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✪ पृथ्वी अंतरिक्ष यान (एपिसोड 14) - वायुमंडल

वायुमंडल को अंतरिक्ष के निर्वात में क्यों नहीं खींचा गया?

अंतरिक्ष यान "सोयुज टीएमए-8" का पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश

वातावरण संरचना, अर्थ, अध्ययन

ओ. एस. उगोलनिकोव "ऊपरी वायुमंडल। पृथ्वी और अंतरिक्ष की बैठक"

उपशीर्षक

वायुमंडल की सीमा

वायुमंडल को पृथ्वी के चारों ओर का वह क्षेत्र माना जाता है जिसमें गैसीय माध्यम पूरी पृथ्वी के साथ-साथ घूमता है। वायुमंडल पृथ्वी की सतह से 500-1000 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, एक्सोस्फीयर में, धीरे-धीरे इंटरप्लेनेटरी स्पेस में गुजरता है।

इंटरनेशनल एविएशन फेडरेशन द्वारा प्रस्तावित परिभाषा के अनुसार, वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा लगभग 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित कर्मना लाइन के साथ खींची जाती है, जिसके ऊपर हवाई उड़ानें पूरी तरह से असंभव हो जाती हैं। नासा वातावरण की सीमा के रूप में 122 किलोमीटर (400,000 फीट) के निशान का उपयोग करता है, जहां शटल प्रणोदन पैंतरेबाज़ी से वायुगतिकीय पैंतरेबाज़ी में बदल जाते हैं।

भौतिक गुण

तालिका में सूचीबद्ध गैसों के अलावा, वायुमंडल में शामिल हैं Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , सीओ (\ डिस्प्लेस्टाइल ((\ सीई (सीओ)))) , ओ 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , नंबर 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), हाइड्रोकार्बन, एचसीएल (\displaystyle (\ce (एचसीएल))) , एचएफ (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ सीई (एचएफ))) , एचबीआर (\displaystyle (\ce (एचबीआर))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), जोड़े एचजी (\displaystyle (\ce (एचजी))) , मैं 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), साथ ही साथ कई अन्य गैसें कम मात्रा में। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एयरोसोल) होते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे दुर्लभ गैस है Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की सीमा परत

क्षोभमंडल की निचली परत (1-2 किमी मोटी), जिसमें पृथ्वी की सतह की स्थिति और गुण सीधे वायुमंडल की गतिशीलता को प्रभावित करते हैं।

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 सभी जल वाष्प का लगभग 90% हिस्सा होता है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन दृढ़ता से विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ घटता है।

ट्रोपोपॉज़

क्षोभमंडल से समताप मंडल तक संक्रमणकालीन परत, वायुमंडल की वह परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है।

स्ट्रैटोस्फियर

11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में माइनस 56.5 से प्लस 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (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 समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) में अधिकतम होता है।

मीसोस्फीयर

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण की क्रिया के तहत, हवा आयनित ("ध्रुवीय रोशनी") होती है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती 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

थर्मोस्फीयर के ऊपर वायुमंडल का क्षेत्र। इस क्षेत्र में, सौर विकिरण का अवशोषण नगण्य है और तापमान वास्तव में ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

100 किमी की ऊंचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0°C से गिरकर मध्यमंडल में शून्य से 110°C हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~ 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।

लगभग 2000-3500 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित . में गुजरता है अंतरिक्ष वैक्यूम के पास, जो अंतरग्रहीय गैस के दुर्लभ कणों से भरा होता है, मुख्यतः हाइड्रोजन परमाणु। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का ही हिस्सा है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस स्थान में प्रवेश करते हैं।

समीक्षा

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा है, समताप मंडल लगभग 20% है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है।

वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, वे उत्सर्जित करते हैं न्यूट्रोस्फीयरऔर योण क्षेत्र .

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित करते हैं होमोस्फीयरऔर हेटरोस्फीयर. हेटरोस्फीयर- यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह मिश्रित, सजातीय भाग है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई 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 ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है, और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मानव सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक वातावरण में ऑक्सीजन होती है।

वातावरण हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, वायुमंडल के कुल दबाव में कमी के कारण, जैसे-जैसे कोई ऊँचाई पर जाता है, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार कम होता जाता है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी का वायुमंडल अपने पूरे इतिहास में तीन अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। इस तरह से माध्यमिक वातावरण. यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के 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 गठन हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

नाइट्रोजन

नाइट्रोजन की एक बड़ी मात्रा का निर्माण आणविक ऑक्सीजन द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), जो 3 अरब साल पहले से शुरू होकर प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। साथ ही नाइट्रोजन N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ओजोन द्वारा नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण होता है नहीं (\displaystyle ((\ce (NO))))वायुमंडल की ऊपरी परतों में।

नाइट्रोजन N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है जो फलियों के साथ एक राइजोबियल सिम्बियोसिस बनाते हैं, जो प्रभावी हरी खाद पौधे हो सकते हैं जो कम नहीं होते हैं, लेकिन मिट्टी को समृद्ध करते हैं प्राकृतिक उर्वरकों के साथ।

