>पृथ्वी का वायुमंडल

विवरण पृथ्वी का वातावरणसभी उम्र के बच्चों के लिए: हवा में क्या शामिल है, गैसों की उपस्थिति, फोटो परतें, सौर मंडल में तीसरे ग्रह की जलवायु और मौसम।

छोटों के लिएयह पहले से ही ज्ञात है कि पृथ्वी हमारे सिस्टम में एकमात्र ग्रह है जिसके पास व्यवहार्य वातावरण है। गैस कंबल न केवल हवा से समृद्ध है, बल्कि हमें अत्यधिक गर्मी और सौर विकिरण से भी बचाता है। महत्वपूर्ण बच्चों को समझाओयह प्रणाली अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई है, क्योंकि यह स्वीकार्य संतुलन बनाए रखते हुए सतह को दिन के दौरान गर्म और रात में ठंडा होने देती है।

शुरू बच्चों के लिए स्पष्टीकरणयह इस तथ्य से संभव है कि पृथ्वी के वायुमंडल का ग्लोब 480 किमी तक फैला हुआ है, लेकिन इसका अधिकांश भाग सतह से 16 किमी की दूरी पर स्थित है। ऊँचाई जितनी अधिक होगी दबाव उतना ही कम होगा। यदि हम समुद्र तल को लें तो वहां दबाव 1 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर है। लेकिन 3 किमी की ऊंचाई पर यह बदल जाएगा - 0.7 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर। बेशक, ऐसी स्थितियों में सांस लेना अधिक कठिन होता है ( बच्चेयदि आप कभी पहाड़ों में पदयात्रा करने गए हों तो इसे महसूस कर सकते हैं)।

पृथ्वी की वायु की संरचना - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

गैसों में शामिल हैं:

• नाइट्रोजन - 78%।
• ऑक्सीजन - 21%।
• आर्गन - 0.93%।
• कार्बन डाइऑक्साइड - 0.038%।
• थोड़ी मात्रा में जलवाष्प और अन्य गैस अशुद्धियाँ भी होती हैं।

पृथ्वी की वायुमंडलीय परतें - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

अभिभावकया शिक्षक स्कूल मेंयाद दिला दें कि पृथ्वी का वायुमंडल 5 स्तरों में विभाजित है: बाह्यमंडल, थर्मोस्फीयर, मेसोस्फीयर, समतापमंडल और क्षोभमंडल। प्रत्येक परत के साथ, वायुमंडल अधिक से अधिक घुलता जाता है, जब तक कि गैसें अंततः अंतरिक्ष में फैल नहीं जातीं।

क्षोभमंडल सतह के सबसे निकट है। 7-20 किमी की मोटाई के साथ, यह पृथ्वी के वायुमंडल का आधा हिस्सा बनाता है। पृथ्वी के जितना करीब, हवा उतनी ही अधिक गर्म होती है। लगभग सारा जलवाष्प और धूल यहीं एकत्रित होता है। बच्चों को शायद आश्चर्य न हो कि बादल इसी स्तर पर तैरते हैं।

समताप मंडल क्षोभमंडल से शुरू होता है और सतह से 50 किमी ऊपर उठता है। यहां ओजोन प्रचुर मात्रा में है, जो वातावरण को गर्म करती है और हानिकारक सौर विकिरण से बचाती है। हवा समुद्र तल से 1000 गुना पतली और असामान्य रूप से शुष्क है। इसीलिए यहां हवाई जहाज बहुत अच्छे लगते हैं।

मध्यमंडल: सतह से 50 किमी से 85 किमी ऊपर। शीर्ष को मेसोपॉज़ कहा जाता है और यह पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे ठंडा स्थान (-90°C) है। इसका पता लगाना बहुत कठिन है क्योंकि जेट विमान वहां नहीं पहुंच सकते हैं, और उपग्रहों की कक्षीय ऊंचाई बहुत अधिक है। वैज्ञानिक तो यही जानते हैं कि यहीं उल्काएं जलती हैं।

थर्मोस्फीयर: 90 किमी और 500-1000 किमी के बीच। तापमान 1500°C तक पहुँच जाता है। इसे पृथ्वी के वायुमंडल का हिस्सा माना जाता है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है बच्चों को समझाओयहाँ वायु का घनत्व इतना कम है कि इसका अधिकांश भाग पहले से ही बाहरी अंतरिक्ष के रूप में माना जाता है। दरअसल, यहीं पर अंतरिक्ष शटल और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन स्थित हैं। इसके अलावा यहां अरोरा का निर्माण होता है। आवेशित ब्रह्मांडीय कण थर्मोस्फीयर के परमाणुओं और अणुओं के संपर्क में आते हैं, जिससे वे उच्च ऊर्जा स्तर पर स्थानांतरित हो जाते हैं। इस कारण प्रकाश के ये फोटॉन हमें अरोरा के रूप में दिखाई देते हैं।

बहिर्मंडल सबसे ऊंची परत है। अंतरिक्ष के साथ वायुमंडल के विलय की अविश्वसनीय रूप से पतली रेखा। व्यापक रूप से फैले हुए हाइड्रोजन और हीलियम कणों से मिलकर बनता है।

पृथ्वी की जलवायु और मौसम - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

छोटों के लिएकरने की जरूरत है व्याख्या करनापृथ्वी क्षेत्रीय जलवायु के कारण कई जीवित प्रजातियों का समर्थन करने का प्रबंधन करती है, जो ध्रुवों पर अत्यधिक ठंड और भूमध्य रेखा पर उष्णकटिबंधीय गर्मी द्वारा दर्शायी जाती है। बच्चेपता होना चाहिए कि क्षेत्रीय जलवायु वह मौसम है जो किसी विशेष क्षेत्र में 30 वर्षों तक अपरिवर्तित रहता है। बेशक, कभी-कभी यह कई घंटों तक बदल सकता है, लेकिन अधिकांश समय यह स्थिर रहता है।

इसके अलावा, वैश्विक स्थलीय जलवायु भी प्रतिष्ठित है - क्षेत्रीय का औसत। यह पूरे मानव इतिहास में बदल गया है। आज तेजी से गर्मी पड़ रही है. वैज्ञानिक खतरे की घंटी बजा रहे हैं क्योंकि मानव-जनित ग्रीनहाउस गैसें वायुमंडल में गर्मी को फँसा रही हैं, जिससे हमारे ग्रह के शुक्र ग्रह में बदलने का ख़तरा है।

पृथ्वी की संरचना. वायु

वायु विभिन्न गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण है जो पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण करती है। वायु जीवित जीवों के श्वसन के लिए आवश्यक है और उद्योग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

तथ्य यह है कि हवा एक मिश्रण है, न कि एक सजातीय पदार्थ, स्कॉटिश वैज्ञानिक जोसेफ ब्लैक के प्रयोगों के दौरान साबित हुआ था। उनमें से एक के दौरान, वैज्ञानिक ने पाया कि जब सफेद मैग्नेशिया (मैग्नीशियम कार्बोनेट) को गर्म किया जाता है, तो "बंधी हुई हवा", यानी कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है, और जली हुई मैग्नेशिया (मैग्नीशियम ऑक्साइड) बनती है। इसके विपरीत, जब चूना पत्थर को जलाया जाता है, तो "बंधी हुई हवा" निकल जाती है। इन प्रयोगों के आधार पर, वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला कि कार्बोनिक और कास्टिक क्षार के बीच अंतर यह है कि पूर्व में कार्बन डाइऑक्साइड शामिल है, जो हवा के घटकों में से एक है। आज हम जानते हैं कि कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, पृथ्वी की वायु की संरचना में शामिल हैं:

तालिका में दर्शाए गए पृथ्वी के वायुमंडल में गैसों का अनुपात 120 किमी की ऊंचाई तक इसकी निचली परतों के लिए विशिष्ट है। इन क्षेत्रों में एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय क्षेत्र स्थित है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। होमोस्फीयर के ऊपर हेटरोस्फियर स्थित है, जो गैस अणुओं के परमाणुओं और आयनों में अपघटन की विशेषता है। क्षेत्र टर्बोपॉज़ द्वारा एक दूसरे से अलग हो जाते हैं।

वह रासायनिक प्रतिक्रिया जिसमें सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में अणु परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं, फोटोडिसोसिएशन कहलाती है। आणविक ऑक्सीजन के क्षय के दौरान परमाणु ऑक्सीजन बनती है, जो 200 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर वायुमंडल की मुख्य गैस है। 1200 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, हाइड्रोजन और हीलियम, जो गैसों में सबसे हल्की हैं, प्रबल होने लगती हैं।

चूंकि हवा का बड़ा हिस्सा 3 निचली वायुमंडलीय परतों में केंद्रित है, इसलिए 100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर हवा की संरचना में परिवर्तन का वायुमंडल की समग्र संरचना पर कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है।

नाइट्रोजन सबसे आम गैस है, जो पृथ्वी की वायु मात्रा के तीन-चौथाई से अधिक के लिए जिम्मेदार है। आधुनिक नाइट्रोजन का निर्माण आणविक ऑक्सीजन के साथ प्रारंभिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण से हुआ था, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनता है। वर्तमान में, नाइट्रोजन की एक छोटी मात्रा विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है - नाइट्रेट से नाइट्राइट में कमी की प्रक्रिया, जिसके बाद गैसीय ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन का निर्माण होता है, जो एनारोबिक प्रोकैरियोट्स द्वारा निर्मित होता है। ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान कुछ नाइट्रोजन वायुमंडल में प्रवेश करती है।

ऊपरी वायुमंडल में, जब ओजोन की भागीदारी के साथ विद्युत निर्वहन के संपर्क में आते हैं, तो आणविक नाइट्रोजन नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है:

एन 2 + ओ 2 → 2एनओ

सामान्य परिस्थितियों में, मोनोऑक्साइड तुरंत ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रस ऑक्साइड बनाता है:

2NO + O 2 → 2N 2 O

नाइट्रोजन पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व है। नाइट्रोजन प्रोटीन का हिस्सा है, पौधों को खनिज पोषण प्रदान करता है। यह जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करता है, ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है।

ऑक्सीजन पृथ्वी के वायुमंडल में दूसरी सबसे प्रचुर गैस है। इस गैस का निर्माण पौधों और जीवाणुओं की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि से जुड़ा है। और जितने अधिक विविध और असंख्य प्रकाश संश्लेषक जीव बने, वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री की प्रक्रिया उतनी ही महत्वपूर्ण हो गई। मेंटल के डीगैसिंग के दौरान थोड़ी मात्रा में भारी ऑक्सीजन निकलती है।

