इमारतें। यह घटना विद्युत कंडक्टरों के सिरों पर ब्रश इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज का प्रतिनिधित्व करती है जब उनके आसपास के वातावरण में विद्युत क्षेत्र की ताकत काफी बढ़ जाती है। विल-ओ-द-विस्प्स एक हल्की नीली या हरी चमक है जो कभी-कभी दलदलों, कब्रिस्तानों और तहखानों में देखी जाती है। वे अक्सर जमीन से लगभग 30 सेमी ऊपर उठी हुई मोमबत्ती की लौ की तरह दिखते हैं, जो चुपचाप जल रही है, कोई गर्मी नहीं दे रही है, और वस्तु पर एक पल के लिए मंडरा रही है। प्रकाश पूरी तरह से मायावी लगता है और, जब पर्यवेक्षक पास आता है, तो ऐसा लगता है कि वह दूसरी जगह चला गया है। इस घटना का कारण कार्बनिक अवशेषों का अपघटन और दलदली गैस मीथेन (CH4) या फॉस्फीन (PH3) का स्वतःस्फूर्त दहन है। विल-ओ-द-विस्प्स के अलग-अलग आकार होते हैं, कभी-कभी गोलाकार भी। हरी किरण - उस समय पन्ना हरी धूप की एक चमक जब सूर्य की आखिरी किरण क्षितिज के पीछे गायब हो जाती है। सूर्य के प्रकाश का लाल घटक सबसे पहले गायब हो जाता है, अन्य सभी क्रम से गायब हो जाते हैं, और अंतिम भाग पन्ना हरा रह जाता है। यह घटना तभी घटित होती है जब सौर डिस्क का केवल ऊपरी किनारा ही क्षितिज से ऊपर रहता है, अन्यथा रंगों का मिश्रण होता है। क्रिपसकुलर किरणें सूर्य के प्रकाश की किरणें हैं जो वायुमंडल की ऊंची परतों में धूल की रोशनी के कारण दिखाई देती हैं। बादलों की छाया से काली धारियाँ बनती हैं और उनके बीच किरणें फैलती हैं। यह प्रभाव तब होता है जब सूर्योदय से पहले या सूर्यास्त के बाद सूर्य क्षितिज पर नीचा होता है।
0 डिग्री सेल्सियस पर - 1.0048·10 3 जे/(किग्रा·के), सी वी - 0.7159·10 3 जे/(किग्रा·के) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता (द्रव्यमान द्वारा) 0 डिग्री सेल्सियस पर - 0.0036%, 25 डिग्री सेल्सियस पर - 0.0023%।
तालिका में दर्शाई गई गैसों के अलावा, वायुमंडल में सीएल 2, एसओ 2, एनएच 3, सीओ, ओ 3, एनओ 2, हाइड्रोकार्बन, एचसीएल, एचबीआर, वाष्प, आई 2, बीआर 2, साथ ही कई अन्य गैसें शामिल हैं। मामूली मात्रा में मात्रा में. क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एरोसोल) मौजूद रहते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे दुर्लभ गैस रेडॉन (आरएन) है।
वातावरण की संरचना
वायुमंडलीय सीमा परत
पृथ्वी की सतह से सटी हुई वायुमंडल की निचली परत (1-2 किमी मोटी) जिसमें इस सतह का प्रभाव सीधे इसकी गतिशीलता को प्रभावित करता है।
क्षोभ मंडल
इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम. वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद कुल जल वाष्प का लगभग 90% होता है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं और चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान घटता जाता है
ट्रोपोपॉज़
क्षोभमंडल से समतापमंडल तक संक्रमण परत, वायुमंडल की एक परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।
स्ट्रैटोस्फियर
वायुमंडल की एक परत 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में तापमान में -56.5 से 0.8 डिग्री (समताप मंडल या व्युत्क्रम क्षेत्र की ऊपरी परत) में वृद्धि की विशेषता है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 K (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है।
स्ट्रैटोपॉज़
समतापमंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में अधिकतम (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) होता है।
मीसोस्फीयर
मध्यमंडल 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ तापमान घटता जाता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। मुक्त कणों, कंपन से उत्तेजित अणुओं आदि से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं वायुमंडल की चमक का कारण बनती हैं।
मेसोपॉज़
मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण में न्यूनतम (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) है।
कर्मन रेखा
समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है। एफएआई की परिभाषा के अनुसार, कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।
बाह्य वायुमंडल
ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1226.85 C के क्रम के मान तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई पर लगभग स्थिर रहता है। सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा का आयनीकरण ("ऑरोरा") होता है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होता है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।
थर्मोपॉज़
वायुमंडल का वह क्षेत्र जो थर्मोस्फीयर के ऊपर स्थित है। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।
बाह्यमंडल (प्रकीर्णन क्षेत्र)
100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊँचाई के अनुसार गैसों का वितरण उनके आणविक भार पर निर्भर करता है; भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0°C से मध्यमंडल में -110°C तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।
लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल धीरे-धीरे तथाकथित में बदल जाता है निकट अंतरिक्ष निर्वात, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ के केवल एक भाग का प्रतिनिधित्व करती है। दूसरे भाग में हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल के कण होते हैं। अत्यंत दुर्लभ धूल कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।
समीक्षा
क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समतापमंडल - लगभग 20%; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान - 0.3% से अधिक नहीं, थर्मोस्फीयर - 0.05% से कम कुल द्रव्यमानवायुमंडल।
वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, वे भेद करते हैं न्यूट्रोस्फीयरऔर योण क्षेत्र .
वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं सममंडलऔर विषममंडल. हेटेरोस्फीयर- यह वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसका तात्पर्य विषममंडल की परिवर्तनशील संरचना से है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग स्थित है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।
वायुमंडल के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव
पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति को ऑक्सीजन की कमी का अनुभव होने लगता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। वायुमंडल का शारीरिक क्षेत्र यहीं समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मानव का सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक वायुमंडल में ऑक्सीजन होती है।
वातावरण हमें साँस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। हालाँकि, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव तदनुसार कम हो जाता है।
वायु की विरल परतों में ध्वनि का प्रसार असंभव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, प्रत्येक पायलट से परिचित एम संख्या और ध्वनि अवरोध की अवधारणाएं अपना अर्थ खो देती हैं: पारंपरिक कर्मन रेखा वहां से गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जो केवल हो सकता है प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाए।
100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वायुमंडल एक और उल्लेखनीय संपत्ति से वंचित है - संवहन द्वारा तापीय ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और संचारित करने की क्षमता (अर्थात, हवा को मिलाकर)। इसका मतलब है कि उपकरण के विभिन्न तत्व, कक्षीय उपकरण अंतरिक्ष स्टेशनबाहर उस तरह से ठंडा नहीं किया जा सकेगा जैसा आमतौर पर हवाई जहाज में किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर्स की मदद से। इस ऊंचाई पर, जैसा कि आम तौर पर अंतरिक्ष में होता है, गर्मी स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।
वायुमंडलीय निर्माण का इतिहास
सबसे आम सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के इतिहास में इसके वायुमंडल की तीन अलग-अलग रचनाएँ रही हैं। प्रारंभ में, इसमें अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण वातावरण हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त हो गया। इस तरह इसका गठन हुआ द्वितीयक वातावरण. यह वातावरण पुनर्स्थापनात्मक था। इसके अलावा, वायुमंडल निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:
- अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
- पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं।
धीरे-धीरे इन कारकों के कारण इसका निर्माण हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।
नाइट्रोजन
बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन N2 का निर्माण आणविक ऑक्सीजन O2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। नाइट्रेट और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन एन2 भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत हो जाती है।
नाइट्रोजन एन 2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया, जो फलीदार पौधों के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं, जो प्रभावी हरी खाद हो सकते हैं - पौधे जो ख़राब नहीं होते हैं, लेकिन प्राकृतिक उर्वरकों के साथ मिट्टी को समृद्ध करते हैं, इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण कर सकते हैं और इसे परिवर्तित कर सकते हैं जैविक रूप से सक्रिय रूप में।
ऑक्सीजन
पृथ्वी पर जीवित जीवों की उपस्थिति के साथ, प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वायुमंडल की संरचना में मौलिक परिवर्तन शुरू हो गया। प्रारंभ में, ऑक्सीजन को कम यौगिकों - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लोहे के लौह रूप आदि के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बना। चूँकि इसके कारण वायुमंडल, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए, इस घटना को ऑक्सीजन तबाही कहा गया।
उत्कृष्ट गैस
वायु प्रदूषण
हाल ही में, मनुष्यों ने वायुमंडल के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हुए हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण मानव गतिविधि का परिणाम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार वृद्धि हो रही है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 की खपत होती है और दुनिया के महासागरों द्वारा इसे अवशोषित कर लिया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव औद्योगिक गतिविधि के कारण वायुमंडल में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की मात्रा 10% बढ़ गई है, जिसमें से अधिकांश (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आ रही है। यदि ईंधन दहन की वृद्धि दर जारी रही, तो अगले 200-300 वर्षों में वायुमंडल में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इससे वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है।
ईंधन दहन प्रदूषणकारी गैसों (CO, SO2) का मुख्य स्रोत है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड को SO3 में ऑक्सीकृत किया जाता है, और वायुमंडल की ऊपरी परतों में नाइट्रोजन ऑक्साइड को NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प के साथ क्रिया करता है, और परिणामी सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 और नाइट्रिक एसिड HNO3 में गिर जाता है। तथाकथित रूप में पृथ्वी की सतह अम्ल वर्षा. आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और सीसा यौगिकों (टेट्राएथिल लेड पीबी(सीएच 3 सीएच 2) 4) के साथ महत्वपूर्ण वायुमंडलीय प्रदूषण होता है।
वायुमंडल का एरोसोल प्रदूषण किसके कारण होता है: प्राकृतिक कारणों(ज्वालामुखी विस्फोट, धूल भरी आंधियां, बूंदों का फंसना समुद्र का पानीऔर पौधे पराग, आदि), और आर्थिक गतिविधिमनुष्य (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन जलाना, सीमेंट बनाना, आदि)। वायुमंडल में पार्टिकुलेट मैटर की तीव्र बड़े पैमाने पर रिहाई ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।
यह सभी देखें
- जैकिया (वायुमंडल मॉडल)
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टिप्पणियाँ
- एम. आई. बुड्यको, के. हां. कोंड्रैटिएवपृथ्वी का वायुमंडल // महान सोवियत विश्वकोश। तीसरा संस्करण. / चौ. ईडी। ए. एम. प्रोखोरोव। - एम.: सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, 1970. - टी. 2. अंगोला - बरज़स. - पृ. 380-384.