ऑक्सीजन

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, पृथ्वी पर जीवित जीवों के आगमन के साथ वातावरण की संरचना मौलिक रूप से बदलने लगी। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लौह का लौह रूप और अन्य। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया। चूँकि इसने वातावरण, स्थलमंडल और जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन किए, इस घटना को ऑक्सीजन तबाही कहा गया।

उत्कृष्ट गैस

वायु प्रदूषण

हाल ही में, मनुष्य ने वातावरण के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। मानव गतिविधि का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार वृद्धि हुई है। प्रकाश संश्लेषण में भारी मात्रा में खपत होती है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित की जाती है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में सामग्री CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ईंधन के दहन से आने वाले मुख्य भाग (360 बिलियन टन) के साथ वातावरण में 10% की वृद्धि हुई। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 200-300 वर्षों में राशि CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))वातावरण में दुगना हो जाता है और आगे बढ़ सकता है

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पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण प्राचीन काल में शुरू हुआ - पृथ्वी के विकास के प्रोटोप्लानेटरी चरण में, सक्रिय ज्वालामुखी विस्फोट की अवधि के दौरान भारी मात्रा में गैसों की रिहाई के साथ। बाद में, जब महासागर और जीवमंडल पृथ्वी पर दिखाई दिए, तो पानी, पौधों, जानवरों और उनके अपघटन उत्पादों के बीच गैस के आदान-प्रदान के कारण वातावरण का निर्माण जारी रहा।

भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, पृथ्वी के वायुमंडल में गहन परिवर्तनों की एक श्रृंखला आई है।

पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण। वसूली।

भाग पृथ्वी का प्राथमिक वातावरणपृथ्वी के विकास के प्रोटोप्लेनेटरी चरण में (4.2 अरब वर्ष से अधिक पहले), मीथेन, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड मुख्य रूप से शामिल थे। फिर, पृथ्वी के मेंटल और पृथ्वी की सतह पर निरंतर अपक्षय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण की संरचना जल वाष्प, कार्बन यौगिकों (सीओ 2, सीओ) और सल्फर के साथ-साथ मजबूत हलोजन एसिड से समृद्ध हुई थी। (HCI, HF, HI) और बोरिक एसिड। शुरुआती माहौल बहुत पतला था।

पृथ्वी का द्वितीयक वातावरण। ऑक्सीडेटिव।

इसके बाद, प्राथमिक वातावरण द्वितीयक में परिवर्तित होने लगा। यह उसी अपक्षय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप हुआ जो पृथ्वी की सतह, ज्वालामुखी और सौर गतिविधि के साथ-साथ साइनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण हुई थी।

परिवर्तन के परिणामस्वरूप मीथेन हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड में और अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन जमा होने लगी।

प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से नीले-हरे शैवाल ने ऑक्सीजन का उत्पादन करना शुरू कर दिया, जो लगभग सभी अन्य गैसों और चट्टानों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था। नतीजतन, अमोनिया को आणविक नाइट्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड - कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड - SO 2 और SO 3 में ऑक्सीकृत किया गया।

इस प्रकार, वातावरण धीरे-धीरे कम करने वाले वातावरण से ऑक्सीकरण वाले वातावरण में बदल गया।

प्राथमिक और द्वितीयक वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण और विकास।

पृथ्वी के वायुमंडल के निर्माण के प्रारंभिक चरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोत:

• मीथेन ऑक्सीकरण,
• पृथ्वी के मेंटल का विघटन,
• चट्टानों का अपक्षय।

प्रोटेरोज़ोइक और पैलियोज़ोइक (लगभग 600 मिलियन वर्ष पहले) के मोड़ पर, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम हो गई और वायुमंडल में गैसों की कुल मात्रा के केवल दसवें प्रतिशत की मात्रा थी।

वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा का वर्तमान स्तर केवल 10-20 मिलियन वर्ष पहले ही पहुंच गया था।

पृथ्वी के प्राथमिक और द्वितीयक वातावरण में ऑक्सीजन का निर्माण और विकास।

ऑक्सीजन के स्रोत वायुमंडलीय गठन के प्रारंभिक चरण भूमि:

• पृथ्वी के मेंटल का डीगैसिंग - लगभग सभी ऑक्सीजन ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं पर खर्च किए गए थे।
• पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के तहत वातावरण में पानी का फोटोडिसोसिएशन (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं में अपघटन) - परिणामस्वरूप, वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन अणु दिखाई देते हैं।
• यूकेरियोट्स द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का ऑक्सीजन में प्रसंस्करण। वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण प्रोकैरियोट्स की मृत्यु हुई (स्थितियों को कम करने में जीवन के अनुकूल) और यूकेरियोट्स (ऑक्सीकरण वातावरण में रहने के लिए अनुकूलित) का उदय हुआ।

पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता में परिवर्तन।

आर्कियन - प्रोटेरोज़ोइक की पहली छमाही - ऑक्सीजन की सांद्रता वर्तमान स्तर का 0.01% (उरे बिंदु)। लगभग सभी परिणामी ऑक्सीजन लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च की गई थी। यह तब तक जारी रहा जब तक कि पृथ्वी की सतह पर मौजूद सभी लौह लोहे का ऑक्सीकरण नहीं हो गया। तभी से वातावरण में ऑक्सीजन जमा होने लगी।

प्रोटेरोज़ोइक का दूसरा भाग - प्रारंभिक वेंडियन का अंत - वातावरण में ऑक्सीजन की सांद्रता वर्तमान स्तर (पाश्चर बिंदु) का 0.1% है।

स्वर्गीय वेंडियन - सिलुरियन काल। मुक्त ऑक्सीजन ने जीवन के विकास को प्रेरित किया - अवायवीय किण्वन प्रक्रिया को ऊर्जावान रूप से अधिक आशाजनक और प्रगतिशील ऑक्सीजन चयापचय द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। तब से वातावरण में ऑक्सीजन का संचय काफी तेजी से हो रहा है। समुद्र से भूमि पर पौधों के उद्भव (450 मिलियन वर्ष पूर्व) ने वातावरण में ऑक्सीजन के स्तर को स्थिर कर दिया।

मध्य क्रीटेशस . वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता का अंतिम स्थिरीकरण फूलों के पौधों (100 मिलियन वर्ष पूर्व) की उपस्थिति से जुड़ा है।

पृथ्वी के प्राथमिक और द्वितीयक वातावरण में नाइट्रोजन का निर्माण और विकास।

नाइट्रोजन का निर्माण पृथ्वी के विकास की प्रारंभिक अवस्था में अमोनिया के अपघटन के कारण हुआ था। वायुमंडलीय नाइट्रोजन का बंधन और समुद्री तलछट में उसका दबना जीवों के आगमन के साथ शुरू हुआ। भूमि पर जीवित जीवों की रिहाई के बाद, महाद्वीपीय तलछट में नाइट्रोजन का दबना शुरू हो गया। स्थलीय पौधों के आगमन के साथ नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज हो गई थी।

इस प्रकार, पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना ने जीवों के जीवन की विशेषताओं को निर्धारित किया, उनके विकास, विकास और पृथ्वी की सतह पर बसने में योगदान दिया। लेकिन पृथ्वी के इतिहास में कभी-कभी गैस संरचना के वितरण में विफलताएं होती हैं। इसका कारण क्रिप्टोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक के दौरान एक से अधिक बार हुई विभिन्न तबाही थी। इन विफलताओं ने जैविक दुनिया के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बना।

प्रतिशत के रूप में पृथ्वी के प्राचीन और आधुनिक वातावरण की संरचना तालिका 1 में दिखाई गई है।

तालिका 1. पृथ्वी के प्राथमिक और आधुनिक वातावरण की संरचना।

गैसों	पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना
	प्राथमिक वातावरण,%	आधुनिक वातावरण,%
नाइट्रोजन एन 2
ऑक्सीजन ओ 2
ओजोन ओ 3
कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2
कार्बन मोनोऑक्साइड CO
भाप
आर्गन अरो

यह लेख था "पृथ्वी के वायुमंडल का गठन। पृथ्वी का प्राथमिक और द्वितीयक वातावरण। आगे पढ़िए: «

वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय खोल है जो पृथ्वी के साथ घूमता है। वायुमण्डल में उपस्थित गैस को वायु कहते हैं। वायुमंडल जलमंडल के संपर्क में है और आंशिक रूप से स्थलमंडल को कवर करता है। लेकिन ऊपरी सीमा निर्धारित करना मुश्किल है। परंपरागत रूप से, यह माना जाता है कि वायुमंडल लगभग तीन हजार किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। वहां यह वायुहीन अंतरिक्ष में सुचारू रूप से बहती है।

पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना

वायुमंडल की रासायनिक संरचना का निर्माण लगभग चार अरब साल पहले शुरू हुआ था। प्रारंभ में, वायुमंडल में केवल हल्की गैसें थीं - हीलियम और हाइड्रोजन। वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के चारों ओर एक गैस शेल के निर्माण के लिए प्रारंभिक पूर्वापेक्षाएँ ज्वालामुखी विस्फोट थे, जो लावा के साथ मिलकर भारी मात्रा में गैसों का उत्सर्जन करते थे। इसके बाद, पानी के रिक्त स्थान के साथ, जीवित जीवों के साथ, उनकी गतिविधि के उत्पादों के साथ गैस विनिमय शुरू हुआ। हवा की संरचना धीरे-धीरे बदल गई और अपने वर्तमान स्वरूप में कई लाख साल पहले तय हो गई थी।