क्षोभमंडल और समतापमंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी सौर विकिरण (हम इसे hν के रूप में दर्शाते हैं) के प्रभाव में, ओजोन बनता है:

ओ 2 + एचν → 2ओ

उसी पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के परिणामस्वरूप, ओजोन का क्षय होता है:

O 3 + hν → O 2 + O

ओ 3 + ओ → 2ओ 2

पहली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, परमाणु ऑक्सीजन का निर्माण होता है, दूसरे के परिणामस्वरूप - आणविक ऑक्सीजन। सभी 4 प्रतिक्रियाओं को ब्रिटिश वैज्ञानिक सिडनी चैपमैन के नाम पर चैपमैन तंत्र कहा जाता है, जिन्होंने 1930 में उनकी खोज की थी।

ऑक्सीजन का उपयोग जीवित जीवों के श्वसन के लिए किया जाता है। इसकी सहायता से ऑक्सीकरण एवं दहन की प्रक्रियाएँ होती हैं।

ओजोन जीवित जीवों को पराबैंगनी विकिरण से बचाने का काम करता है, जो अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन का कारण बनता है। तथाकथित के भीतर निचले समताप मंडल में ओजोन की उच्चतम सांद्रता देखी जाती है। ओजोन परत या ओजोन स्क्रीन 22-25 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। ओजोन की मात्रा छोटी है: सामान्य दबाव में, पृथ्वी के वायुमंडल की सारी ओजोन केवल 2.91 मिमी मोटी परत पर कब्जा कर लेगी।

वायुमंडल में तीसरी सबसे आम गैस, आर्गन, साथ ही नियॉन, हीलियम, क्रिप्टन और क्सीनन का निर्माण ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से जुड़ा है।

विशेष रूप से, हीलियम यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (इन प्रतिक्रियाओं में, α- कण एक हीलियम नाभिक है, जो ऊर्जा हानि की प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करता है और 4 He) बन जाता है।

आर्गन पोटेशियम के रेडियोधर्मी आइसोटोप के क्षय के दौरान बनता है: 40 K → 40 Ar + γ।

नियॉन आग्नेय चट्टानों से बच जाता है।

क्रिप्टन यूरेनियम (235 यू और 238 यू) और थोरियम थ के क्षय के अंतिम उत्पाद के रूप में बनता है।

वायुमंडलीय क्रिप्टन का बड़ा हिस्सा पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में बेहद कम आधे जीवन वाले ट्रांसयूरेनियम तत्वों के क्षय के परिणामस्वरूप बना था या अंतरिक्ष से आया था, जिसमें क्रिप्टन की सामग्री पृथ्वी की तुलना में दस मिलियन गुना अधिक है। .

क्सीनन यूरेनियम के विखंडन का परिणाम है, लेकिन इस गैस का अधिकांश भाग पृथ्वी के गठन के प्रारंभिक चरण से, प्राथमिक वायुमंडल से बचा हुआ है।

ज्वालामुखी विस्फोटों के परिणामस्वरूप और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की प्रक्रिया के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में प्रवेश करती है। पृथ्वी के मध्य अक्षांशों के वातावरण में इसकी सामग्री वर्ष के मौसमों के आधार पर काफी भिन्न होती है: सर्दियों में, CO2 की मात्रा बढ़ जाती है, और गर्मियों में यह घट जाती है। यह उतार-चढ़ाव पौधों की गतिविधि से जुड़ा है जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं।

सौर विकिरण द्वारा पानी के अपघटन के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन का निर्माण होता है। लेकिन, वायुमंडल को बनाने वाली गैसों में सबसे हल्की होने के कारण, यह लगातार बाहरी अंतरिक्ष में चली जाती है, और इसलिए वायुमंडल में इसकी सामग्री बहुत कम है।

जलवाष्प झीलों, नदियों, समुद्रों और भूमि की सतह से पानी के वाष्पीकरण का परिणाम है।

जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़कर, वायुमंडल की निचली परतों में मुख्य गैसों की सांद्रता स्थिर रहती है। कम मात्रा में, वायुमंडल में सल्फर ऑक्साइड एसओ 2, अमोनिया एनएच 3, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ, ओजोन ओ 3, हाइड्रोजन क्लोराइड एचसीएल, हाइड्रोजन फ्लोराइड एचएफ, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड एनओ, हाइड्रोकार्बन, पारा वाष्प एचजी, आयोडीन I 2 और कई अन्य शामिल हैं। क्षोभमंडल की निचली वायुमंडलीय परत में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण मौजूद रहते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में कणीय पदार्थ के स्रोत ज्वालामुखी विस्फोट, पौधों के परागकण, सूक्ष्मजीव और हाल ही में विनिर्माण प्रक्रियाओं में जीवाश्म ईंधन जलाने जैसी मानवीय गतिविधियाँ हैं। धूल के सबसे छोटे कण, जो संघनन के केंद्रक हैं, कोहरे और बादलों के निर्माण का कारण बनते हैं। वायुमंडल में लगातार मौजूद ठोस कणों के बिना, वर्षा पृथ्वी पर नहीं गिरती।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल(अन्य ग्रीक ἀτμός से - भाप और σφαῖρα - गेंद) - पृथ्वी ग्रह के चारों ओर एक गैसीय खोल (भूमंडल)। इसकी आंतरिक सतह जलमंडल और आंशिक रूप से पृथ्वी की पपड़ी को कवर करती है, जबकि इसकी बाहरी सतह बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर सीमा बनाती है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 कि.मी. है। वायुमंडल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 10 18 किग्रा है। इनमें से शुष्क वायु का द्रव्यमान (5.1352 ± 0.0003) 10 18 किग्रा है, जलवाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 10 16 किग्रा है।

स्वच्छ शुष्क हवा का दाढ़ द्रव्यमान 28.966 g/mol है, समुद्र की सतह पर वायु का घनत्व लगभग 1.2 kg/m 3 है। समुद्र तल पर 0°C पर दबाव 101.325 kPa है; महत्वपूर्ण तापमान - -140.7 डिग्री सेल्सियस; गंभीर दबाव - 3.7 एमपीए; सी पी 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%।

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य स्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा / मी 3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्ष आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग महत्व है।

वातावरण की संरचना

वायुमंडल की एक परतीय संरचना होती है। वायुमंडल की परतें हवा के तापमान, उसके घनत्व, हवा में जलवाष्प की मात्रा और अन्य गुणों में एक दूसरे से भिन्न होती हैं।

क्षोभ मंडल(प्राचीन ग्रीक τρόπος - "मोड़", "परिवर्तन" और σφαῖρα - "गेंद") - वायुमंडल की निचली, सबसे अधिक अध्ययन की गई परत, ध्रुवीय क्षेत्रों में 8-10 किमी ऊंची, समशीतोष्ण अक्षांशों में 10-12 किमी तक, भूमध्य रेखा पर - 16-18 किमी.

क्षोभमंडल में बढ़ने पर, तापमान हर 100 मीटर पर औसतन 0.65 K गिर जाता है और ऊपरी भाग में 180-220 K तक पहुँच जाता है। क्षोभमंडल की यह ऊपरी परत, जिसमें ऊँचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है, ट्रोपोपॉज़ कहलाती है। क्षोभमंडल के ऊपर वायुमंडल की अगली परत को समतापमंडल कहा जाता है।

वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक क्षोभमंडल में केंद्रित है, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित हैं, जल वाष्प का प्रमुख हिस्सा केंद्रित है, बादल उठते हैं, वायुमंडलीय मोर्चे भी बनते हैं, चक्रवात और एंटीसाइक्लोन विकसित होते हैं, साथ ही अन्य भी वे प्रक्रियाएँ जो मौसम और जलवायु का निर्धारण करती हैं। क्षोभमंडल में होने वाली प्रक्रियाएँ मुख्यतः संवहन के कारण होती हैं।

क्षोभमंडल का वह भाग जिसके भीतर पृथ्वी की सतह पर ग्लेशियर बन सकते हैं, चियोनोस्फीयर कहलाता है।

ट्रोपोपॉज़(ग्रीक τροπος से - मोड़, परिवर्तन और παῦσις - रुकना, समाप्ति) - वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है; क्षोभमंडल से समतापमंडल तक संक्रमण परत। पृथ्वी के वायुमंडल में, ट्रोपोपॉज़ ध्रुवीय क्षेत्रों में 8-12 किमी (समुद्र तल से ऊपर) और भूमध्य रेखा से 16-18 किमी ऊपर की ऊंचाई पर स्थित है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई वर्ष के समय पर भी निर्भर करती है (ट्रोपोपॉज़ सर्दियों की तुलना में गर्मियों में अधिक होती है) और चक्रवाती गतिविधि (यह चक्रवातों में कम और एंटीसाइक्लोन्स में अधिक होती है)

ट्रोपोपॉज़ की मोटाई कई सौ मीटर से लेकर 2-3 किलोमीटर तक होती है। उपोष्णकटिबंधीय में, शक्तिशाली जेट धाराओं के कारण ट्रोपोपॉज़ टूटना देखा जाता है। कुछ क्षेत्रों पर ट्रोपोपॉज़ अक्सर नष्ट हो जाता है और फिर से बन जाता है।

स्ट्रैटोस्फियर(लैटिन स्ट्रेटम से - फर्श, परत) - 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 -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल परत या व्युत्क्रम क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट 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 मध्यमंडल के बीच की सीमा है। समताप मंडल में हवा का घनत्व समुद्र तल की तुलना में दसियों और सैकड़ों गुना कम है।

यह समताप मंडल में है कि ओजोनोस्फीयर परत ("ओजोन परत") स्थित है (15-20 से 55-60 किमी की ऊंचाई पर), जो जीवमंडल में जीवन की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है। ओजोन (O 3) का निर्माण ~30 किमी की ऊंचाई पर सबसे अधिक तीव्रता से होने वाली फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। सामान्य दबाव पर O3 का कुल द्रव्यमान 1.7-4.0 मिमी मोटी परत होगी, लेकिन यह भी जीवन के लिए हानिकारक सौर पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त है। O3 का विनाश तब होता है जब यह मुक्त कणों, NO, हैलोजन युक्त यौगिकों ("फ़्रीऑन" सहित) के साथ परस्पर क्रिया करता है।