- - भूवैज्ञानिक विश्वकोश से लेख
- ग्रिबिन, जॉन.विज्ञान। एक इतिहास (1543-2001)। - एल.: पेंगुइन बुक्स, 2003. - 648 पी। - आईएसबीएन 978-0-140-29741-6।
- टैन्स, पीटर.विश्व स्तर पर औसत समुद्री सतह वार्षिक औसत डेटा। एनओएए/ईएसआरएल। 19 फ़रवरी 2014 को पुनःप्राप्त.(अंग्रेज़ी) (2013 तक)
- आईपीसीसी (अंग्रेजी) (1998 तक)।
- एस. पी. ख्रोमोववायु आर्द्रता // महान सोवियत विश्वकोश। तीसरा संस्करण. / चौ. ईडी। ए. एम. प्रोखोरोव। - एम.: सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, 1971. - टी. 5. वेशिन - गज़ली. - पी. 149.
- (अंग्रेज़ी) स्पेसडेली, 07/16/2010
साहित्य
- वी. वी. परिन, एफ. पी. कोस्मोलिंस्की, बी. ए. दुश्कोव"अंतरिक्ष जीव विज्ञान और चिकित्सा" (दूसरा संस्करण, संशोधित और विस्तारित), एम.: "प्रोस्वेशचेनिये", 1975, 223 पीपी।
- एन. वी. गुसाकोवा"रसायन विज्ञान पर्यावरण", रोस्तोव-ऑन-डॉन: फीनिक्स, 2004, 192 आईएसबीएन 5-222-05386-5 के साथ
- सोकोलोव वी. ए.प्राकृतिक गैसों की भू-रसायन विज्ञान, एम., 1971;
- मैकएवेन एम., फिलिप्स एल.वायुमंडलीय रसायन विज्ञान, एम., 1978;
- वार्क के., वार्नर एस.वायु प्रदूषण। स्रोत और नियंत्रण, ट्रांस। अंग्रेज़ी से, एम.. 1980;
- प्राकृतिक वातावरण के पृष्ठभूमि प्रदूषण की निगरानी। वी 1, एल., 1982.
लिंक
- // दिसंबर 17, 2013, एफओबीओएस सेंटर
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पृथ्वी के वायुमंडल की विशेषता बताने वाला एक अंश
जब पियरे उनके पास पहुंचे, तो उन्होंने देखा कि वेरा बातचीत में आत्मसंतुष्ट थे, प्रिंस आंद्रेई (जो उनके साथ शायद ही कभी हुआ था) शर्मिंदा लग रहे थे।- आप क्या सोचते हैं? - वेरा ने सूक्ष्म मुस्कान के साथ कहा। "आप, राजकुमार, बहुत अंतर्दृष्टिपूर्ण हैं और लोगों के चरित्र को तुरंत समझ जाते हैं।" आप नेटली के बारे में क्या सोचते हैं, क्या वह अपने स्नेह में स्थिर रह सकती है, क्या वह अन्य महिलाओं (वेरा का मतलब खुद) की तरह, किसी व्यक्ति से एक बार प्यार कर सकती है और हमेशा उसके प्रति वफादार रह सकती है? इसे ही मैं सच्चा प्यार मानता हूँ। आप क्या सोचते हैं, राजकुमार?
"मैं आपकी बहन को बहुत कम जानता हूं," प्रिंस आंद्रेई ने मजाकिया मुस्कान के साथ उत्तर दिया, जिसके तहत वह अपनी शर्मिंदगी को छिपाना चाहता था, "इतने नाजुक सवाल को हल करने के लिए; मैं आपकी बहन को बहुत कम जानता हूं।" और फिर मैंने देखा कि मैं एक महिला को जितना कम पसंद करता हूं, वह उतनी ही अधिक स्थिर होती है,'' उन्होंने कहा और पियरे की ओर देखा, जो उस समय उनके पास आया था।
- हाँ, यह सच है, राजकुमार; हमारे समय में," वेरा ने आगे कहा (हमारे समय का जिक्र करते हुए, जैसा कि संकीर्ण सोच वाले लोग आमतौर पर उल्लेख करना पसंद करते हैं, यह मानते हुए कि उन्होंने हमारे समय की विशेषताओं को पाया है और उनकी सराहना की है और लोगों के गुण समय के साथ बदलते हैं), हमारे समय में एक लड़की इतनी स्वतंत्रता है कि ले प्लासीर डी'एत्रे कोर्टिसी [प्रशंसक होने की खुशी] अक्सर उसके भीतर की सच्ची भावना को खत्म कर देती है। एट नथाली, इल फाउट एल'एवोअर, वाई एस्ट ट्रेस सेंसिबल। [और नताल्या, मुझे स्वीकार करना होगा, इसके प्रति बहुत संवेदनशील है।] नताली की वापसी ने प्रिंस आंद्रेई को फिर से अप्रिय बना दिया; वह उठना चाहता था, लेकिन वेरा और भी अधिक परिष्कृत मुस्कान के साथ जारी रही।
वेरा ने कहा, "मुझे लगता है कि कोई भी उसके जैसा शिष्टाचारी [प्रेमालाप का उद्देश्य] नहीं था।" - लेकिन हाल तक, उसने कभी भी किसी को गंभीरता से पसंद नहीं किया। "आप जानते हैं, काउंट," वह पियरे की ओर मुड़ी, "यहां तक कि हमारा प्रिय चचेरा भाई बोरिस, जो, एंट्रे नूस [हमारे बीच] था, बहुत, बहुत डान्स ले पेज़ डू टेंड्रे... [कोमलता की भूमि में...]
प्रिंस आंद्रेई भड़क गए और चुप रहे।
– आप बोरिस के मित्र हैं, है ना? - वेरा ने उससे कहा।
- हाँ मैं उसे जानता हूँ…
– क्या उसने आपको नताशा के प्रति अपने बचपन के प्यार के बारे में सही बताया?
– क्या बचपन का प्यार था? - प्रिंस आंद्रेई ने अप्रत्याशित रूप से शरमाते हुए अचानक पूछा।
- हाँ। क्या आपने अपने चचेरे भाई और चचेरे भाई के बीच अंतरंग संबंध बनाए हैं, मैं प्यार में हूं: ले कजिनेज एक खतरनाक आवाज है, एन'एस्ट सीई पास? [आप जानते हैं, बीच में चचेराऔर एक बहन के रूप में, यह निकटता कभी-कभी प्यार में बदल जाती है। ऐसी रिश्तेदारी एक खतरनाक पड़ोस है. क्या यह नहीं?]