वायुमंडल के मुख्य घटक नाइट्रोजन (लगभग 79%) और ऑक्सीजन (20%) हैं। शेष प्रतिशत (1%) निम्नलिखित गैसों के लिए जिम्मेदार है: आर्गन, नियॉन, हीलियम, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन, अमोनिया, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन, नाइट्रस ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड इसमें शामिल हैं। प्रतिशत।

इसके अलावा, हवा में जल वाष्प और कण पदार्थ (पौधे पराग, धूल, नमक क्रिस्टल, एरोसोल अशुद्धियाँ) होते हैं।

हाल ही में, वैज्ञानिकों ने कुछ वायु अवयवों में गुणात्मक नहीं, बल्कि मात्रात्मक परिवर्तन का उल्लेख किया है। और इसका कारण व्यक्ति और उसकी गतिविधि है। केवल पिछले 100 वर्षों में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में काफी वृद्धि हुई है! यह कई समस्याओं से भरा हुआ है, जिनमें से सबसे वैश्विक है जलवायु परिवर्तन।

मौसम और जलवायु का गठन

पृथ्वी पर जलवायु और मौसम को आकार देने में वायुमंडल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बहुत कुछ सूर्य के प्रकाश की मात्रा, अंतर्निहित सतह की प्रकृति और वायुमंडलीय परिसंचरण पर निर्भर करता है।

आइए कारकों को क्रम में देखें।

1. वायुमंडल सूर्य की किरणों की गर्मी को संचारित करता है और हानिकारक विकिरण को अवशोषित करता है। प्राचीन यूनानियों को पता था कि सूर्य की किरणें पृथ्वी के विभिन्न हिस्सों पर अलग-अलग कोणों पर पड़ती हैं। प्राचीन ग्रीक से अनुवाद में "जलवायु" शब्द का अर्थ "ढलान" है। तो, भूमध्य रेखा पर, सूर्य की किरणें लगभग लंबवत पड़ती हैं, क्योंकि यहाँ बहुत गर्म है। ध्रुवों के करीब, झुकाव का कोण जितना अधिक होगा। और तापमान गिर रहा है।

2. पृथ्वी के असमान ताप के कारण वायुमंडल में वायु धाराएँ बनती हैं। उन्हें उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। सबसे छोटी (दसियों और सैकड़ों मीटर) स्थानीय हवाएँ हैं। इसके बाद मानसून और व्यापारिक हवाएं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात, ग्रहीय ललाट क्षेत्र आते हैं।

ये सभी वायुराशियाँ निरंतर गतिमान हैं। उनमें से कुछ काफी स्थिर हैं। उदाहरण के लिए, व्यापारिक हवाएँ जो उपोष्णकटिबंधीय से भूमध्य रेखा की ओर चलती हैं। दूसरों की आवाजाही काफी हद तक वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है।

3. वायुमंडलीय दबाव जलवायु निर्माण को प्रभावित करने वाला एक अन्य कारक है। यह पृथ्वी की सतह पर वायुदाब है। जैसा कि आप जानते हैं, वायु द्रव्यमान उच्च वायुमंडलीय दबाव वाले क्षेत्र से उस क्षेत्र की ओर बढ़ता है जहां यह दबाव कम होता है।

कुल 7 जोन हैं। भूमध्य रेखा एक कम दबाव का क्षेत्र है। इसके अलावा, भूमध्य रेखा के दोनों किनारों पर तीसवें अक्षांश तक - उच्च दबाव का क्षेत्र। 30° से 60° तक - फिर से निम्न दाब। और 60° से ध्रुवों तक - उच्च दाब का क्षेत्र। इन क्षेत्रों के बीच वायु द्रव्यमान प्रसारित होता है। जो समुद्र से जमीन पर जाते हैं वे बारिश और खराब मौसम लाते हैं, और जो महाद्वीपों से उड़ते हैं वे साफ और शुष्क मौसम लाते हैं। उन जगहों पर जहां हवा की धाराएं टकराती हैं, वायुमंडलीय फ्रंट जोन बनते हैं, जो वर्षा और खराब, हवा के मौसम की विशेषता है।

वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि किसी व्यक्ति की भलाई भी वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुसार, सामान्य वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। 0 डिग्री सेल्सियस पर स्तंभ। इस आंकड़े की गणना भूमि के उन क्षेत्रों के लिए की जाती है जो समुद्र तल से लगभग फ्लश हैं। ऊंचाई के साथ दबाव कम हो जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सेंट पीटर्सबर्ग के लिए 760 मिमी एचजी। - आदर्श है। लेकिन मॉस्को के लिए, जो अधिक स्थित है, सामान्य दबाव 748 मिमी एचजी है।

दबाव न केवल लंबवत, बल्कि क्षैतिज रूप से भी बदलता है। यह विशेष रूप से चक्रवातों के पारित होने के दौरान महसूस किया जाता है।

वायुमंडल की संरचना

वातावरण एक परत केक की तरह है। और प्रत्येक परत की अपनी विशेषताएं हैं।

. क्षोभ मंडलपृथ्वी के सबसे निकट की परत है। भूमध्य रेखा से दूर जाने पर इस परत की "मोटाई" बदल जाती है। भूमध्य रेखा के ऊपर, परत 16-18 किमी तक, समशीतोष्ण क्षेत्रों में - 10-12 किमी के लिए, ध्रुवों पर - 8-10 किमी तक फैली हुई है।