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

समताप मंडल और उच्च परतों में, सौर विकिरण के प्रभाव में, गैस अणु अलग हो जाते हैं - परमाणुओं में (80 किमी से ऊपर, सीओ 2 और एच 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - ओ 2, 300 किमी से ऊपर - एन 2)। 200-500 किमी की ऊंचाई पर, आयनमंडल में गैसों का आयनीकरण भी होता है; 320 किमी की ऊंचाई पर, आवेशित कणों (O + 2, O - 2, N + 2) की सांद्रता ~ 1/300 होती है तटस्थ कणों की सांद्रता. वायुमंडल की ऊपरी परतों में मुक्त कण होते हैं - OH, HO 2, आदि।

समताप मंडल में लगभग कोई जलवाष्प नहीं है।

समताप मंडल में उड़ानें 1930 के दशक में शुरू हुईं। पहले समतापमंडलीय गुब्बारे (एफएनआरएस-1) पर उड़ान, जिसे ऑगस्टे पिकार्ड और पॉल किफ़र ने 27 मई, 1931 को 16.2 किमी की ऊंचाई तक बनाया था, व्यापक रूप से जानी जाती है। आधुनिक लड़ाकू और सुपरसोनिक वाणिज्यिक विमान समताप मंडल में आम तौर पर 20 किमी तक की ऊंचाई पर उड़ते हैं (हालांकि गतिशील छत बहुत अधिक हो सकती है)। उच्च ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे 40 किमी तक ऊपर उठते हैं; मानवरहित गुब्बारे का रिकॉर्ड 51.8 किमी है।

हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका के सैन्य हलकों में, 20 किमी से ऊपर समताप मंडल की परतों के विकास पर बहुत ध्यान दिया गया है, जिसे अक्सर "प्रीस्पेस" (इंग्लैंड) कहा जाता है। « अंतरिक्ष के निकट» ). यह माना जाता है कि मानव रहित हवाई जहाज और सौर ऊर्जा से चलने वाले विमान (जैसे नासा पाथफाइंडर) लंबे समय तक लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर रहने में सक्षम होंगे और बहुत बड़े क्षेत्रों के लिए अवलोकन और संचार प्रदान करेंगे, जबकि वायु रक्षा के लिए कम जोखिम वाले रहेंगे। सिस्टम; ऐसे उपकरण उपग्रहों से कई गुना सस्ते होंगे।

स्ट्रैटोपॉज़- वायुमंडल की परत, जो दो परतों, समतापमंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है। समताप मंडल में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, और स्ट्रैटोपॉज़ वह परत है जहां तापमान अपने अधिकतम तक पहुंचता है। स्ट्रैटोपॉज़ का तापमान लगभग 0°C होता है।

यह घटना न केवल पृथ्वी पर, बल्कि वायुमंडल वाले अन्य ग्रहों पर भी देखी जाती है।

पृथ्वी पर, स्ट्रैटोपॉज़ समुद्र तल से 50 - 55 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल पर दबाव का लगभग 1/1000 है।

मीसोस्फीयर(ग्रीक μεσο से - "मध्य" और σφαῖρα - "गेंद", "गोला") - 40-50 से 80-90 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल की परत। इसकी विशेषता ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि है; अधिकतम (लगभग +50°C) तापमान लगभग 60 किमी की ऊंचाई पर स्थित होता है, जिसके बाद तापमान -70° या -80°C तक कम होने लगता है। तापमान में ऐसी कमी ओजोन द्वारा सौर विकिरण (विकिरण) के ऊर्जावान अवशोषण से जुड़ी है। यह शब्द 1951 में भौगोलिक और भूभौतिकीय संघ द्वारा अपनाया गया था।

मेसोस्फीयर की गैस संरचना, साथ ही निचली वायुमंडलीय परतों की गैस संरचना स्थिर है और इसमें लगभग 80% नाइट्रोजन और 20% ऑक्सीजन होती है।

मेसोस्फीयर को स्ट्रैटोपॉज़ द्वारा अंतर्निहित स्ट्रैटोस्फियर से और मेसोपॉज़ द्वारा ऊपरी थर्मोस्फीयर से अलग किया जाता है। मेसोपॉज़ मूलतः टर्बोपॉज़ के साथ मेल खाता है।

उल्काएँ चमकने लगती हैं और, एक नियम के रूप में, मेसोस्फीयर में पूरी तरह से जल जाती हैं।

मध्यमंडल में रात्रिचर बादल दिखाई दे सकते हैं।

उड़ानों के लिए, मेसोस्फीयर एक प्रकार का "मृत क्षेत्र" है - यहां की हवा हवाई जहाज या गुब्बारे का समर्थन करने के लिए बहुत दुर्लभ है (50 किमी की ऊंचाई पर, हवा का घनत्व समुद्र तल की तुलना में 1000 गुना कम है), और साथ ही कृत्रिम उड़ानों के लिए समय बहुत सघन है। इतनी कम कक्षा में उपग्रह। मेसोस्फीयर का प्रत्यक्ष अध्ययन मुख्य रूप से सबऑर्बिटल मौसम संबंधी रॉकेटों की मदद से किया जाता है; सामान्य तौर पर, मेसोस्फीयर का वायुमंडल की अन्य परतों की तुलना में खराब अध्ययन किया गया है, जिसके संबंध में वैज्ञानिकों ने इसे "इग्नोरोस्फीयर" कहा है।

मेसोपॉज़

मेसोपॉज़वायुमंडल की वह परत जो मीसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर को अलग करती है। पृथ्वी पर यह समुद्र तल से 80-90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। मेसोपॉज़ में न्यूनतम तापमान होता है, जो लगभग -100°C होता है। नीचे (लगभग 50 किमी की ऊंचाई से शुरू करके) ऊंचाई के साथ तापमान गिरता है, ऊपर (लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक) यह फिर से बढ़ जाता है। मेसोपॉज़ एक्स-रे के सक्रिय अवशोषण और सूर्य की सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के क्षेत्र की निचली सीमा के साथ मेल खाता है। इस ऊंचाई पर चांदी जैसे बादल देखे जाते हैं।

मेसोपॉज़ न केवल पृथ्वी पर, बल्कि वायुमंडल वाले अन्य ग्रहों पर भी मौजूद 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।

जैसा कि फेडरेशन एयरोनॉटिक इंटरनेशनेल (एफएआई) द्वारा परिभाषित किया गया है, कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर है।

इस ऊंचाई का नाम हंगेरियन मूल के अमेरिकी वैज्ञानिक थियोडोर वॉन कर्मन के नाम पर रखा गया था। वह यह निर्धारित करने वाले पहले व्यक्ति थे कि इस ऊंचाई पर वातावरण इतना दुर्लभ हो जाता है कि वैमानिकी असंभव हो जाती है, क्योंकि पर्याप्त लिफ्ट बनाने के लिए आवश्यक विमान की गति, पहली ब्रह्मांडीय गति से अधिक हो जाती है, और इसलिए, उच्चतर प्राप्त करने के लिए ऊंचाई पर, अंतरिक्ष यात्रियों के साधनों का उपयोग करना आवश्यक है।

पृथ्वी का वायुमंडल कर्मन रेखा से आगे तक जारी है। पृथ्वी के वायुमंडल का बाहरी भाग, बाह्यमंडल, 10,000 किमी या उससे अधिक की ऊँचाई तक फैला हुआ है, इतनी ऊँचाई पर वायुमंडल में मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जो वायुमंडल को छोड़ सकते हैं।

अंसारी एक्स पुरस्कार के लिए कर्मन लाइन तक पहुंचना पहली शर्त थी, क्योंकि यही उड़ान को अंतरिक्ष उड़ान के रूप में मान्यता देने का आधार है।