"ओह, बिना किसी संदेह के," प्रिंस आंद्रेई ने कहा, और अचानक, अस्वाभाविक रूप से उत्साहित होकर, उन्होंने पियरे के साथ मजाक करना शुरू कर दिया कि उन्हें अपने 50 वर्षीय मॉस्को चचेरे भाइयों के इलाज में कैसे सावधान रहना चाहिए, और मजाक भरी बातचीत के बीच में वह उठ खड़ा हुआ और पियरे की बांह पकड़कर उसे एक तरफ ले गया।
- कुंआ? - पियरे ने कहा, आश्चर्य से अपने दोस्त के अजीब एनीमेशन को देख रहा था और उस नज़र को देख रहा था जो उसने खड़े होते समय नताशा पर डाली थी।
"मुझे ज़रूरत है, मुझे आपसे बात करने की ज़रूरत है," प्रिंस आंद्रेई ने कहा। - आप हमारे महिलाओं के दस्तानों को जानते हैं (वह उन मेसोनिक दस्तानों के बारे में बात कर रहे थे जो एक नवनिर्वाचित भाई को उसकी प्यारी महिला को देने के लिए दिए गए थे)। "मैं... लेकिन नहीं, मैं आपसे बाद में बात करूंगा..." और अपनी आंखों में एक अजीब सी चमक और अपनी हरकतों में चिंता के साथ, प्रिंस आंद्रेई नताशा के पास आए और उसके बगल में बैठ गए। पियरे ने देखा कि प्रिंस आंद्रेई उससे कुछ पूछ रहे थे, और उसने शरमाते हुए उसे उत्तर दिया।
लेकिन इस समय बर्ग ने पियरे से संपर्क किया और उनसे स्पेनिश मामलों के बारे में जनरल और कर्नल के बीच विवाद में भाग लेने के लिए तत्काल अनुरोध किया।
बर्ग प्रसन्न और प्रसन्न था। उसके चेहरे से खुशी की मुस्कान नहीं छूट रही थी. शाम बहुत अच्छी थी और बिल्कुल अन्य शामों की तरह जो उसने देखी थी। सब कुछ वैसा ही था. और महिलाओं की, नाज़ुक बातचीत, और कार्ड, और कार्ड में एक जनरल, अपनी आवाज़ उठा रहा है, और एक समोवर, और कुकीज़; लेकिन एक चीज़ अभी भी गायब थी, कुछ ऐसा जो वह हमेशा शाम को देखता था, जिसकी वह नकल करना चाहता था।
पुरुषों के बीच तेज़ बातचीत का अभाव था और किसी महत्वपूर्ण और स्मार्ट चीज़ पर बहस हो रही थी। जनरल ने यह बातचीत शुरू की और बर्ग ने पियरे को अपनी ओर आकर्षित किया।
अगले दिन, प्रिंस आंद्रेई रात के खाने के लिए रोस्तोव गए, जैसा कि काउंट इल्या आंद्रेइच ने उन्हें बुलाया था, और पूरा दिन उनके साथ बिताया।
घर में सभी को लगा कि प्रिंस आंद्रेई किसके लिए यात्रा कर रहे हैं और उन्होंने बिना छुपे पूरे दिन नताशा के साथ रहने की कोशिश की। न केवल नताशा की भयभीत, बल्कि प्रसन्न और उत्साही आत्मा में, बल्कि पूरे घर में किसी महत्वपूर्ण घटना के घटित होने का भय महसूस किया जा सकता था। जब प्रिंस आंद्रेई ने नताशा से बात की तो काउंटेस ने उदास और गंभीर रूप से कठोर आँखों से प्रिंस आंद्रेई को देखा, और जैसे ही उसने पीछे मुड़कर देखा तो डरपोक और दिखावटी ढंग से कुछ महत्वहीन बातचीत शुरू कर दी। सोन्या नताशा को छोड़ने से डरती थी और जब वह उनके साथ थी तो बाधा बनने से डरती थी। जब नताशा मिनटों तक उसके साथ अकेली रही तो प्रत्याशा के डर से उसका रंग पीला पड़ गया। प्रिंस आंद्रेई ने अपनी कायरता से उसे चकित कर दिया। उसे लगा कि उसे उसे कुछ बताने की ज़रूरत है, लेकिन वह ऐसा करने के लिए खुद को तैयार नहीं कर सका।
शाम को जब प्रिंस एंड्री चले गए, तो काउंटेस नताशा के पास आई और फुसफुसा कर बोली:
- कुंआ?
"माँ, भगवान के लिए अब मुझसे कुछ मत पूछो।" नताशा ने कहा, "आप ऐसा नहीं कह सकते।"
लेकिन इसके बावजूद, उस शाम नताशा कभी उत्साहित, कभी डरी हुई, स्थिर आँखों से बहुत देर तक अपनी माँ के बिस्तर पर लेटी रही। या तो उसने उसे बताया कि उसने कैसे उसकी प्रशंसा की, फिर उसने कैसे कहा कि वह विदेश जाएगा, फिर उसने कैसे पूछा कि वे इस गर्मी में कहाँ रहेंगे, फिर उसने उससे बोरिस के बारे में कैसे पूछा।
- लेकिन ये, ये... मेरे साथ कभी नहीं हुआ! - उसने कहा। "केवल मैं ही उसके सामने डरता हूँ, मैं हमेशा उसके सामने डरता हूँ, इसका क्या मतलब है?" इसका मतलब यह असली है, है ना? माँ, क्या तुम सो रही हो?
"नहीं, मेरी आत्मा, मैं खुद डरी हुई हूँ," माँ ने उत्तर दिया। - जाना।
- मुझे वैसे भी नींद नहीं आएगी। सोना क्या बकवास है? माँ, माँ, मेरे साथ ऐसा कभी नहीं हुआ! - उसने आश्चर्य और भय के साथ उस भावना से कहा जो उसने खुद में पहचानी थी। - और क्या हम सोच सकते हैं!...
नताशा को ऐसा लग रहा था कि जब उसने पहली बार प्रिंस एंड्री को ओट्राडनॉय में देखा था, तब भी उसे उससे प्यार हो गया था। वह इस अजीब, अप्रत्याशित खुशी से भयभीत लग रही थी, कि जिसे उसने तब चुना था (उसे इस बात का पूरा यकीन था), कि वही अब उससे दोबारा मिला है, और ऐसा लगता है, वह उसके प्रति उदासीन नहीं है . “और अब जब हम यहां हैं तो उसे जानबूझकर सेंट पीटर्सबर्ग आना पड़ा। और हमें इस गेंद पर मिलना था। यह सब भाग्य है. यह स्पष्ट है कि यह भाग्य है, कि यह सब इस ओर ले जा रहा था। फिर भी, जैसे ही मैंने उसे देखा, मुझे कुछ खास महसूस हुआ।
- उसने तुमसे और क्या कहा? ये कौन से श्लोक हैं? पढ़ें... - माँ ने प्रिंस आंद्रेई द्वारा नताशा के एल्बम में लिखी गई कविताओं के बारे में पूछते हुए सोच-समझकर कहा।
"माँ, क्या यह शर्म की बात नहीं है कि वह एक विधुर है?"
- बस बहुत हो गया, नताशा। भगवान से प्रार्थना करो। लेस मैरिएजेस से फॉन्ट डान्स लेस सियुक्स। [शादियां स्वर्ग में तय होती हैं।]
- डार्लिंग, माँ, मैं तुमसे कितना प्यार करता हूँ, यह मुझे कितना अच्छा महसूस कराता है! - नताशा खुशी और उत्साह के आंसू रोते हुए और अपनी मां से लिपटकर चिल्लाई।
उसी समय, प्रिंस आंद्रेई पियरे के साथ बैठे थे और उन्हें नताशा के प्रति अपने प्यार और उससे शादी करने के अपने दृढ़ इरादे के बारे में बता रहे थे।
इस दिन, काउंटेस ऐलेना वासिलिवेना का एक स्वागत समारोह था, वहाँ एक फ्रांसीसी दूत था, वहाँ एक राजकुमार था, जो हाल ही में काउंटेस के घर का लगातार आगंतुक बन गया था, और कई प्रतिभाशाली महिलाएँ और पुरुष थे। पियरे नीचे था, हॉल में घूम रहा था और अपनी एकाग्र, अनुपस्थित-दिमाग वाली और उदास उपस्थिति से सभी मेहमानों को आश्चर्यचकित कर रहा था।
गेंद के समय से, पियरे को हाइपोकॉन्ड्रिया के आने वाले हमलों का एहसास हुआ था और उन्होंने हताश प्रयास के साथ उनसे लड़ने की कोशिश की। जब से राजकुमार अपनी पत्नी के करीब आया, पियरे को अप्रत्याशित रूप से एक चेम्बरलेन प्रदान किया गया, और उसी समय से उसे बड़े समाज में भारीपन और शर्म महसूस होने लगी, और अक्सर सभी मानव की निरर्थकता के बारे में पुराने निराशाजनक विचार आने लगे। उसे। उसी समय, उन्होंने नताशा, जिसकी उन्होंने रक्षा की थी, और प्रिंस आंद्रेई के बीच जो भावना देखी, उनकी स्थिति और उनके दोस्त की स्थिति के बीच विरोधाभास ने इस उदास मनोदशा को और बढ़ा दिया। उन्होंने समान रूप से अपनी पत्नी, नताशा और प्रिंस आंद्रेई के बारे में विचारों से बचने की कोशिश की। फिर से उसे अनंत काल की तुलना में सब कुछ महत्वहीन लग रहा था, फिर से सवाल खुद सामने आया: "क्यों?" और उसने बुरी आत्मा के दृष्टिकोण से बचने की उम्मीद में खुद को मेसोनिक कार्यों पर दिन-रात काम करने के लिए मजबूर किया। पियरे, 12 बजे, काउंटेस के कक्षों को छोड़कर, एक धुएँ से भरे, निचले कमरे में, मेज के सामने एक घिसे-पिटे ड्रेसिंग गाउन में बैठे थे, प्रामाणिक स्कॉटिश कृत्यों की नकल कर रहे थे, जब किसी ने उनके कमरे में प्रवेश किया। यह प्रिंस आंद्रेई थे।
"ओह, यह तुम हो," पियरे ने अनुपस्थित दिमाग और असंतुष्ट नज़र से कहा। "और मैं काम कर रहा हूं," उन्होंने जीवन की कठिनाइयों से मुक्ति की उस दृष्टि वाली एक नोटबुक की ओर इशारा करते हुए कहा, जिसके साथ दुखी लोग अपने काम को देखते हैं।
एक उज्ज्वल, उत्साही चेहरे और नए जीवन के साथ प्रिंस आंद्रेई, पियरे के सामने रुक गए और उनके उदास चेहरे पर ध्यान न देते हुए, खुशी के अहंकार के साथ उनकी ओर मुस्कुराए।
"ठीक है, मेरी आत्मा," उसने कहा, "कल मैं तुम्हें बताना चाहता था और आज मैं इसके लिए तुम्हारे पास आया हूँ।" मैंने कभी भी ऐसा कुछ अनुभव नहीं किया है। मैं प्यार में हूँ, मेरे दोस्त.