यह यहाँ है कि हवा के कुल द्रव्यमान का 80% और जल वाष्प का 90% निहित है। यहां बादल बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात उत्पन्न होते हैं। हवा का तापमान क्षेत्र की ऊंचाई पर निर्भर करता है। औसतन, यह प्रत्येक 100 मीटर पर 0.65°C गिर जाता है।

. ट्रोपोपॉज़- वातावरण की संक्रमणकालीन परत। इसकी ऊंचाई कई सौ मीटर से लेकर 1-2 किमी तक होती है। गर्मियों में हवा का तापमान सर्दियों की तुलना में अधिक होता है। तो, उदाहरण के लिए, सर्दियों में ध्रुवों पर -65 डिग्री सेल्सियस और वर्ष के किसी भी समय भूमध्य रेखा पर -70 डिग्री सेल्सियस होता है।

. स्ट्रैटोस्फियर- यह एक परत है, जिसकी ऊपरी सीमा 50-55 किलोमीटर की ऊंचाई पर चलती है। यहां अशांति कम है, हवा में जलवाष्प की मात्रा नगण्य है। लेकिन बहुत सारे ओजोन। इसकी अधिकतम सांद्रता 20-25 किमी की ऊंचाई पर है। समताप मंडल में, हवा का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है और +0.8 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ओजोन परत पराबैंगनी विकिरण के साथ संपर्क करती है।

. स्ट्रैटोपॉज़- समताप मंडल और उसके बाद मेसोस्फीयर के बीच एक निम्न मध्यवर्ती परत।

. मीसोस्फीयर- इस परत की ऊपरी सीमा 80-85 किलोमीटर है। यहां मुक्त कणों से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं होती हैं। यह वे हैं जो हमारे ग्रह की वह कोमल नीली चमक प्रदान करते हैं, जिसे अंतरिक्ष से देखा जाता है।

मेसोस्फीयर में अधिकांश धूमकेतु और उल्कापिंड जलते हैं।

. मेसोपॉज़- अगली मध्यवर्ती परत, हवा का तापमान जिसमें कम से कम -90 ° हो।

. बाह्य वायुमंडल- निचली सीमा 80 - 90 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है, और परत की ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी के निशान से गुजरती है। हवा का तापमान बढ़ रहा है। यह +500°C से +1000°C तक भिन्न हो सकता है। दिन के दौरान, तापमान में उतार-चढ़ाव सैकड़ों डिग्री तक होता है! लेकिन यहां की हवा इतनी दुर्लभ है कि "तापमान" शब्द की समझ जैसा कि हम कल्पना करते हैं, यहां उचित नहीं है।

. योण क्षेत्र- मेसोस्फीयर, मेसोपॉज और थर्मोस्फीयर को जोड़ता है। यहां की हवा में मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अणु होते हैं, साथ ही अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा भी होते हैं। सूर्य की किरणें, आयनोस्फीयर में गिरती हैं, हवा के अणुओं को दृढ़ता से आयनित करती हैं। निचली परत (90 किमी तक) में, आयनीकरण की डिग्री कम होती है। जितना अधिक, उतना अधिक आयनीकरण। तो, 100-110 किमी की ऊंचाई पर, इलेक्ट्रॉन केंद्रित होते हैं। यह लघु और मध्यम रेडियो तरंगों के परावर्तन में योगदान देता है।

आयनोस्फीयर की सबसे महत्वपूर्ण परत ऊपरी परत है, जो 150-400 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसकी ख़ासियत यह है कि यह रेडियो तरंगों को दर्शाता है, और यह लंबी दूरी पर रेडियो संकेतों के प्रसारण में योगदान देता है।

यह आयनमंडल में है कि औरोरा जैसी घटना होती है।

. बहिर्मंडल- इसमें ऑक्सीजन, हीलियम और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। इस परत में गैस बहुत दुर्लभ होती है, और अक्सर हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इसलिए, इस परत को "प्रकीर्णन क्षेत्र" कहा जाता है।

पहला वैज्ञानिक जिसने सुझाव दिया कि हमारे वायुमंडल में भार है, वह इतालवी ई। टोरिसेली था। उदाहरण के लिए, ओस्टाप बेंडर ने उपन्यास "द गोल्डन कैल्फ" में शोक व्यक्त किया कि प्रत्येक व्यक्ति को 14 किलो वजन वाले वायु स्तंभ द्वारा दबाया गया था! लेकिन महान रणनीतिकार से थोड़ी गलती हुई। एक वयस्क व्यक्ति 13-15 टन के दबाव का अनुभव करता है! लेकिन हम इस भारीपन को महसूस नहीं करते हैं, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव व्यक्ति के आंतरिक दबाव से संतुलित होता है। हमारे वायुमंडल का भार 5,300,000,000,000,000 टन है। यह आंकड़ा बहुत बड़ा है, हालांकि यह हमारे ग्रह के वजन का केवल दस लाखवां हिस्सा है।