वायुमंडल
एक खगोलीय पिंड के चारों ओर गैसीय आवरण। इसकी विशेषताएं किसी दिए गए खगोलीय पिंड के आकार, द्रव्यमान, तापमान, घूर्णन गति और रासायनिक संरचना पर निर्भर करती हैं, और इसके जन्म के क्षण से इसके गठन के इतिहास से भी निर्धारित होती 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 यहाँ तक कि 1000 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की ऊपरी परतों की स्थिति भी बदल रही है। यहां तेज हवाएं, तूफान आते हैं और ऑरोरा जैसी अद्भुत विद्युत घटनाएं सामने आती हैं। इनमें से कई घटनाएं 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, उसे वायुमंडल की उच्च परतों की भौतिकी कहा जाता 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 आप 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 चुका है कि सूर्य की गहरी परतों से ऊर्जा प्रवाहित होकर पृथ्वी की कक्षा से कहीं दूर, सौर मंडल की बाहरी सीमा तक बाहरी अंतरिक्ष में प्रवेश करती है। यह तथाकथित. सौर हवा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के चारों ओर बहती है, जिससे एक लम्बी "गुहा" बनती है जिसके भीतर पृथ्वी का 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 से गुजरती है, लेकिन बढ़ी हुई सौर गतिविधि की अवधि के दौरान यह पृथ्वी की सतह के और भी करीब होती है। मैग्नेटोपॉज़ पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा भी है, जिसके बाहरी आवरण को मैग्नेटोस्फीयर भी कहा जाता है, क्योंकि इसमें आवेशित कण (आयन) होते हैं, जिनकी गति पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के कारण होती है। वायुमंडलीय गैसों का कुल वजन लगभग 4.5*1015 टन है। इस प्रकार, प्रति इकाई क्षेत्र में वायुमंडल का "वजन", या वायुमंडलीय दबाव, समुद्र तल पर लगभग 11 टन/एम2 है।
जीवन के लिए महत्व.उपरोक्त से यह निष्कर्ष निकलता है कि पृथ्वी एक शक्तिशाली सुरक्षात्मक परत द्वारा अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से अलग 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 हानिकारक हैं। वायुमंडल के बाहरी किनारे पर, विकिरण की तीव्रता घातक होती है, लेकिन इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा पृथ्वी की सतह से दूर वायुमंडल द्वारा बरकरार रखा जाता है। इस विकिरण का अवशोषण वायुमंडल की उच्च परतों और विशेष रूप से वहां होने वाली विद्युत घटनाओं के कई गुणों की व्याख्या करता है। वायुमंडल की सबसे निचली सतह परत उस व्यक्ति के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो पृथ्वी के ठोस, तरल और गैसीय गोले के संपर्क बिंदु पर रहता है। "ठोस" पृथ्वी के ऊपरी आवरण को स्थलमंडल कहा जाता है। पृथ्वी की सतह का लगभग 72% भाग महासागरों के पानी 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 भी हवा में छोटी अशुद्धियों के रूप में मौजूद हैं: ओजोन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ), नाइट्रोजन और सल्फर ऑक्साइड, अमोनिया जैसे पदार्थ।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की ऊंची परतों में, सूर्य से आने वाले कठोर विकिरण के प्रभाव में हवा की संरचना बदल जाती है, जिससे ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में टूट जाते हैं। परमाणु ऑक्सीजन वायुमंडल की उच्च परतों का मुख्य घटक है। अंततः, पृथ्वी की सतह से वायुमंडल की सबसे दूर की परतों में, सबसे हल्की गैसें, हाइड्रोजन और हीलियम, मुख्य घटक बन जाती हैं। चूँकि अधिकांश पदार्थ निचले 30 किमी में केंद्रित है, 100 किमी से ऊपर की ऊँचाई पर हवा की संरचना में परिवर्तन का वायुमंडल की समग्र संरचना पर कोई उल्लेखनीय प्रभाव नहीं पड़ता है।
ऊर्जा विनिमय.पृथ्वी पर आने वाली ऊर्जा का मुख्य स्रोत सूर्य है। की दूरी पर होना 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" कहता है। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग वायुमंडल और स्थलमंडल द्वारा अवशोषित किया जाता है। पृथ्वी ऊर्जा भी उत्सर्जित करती है, मुख्यतः दूर 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 विश्व अंतरिक्ष में प्रतिबिंबित करते हैं। बादल आने वाले विकिरण को और भी अधिक परावर्तित करते हैं। ऊर्जा का एक भाग सीधे गैस अणुओं द्वारा अवशोषित किया जाता है, लेकिन अधिकतर चट्टानों, वनस्पतियों 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 मुख्यतः वायुमंडल की निचली परतों में जमा होती है। इसी तरह का प्रभाव ग्रीनहाउस में होता है जब कांच प्रकाश को अंदर आने देता है और मिट्टी गर्म हो जाती है। चूंकि कांच अवरक्त विकिरण के लिए अपेक्षाकृत अपारदर्शी है, इसलिए ग्रीनहाउस में गर्मी जमा हो जाती है। जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति के कारण निचले वायुमंडल के गर्म होने को अक्सर ग्रीनहाउस प्रभाव के रूप में जाना जाता है। बादल वातावरण की निचली परतों में गर्मी के संरक्षण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि बादल छंट जाते हैं या वायु द्रव्यमान की पारदर्शिता बढ़ जाती है, तो तापमान अनिवार्य रूप से कम हो जाएगा क्योंकि पृथ्वी की सतह स्वतंत्र रूप से थर्मल ऊर्जा को आसपास के स्थान में विकीर्ण करती है। पृथ्वी की सतह पर पानी सौर ऊर्जा को अवशोषित करता है और वाष्पित होकर गैस-जल वाष्प में बदल जाता है, जो भारी मात्रा में ऊर्जा को निचले वायुमंडल में ले जाता है। जब जलवाष्प संघनित होकर बादल या कोहरा बनाती 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 निचले वायुमंडल 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। सौर "प्रकाश" द्वारा वायुमंडल के सामान्य ताप के अलावा, इसकी कुछ परतों का महत्वपूर्ण ताप सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण के कारण 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। बाहरी सीमा के माध्यम से, कुछ तटस्थ गैसें बाहर निकलती हैं, साथ ही आसपास के बाहरी अंतरिक्ष से पदार्थ का प्रवाह भी होता है। उच्च-ऊर्जा 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 वायु आवरण को पृथ्वी की सतह पर रखता है। वायुमंडलीय गैसें अपने ही भार से संकुचित होती हैं। यह संपीड़न वायुमंडल की निचली सीमा पर अधिकतम होता है, और 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। दबाव, प्रति इकाई क्षेत्र पर स्थित वायु स्तंभ के द्रव्यमान के बराबर, सीधे घनत्व से संबंधित होता है और इसलिए, ऊंचाई के साथ भी घटता है। यदि वायुमंडल एक "आदर्श गैस" होता जिसकी स्थिर संरचना ऊंचाई से स्वतंत्र होती, एक स्थिर तापमान होता और उस पर कार्य करने वाला एक स्थिर गुरुत्वाकर्षण बल होता, तो प्रत्येक 20 किमी की ऊंचाई पर दबाव 10 गुना कम हो जाता। वास्तविक वातावरण लगभग 100 किमी तक आदर्श गैस से थोड़ा भिन्न होता है, और फिर ऊंचाई के साथ दबाव अधिक धीरे-धीरे कम हो जाता है, क्योंकि हवा की संरचना बदल जाती है। वर्णित मॉडल में छोटे परिवर्तन भी पृथ्वी के केंद्र से दूरी के साथ गुरुत्वाकर्षण बल में कमी के द्वारा पेश किए जाते हैं, जो कि 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 घटकर लगभग 10 किमी रह जाता है और फिर बढ़ना शुरू हो जाता है। ऐसा तब होता है जब ऑक्सीजन पराबैंगनी सौर विकिरण को अवशोषित कर लेती है। इस मामले में, ओजोन गैस बनती 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। उच्चतर, तापमान फिर से गिर जाता है, क्योंकि 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, वातावरण आयनित हो जाता 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 तापमान लगातार ऊंचाइयों तक बढ़ रहा है, जहां दुर्लभ वातावरण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गुजरता है। पृथ्वी की सतह से कई हजार किलोमीटर की दूरी पर, संभवतः 5,000° से 10,000° C तक तापमान रहता है। हालांकि अणुओं और परमाणुओं की गति बहुत तेज़ होती है, और इसलिए उच्च तापमान होता है, यह दुर्लभ गैस "गर्म" नहीं होती है सामान्य अर्थ में... अधिक 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 चयन इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा गुण सबसे अधिक रुचिकर है। औसत तापमान वितरण के आधार पर, मौसम विज्ञानियों ने एक आदर्श "मध्य वातावरण" की संरचना के लिए एक योजना विकसित की है (चित्र 1 देखें)।

क्षोभमंडल - वायुमंडल की निचली परत, पहले थर्मल 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 इसकी सीमा अगस्त या सितंबर में थोड़े समय के लिए लगभग 11.5 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाती है। फिर सितंबर से दिसंबर तक यह तेजी से गिरता 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 होता है। यह क्षोभमंडल में है कि मौसम मुख्य रूप से बनता है, जो मानव अस्तित्व के लिए स्थितियों को निर्धारित करता है। अधिकांश वायुमंडलीय जलवाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित है, और इसलिए बादल मुख्य रूप से यहीं बनते हैं, हालांकि उनमें से कुछ, बर्फ के क्रिस्टल से मिलकर, ऊंची परतों में भी पाए जाते हैं। क्षोभमंडल की विशेषता अशांति और शक्तिशाली वायु धाराएं (हवाएं) और तूफान हैं। ऊपरी क्षोभमंडल में, कड़ाई से परिभाषित दिशा की मजबूत वायु धाराएं होती हैं। छोटे भँवरों की तरह अशांत भंवर, धीमी और तेज़ चलती वायुराशियों के बीच घर्षण और गतिशील संपर्क के प्रभाव में बनते हैं। चूँकि इन ऊँची परतों में आमतौर पर कोई बादल नहीं होता है, इसलिए 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। समताप मंडल की ऊपरी परतें गर्म हो जाती हैं क्योंकि ऑक्सीजन और ओजोन सौर पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित कर लेते हैं। समताप मंडल (स्ट्रैटोपॉज़) की ऊपरी सीमा खींची जाती है जहां तापमान थोड़ा बढ़ जाता है, एक मध्यवर्ती अधिकतम तक पहुंच जाता है, जो अक्सर सतह वायु परत के तापमान के बराबर होता है। स्थिर ऊंचाई पर उड़ान भरने के लिए अनुकूलित हवाई जहाजों और गुब्बारों से किए गए अवलोकनों के आधार पर, समताप मंडल में विभिन्न दिशाओं में चलने वाली अशांत गड़बड़ी और तेज हवाएं स्थापित की गई हैं। जैसा कि क्षोभमंडल में, शक्तिशाली वायु भंवर नोट किए जाते हैं, जो उच्च गति वाले विमानों के लिए विशेष रूप से खतरनाक होते हैं। तेज़ हवाएँ, जिन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है, ध्रुवों के सामने समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में चलती हैं। हालाँकि, ये क्षेत्र स्थानांतरित हो सकते हैं, गायब हो सकते हैं और फिर से प्रकट हो सकते हैं। जेट स्ट्रीम आमतौर पर ट्रोपोपॉज़ में प्रवेश करती हैं और ऊपरी क्षोभमंडल में दिखाई देती हैं, लेकिन घटती ऊंचाई के साथ उनकी गति तेजी से कम हो जाती है। यह संभव है कि समताप मंडल में प्रवेश करने वाली ऊर्जा का कुछ हिस्सा (मुख्य रूप से ओजोन के निर्माण पर खर्च किया गया) क्षोभमंडल में प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है। विशेष रूप से सक्रिय मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ा हुआ है, जहां समतापमंडलीय वायु का व्यापक प्रवाह ट्रोपोपॉज़ के काफी नीचे दर्ज किया गया था, और क्षोभमंडलीय वायु समतापमंडल की निचली परतों में खींची गई थी। 25-30 किमी की ऊंचाई पर रेडियोसॉन्डेस लॉन्च करने की तकनीक में सुधार के संबंध में वायुमंडल की निचली परतों की ऊर्ध्वाधर संरचना के अध्ययन 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 तक गिर जाता है। फोर्ट चर्चिल (कनाडा) में अमेरिकी-कनाडाई प्रतिष्ठान से लॉन्च किए गए मौसम संबंधी रॉकेटों द्वारा रिकॉर्ड न्यूनतम तापमान -110 डिग्री सेल्सियस तक दर्ज किया गया। मेसोस्फीयर (मेसोपॉज़) की ऊपरी सीमा लगभग एक्स-रे के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा और सूर्य की सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के साथ मेल खाती है, जो गैस के ताप और आयनीकरण के साथ होती है। गर्मियों में ध्रुवीय क्षेत्रों में, मेसोपॉज़ में अक्सर बादल प्रणालियां दिखाई देती हैं, जो एक बड़े क्षेत्र पर कब्जा कर लेती हैं, लेकिन उनका ऊर्ध्वाधर विकास बहुत कम होता है। रात में चमकने वाले ऐसे बादल अक्सर मेसोस्फीयर में बड़े पैमाने पर लहरदार हवा की गतिविधियों का पता लगाना संभव बनाते हैं। इन बादलों की संरचना, नमी के स्रोत और संघनन नाभिक, गतिशीलता और मौसम संबंधी कारकों के साथ संबंध का अभी भी अपर्याप्त अध्ययन किया गया है। थर्मोस्फीयर वायुमंडल की एक परत है जिसमें तापमान लगातार बढ़ता रहता है। इसकी शक्ति 600 किमी तक पहुंच सकती है। दबाव और, परिणामस्वरूप, गैस का घनत्व ऊंचाई के साथ लगातार घटता जाता है। पृथ्वी की सतह के पास, 1 m3 हवा में लगभग होता है। 2.5x1025 अणु, लगभग ऊंचाई पर। 100 किमी, थर्मोस्फीयर की निचली परतों में - लगभग 1019, 200 किमी की 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, अणुओं की संख्या कम है, और वे शायद ही कभी एक दूसरे से टकराते हैं। किसी अन्य समान अणु से टकराने से पहले यादृच्छिक रूप से गतिमान अणु द्वारा तय की गई औसत दूरी को इसका माध्य मुक्त पथ कहा जाता है। 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 थर्मल पॉज़ कहा जाता है। थर्मोपॉज़ पृथ्वी की सतह से लगभग 650 किमी दूर स्थित है। एक निश्चित तापमान पर, किसी अणु की गति 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 के अनुसार 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 टूट 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। उच्चतर, पृथ्वी की सतह से लगभग 1200 किमी की दूरी पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होती हैं। वे वायुमंडल की बाहरी परत हैं। वजन द्वारा यह पृथक्करण, जिसे फैलाना पृथक्करण कहा जाता है, एक अपकेंद्रित्र का उपयोग करके मिश्रणों को अलग करने जैसा होता है। बाह्यमंडल वायुमंडल की बाहरी परत है, जो तापमान में परिवर्तन और तटस्थ गैस के गुणों के आधार पर पृथक होती है। बाह्यमंडल में अणु और परमाणु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में बैलिस्टिक कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। इनमें से कुछ कक्षाएँ परवलयिक हैं और प्रक्षेप्य के प्रक्षेप पथ के समान 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 बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं (चित्र 2)।