पियरे ने अचानक जोर से आह भरी और प्रिंस आंद्रेई के बगल में सोफे पर अपने भारी शरीर के साथ गिर पड़ा।
- नताशा रोस्तोवा को, है ना? - उसने कहा।
- हाँ, हाँ, कौन? मैं इस पर कभी विश्वास नहीं करूंगा, लेकिन यह भावना मुझसे भी अधिक मजबूत है। कल मैंने कष्ट सहा, मैंने कष्ट सहा, लेकिन मैं दुनिया की किसी भी चीज़ के लिए इस पीड़ा को नहीं छोड़ूंगा। मैं पहले नहीं रहा हूं. अब तो मैं ही रहता हूँ, पर उसके बिना नहीं रह सकता। लेकिन क्या वह मुझसे प्यार कर सकती है?... मैं उसके लिए बहुत बूढ़ा हूं... आप क्या नहीं कह रहे हैं?...
- मैं? मैं? "मैंने तुमसे क्या कहा," पियरे ने अचानक कहा, उठकर कमरे में घूमना शुरू कर दिया। - मैं हमेशा यही सोचता था... यह लड़की इतना खजाना है, ऐसी... यह एक दुर्लभ लड़की है... प्रिय मित्र, मैं तुमसे पूछता हूं, होशियार मत बनो, संदेह मत करो, शादी कर लो, शादी कर लो और शादी कर लो... और मुझे यकीन है कि तुमसे ज्यादा खुश कोई व्यक्ति नहीं होगा।
- वह लेकिन!
- वह तुम्हें प्यार करती है।
"बकवास मत करो..." प्रिंस आंद्रेई ने मुस्कुराते हुए और पियरे की आँखों में देखते हुए कहा।
"वह मुझसे प्यार करता है, मुझे पता है," पियरे गुस्से से चिल्लाया।
"नहीं, सुनो," प्रिंस आंद्रेई ने उसे हाथ से रोकते हुए कहा। - क्या आप जानते हैं कि मैं किस स्थिति में हूं? मुझे किसी को सब कुछ बताना होगा.
"ठीक है, ठीक है, कहो, मैं बहुत खुश हूँ," पियरे ने कहा, और वास्तव में उसका चेहरा बदल गया, झुर्रियाँ ठीक हो गईं, और उसने खुशी से प्रिंस आंद्रेई की बात सुनी। प्रिंस आंद्रेई बिल्कुल अलग, नए व्यक्ति लग रहे थे। उसकी उदासी, जीवन के प्रति उसकी अवमानना, उसकी निराशा कहाँ थी? पियरे एकमात्र व्यक्ति थे जिनसे उन्होंने बात करने का साहस किया; लेकिन उसने उसे वह सब कुछ व्यक्त किया जो उसकी आत्मा में था। या तो उसने आसानी से और साहसपूर्वक एक लंबे भविष्य के लिए योजनाएँ बनाईं, इस बारे में बात की कि कैसे वह अपने पिता की इच्छा के लिए अपनी खुशी का त्याग नहीं कर सकता, कैसे वह अपने पिता को इस शादी के लिए सहमत होने और उससे प्यार करने या उनकी सहमति के बिना ऐसा करने के लिए मजबूर करेगा, फिर उसने आश्चर्यचकित था कि कैसे कुछ अजीब, पराया, उससे स्वतंत्र, उस भावना से प्रभावित हुआ जो उस पर हावी थी।
प्रिंस आंद्रेई ने कहा, "मैं किसी ऐसे व्यक्ति पर विश्वास नहीं करूंगा जिसने मुझसे कहा कि मैं इस तरह प्यार कर सकता हूं।" "यह बिल्कुल भी वह एहसास नहीं है जो मुझे पहले था।" मेरे लिए पूरी दुनिया दो हिस्सों में बंटी हुई है: एक - वह और वहां आशा की, रोशनी की सारी खुशियां हैं; बाकी आधा तो सब कुछ है, जहां वह नहीं है, सारी निराशा और अंधकार है...
"अंधेरा और उदासी," पियरे ने दोहराया, "हाँ, हाँ, मैं इसे समझता हूँ।"
- मैं दुनिया से प्यार किए बिना नहीं रह सकता, यह मेरी गलती नहीं है। और मैं बहुत खुश हूं. आप मुझे समझते हैं? मैं जानता हूं आप मेरे लिए खुश हैं.
"हाँ, हाँ," पियरे ने पुष्टि की, छुआ और उदास आँखों सेअपने दोस्त को देख रहा हूँ. प्रिंस आंद्रेई का भाग्य उसे जितना उज्जवल लग रहा था, उसका भाग्य उतना ही अंधकारमय लग रहा था।
शादी करने के लिए पिता की सहमति की जरूरत थी और इसके लिए अगले दिन प्रिंस आंद्रेई अपने पिता के पास गए।
पिता ने बाहरी शांति लेकिन आंतरिक गुस्से के साथ अपने बेटे का संदेश स्वीकार कर लिया। वह समझ नहीं पा रहा था कि कोई भी जीवन को बदलना चाहेगा, उसमें कुछ नया लाना चाहेगा, जबकि जीवन उसके लिए पहले ही समाप्त हो रहा हो। बूढ़े व्यक्ति ने खुद से कहा, "काश वे मुझे वैसे जीने देते जैसे मैं चाहता हूँ, और फिर हम वही करते जो हम चाहते थे।" हालाँकि, अपने बेटे के साथ भी उन्होंने वही कूटनीति अपनाई जो वे महत्वपूर्ण अवसरों पर अपनाते थे। उन्होंने शांत स्वर में पूरे मामले पर चर्चा की.