वातावरण

वायुमंडल - पृथ्वी का वायु खोल (पृथ्वी के गोले का सबसे बाहरी भाग), जो हमारे ग्रह के बाकी गोले के साथ निरंतर संपर्क में है, लगातार अंतरिक्ष के प्रभाव का अनुभव कर रहा है और सबसे बढ़कर, सूर्य का प्रभाव। वायुमंडल का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान के दस लाखवें भाग के बराबर है।

वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह से मिलती है। वायुमंडल में तीव्र रूप से व्यक्त ऊपरी सीमा नहीं है: यह धीरे-धीरे इंटरप्लेनेटरी स्पेस में चला जाता है। परंपरागत रूप से, पृथ्वी की सतह से 2-3 हजार किमी ऊपर को वायुमंडल की ऊपरी सीमा के रूप में लिया जाता है। सैद्धांतिक गणना से पता चलता है कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण अलग-अलग वायु कणों को रख सकता है जो भूमध्य रेखा पर 42,000 किमी और ध्रुवों पर 28,000 किमी की ऊंचाई पर पृथ्वी की गति में भाग लेते हैं। कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि पृथ्वी की सतह से काफी दूरी पर, वायुमंडल में गैसों के दुर्लभ कण होते हैं जो लगभग आपस में नहीं टकराते हैं और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा धारण किए जाते हैं। हाल के अध्ययनों से संकेत मिलता है कि ऊपरी वायुमंडल में कणों का घनत्व अपेक्षा से बहुत अधिक है, कि कणों में विद्युत आवेश होते हैं और मुख्य रूप से पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा नहीं, बल्कि इसके चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धारण किए जाते हैं। वह दूरी जिस पर भू-चुंबकीय क्षेत्र न केवल धारण करने में सक्षम है, बल्कि इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कणों को भी पकड़ सकता है (90,000 किमी तक)।

वातावरण का अध्ययन नेत्रहीन और कई विशेष उपकरणों की मदद से किया जाता है। विशेष मौसम विज्ञान और भूभौतिकीय रॉकेट (800 किमी तक), साथ ही कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह (2000 किमी तक) लॉन्च करके वायुमंडल की उच्च परतों पर महत्वपूर्ण डेटा प्राप्त किया जाता है।

वायुमंडल की संरचना

स्वच्छ और शुष्क हवा कई गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण है। मुख्य हैं: नाइट्रोजन-78%, ऑक्सीजन-21%, आर्गन-1%, कार्बन डाइऑक्साइड। अन्य गैसों (नियॉन, हीलियम, क्रिप्टन, क्सीनन, अमोनिया, हाइड्रोजन, ओजोन) की सामग्री नगण्य है।

वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.02 से 0.032% तक भिन्न होती है, यह औद्योगिक क्षेत्रों में अधिक, महासागरों पर कम, बर्फ और बर्फ से ढकी सतह पर होती है।

जलवाष्प मात्रा के हिसाब से 0 से 4% की मात्रा में वायुमंडल में प्रवेश करती है। यह पृथ्वी की सतह से नमी के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करता है, और इसलिए इसकी सामग्री ऊंचाई के साथ घट जाती है: सभी जल वाष्प का 90% वायुमंडल की निचली पांच किलोमीटर की परत में निहित है, 10-12 किमी से ऊपर है बहुत कम जल वाष्प। वायुमंडल में गर्मी और नमी के संचलन में जल वाष्प का महत्व बहुत अधिक है।

वायुमंडल की उत्पत्ति

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल चार अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण है (लगभग साढ़े चार अरब वर्ष पूर्व)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। इस प्रकार द्वितीयक वातावरण का निर्माण हुआ (आज तक लगभग साढ़े तीन अरब वर्ष)। यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) के अंतर्ग्रहीय अंतरिक्ष में रिसाव और पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में, एक तृतीयक वातावरण का गठन किया गया था, जिसकी विशेषता बहुत कम थी हाइड्रोजन की सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनाई गई)।

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3.8 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है।

ऑक्सीजन

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, पृथ्वी पर जीवित जीवों के आगमन के साथ वातावरण की संरचना मौलिक रूप से बदलने लगी। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, महासागरों में निहित लौह का लौह रूप, आदि। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया।