सौर-स्थलीय संबंध और वायुमंडल पर उनका प्रभाव
वायुमंडलीय ज्वार. सूर्य और चंद्रमा के आकर्षण के कारण स्थलीय 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 अधिक प्रतिक्रिया करता है, जबकि पृथ्वी की पपड़ी और महासागर - चंद्रमा के आकर्षण पर। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वातावरण सूर्य द्वारा गर्म होता है और, गुरुत्वाकर्षण ज्वार के अलावा, एक शक्तिशाली थर्मल ज्वार उत्पन्न होता है। सामान्य तौर पर, वायुमंडलीय और समुद्री ज्वार के गठन के तंत्र समान होते हैं, सिवाय इसके 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 हावी क्यों है, हालांकि बाद की दो प्रक्रियाओं की प्रेरक शक्तियां बहुत अधिक शक्तिशाली हैं। पहले, यह माना जाता था कि वायुमंडल में एक प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, जो 12 घंटे की अवधि के साथ दोलनों को सटीक रूप से बढ़ाती है। हालाँकि, भूभौतिकीय रॉकेटों की मदद से किए गए अवलोकनों से संकेत मिलता है कि इस तरह की प्रतिध्वनि के लिए कोई तापमान कारण नहीं हैं। इस समस्या को हल करने में, संभवतः वायुमंडल की सभी हाइड्रोडायनामिक और थर्मल विशेषताओं को ध्यान में रखना चाहिए। 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 हवाओं की गति लगभग होती 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 पृथ्वी की सतह की तुलना में लगभग 160 गुना अधिक होती है। , जिसके महत्वपूर्ण भूभौतिकीय परिणाम हैं। ऐसा माना जाता है कि आयनमंडल के निचले हिस्से (परत ई) में ज्वारीय दोलन आयनीकृत गैस को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में लंबवत स्थानांतरित करते हैं, और इसलिए, यहां विद्युत धाराएं उत्पन्न होती हैं। पृथ्वी की सतह पर लगातार उभरती धाराओं की ये प्रणालियाँ चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी से स्थापित होती हैं। चुंबकीय क्षेत्र की दैनिक विविधताएं परिकलित मूल्यों के साथ अच्छी तरह मेल खाती हैं, जो "वायुमंडलीय डायनेमो" के ज्वारीय तंत्र के सिद्धांत के पक्ष में स्पष्ट रूप से गवाही देती है। आयनमंडल के निचले हिस्से (परत ई) में उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराओं को कहीं स्थानांतरित होना चाहिए, और इसलिए, सर्किट को बंद करना होगा। यदि हम आने वाली गति को इंजन का कार्य मानें तो डायनेमो के साथ सादृश्य पूर्ण हो जाता है। यह माना जाता है कि विद्युत प्रवाह का रिवर्स सर्कुलेशन आयनोस्फीयर (एफ) की एक उच्च परत में किया जाता है, और यह काउंटर प्रवाह इस परत की कुछ विशिष्ट विशेषताओं को समझा सकता है। अंत में, ज्वारीय प्रभाव को ई परत में और इसलिए एफ परत में क्षैतिज धाराएं भी उत्पन्न करनी 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 85 से 400 किमी की ऊंचाई पर रेडियो तरंगों को परावर्तित करने वाली एक परत के अस्तित्व के लिए प्रयोगात्मक रूप से पुख्ता सबूत प्राप्त किए गए थे। अब यह ज्ञात है कि इसके विद्युत गुण वायुमंडलीय गैस आयनीकरण का परिणाम हैं। इसलिए, इस परत को आमतौर पर आयनमंडल कहा जाता है। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनमंडल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंगों का प्रसार तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। उत्तरार्द्ध वायुमंडल के रासायनिक गुणों के अध्ययन में भी रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल.भूभौतिकीय रॉकेटों और उपग्रहों की मदद से किए गए अवलोकनों ने बहुत सी नई जानकारी दी है, जो दर्शाती है कि वायुमंडल का आयनीकरण व्यापक स्पेक्ट्रम सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। बैंगनी प्रकाश किरणों की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य और अधिक ऊर्जा वाली पराबैंगनी विकिरण सूर्य के वायुमंडल (क्रोमोस्फीयर) के आंतरिक भाग में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होती है, और एक्स-रे विकिरण, जिसमें और 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 प्रभाव में 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 उत्पन्न होती है, जो हर 11 साल में अधिकतम तक पहुंच जाती है। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (आईजीवाई) के कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, यानी। 18वीं सदी की शुरुआत से उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य के 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 या दो घंटे तक चलते हैं। भड़कने के दौरान, सौर गैस (ज्यादातर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) फूटती है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं। ऐसी ज्वालाओं के क्षणों में सूर्य के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है। प्रारंभिक प्रतिक्रिया फ्लैश 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 से 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 प्रकट होता है और एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। ऐसी धाराएं, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र में ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और खुद को चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट कर सकती हैं। इस प्रारंभिक चरण में सौर ज्वाला की अवधि के अनुरूप बहुत कम समय लगता है। 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। कई प्राकृतिक घटनाएं, जिनमें अरोरा सबसे प्रसिद्ध हैं, संकेत करती हैं कि बड़ी संख्या में आवेशित कण पृथ्वी तक पहुंचते हैं (ध्रुवीय रोशनी 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 भी अपर्याप्त अध्ययन किया गया है। 1958 में जेम्स वान एलन द्वारा आवेशित कणों से युक्त भू-चुंबकीय क्षेत्र द्वारा रखे गए गोले की खोज के बाद समस्या और अधिक जटिल हो गई। ये कण चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के चारों ओर सर्पिल में घूमते हुए एक गोलार्ध से दूसरे गोलार्ध में जाते हैं। पृथ्वी के पास, ऊंचाई पर, बल रेखाओं के आकार और कणों की ऊर्जा के आधार पर, "प्रतिबिंब बिंदु" होते हैं, जिसमें कण अपनी गति की दिशा विपरीत दिशा में बदलते हैं (चित्र 3)। चूँकि 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 विचलित हो जाते हैं, और प्रोटॉन पश्चिम की ओर। इसलिए, उन्हें दुनिया भर में बेल्ट के रूप में वितरित किया जाता है।