सबसे पहले, रिश्तेदारी, धन और कुलीनता के मामले में शादी शानदार नहीं थी। दूसरे, प्रिंस आंद्रेई अपनी पहली युवावस्था में नहीं थे और उनका स्वास्थ्य खराब था (बूढ़ा व्यक्ति इस बारे में विशेष रूप से सावधान था), और वह बहुत छोटी थीं। तीसरा, एक बेटा था जिसे लड़की को देना अफ़सोस की बात थी। चौथा, अंततः,'' पिता ने अपने बेटे की ओर मज़ाकिया दृष्टि से देखते हुए कहा, ''मैं तुमसे पूछता हूं, इस मामले को एक साल के लिए स्थगित कर दो, विदेश जाओ, इलाज कराओ, जैसा तुम चाहो, प्रिंस निकोलाई के लिए एक जर्मन ढूंढो, और फिर, यदि ऐसा है प्यार, जुनून, जिद, जो भी चाहो, बहुत बढ़िया, तो फिर शादी कर लो।
"और यह मेरा आखिरी शब्द है, आप जानते हैं, मेरा आखिरी..." राजकुमार ने ऐसे स्वर में समाप्त किया जिससे पता चला कि कोई भी चीज़ उसे अपना निर्णय बदलने के लिए मजबूर नहीं करेगी।
प्रिंस आंद्रेई ने स्पष्ट रूप से देखा कि बूढ़े व्यक्ति को उम्मीद थी कि उसकी या उसकी भावी दुल्हन की भावना वर्ष की परीक्षा का सामना नहीं करेगी, या वह खुद, बूढ़ा राजकुमार, इस समय तक मर जाएगा, और उसने अपने पिता की इच्छा को पूरा करने का फैसला किया: प्रस्ताव रखना और शादी को एक साल के लिए टाल देना।
रोस्तोव के साथ अपनी आखिरी शाम के तीन हफ्ते बाद, प्रिंस आंद्रेई सेंट पीटर्सबर्ग लौट आए।
अपनी मां को समझाने के अगले दिन नताशा पूरे दिन बोल्कॉन्स्की का इंतजार करती रही, लेकिन वह नहीं आया। अगले, तीसरे दिन भी वही हुआ. पियरे भी नहीं आए, और नताशा, यह नहीं जानते हुए कि प्रिंस आंद्रेई अपने पिता के पास गए थे, उनकी अनुपस्थिति की व्याख्या नहीं कर सके।
इसी तरह तीन सप्ताह बीत गए. नताशा कहीं नहीं जाना चाहती थी और छाया की तरह, निष्क्रिय और उदास, वह एक कमरे से दूसरे कमरे में घूमती रही, शाम को सभी से छिपकर रोती रही और शाम को अपनी माँ को दिखाई नहीं दी। वह लगातार शरमा रही थी और चिढ़ रही थी। उसे ऐसा लग रहा था कि हर कोई उसकी निराशा के बारे में जानता है, हँसता है और उसके लिए खेद महसूस करता है। उसके आंतरिक दुःख की सारी शक्ति के साथ, इस व्यर्थ दुःख ने उसके दुर्भाग्य को और अधिक तीव्र कर दिया।
एक दिन वह काउंटेस के पास आई, उसे कुछ बताना चाहती थी और अचानक रोने लगी। उसके आँसू एक आहत बच्चे के आँसू थे जो ख़ुद नहीं जानता कि उसे सज़ा क्यों दी जा रही है।
काउंटेस ने नताशा को शांत करना शुरू किया। नताशा, जो पहले तो अपनी माँ की बातें सुन रही थी, अचानक उसने उसे टोक दिया:
- इसे रोकें, माँ, मैं नहीं सोचता, और मैं सोचना नहीं चाहता! तो, मैंने यात्रा की और रुका, और रुका...
उसकी आवाज़ काँप गई, वह लगभग रो पड़ी, लेकिन वह संभल गई और शांति से बोली: "और मैं बिल्कुल भी शादी नहीं करना चाहती।" और मैं उस से डरता हूं; मैं अब पूरी तरह से, पूरी तरह से शांत हो गया हूं...
इस बातचीत के अगले दिन, नताशा ने वह पुरानी पोशाक पहन ली, जो सुबह की खुशी के लिए विशेष रूप से प्रसिद्ध थी, और सुबह उसने अपनी पुरानी जीवनशैली शुरू की, जिससे वह गेंद के बाद पिछड़ गई थी। चाय पीने के बाद, वह हॉल में गई, जिसे वह विशेष रूप से इसकी मजबूत गूंज के लिए पसंद करती थी, और अपने सोलफेज (गायन अभ्यास) गाना शुरू कर दिया। पहला पाठ समाप्त करने के बाद, वह हॉल के बीच में रुकी और एक संगीत वाक्यांश दोहराया जो उसे विशेष रूप से पसंद था। वह ख़ुशी से (मानो उसके लिए अप्रत्याशित) आकर्षण को सुनती रही जिसके साथ इन झिलमिलाती आवाज़ों ने हॉल के पूरे खालीपन को भर दिया और धीरे-धीरे जम गई, और वह अचानक प्रसन्न महसूस करने लगी। "इसके बारे में इतना सोचना अच्छा है," उसने खुद से कहा और बिना कदम बढ़ाए हॉल में ऊपर-नीचे चलने लगी। सरल चरणों मेंबजते हुए लकड़ी के फर्श पर, लेकिन हर कदम पर, एड़ी (उसने नए, पसंदीदा जूते पहने हुए थे) से पैर की उंगलियों तक बदलाव किया, और उतनी ही खुशी से जैसे उसने अपनी आवाज़ की आवाज़ सुनी, एड़ी और एड़ी की इस मापी हुई गड़गड़ाहट को सुनकर मोजे की चरमराहट. दर्पण के पास से गुजरते हुए उसने उसमें देखा। - "मैं यहां हूं!" जैसे कि जब उसने खुद को देखा हो तो उसके चेहरे के भाव बोल रहे थे। - "अच्छा, यह तो अच्छी बात है। और मुझे किसी की जरूरत नहीं है।”
फुटमैन हॉल में कुछ साफ करने के लिए प्रवेश करना चाहता था, लेकिन उसने उसे अंदर नहीं जाने दिया, फिर से उसके पीछे का दरवाजा बंद कर दिया और चलता रहा। आज सुबह वह फिर से आत्म-प्रेम और स्वयं की प्रशंसा की अपनी पसंदीदा स्थिति में लौट आई। - "यह नताशा कितनी आकर्षक है!" उसने फिर खुद से किसी तीसरे, सामूहिक, पुरुष व्यक्ति के शब्दों में कहा। "वह अच्छी है, उसकी आवाज अच्छी है, वह युवा है और वह किसी को परेशान नहीं करती, बस उसे अकेला छोड़ दो।" लेकिन चाहे उन्होंने उसे कितना भी अकेला छोड़ दिया हो, वह अब शांत नहीं रह सकती थी और उसे तुरंत इसका एहसास हुआ।
दालान में प्रवेश द्वार खुला, और किसी ने पूछा: "क्या आप घर पर हैं?" और किसी के कदमों की आहट सुनाई दी। नताशा ने शीशे में देखा, लेकिन उसने खुद को नहीं देखा। वह हॉल में आवाज़ें सुन रही थी। जब उसने खुद को देखा तो उसका चेहरा पीला पड़ गया था. यह वह था. वह यह बात निश्चित रूप से जानती थी, हालाँकि उसने बंद दरवाज़ों से बमुश्किल ही उसकी आवाज़ सुनी थी।
नताशा पीली और भयभीत होकर लिविंग रूम में भाग गई।
- माँ, बोल्कॉन्स्की आ गया है! - उसने कहा। - माँ, यह भयानक है, यह असहनीय है! - मैं नहीं चाहता... कष्ट सहना! मुझे क्या करना चाहिए?…
इससे पहले कि काउंटेस के पास उसे जवाब देने का समय होता, प्रिंस आंद्रेई चिंतित और गंभीर चेहरे के साथ लिविंग रूम में दाखिल हुए। जैसे ही उन्होंने नताशा को देखा तो उनका चेहरा खिल उठा. उसने काउंटेस और नताशा का हाथ चूमा और सोफ़े के पास बैठ गया।
काउंटेस ने शुरू किया, "हमें लंबे समय से यह आनंद नहीं मिला है...", लेकिन प्रिंस आंद्रेई ने उसके सवाल का जवाब देते हुए उसे बीच में ही रोक दिया और जाहिर तौर पर वह यह कहने की जल्दी में था कि उसे क्या चाहिए।
"मैं इस समय आपके साथ नहीं था क्योंकि मैं अपने पिता के साथ था: मुझे उनसे एक बहुत ही महत्वपूर्ण मामले पर बात करने की ज़रूरत थी।" “मैं कल रात ही लौटा हूँ,” उसने नताशा की ओर देखते हुए कहा। "मुझे आपसे बात करने की ज़रूरत है, काउंटेस," उन्होंने एक पल की चुप्पी के बाद कहा।
काउंटेस ने जोर से आह भरते हुए अपनी आँखें नीची कर लीं।
“मैं आपकी सेवा में हूँ,” उसने कहा।
नताशा को पता था कि उसे जाना होगा, लेकिन वह ऐसा नहीं कर सकती थी: कुछ उसके गले को दबा रहा था, और वह राजकुमार आंद्रेई को खुली आँखों से, सीधे, असभ्य रूप से देख रही थी।
"अब? इस मिनट!...नहीं, ऐसा नहीं हो सकता!” उसने सोचा।
उसने फिर से उसकी ओर देखा, और इस नज़र से उसे विश्वास हो गया कि उससे गलती नहीं हुई है। "हाँ, अब, इसी क्षण, उसकी किस्मत का फैसला हो रहा था।"
"आओ, नताशा, मैं तुम्हें बुलाऊंगा," काउंटेस ने फुसफुसाते हुए कहा।
नताशा ने राजकुमार आंद्रेई और उसकी माँ की ओर भयभीत, याचना भरी आँखों से देखा और चली गई।
प्रिंस आंद्रेई ने कहा, "मैं आपकी बेटी की शादी के लिए हाथ मांगने आया हूं, काउंटेस।" काउंटेस का चेहरा तमतमा गया, लेकिन उसने कुछ नहीं कहा।
"आपका प्रस्ताव..." काउंटेस ने सहजता से शुरुआत की। “वह चुप था, उसकी आँखों में देख रहा था। - आपका प्रस्ताव... (वह शर्मिंदा थी) हम खुश हैं, और... मैं आपका प्रस्ताव स्वीकार करता हूं, मुझे खुशी है। और मेरे पति... मुझे आशा है... लेकिन यह उस पर निर्भर करेगा...