कार्बन डाइऑक्साइड

पृथ्वी की सतह से 60 किमी तक की वायुमंडलीय परत में ओजोन (O 3) - त्रिपरमाण्विक ऑक्सीजन होता है, जो साधारण ऑक्सीजन अणुओं के विभाजन और इसके परमाणुओं के पुनर्वितरण के परिणामस्वरूप होता है। वायुमंडल की निचली परतों में, ओजोन यादृच्छिक कारकों (बिजली के निर्वहन, कुछ कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण) के प्रभाव में प्रकट होता है, उच्च परतों में यह सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में बनता है, जिसे वह अवशोषित करता है। ओजोन सांद्रता 22-26 किमी की ऊंचाई पर विशेष रूप से उच्च है। वायुमंडल में ओजोन की कुल मात्रा नगण्य है: पृथ्वी की सतह पर सामान्य दबाव की स्थितियों में 0C के तापमान पर, सभी ओजोन 3 मिमी मोटी परत में फिट हो जाएंगे। भूमध्यरेखीय अक्षांशों की तुलना में ध्रुवीय अक्षांशों के वातावरण में ओजोन की मात्रा अधिक होती है, यह वसंत ऋतु में बढ़ जाती है और शरद ऋतु में घट जाती है। ओजोन सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित कर लेती है, जो जीवन के लिए हानिकारक है। यह पृथ्वी के ऊष्मीय विकिरण में भी देरी करता है, इसकी सतह को ठंडा होने से बचाता है।

गैसीय घटकों के अलावा, विभिन्न उत्पत्ति के सबसे छोटे कण, विभिन्न आकार, आकार, रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों (धुआं, धूल) में हमेशा वातावरण में निलंबन में रहते हैं - एरोसोल .. मिट्टी के कण, चट्टानों के अपक्षय उत्पाद वातावरण में प्रवेश करते हैं। पृथ्वी की सतह से ज्वालामुखी धूल, समुद्री नमक, धुआं, कार्बनिक कण (सूक्ष्मजीव, बीजाणु, पराग)।

कॉस्मिक डस्ट इंटरप्लेनेटरी स्पेस से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करती है। 100 किमी की ऊंचाई तक वायुमंडल की परत में 28 मिलियन टन से अधिक कॉस्मिक धूल होती है, जो धीरे-धीरे सतह पर गिरती है।

एक दृष्टिकोण है कि समुद्र में जीवों द्वारा धूल का बड़ा हिस्सा एक विशेष रूप में पैक किया जाता है।

एरोसोल कण कई वायुमंडलीय प्रक्रियाओं के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनमें से कई संघनन नाभिक हैं जो कोहरे और बादलों के निर्माण के लिए आवश्यक हैं। वायुमंडलीय बिजली की घटनाएं आवेशित एरोसोल से जुड़ी होती हैं।

लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक वायुमंडल की संरचना स्थिर रहती है। वायुमंडल में मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन और आणविक ऑक्सीजन होते हैं; निचली परत में, अशुद्धियों की मात्रा ऊंचाई के साथ काफी कम हो जाती है। 100 किमी से ऊपर, ऑक्सीजन के अणु, और फिर नाइट्रोजन (220 किमी से ऊपर), पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में विभाजित हो जाते हैं। 100 से 500 किमी की परत में, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है। 500 से 2000 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडल में मुख्य रूप से एक हल्की अक्रिय गैस - हीलियम, 2000 किमी से ऊपर - परमाणु हाइड्रोजन होती है।

वायुमंडलीय आयनीकरण

वायुमंडल में आवेशित कण - आयन होते हैं, और उनकी उपस्थिति के कारण यह एक आदर्श इन्सुलेटर नहीं है, लेकिन बिजली का संचालन करने की क्षमता रखता है। आयनों का निर्माण वातावरण में आयनकारकों के प्रभाव में होता है, जो परमाणुओं को एक परमाणु के खोल से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करते हैं। पृथक इलेक्ट्रॉन लगभग तुरंत दूसरे परमाणु से जुड़ जाता है। नतीजतन, तटस्थ से पहला परमाणु सकारात्मक चार्ज हो जाता है, और दूसरा नकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है। ऐसे आयन लंबे समय तक मौजूद नहीं रहते हैं, आसपास की हवा के अणु उनसे जुड़ते हैं, तथाकथित प्रकाश आयन बनाते हैं। हल्के आयन एरोसोल से जुड़ते हैं, उन्हें अपना चार्ज देते हैं और बड़े आयन बनाते हैं - भारी।

वायुमंडलीय आयनकारक हैं: सूर्य की पराबैंगनी विकिरण, ब्रह्मांडीय विकिरण, पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में निहित रेडियोधर्मी पदार्थों का विकिरण। पराबैंगनी किरणों का वायुमंडल की निचली परतों पर आयनकारी प्रभाव नहीं पड़ता है - वायुमंडल की ऊपरी परतों में उनका प्रभाव मुख्य है। अधिकांश चट्टानों की रेडियोधर्मिता बहुत कम है, उनका आयनीकरण प्रभाव पहले से ही कई सौ मीटर की ऊंचाई पर शून्य है (रेडियोधर्मी तत्वों, रेडियोधर्मी स्रोतों आदि के जमाव के अपवाद के साथ)। ब्रह्मांडीय विकिरण का महत्व विशेष रूप से महान है। बहुत उच्च भेदन शक्ति के साथ, ब्रह्मांडीय किरणें वायुमंडल की पूरी मोटाई में प्रवेश करती हैं और महासागरों और पृथ्वी की पपड़ी में गहराई तक प्रवेश करती हैं। कॉस्मिक किरणों की तीव्रता में समय के साथ बहुत कम उतार-चढ़ाव होता है। उनका आयनीकरण प्रभाव भूमध्य रेखा पर कम से कम और 20º अक्षांश के पास सबसे बड़ा होता है; ऊंचाई के साथ, कॉस्मिक किरणों के कारण आयनीकरण की तीव्रता बढ़ जाती है, अधिकतम 12-18 किमी की ऊंचाई तक पहुंच जाती है।