सूर्य द्वारा वायुमंडल के गर्म होने के कुछ परिणाम।सौर ऊर्जा पूरे वातावरण को प्रभावित करती है। हम पहले ही पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कणों द्वारा निर्मित और उसके चारों ओर चक्कर लगाने वाली पट्टियों का उल्लेख कर चुके हैं। ये बेल्ट सर्कंपोलर क्षेत्रों में पृथ्वी की सतह के सबसे करीब हैं (चित्र 3 देखें), जहां अरोरा देखे जाते हैं। चित्र 1 से पता चलता है कि कनाडा के ऑरोरल क्षेत्रों में अमेरिका के दक्षिण-पश्चिम की तुलना में थर्मोस्फेरिक तापमान काफी अधिक है। यह संभावना है कि पकड़े गए कण अपनी कुछ ऊर्जा वायुमंडल में छोड़ देते हैं, खासकर जब प्रतिबिंब बिंदुओं के पास गैस अणुओं से टकराते हैं, और अपनी पूर्व कक्षाओं को छोड़ देते हैं। इस प्रकार अरोरा क्षेत्र में वायुमंडल की ऊंची परतों को गर्म किया जाता है। 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 छोटे-छोटे विचलन सूर्य द्वारा गर्म होने के कारण वायुमंडल के घनत्व में परिवर्तन के कारण होते हैं। उन्होंने 200 किमी से अधिक की ऊंचाई पर आयनमंडल में अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व के अस्तित्व का सुझाव दिया, जो सौर दोपहर के अनुरूप नहीं है, लेकिन घर्षण बलों के प्रभाव में लगभग दो घंटे पीछे रहता है। इस समय, 600 किमी की ऊंचाई के लिए विशिष्ट वायुमंडलीय घनत्व का मान लगभग स्तर पर देखा जाता है। 950 कि.मी. इसके अलावा, अधिकतम इलेक्ट्रॉन सांद्रता सूर्य से पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की अल्पकालिक चमक के कारण अनियमित उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। एल. यक्किया 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 हिस्सा ब्रह्मांडीय किरणों, रेडियोधर्मी चट्टानों से विकिरण और हवा में रेडियम (मुख्य रूप से रेडॉन) के क्षय उत्पादों के प्रभाव में आयनीकरण से गुजरता है। आयनीकरण की प्रक्रिया में, एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त कर लेता है। एक मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से दूसरे परमाणु के साथ मिलकर एक नकारात्मक चार्ज आयन बनाता है। ऐसे युग्मित धनात्मक और ऋणात्मक आयनों के आणविक आयाम होते हैं। 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 नाभिकों से जुड़कर "भारी आयन" बनाते 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 माध्यम नहीं माना जाता है, लेकिन इसमें थोड़ी मात्रा में चालकता होती है। इसलिए, हवा में छोड़ा गया आवेशित पिंड धीरे-धीरे अपना आवेश खो देता है। बढ़ती ब्रह्मांडीय किरण की तीव्रता, कम दबाव की स्थिति में कम आयन हानि (और इसलिए लंबे समय तक मतलब मुक्त पथ), और कम भारी नाभिक के कारण वायुमंडलीय चालकता ऊंचाई के साथ बढ़ती है। वायुमंडल की चालकता लगभग ऊंचाई पर अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है। 50 किमी, तथाकथित। "मुआवजा स्तर"। यह ज्ञात है कि पृथ्वी की सतह और "मुआवजा स्तर" के बीच हमेशा कई सौ किलोवोल्ट का संभावित अंतर होता है, अर्थात। स्थिर विद्युत क्षेत्र. यह पता चला कि कई मीटर की ऊंचाई पर हवा में 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 क्षेत्र है, जिसके प्रत्येक बिंदु पर एक निश्चित संभावित मान होता है, हम एक संभावित ढाल के बारे में बात कर सकते हैं। साफ मौसम में, निचले कुछ मीटर के भीतर, वायुमंडल की विद्युत क्षेत्र की ताकत लगभग स्थिर रहती है। सतह परत में हवा की विद्युत चालकता में अंतर के कारण, संभावित ढाल दैनिक उतार-चढ़ाव के अधीन है, जिसका कोर्स जगह-जगह से काफी भिन्न होता है। वायु प्रदूषण के स्थानीय स्रोतों की अनुपस्थिति में - महासागरों के ऊपर, ऊंचे पहाड़ों में या ध्रुवीय क्षेत्रों में - साफ मौसम में संभावित ढाल का दैनिक पाठ्यक्रम समान होता है। ग्रेडिएंट का परिमाण सार्वभौमिक, या ग्रीनविच मीन टाइम (यूटी) पर निर्भर करता है और 19:00 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 आधार 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 प्रवाहित होता है। निरंतर पुनःपूर्ति के बिना, पृथ्वी की सतह पर आवेश वायुमंडल की चालकता द्वारा निष्प्रभावी हो जाएगा। यह धारणा कि तूफान के कारण पृथ्वी की सतह और "मुआवजा स्तर" के बीच संभावित अंतर बना रहता है, सांख्यिकीय आंकड़ों द्वारा समर्थित है। उदाहरण के लिए, नदी की घाटी में तूफानों की अधिकतम संख्या 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 अपने अधिकतम स्तर पर होती है। इसके अलावा, संभावित ढाल के दैनिक भिन्नता के वक्रों के आकार में मौसमी भिन्नताएं भी तूफान के वैश्विक वितरण के आंकड़ों के साथ पूरी तरह मेल खाती हैं। कुछ शोधकर्ताओं का तर्क है कि पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र का स्रोत बाहरी उत्पत्ति का हो सकता है, क्योंकि माना जाता है कि विद्युत क्षेत्र आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर में मौजूद हैं। यह परिस्थिति संभवतः बैकस्टेज और मेहराब के समान अरोरा के बहुत संकीर्ण लम्बी रूपों की उपस्थिति की व्याख्या करती है।
(ध्रुवीय रोशनी भी देखें)। "क्षतिपूर्ति स्तर" और पृथ्वी की सतह के बीच वायुमंडल की संभावित ढाल और चालकता के कारण, आवेशित कण गति करना शुरू कर देते हैं: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन - पृथ्वी की सतह की ओर, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए - इससे ऊपर की ओर। यह धारा 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 वाले वायु स्तंभ में वर्तमान ताकत केवल 4 * 10 -12 ए है। दूसरी ओर, बिजली के निर्वहन के दौरान वर्तमान ताकत कई एम्पीयर तक पहुंच सकती है, हालांकि, निश्चित रूप से, ऐसा निर्वहन इसकी अवधि छोटी होती है - एक सेकंड के अंश से लेकर पूरे सेकंड तक या बार-बार डिस्चार्ज के साथ थोड़ा अधिक। बिजली न केवल प्रकृति की एक अनोखी 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 प्रस्ताव दिया कि वे एक इंसुलेटिंग बेस पर लगी लोहे की छड़ के साथ प्रयोग करें और इसे एक ऊंचे टॉवर पर स्थापित करें। उन्हें उम्मीद थी कि जब गरज वाला बादल टावर के पास आएगा, तो विपरीत चिह्न का चार्ज प्रारंभिक तटस्थ छड़ के ऊपरी सिरे पर केंद्रित होगा, और बादल के आधार पर उसी चिह्न 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 चला जाएगा, और रॉड बादल के आधार के समान संकेत का चार्ज प्राप्त कर लेगा। फ्रैंकलिन द्वारा प्रस्तावित प्रयोग इंग्लैंड में नहीं किया गया था, लेकिन इसे 1752 में पेरिस के पास मार्ली में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन डी'अलेम्बर्ट द्वारा स्थापित किया गया था। उन्होंने 12 मीटर लंबी एक लोहे की छड़ का उपयोग एक कांच की बोतल में डाला (जो एक के रूप में काम करती थी) इन्सुलेटर), लेकिन इसे टॉवर पर नहीं रखा। 10 मई को उनके सहायक ने बताया कि जब एक रॉड पर गरज के साथ बादल गिरता था, तो एक ग्राउंडेड तार को लाने पर चिंगारी उत्पन्न होती थी। फ्रैंकलिन खुद, फ्रांस में महसूस किए गए सफल अनुभव से अनजान थे, उसी वर्ष जून में एक पतंग के साथ अपना प्रसिद्ध प्रयोग किया और उसमें बंधे तार के सिरे पर बिजली की चिंगारी देखी। अगले वर्ष, एक छड़ से एकत्र किए गए आवेशों का अध्ययन करते हुए, फ्रैंकलिन ने पाया कि गरज वाले बादलों के आधार आमतौर पर नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं .19वीं शताब्दी के अंत में फोटोग्राफिक तरीकों में सुधार के कारण बिजली का अधिक विस्तृत अध्ययन संभव हो गया, विशेष रूप से घूमने वाले लेंस वाले उपकरण के आविष्कार के बाद, जिससे तेजी से विकसित होने वाली प्रक्रियाओं को ठीक करना संभव हो गया। स्पार्क डिस्चार्ज के अध्ययन में इस तरह के कैमरे का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। यह पाया गया कि बिजली कई प्रकार की होती है, जिनमें सबसे आम रैखिक, सपाट (इंट्रा-क्लाउड) और गोलाकार (वायु डिस्चार्ज) हैं। 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 बादल के अंदर घटित होती है और बिखरी हुई रोशनी की चमक जैसी दिखती 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 का अनुसरण करने वाले आवेग। 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 डिस्चार्ज-लीडर ऊपर से पृथ्वी की सतह पर दौड़ता है। जब वह उस तक पहुंचता है, तो एक चमकता हुआ उल्टा, या मुख्य, डिस्चार्ज पृथ्वी से नेता द्वारा बिछाए गए चैनल तक गुजरता है। डिस्चार्ज-लीडर, एक नियम के रूप में, ज़िगज़ैग तरीके से चलता है। इसके प्रसार की गति एक सौ से लेकर कई सौ किलोमीटर प्रति सेकंड तक होती है। अपने रास्ते में, यह वायु अणुओं को आयनित करता है, बढ़ी हुई चालकता के साथ एक चैनल बनाता है, जिसके माध्यम से रिवर्स डिस्चार्ज लीडर डिस्चार्ज की तुलना में लगभग सौ गुना अधिक गति से ऊपर की ओर बढ़ता है। चैनल का आकार निर्धारित करना मुश्किल है, लेकिन लीडर डिस्चार्ज का व्यास 1-10 मीटर और रिवर्स डिस्चार्ज का व्यास कई सेंटीमीटर अनुमानित 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 विकिरण 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 फैलने में सक्षम होता है।
वातावरण में परिवर्तन
उल्कापिंडों और उल्कापिंडों का प्रभाव.हालाँकि कभी-कभी उल्का बौछारें अपने प्रकाश प्रभाव से गहरी छाप छोड़ती हैं, व्यक्तिगत उल्काएँ कम ही देखी जाती हैं। इनसे कहीं अधिक संख्या में अदृश्य उल्काएं हैं, जो वायुमंडल द्वारा निगल लिए जाने पर इतने छोटे होते हैं कि उन्हें देखा नहीं जा सकता। 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 उल्कापिंड पदार्थ की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंड होते 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, पत्थर के उल्कापिंड वायुमंडल में लिथियम लाते हैं। धात्विक 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 जमा हो 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 जमा 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 संघनन के नाभिक के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्कापात से जुड़ी हुई है। हालाँकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना ​​है कि चूंकि उल्कापिंड का कुल इनपुट सबसे बड़े उल्कापात से भी कई गुना अधिक है, ऐसे एक शॉवर के परिणामस्वरूप होने वाले इस पदार्थ 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, इसके ताप पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के ताप संतुलन के लघु घटकों में से एक है।
औद्योगिक मूल की कार्बन डाइऑक्साइड।कार्बोनिफेरस काल में, लकड़ी की वनस्पति पृथ्वी पर व्यापक थी। उस समय पौधों द्वारा अवशोषित अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड कोयले के भंडार और तेल-असर वाले भंडार में जमा हो गया था। लोगों ने इन खनिजों के विशाल भंडार को ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करना सीख लिया है और अब तेजी से पदार्थों के संचलन में कार्बन डाइऑक्साइड लौटा रहे हैं। जीवाश्म संभवत: सीए है। 4*10 13 टन कार्बन। पिछली सदी में मानव जाति ने इतना अधिक जीवाश्म ईंधन जलाया है कि लगभग 4 * 10 11 टन कार्बन फिर से वायुमंडल में प्रवेश कर गया है। वर्तमान में लगभग हैं। 2*10 12 टन कार्बन, और अगले सौ वर्षों में जीवाश्म ईंधन के जलने से यह आंकड़ा दोगुना हो सकता है। 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। अभी यह अनुमान लगाना संभव नहीं है कि वायुमंडल में कितनी कार्बन डाइऑक्साइड होगी या इसका विश्व की जलवायु पर क्या प्रभाव पड़ेगा। फिर भी, यह माना जाता है कि इसकी सामग्री में कोई भी वृद्धि वार्मिंग का कारण बनेगी, हालांकि यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है कि किसी भी वार्मिंग से जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। माप के परिणामों के अनुसार, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता, धीमी गति से ही सही, उल्लेखनीय रूप से बढ़ रही है। अंटार्कटिका में रॉस आइस शेल्फ़ पर स्वालबार्ड और लिटिल अमेरिका स्टेशन के जलवायु डेटा से पता चलता है कि लगभग 50 वर्षों की अवधि में औसत वार्षिक तापमान में क्रमशः 5° और 2.5°C की वृद्धि हुई है।
ब्रह्मांडीय विकिरण का प्रभाव.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, जो पौधों और जानवरों के ऊतकों में जमा होता है, बाहर खड़ा 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 लिए सबसे विश्वसनीय विधि के रूप में स्थापित किया है, जिनकी आयु 50 हजार वर्ष से अधिक नहीं है। यदि रेडियोधर्मिता के अत्यंत निम्न स्तर को मापने की मूलभूत समस्या हल हो जाती है, तो लंबे आधे जीवन वाले अन्य रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग उन सामग्रियों की तारीख तय करने के लिए किया जा सकता है जो सैकड़ों हजारों वर्ष पुरानी हैं।
(रेडियोकार्बन डेटिंग भी देखें)।
पृथ्वी के वायुमंडल की उत्पत्ति
वायुमंडल के निर्माण का इतिहास अभी तक पूरी तरह से विश्वसनीय रूप से बहाल 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 प्रा-पृथ्वी के विकास और आधुनिक आयामों और द्रव्यमान के करीब पहुंचने की प्रक्रिया में, 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 साल पहले इसने एक ठोस शरीर का रूप ले लिया। 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 विस्फोट, पृथ्वी के आंत्र से गैसों की रिहाई के साथ हुई थीं। उनमें संभवतः नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड शामिल थे। सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, जल वाष्प हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो गया, लेकिन जारी ऑक्सीजन ने कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाया। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। प्रसार की प्रक्रिया में हाइड्रोजन ऊपर उठी और वायुमंडल से बाहर चली गई, जबकि भारी नाइट्रोजन बाहर नहीं निकल सकी और धीरे-धीरे जमा हो गई, इसका मुख्य घटक बन गई, 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 पदार्थ, विशेष रूप से अमीनो एसिड का निर्माण हुआ। परिणामस्वरूप, जीवन की उत्पत्ति आधुनिक वातावरण से मौलिक रूप से भिन्न वातावरण में हो सकती है। आदिम पौधों के आगमन के साथ, मुक्त ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई (फोटोसिंथेसिस भी देखें)। यह गैस, विशेष रूप से ऊपरी वायुमंडल में 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 आज की ऑक्सीजन की मात्र 0.00004 की उपस्थिति से वर्तमान ओजोन 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। प्रकाश संश्लेषण के दौरान इसका उपभोग 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 हिमयुग, के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है। आधुनिक वायुमंडल में मौजूद हीलियम संभवतः यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक 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 की मोटाई में बिखरे हुए खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें संग्रहीत होता है, जो वायुमंडल में बहुत धीरे-धीरे अस्थिर होता है। हीलियम की एक निश्चित मात्रा विसरण के कारण बाह्यमंडल में ऊपर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से निरंतर प्रवाह के कारण, वायुमंडल में इस गैस की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। तारों के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर, ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष 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 यह पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो मूल रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद थीं और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान पुनः प्राप्त नहीं हुई थीं, बहुत कम हो गईं, शायद उस चरण में भी जब पृथ्वी ने अपना प्राथमिक वातावरण खो दिया था। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि यह अभी भी पोटेशियम आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया में 40Ar आइसोटोप के रूप में बनता है।
ऑप्टिकल घटना
वायुमंडल में प्रकाशीय घटनाओं की विविधता विभिन्न कारणों से होती है। सबसे आम घटनाओं में बिजली (ऊपर देखें) और बहुत ही सुरम्य अरोरा बोरेलिस और अरोरा बोरेलिस (ध्रुवीय रोशनी भी देखें) शामिल हैं। इसके अलावा, इंद्रधनुष, गैल, पारहेलियन (झूठा सूरज) और आर्क, मुकुट, हेलो और ब्रोकेन के भूत, मृगतृष्णा, सेंट एल्मो की आग, चमकदार बादल, हरी और गोधूलि किरणें विशेष रुचि रखते हैं। इंद्रधनुष सबसे सुंदर वायुमंडलीय घटना है। आमतौर पर यह एक विशाल मेहराब होता है, जिसमें बहु-रंगीन धारियाँ होती हैं, जब सूर्य आकाश के केवल एक हिस्से को रोशन करता है, और हवा पानी की बूंदों से संतृप्त होती है, उदाहरण के लिए, बारिश के दौरान। बहु-रंगीन चाप एक स्पेक्ट्रम अनुक्रम (लाल, नारंगी, पीला, हरा, सियान, इंडिगो, बैंगनी) में व्यवस्थित होते हैं, लेकिन रंग लगभग कभी भी शुद्ध नहीं होते हैं क्योंकि बैंड ओवरलैप होते हैं। एक नियम के रूप में, इंद्रधनुष की भौतिक विशेषताएं काफी भिन्न होती हैं, और इसलिए वे दिखने में बहुत विविध होते हैं। उनकी सामान्य विशेषता यह है कि चाप का केंद्र हमेशा सूर्य से पर्यवेक्षक तक खींची गई सीधी रेखा पर स्थित होता है। मुख्य इंद्रधनुष एक चाप है जिसमें सबसे चमकीले रंग शामिल हैं - बाहर की तरफ लाल और अंदर की तरफ बैंगनी। कभी-कभी केवल एक चाप दिखाई देता है, लेकिन अक्सर एक द्वितीयक चाप मुख्य इंद्रधनुष के बाहर दिखाई देता है। इसमें पहले वाले की तरह चमकीले रंग नहीं हैं, और इसमें लाल और बैंगनी धारियाँ जगह बदलती हैं: लाल अंदर की तरफ स्थित है। 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 समय, प्रकाश की किरण अपवर्तित और विघटित हो जाती है, जैसे कि एक प्रिज्म से गुजरते समय। फिर यह बूंद (बी) की विपरीत सतह पर पहुंचता है, इससे परावर्तित होता है और बूंद से बाहर (सी) की ओर निकल जाता है। इस मामले में, प्रकाश की किरण, पर्यवेक्षक तक पहुंचने से पहले, 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 के अंदर प्रवेश करता है, और बूंद की आंतरिक सतह से परिलक्षित होता है, पहले बिंदु बी पर, फिर बिंदु सी पर। बिंदु डी पर, प्रकाश अपवर्तित होता है , पर्यवेक्षक की ओर बूंद छोड़ना।