"जब आपकी सहमति होगी तो मैं उसे बताऊंगा... क्या आप इसे मुझे देंगे?" - प्रिंस आंद्रेई ने कहा।
"हाँ," काउंटेस ने कहा और अपना हाथ उसकी ओर बढ़ाया और, अलगाव और कोमलता की मिश्रित भावना के साथ, उसके हाथ पर झुकते हुए अपने होंठ उसके माथे पर दबा दिए। वह उसे बेटे की तरह प्यार करना चाहती थी; लेकिन उसे लगा कि वह उसके लिए एक अजनबी और भयानक व्यक्ति था। "मुझे यकीन है कि मेरे पति सहमत होंगे," काउंटेस ने कहा, "लेकिन तुम्हारे पिता...
“मेरे पिता, जिन्हें मैंने अपनी योजनाएँ बताईं, ने सहमति की एक अनिवार्य शर्त बना दी कि शादी एक साल से पहले नहीं होनी चाहिए। और यही मैं आपको बताना चाहता था,'' प्रिंस आंद्रेई ने कहा।
- यह सच है कि नताशा अभी भी छोटी है, लेकिन बहुत लंबे समय तक।
"यह अन्यथा नहीं हो सकता," प्रिंस आंद्रेई ने आह भरते हुए कहा।
"मैं इसे तुम्हें भेज दूंगी," काउंटेस ने कहा और कमरे से बाहर चली गई।
"भगवान, हम पर दया करो," उसने अपनी बेटी की तलाश करते हुए दोहराया। सोन्या ने कहा कि नताशा बेडरूम में है। नताशा अपने बिस्तर पर बैठी, पीली, सूखी आँखों से, आइकनों को देख रही थी और, जल्दी से खुद को पार करते हुए, कुछ फुसफुसा रही थी। अपनी माँ को देखकर वह उछल पड़ी और उसके पास पहुँची।
- क्या? माँ?... क्या?
-जाओ, उसके पास जाओ। "वह आपका हाथ मांगता है," काउंटेस ने ठंडे स्वर में कहा, जैसा कि नताशा को लग रहा था... "आओ...आओ," माँ ने अपनी दौड़ती हुई बेटी के बाद उदासी और तिरस्कार के साथ कहा, और जोर से आह भरी।
नताशा को याद नहीं कि वह लिविंग रूम में कैसे दाखिल हुई। दरवाजे में घुसकर उसे देखकर वह रुक गयी. “क्या सचमुच अब यह अजनबी मेरे लिए सब कुछ बन गया है?” उसने खुद से पूछा और तुरंत उत्तर दिया: "हाँ, यही बात है: अब वह अकेला ही मुझे दुनिया की हर चीज़ से अधिक प्रिय है।" प्रिंस आंद्रेई अपनी आँखें नीची करते हुए उसके पास आये।
"जिस क्षण मैंने तुम्हें देखा, उसी क्षण से मैं तुमसे प्यार करने लगा।" क्या मैं आशा कर सकता हूँ?
उसने उसकी ओर देखा, और उसकी अभिव्यक्ति में गंभीर जुनून ने उसे प्रभावित किया। उसके चेहरे ने कहा: “क्यों पूछो? ऐसी किसी चीज़ पर संदेह क्यों करें जिसे जानने के अलावा आप मदद नहीं कर सकते? जब आप जो महसूस करते हैं उसे शब्दों में व्यक्त नहीं कर सकते तो बात क्यों करें।
वह उसके पास पहुंची और रुक गयी. उसने उसका हाथ पकड़ा और चूमा।
- क्या तुम मुझसे प्यार करते हो?
"हाँ, हाँ," नताशा ने झुंझलाहट के साथ कहा, जोर से आह भरी, और दूसरी बार, अधिक से अधिक बार, और सिसकने लगी।
- किस बारे मेँ? तुम्हारे साथ क्या गलत है?
"ओह, मैं बहुत खुश हूं," उसने जवाब दिया, अपने आंसुओं के बीच मुस्कुराई, उसके करीब झुकी, एक सेकंड के लिए सोचा, जैसे खुद से पूछ रही हो कि क्या यह संभव है, और उसे चूम लिया।
प्रिंस आंद्रेई ने उसके हाथ पकड़े, उसकी आँखों में देखा और अपनी आत्मा में उसके लिए वही प्यार नहीं पाया। उसकी आत्मा में अचानक कुछ बदल गया: इच्छा का कोई पूर्व काव्यात्मक और रहस्यमय आकर्षण नहीं था, लेकिन उसकी स्त्री और बचकानी कमजोरी के लिए दया थी, उसकी भक्ति और भोलापन का डर था, एक भारी और साथ ही कर्तव्य की हर्षित चेतना थी जिसने उसे हमेशा के लिए उससे जोड़ दिया। वास्तविक भावना, हालाँकि यह पिछली भावना जितनी हल्की और काव्यात्मक नहीं थी, अधिक गंभीर और मजबूत थी।
हमारे ग्रह पृथ्वी के चारों ओर का गैसीय आवरण, जिसे वायुमंडल के रूप में जाना जाता है, पाँच मुख्य परतों से बना है। ये परतें ग्रह की सतह पर, समुद्र तल से (कभी-कभी नीचे) उत्पन्न होती हैं और निम्नलिखित क्रम में बाहरी अंतरिक्ष तक बढ़ती हैं:
- क्षोभ मंडल;
- समतापमंडल;
- मेसोस्फीयर;
- बाह्य वायुमंडल;
- बहिर्मंडल।
पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतों का आरेख
इन मुख्य पांच परतों में से प्रत्येक के बीच में संक्रमण क्षेत्र होते हैं जिन्हें "विराम" कहा जाता है जहां हवा के तापमान, संरचना और घनत्व में परिवर्तन होते हैं। विरामों के साथ, पृथ्वी के वायुमंडल में कुल 9 परतें शामिल हैं।
क्षोभमंडल: जहां मौसम होता है
वायुमंडल की सभी परतों में से, क्षोभमंडल वह है जिससे हम सबसे अधिक परिचित हैं (चाहे आपको इसका एहसास हो या न हो), क्योंकि हम इसके तल पर रहते हैं - ग्रह की सतह। यह पृथ्वी की सतह को घेरता है और कई किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला होता है। क्षोभमंडल शब्द का अर्थ है "ग्लोब का परिवर्तन।" एक बहुत ही उपयुक्त नाम, क्योंकि यह परत वह जगह है जहां हमारा रोजमर्रा का मौसम होता है।
ग्रह की सतह से शुरू होकर, क्षोभमंडल 6 से 20 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। परत के निचले तीसरे भाग में, जो हमारे सबसे करीब है, सभी वायुमंडलीय गैसों का 50% मौजूद है। संपूर्ण वायुमंडल का यही एकमात्र भाग है जो सांस लेता है। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी की सतह से हवा नीचे से गर्म होती है, जो सूर्य की तापीय ऊर्जा को अवशोषित करती है, ऊंचाई बढ़ने के साथ क्षोभमंडल का तापमान और दबाव कम हो जाता है।
शीर्ष पर ट्रोपोपॉज़ नामक एक पतली परत होती है, जो क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच एक बफर मात्र है।
समतापमंडल: ओजोन का घर
समताप मंडल वायुमंडल की अगली परत है। यह पृथ्वी की सतह से 6-20 किमी से 50 किमी तक फैला हुआ है। यह वह परत है जिसमें अधिकांश वाणिज्यिक विमान उड़ान भरते हैं और गर्म हवा के गुब्बारे यात्रा करते हैं।
यहां हवा ऊपर-नीचे नहीं बहती, बल्कि बहुत तेज वायु धाराओं में सतह के समानांतर चलती है। जैसे-जैसे आप ऊपर उठते हैं, तापमान बढ़ता है, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले ओजोन (O3) की प्रचुरता के कारण, जो सौर विकिरण और ऑक्सीजन का उपोत्पाद है, जिसमें सूर्य की हानिकारक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करने की क्षमता होती है (मौसम विज्ञान में ऊंचाई के साथ तापमान में किसी भी वृद्धि को जाना जाता है) "उलटा" के रूप में)।
चूँकि समताप मंडल में अधिक है गर्म तापमाननीचे और ऊपर ठंडा, वायुमंडल के इस हिस्से में संवहन (वायु द्रव्यमान की ऊर्ध्वाधर गति) दुर्लभ है। वास्तव में, आप समताप मंडल से क्षोभमंडल में उठने वाले तूफान को देख सकते हैं क्योंकि परत एक संवहन टोपी के रूप में कार्य करती है जो तूफानी बादलों को घुसने से रोकती है।
समताप मंडल के बाद फिर से एक बफर परत होती है, जिसे इस बार स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है।
मेसोस्फीयर: मध्य वायुमंडल
मेसोस्फीयर पृथ्वी की सतह से लगभग 50-80 किमी दूर स्थित है। ऊपरी मध्यमंडल पृथ्वी पर सबसे ठंडा प्राकृतिक स्थान है, जहाँ तापमान -143°C से नीचे गिर सकता है।
थर्मोस्फीयर: ऊपरी वायुमंडल
मेसोस्फीयर और मेसोपॉज के बाद थर्मोस्फीयर आता है, जो ग्रह की सतह से 80 से 700 किमी ऊपर स्थित है, और वायुमंडलीय आवरण में कुल हवा का 0.01% से कम होता है। यहां तापमान +2000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, लेकिन हवा की अत्यधिक पतलीता और गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए गैस अणुओं की कमी के कारण, इन उच्च तापमानों को बहुत ठंडा माना जाता है।
बहिर्मंडल: वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा
पृथ्वी की सतह से लगभग 700-10,000 किमी की ऊंचाई पर बाह्यमंडल है - वायुमंडल का बाहरी किनारा, अंतरिक्ष की सीमा। यहां मौसम उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं।
आयनमंडल के बारे में क्या?
आयनमंडल कोई अलग परत नहीं है, बल्कि वास्तव में इस शब्द का प्रयोग 60 से 1000 किमी की ऊंचाई के बीच के वातावरण को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। इसमें मेसोस्फीयर का सबसे ऊपरी हिस्सा, संपूर्ण थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर का हिस्सा शामिल है। आयनमंडल को इसका नाम इसलिए मिला क्योंकि वायुमंडल के इस हिस्से में सूर्य से आने वाला विकिरण तब आयनित हो जाता है जब वह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से होकर गुजरता है। यह घटना जमीन से उत्तरी रोशनी के रूप में देखी जाती है।
पृथ्वी का वायुमंडल विषम है: अलग-अलग ऊंचाई पर अलग-अलग वायु घनत्व और दबाव, तापमान और गैस संरचना में परिवर्तन होते हैं। परिवेशी वायु तापमान के व्यवहार के आधार पर (अर्थात, ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता या घटता है), इसमें निम्नलिखित परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। परतों के बीच की सीमाओं को विराम कहा जाता है: उनमें से 4 हैं, क्योंकि बहिर्मंडल की ऊपरी सीमा बहुत धुंधली है और अक्सर निकट अंतरिक्ष को संदर्भित करती है। वायुमंडल की सामान्य संरचना संलग्न चित्र में पाई जा सकती है।
चित्र.1 पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना. श्रेय: वेबसाइट
सबसे निचली वायुमंडलीय परत क्षोभमंडल है, जिसकी ऊपरी सीमा, जिसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है, भौगोलिक अक्षांश के आधार पर भिन्न होती है और 8 किमी तक होती है। ध्रुवीय में 20 किमी तक। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में. मध्य या समशीतोष्ण अक्षांशों में, इसकी ऊपरी सीमा 10-12 किमी की ऊंचाई पर होती है। वर्ष के दौरान, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा सौर विकिरण के प्रवाह के आधार पर उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। इस प्रकार, अमेरिकी मौसम विज्ञान सेवा द्वारा पृथ्वी के दक्षिणी ध्रुव पर ध्वनि के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि मार्च से अगस्त या सितंबर तक क्षोभमंडल का लगातार ठंडा होना होता है, जिसके परिणामस्वरूप अगस्त में थोड़े समय के लिए या सितंबर में इसकी सीमा 11.5 किमी तक बढ़ जाती है। फिर, सितंबर से दिसंबर की अवधि में, यह तेजी से घटता है और अपनी सबसे निचली स्थिति - 7.5 किमी तक पहुंच जाता है, जिसके बाद मार्च तक इसकी ऊंचाई लगभग अपरिवर्तित रहती है। वे। क्षोभमंडल गर्मियों में अपनी अधिकतम मोटाई और सर्दियों में सबसे पतले स्तर पर पहुंच जाता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि, मौसमी के अलावा, ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई में दैनिक उतार-चढ़ाव भी होते हैं। इसके अलावा, इसकी स्थिति चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों से प्रभावित होती है: सबसे पहले, यह गिरती है, क्योंकि उनमें दबाव आसपास की हवा की तुलना में कम होता है, और दूसरी बात, यह तदनुसार बढ़ जाता है।
क्षोभमंडल में पृथ्वी की वायु के कुल द्रव्यमान का 90% और सभी जलवाष्प का 9/10 भाग होता है। यहां अशांति अत्यधिक विकसित होती है, विशेषकर निकट-सतह और उच्चतम परतों में, सभी स्तरों के बादल विकसित होते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं। और पृथ्वी की सतह से परावर्तित सूर्य के प्रकाश की ग्रीनहाउस गैसों (कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, जल वाष्प) के संचय के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव विकसित होता है।
ग्रीनहाउस प्रभाव ऊंचाई के साथ क्षोभमंडल में हवा के तापमान में कमी के साथ जुड़ा हुआ है (क्योंकि गर्म पृथ्वी सतह परतों को अधिक गर्मी देती है)। औसत ऊर्ध्वाधर ढाल 0.65°/100 मीटर है (अर्थात, प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि के लिए हवा का तापमान 0.65° सेल्सियस कम हो जाता है)। तो यदि पृथ्वी की सतह के निकट भूमध्य रेखा के निकट है औसत वार्षिक तापमानहवा +26° है तो ऊपरी सीमा -70° पर है। ऊपर ट्रोपोपॉज़ के पास तापमान उत्तरी ध्रुवपूरे वर्ष यह गर्मियों में -45° से लेकर सर्दियों में -65° तक बदलता रहता है।
बढ़ती ऊंचाई के साथ, हवा का दबाव भी कम हो जाता है, जो क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर सतह के निकट स्तर का केवल 12-20% रह जाता है।
क्षोभमंडल की सीमा और समतापमंडल की ऊपरी परत पर ट्रोपोपॉज़ की एक परत होती है, जो 1-2 किमी मोटी होती है। ट्रोपोपॉज़ की निचली सीमाओं को आमतौर पर हवा की एक परत के रूप में लिया जाता है जिसमें क्षोभमंडल के अंतर्निहित क्षेत्रों में ऊर्ध्वाधर ढाल घटकर 0.2°/100 मीटर बनाम 0.65°/100 मीटर हो जाती है।
ट्रोपोपॉज़ के भीतर, एक कड़ाई से परिभाषित दिशा के वायु प्रवाह देखे जाते हैं, जिन्हें उच्च-ऊंचाई वाले जेट स्ट्रीम या "जेट स्ट्रीम" कहा जाता है, जो अपनी धुरी के चारों ओर पृथ्वी के घूमने और सौर विकिरण की भागीदारी के साथ वायुमंडल के गर्म होने के प्रभाव में बनता है। . महत्वपूर्ण तापमान अंतर वाले क्षेत्रों की सीमाओं पर धाराएँ देखी जाती हैं। इन धाराओं के स्थानीयकरण के कई केंद्र हैं, उदाहरण के लिए, आर्कटिक, उपोष्णकटिबंधीय, उपध्रुवीय और अन्य। जेट स्ट्रीम के स्थानीयकरण का ज्ञान मौसम विज्ञान और विमानन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है: पहला अधिक सटीक मौसम पूर्वानुमान के लिए स्ट्रीम का उपयोग करता है, दूसरा विमान उड़ान मार्गों के निर्माण के लिए, क्योंकि प्रवाह की सीमाओं पर, छोटे भँवरों के समान मजबूत अशांत भंवर होते हैं, जिन्हें इन ऊंचाइयों पर बादलों की अनुपस्थिति के कारण "स्पष्ट-आकाश अशांति" कहा जाता है।
उच्च-ऊंचाई वाले जेट धाराओं के प्रभाव में, ट्रोपोपॉज़ में अक्सर दरारें बन जाती हैं, और कभी-कभी यह पूरी तरह से गायब हो जाती है, हालांकि फिर यह नए सिरे से बनती है। यह विशेष रूप से उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों में अक्सर देखा जाता है, जहां एक शक्तिशाली उपोष्णकटिबंधीय उच्च-ऊंचाई धारा का प्रभुत्व होता है। इसके अलावा, परिवेश के तापमान में ट्रोपोपॉज़ परतों में अंतर के कारण अंतराल का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, गर्म और निम्न ध्रुवीय ट्रोपोपॉज़ और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के उच्च और ठंडे ट्रोपोपॉज़ के बीच एक बड़ा अंतर मौजूद है। हाल ही में, समशीतोष्ण अक्षांशों के ट्रोपोपॉज़ की एक परत भी उभरी है, जिसमें पिछली दो परतों: ध्रुवीय और उष्णकटिबंधीय के साथ असंतोष है।
पृथ्वी के वायुमंडल की दूसरी परत समताप मंडल है। समताप मंडल को मोटे तौर पर दो क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से पहला, 25 किमी की ऊंचाई तक स्थित है, जिसमें लगभग स्थिर तापमान होता है, जो एक विशेष क्षेत्र में क्षोभमंडल की ऊपरी परतों के तापमान के बराबर होता है। दूसरा क्षेत्र, या उलटा क्षेत्र, हवा के तापमान में लगभग 40 किमी की ऊंचाई तक वृद्धि की विशेषता है। यह ऑक्सीजन और ओजोन द्वारा सौर पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण होता है। समताप मंडल के ऊपरी भाग में, इस तापन के कारण, तापमान अक्सर सकारात्मक या यहां तक कि सतह की हवा के तापमान के बराबर होता है।