सूर्योदय और सूर्यास्त के समय प्रेक्षक इंद्रधनुष को आधे वृत्त के बराबर चाप के रूप में देखता है, क्योंकि इंद्रधनुष की धुरी क्षितिज के समानांतर होती है। यदि सूर्य क्षितिज से ऊपर है, तो इंद्रधनुष का चाप आधे वृत्त से भी छोटा होता 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 ऐसा लगता है कि बहुरंगी चाप एक ही तल में स्थित है, यह एक भ्रम है। वास्तव में, इंद्रधनुष में बहुत गहराई होती है, और इसे एक खोखले शंकु की सतह के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसके शीर्ष पर पर्यवेक्षक है। शंकु की धुरी सूर्य, प्रेक्षक और इंद्रधनुष के केंद्र को जोड़ती है। प्रेक्षक इस शंकु की सतह को मानो देखता है। दो लोग कभी भी बिल्कुल एक जैसा इंद्रधनुष नहीं देख सकते। बेशक, कोई भी सामान्य रूप से एक ही प्रभाव देख सकता है, लेकिन दो इंद्रधनुष अलग-अलग स्थिति में हैं और अलग-अलग पानी की बूंदों से बनते हैं। जब बारिश या धुंध एक इंद्रधनुष बनाती है, तो शीर्ष पर पर्यवेक्षक के साथ इंद्रधनुष के शंकु की सतह को पार करने वाली सभी पानी की बूंदों के संयुक्त प्रभाव से पूर्ण ऑप्टिकल प्रभाव प्राप्त होता 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 पार करती 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। वे वायुमंडल में बर्फ या बर्फ के क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के अपवर्तन या परावर्तन के कारण 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 छोटे क्रिस्टल से संतृप्त होता है, जिनमें से कई चेहरे सूर्य, पर्यवेक्षक और इन क्रिस्टल से गुजरने वाले विमान के साथ एक समकोण बनाते हैं। ऐसे पहलू आने वाली प्रकाश किरणों को 22° के विचलन के साथ 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-डिग्री 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 समकोण बनाने वाले क्रिस्टल फलकों पर होता है। ऐसे प्रभामंडल की वलय की चौड़ाई 2.5° से अधिक होती है। 46-डिग्री और 22-डिग्री दोनों ही प्रभामंडल रिंग के ऊपर और नीचे सबसे चमकीले होते हैं। दुर्लभ 90-डिग्री प्रभामंडल एक हल्की चमकदार, लगभग रंगहीन अंगूठी है जिसका अन्य दो प्रभामंडलों के साथ एक सामान्य केंद्र है। यदि यह रंगीन है, तो इसकी अंगूठी के बाहर लाल रंग है। इस प्रकार के प्रभामंडल की उपस्थिति का तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है (चित्र 7)।