व्युत्क्रम क्षेत्र के ऊपर स्थिर तापमान की एक परत होती है, जिसे स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है। इसकी मोटाई 15 किमी तक पहुंचती है।
क्षोभमंडल के विपरीत, समतापमंडल में अशांत विक्षोभ दुर्लभ हैं, लेकिन ध्रुवों के सामने समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में तेज क्षैतिज हवाएं या जेट धाराएं बहती हैं। इन क्षेत्रों की स्थिति स्थिर नहीं है: वे स्थानांतरित हो सकते हैं, विस्तारित हो सकते हैं, या पूरी तरह से गायब भी हो सकते हैं। अक्सर जेट धाराएँ क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश करती हैं, या, इसके विपरीत, क्षोभमंडल से वायु द्रव्यमान समतापमंडल की निचली परतों में प्रवेश करती हैं। वायुराशियों का ऐसा मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों के क्षेत्रों में विशेष रूप से विशिष्ट है।
समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम है। यहां की हवा बहुत शुष्क है, इसलिए बादल कम बनते हैं। केवल 20-25 किमी की ऊंचाई पर और उच्च अक्षांशों में आप अतिशीतित पानी की बूंदों से बने बहुत पतले मोती जैसे बादलों को देख सकते हैं। दिन के दौरान, ये बादल दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन अंधेरे की शुरुआत के साथ वे सूर्य की रोशनी के कारण चमकने लगते हैं, जो पहले से ही क्षितिज के नीचे स्थापित हो चुका है।
निचले समताप मंडल में समान ऊंचाई (20-25 किमी) पर तथाकथित ओजोन परत होती है - उच्चतम ओजोन सामग्री वाला क्षेत्र, जो पराबैंगनी सौर विकिरण के प्रभाव में बनता है (आप इसके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं) पृष्ठ पर प्रक्रिया)। ओजोन परत या ओजोनोस्फीयर भूमि पर रहने वाले सभी जीवों के जीवन को बनाए रखने के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण है, जो 290 एनएम तक की तरंग दैर्ध्य के साथ घातक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है। यही कारण है कि जीवित जीव ओजोन परत के ऊपर नहीं रहते हैं; यह पृथ्वी पर जीवन के वितरण की ऊपरी सीमा है।
ओजोन के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र भी बदलते हैं, परमाणु और अणु विघटित होते हैं, आयनीकरण होता है, और गैसों और अन्य रासायनिक यौगिकों का नया निर्माण होता है।
समताप मंडल के ऊपर स्थित वायुमंडल की परत को मेसोस्फीयर कहा जाता है। इसकी विशेषता 0.25-0.3°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में कमी है, जिससे गंभीर अशांति होती है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर, मेसोपॉज़ नामक क्षेत्र में, -138 डिग्री सेल्सियस तक तापमान दर्ज किया गया, जो कि संपूर्ण पृथ्वी के वायुमंडल के लिए पूर्ण न्यूनतम है।
यहां, मेसोपॉज़ के भीतर, सूर्य से एक्स-रे और शॉर्ट-वेव पराबैंगनी विकिरण के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा स्थित है। इस ऊर्जा प्रक्रिया को रेडिएंट हीट ट्रांसफर कहा जाता है। परिणामस्वरूप, गैस गर्म और आयनीकृत होती है, जिससे वातावरण चमकने लगता है।
मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर 75-90 किमी की ऊंचाई पर, विशेष बादल देखे गए, जो ग्रह के ध्रुवीय क्षेत्रों में विशाल क्षेत्रों पर कब्जा कर रहे थे। इन बादलों को रात्रिचर कहा जाता है क्योंकि शाम के समय इनकी चमक बर्फ के क्रिस्टल से सूर्य के प्रकाश के परावर्तन के कारण होती है जिससे ये बादल बने हैं।
मेसोपॉज़ के भीतर हवा का दबाव पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है। इससे पता चलता है कि वायुमंडल की लगभग सारी हवा इसकी 3 निचली परतों में केंद्रित है: क्षोभमंडल, समतापमंडल और मेसोस्फीयर। ऊपर की परतें, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर, पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का केवल 0.05% हैं।
थर्मोस्फीयर पृथ्वी की सतह से 90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।
थर्मोस्फीयर की विशेषता हवा के तापमान में 200-300 किमी की ऊंचाई तक निरंतर वृद्धि है, जहां यह 2500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। गैस अणुओं द्वारा सूर्य से एक्स-रे और लघु-तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है। समुद्र तल से 300 किमी ऊपर तापमान में वृद्धि रुक जाती है।
इसके साथ ही तापमान में वृद्धि के साथ, दबाव और, परिणामस्वरूप, आसपास की हवा का घनत्व कम हो जाता है। इसलिए यदि थर्मोस्फीयर की निचली सीमाओं पर घनत्व 1.8 × 10 -8 ग्राम/सेमी 3 है, तो ऊपरी सीमाओं पर यह पहले से ही 1.8 × 10 -15 ग्राम/सेमी 3 है, जो लगभग 10 मिलियन - 1 बिलियन कणों से मेल खाता है। प्रति 1 सेमी 3.
थर्मोस्फीयर की सभी विशेषताएं, जैसे हवा की संरचना, इसका तापमान, घनत्व, मजबूत उतार-चढ़ाव के अधीन हैं: भौगोलिक स्थिति, वर्ष के मौसम और दिन के समय के आधार पर। यहां तक कि थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा का स्थान भी बदल जाता है।
वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत को बाह्यमंडल या प्रकीर्णन परत कहा जाता है। इसकी निचली सीमा बहुत व्यापक सीमाओं के भीतर लगातार बदलती रहती है; औसत ऊँचाई 690-800 कि.मी. मानी जाती है। इसे वहां स्थापित किया गया है जहां अंतर-आणविक या अंतर-परमाणु टकराव की संभावना को नजरअंदाज किया जा सकता है, यानी। एक अव्यवस्थित रूप से गतिशील अणु दूसरे समान अणु (तथाकथित मुक्त पथ) से टकराने से पहले जो औसत दूरी तय करेगा वह इतनी अधिक होगी कि वास्तव में अणु शून्य के करीब की संभावना के साथ नहीं टकराएंगे। वह परत जहां वर्णित घटना घटित होती है, थर्मल पॉज़ कहलाती है।
बाह्यमंडल की ऊपरी सीमा 2-3 हजार किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यह बहुत धुंधला हो जाता है और धीरे-धीरे निकट-अंतरिक्ष निर्वात में बदल जाता है। कभी-कभी, इस कारण से, बाह्यमंडल को बाहरी अंतरिक्ष का हिस्सा माना जाता है, और इसकी ऊपरी सीमा 190 हजार किमी की ऊंचाई मानी जाती है, जिस पर हाइड्रोजन परमाणुओं की गति पर सौर विकिरण दबाव का प्रभाव गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से अधिक होता है। धरती। यह तथाकथित है पृथ्वी का मुकुट, जिसमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। पृथ्वी के कोरोना का घनत्व बहुत छोटा है: प्रति घन सेंटीमीटर केवल 1000 कण, लेकिन यह संख्या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में कणों की सांद्रता से 10 गुना अधिक है।
बाह्यमंडल में हवा के अत्यधिक विरलन के कारण, कण एक दूसरे से टकराए बिना अण्डाकार कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। उनमें से कुछ, ब्रह्मांडीय गति (हाइड्रोजन और हीलियम परमाणु) पर खुले या अतिपरवलयिक प्रक्षेप पथ के साथ चलते हुए, वायुमंडल छोड़ देते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं, यही कारण है कि बाह्यमंडल को प्रकीर्णन क्षेत्र कहा जाता है।