पारहेलिया और आर्क्स। पारहेलिक वृत्त (या झूठे सूर्यों का वृत्त) - आंचल बिंदु पर केन्द्रित एक सफेद वलय, 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 पूर्ण चक्र दिखाई देता है। पारहेलिया, या झूठे सूर्य, सूर्य से मिलते-जुलते चमकीले चमकदार धब्बे हैं, जो प्रभामंडल के साथ पारहेलिक सर्कल के चौराहे के बिंदुओं पर बनते हैं, जिनकी कोणीय त्रिज्या 22°, 46° और 90° होती है। 22-डिग्री प्रभामंडल के साथ चौराहे पर सबसे अधिक बार बनने वाला और सबसे चमकीला पारहेलियन बनता है, जो आमतौर पर इंद्रधनुष के लगभग सभी रंगों 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 (काउंटर-सन) भी दिखाई देता है - सूर्य के ठीक विपरीत पारहेलियन रिंग 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। परिधि चाप, जिसे कभी-कभी गलत तरीके से 46-डिग्री प्रभामंडल के ऊपरी स्पर्शरेखा चाप के रूप में जाना जाता है, 90° या उससे कम का एक चाप है जो आंचल बिंदु पर केंद्रित होता है और सूर्य से लगभग 46° ऊपर 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 हिस्से तक ही सीमित होता है। परिधि चाप अपने रंग, चमक और स्पष्ट रूपरेखा के लिए उल्लेखनीय है। हेलो प्रकार का एक और जिज्ञासु और बहुत 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 गुजरते हैं और सूर्य की ओर थोड़ा अवतल होते हैं। सफेद रोशनी के खंभे, साथ ही विभिन्न क्रॉस, कभी-कभी सुबह या शाम को देखे जाते हैं, खासकर ध्रुवीय क्षेत्रों में, और सूर्य और चंद्रमा दोनों के साथ आ सकते हैं। कभी-कभी, ऊपर वर्णित के समान चंद्र प्रभामंडल और अन्य प्रभाव देखे जाते हैं, सबसे आम चंद्र प्रभामंडल (चंद्रमा के चारों ओर का घेरा) का कोणीय त्रिज्या 22° होता है। झूठे सूरज की तरह, झूठे चंद्रमा भी पैदा हो सकते हैं। मुकुट, या मुकुट, सूर्य, चंद्रमा या अन्य चमकदार वस्तुओं के चारों ओर छोटे संकेंद्रित रंगीन छल्ले होते हैं जो समय-समय पर देखे जाते हैं जब प्रकाश स्रोत पारभासी बादलों के पीछे होता है। कोरोना त्रिज्या हेलो त्रिज्या से छोटी है और लगभग है। 1-5°, नीला या बैंगनी वलय सूर्य के सबसे निकट होता है। कोरोना तब बनता है जब पानी की छोटी-छोटी बूंदों से प्रकाश बिखरता है जिससे बादल बनता है। कभी-कभी मुकुट सूर्य (या चंद्रमा) के चारों ओर एक चमकदार स्थान (या प्रभामंडल) जैसा दिखता है, जो एक लाल रंग की अंगूठी के साथ समाप्त होता है। अन्य मामलों में, बड़े व्यास के कम से कम दो 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 को चमकीले रंगों से रंग दिया जाता है।
ग्लोरिया (हैलोस)।विशेष परिस्थितियों में, असामान्य वायुमंडलीय घटनाएं घटित होती हैं। यदि सूर्य पर्यवेक्षक के पीछे है, और उसकी छाया पास के बादलों या कोहरे के पर्दे पर प्रक्षेपित होती है, तो किसी व्यक्ति के सिर की छाया के चारों ओर वातावरण की एक निश्चित स्थिति के तहत, आप एक रंगीन चमकदार चक्र देख सकते हैं - एक प्रभामंडल। आमतौर पर ऐसा प्रभामंडल घास के लॉन पर ओस की बूंदों द्वारा प्रकाश के परावर्तन के कारण बनता है। विमान द्वारा अंतर्निहित बादलों पर डाली गई छाया के आसपास ग्लोरिया का पाया जाना भी काफी आम है।
ब्रॉकन के भूत।विश्व के कुछ क्षेत्रों में, जब सूर्योदय या सूर्यास्त के समय किसी पहाड़ी पर किसी पर्यवेक्षक की छाया उसके पीछे थोड़ी दूरी पर स्थित बादलों पर पड़ती है, तो एक आश्चर्यजनक प्रभाव प्रकट होता है: छाया विशाल आयाम प्राप्त कर लेती है। यह कोहरे में पानी की सबसे छोटी बूंदों द्वारा प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के कारण होता है। वर्णित घटना को जर्मनी में हार्ज़ पहाड़ों की चोटी के बाद "ब्रोकन का भूत" 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 होता है। इस मामले में, दूर की वस्तुएं अपनी वास्तविक स्थिति के सापेक्ष ऊपर या नीचे हो सकती हैं, और विकृत भी हो सकती हैं और अनियमित, शानदार आकार प्राप्त कर सकती हैं। मृगतृष्णाएँ अक्सर गर्म जलवायु में देखी जाती हैं, जैसे कि रेतीले मैदानों में। निम्न मृगतृष्णाएं आम हैं, जब दूर, लगभग सपाट रेगिस्तानी सतह खुले पानी की तरह दिखने लगती है, खासकर जब थोड़ी ऊंचाई से या गर्म हवा की परत के ऊपर से देखा जाता है। इसी तरह का भ्रम आम तौर पर गर्म पक्की 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, आमतौर पर उलटी, इस "पानी" में दिखाई दे सकती हैं। गर्म भूमि की सतह के ऊपर एक "एयर पफ केक" बनता है, और पृथ्वी के सबसे निकट की परत सबसे अधिक गर्म होती है और इतनी विरल होती है कि इससे गुजरने वाली प्रकाश तरंगें विकृत हो जाती हैं, क्योंकि उनकी प्रसार गति माध्यम के घनत्व के आधार पर भिन्न होती है। बेहतर मृगतृष्णाएं निम्नतर मृगतृष्णाओं की तुलना में कम आम और अधिक दर्शनीय होती हैं। दूर की वस्तुएँ (अक्सर समुद्री क्षितिज के नीचे) आकाश में उलटी दिखाई देती हैं और कभी-कभी उसी वस्तु की सीधी छवि ऊपर भी दिखाई देती है। यह घटना ठंडे क्षेत्रों के लिए विशिष्ट है, खासकर जब तापमान में महत्वपूर्ण उलटाव होता है, जब हवा की गर्म परत ठंडी परत के ऊपर होती है। यह ऑप्टिकल प्रभाव गैर-समान घनत्व वाली वायु 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, ऊपरी मृगतृष्णा में वस्तुएँ निचले मृगतृष्णा की तुलना में अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं। जब दो वायुराशियों की सीमा एक ऊर्ध्वाधर तल होती है, तो कभी-कभी पार्श्व मृगतृष्णाएँ देखी जाती हैं।
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 आग बहुत कम आम है - चमकदार हल्के नीले या बैंगनी रंग के 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। एल्मो की आग कभी-कभी पर्वत चोटियों के साथ-साथ ऊंची इमारतों के शिखरों और नुकीले कोनों पर भी दिखाई देती है। यह घटना विद्युत कंडक्टरों के सिरों पर ब्रश इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज है, जब उनके आसपास के वातावरण में विद्युत क्षेत्र की ताकत 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 शांति से जलती हुई, गर्म न होने वाली, जमीन से लगभग 30 सेमी ऊपर उठी हुई मोमबत्ती की लौ के रूप में दिखाई देते हैं, जो एक पल के लिए वस्तु पर मंडराती रहती है। प्रकाश पूरी तरह से मायावी प्रतीत होता है और, जैसे-जैसे पर्यवेक्षक पास आता है, यह दूसरी जगह पर जाता हुआ प्रतीत होता है। इस घटना का कारण कार्बनिक अवशेषों का अपघटन और दलदली गैस मीथेन (CH4) या फॉस्फीन (PH3) का स्वतःस्फूर्त दहन है। भटकती रोशनी का आकार अलग-अलग होता है, कभी-कभी गोलाकार भी। हरी किरण - उस समय पन्ना हरी धूप की चमक जब सूर्य की आखिरी किरण क्षितिज के नीचे गायब हो जाती है। सूर्य के प्रकाश का लाल घटक सबसे पहले गायब हो जाता है, बाकी सभी क्रम से गायब हो जाते हैं, और पन्ना हरा आखिरी में रहता 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 उच्च वायुमंडल में धूल को रोशन करने पर दिखाई देती हैं। बादलों की छायाएँ गहरे रंग की पट्टियाँ बनाती हैं, और किरणें उनके बीच फैलती हैं। यह प्रभाव तब होता है जब सूर्योदय से पहले या सूर्यास्त के बाद सूर्य क्षितिज पर नीचा होता है।

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

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

पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतों का आरेख

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

क्षोभमंडल: जहां मौसम होता है

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

ग्रह की सतह से शुरू होकर, क्षोभमंडल 6 से 20 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। हमारे निकटतम परत के निचले तीसरे भाग में सभी वायुमंडलीय गैसों का 50% होता है। यह वायुमंडल की संपूर्ण संरचना का एकमात्र भाग है जो सांस लेता है। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी की सतह 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 ऊपर तक फैला हुआ है। यह वह परत है जिसमें अधिकांश वाणिज्यिक विमान उड़ान भरते हैं और गुब्बारे यात्रा करते हैं।

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

चूँकि समताप मंडल के निचले भाग में गर्म तापमान और शीर्ष पर ठंडा तापमान होता है, इसलिए 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 संवहन के लिए एक "टोपी" के रूप में कार्य करती है, जिसके माध्यम से तूफानी बादल प्रवेश नहीं कर पाते हैं।

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

मेसोस्फीयर: मध्य वायुमंडल

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

थर्मोस्फीयर: ऊपरी वायुमंडल

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

बहिर्मंडल: वायुमंडल और अंतरिक्ष की सीमा

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

आयनमंडल के बारे में क्या ख्याल है?

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