वायुमंडल के आयनीकरण को आयनों की सांद्रता (1 घन सेमी में उनकी सामग्री) की विशेषता है; वायुमंडल की विद्युत चालकता प्रकाश आयनों की सांद्रता और गतिशीलता पर निर्भर करती है। आयनों की सांद्रता ऊँचाई के साथ बढ़ती है। 3-4 किमी की ऊँचाई पर, यह 1000-250 किमी की ऊँचाई पर अपने अधिकतम मूल्यों तक पहुँचने वाले 1000 जोड़े आयनों तक है। तदनुसार, वातावरण की विद्युत चालकता भी बढ़ जाती है। चूंकि स्वच्छ हवा में अधिक प्रकाश आयन होते हैं, इसलिए इसमें धूल भरी हवा की तुलना में अधिक चालकता होती है।

वायुमंडल में निहित आवेशों और पृथ्वी की सतह के आवेश की संयुक्त क्रिया के परिणामस्वरूप, वायुमंडल का एक विद्युत क्षेत्र निर्मित होता है। पृथ्वी की सतह के संबंध में, वातावरण सकारात्मक रूप से चार्ज होता है। सकारात्मक (पृथ्वी की सतह से) और नकारात्मक (पृथ्वी की सतह तक) आयनों की धाराएं वायुमंडल और पृथ्वी की सतह के बीच उत्पन्न होती हैं। विद्युत संघटन के अनुसार इसे वायुमंडल में छोड़ा जाता है न्यूट्रोस्फीयर (80 किमी की ऊँचाई तक) - एक तटस्थ रचना वाली परत और योण क्षेत्र (80 किमी से अधिक) - आयनित परतें।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल को पांच क्षेत्रों में विभाजित किया गया है, जो मुख्य रूप से तापमान में भिन्न होते हैं। गोले को संक्रमणकालीन परतों द्वारा अलग किया जाता है - विराम।

क्षोभ मंडल- वायुमंडल की निचली परत, जिसमें इसके पूरे द्रव्यमान का लगभग होता है। क्षोभमंडल में वायुमंडल में लगभग सभी जल वाष्प शामिल हैं। इसकी ऊपरी सीमा भूमध्य रेखा पर अपनी उच्चतम ऊंचाई - 17 किमी - तक पहुँचती है और ध्रुवों की ओर घटकर 8-10 किमी हो जाती है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, क्षोभमंडल की औसत ऊंचाई 10-12 किमी है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा में उतार-चढ़ाव तापमान पर निर्भर करता है: सर्दियों में यह सीमा अधिक होती है, गर्मियों में यह कम होती है; और दिन के दौरान ई में उतार-चढ़ाव कई किलोमीटर तक पहुंच सकता है।

क्षोभमंडल में पृथ्वी की सतह से क्षोभमंडल तक का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6º कम हो जाता है। क्षोभमंडल में हवा लगातार मिश्रित होती है, बादल बनते हैं और वर्षा होती है। क्षैतिज हवाई परिवहन में पश्चिम से पूर्व की ओर गति होती है।

वायुमंडल की निचली परत जो सीधे पृथ्वी की सतह से सटी होती है, सतह परत कहलाती है। पृथ्वी की सतह के प्रभाव में इस परत में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं को उनकी मौलिकता से अलग किया जाता है। यहां, दिन के दौरान और पूरे वर्ष तापमान में परिवर्तन विशेष रूप से स्पष्ट होते हैं।

ट्रोपोपॉज़- क्षोभमंडल से समताप मंडल तक संक्रमणकालीन परत। क्षोभमंडल की ऊंचाई और उसका तापमान अक्षांश के साथ बदलता रहता है। भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक, ट्रोपोपॉज़ कम हो जाता है, और यह कमी असमान रूप से होती है: लगभग 30-40º उत्तर और दक्षिण अक्षांश पर, ट्रोपोपॉज़ में एक विराम देखा जाता है। नतीजतन, ऐसा लगता है कि यह दो उष्णकटिबंधीय और ध्रुवीय भागों में विभाजित है, जो एक दूसरे के ऊपर 35-40º स्थित है। ट्रोपोपॉज़ जितना अधिक होगा, उसका तापमान उतना ही कम होगा। अपवाद ध्रुवीय क्षेत्र हैं, जहां ट्रोपोपॉज़ कम और ठंडा होता है। क्षोभमंडल में सबसे कम तापमान 92º दर्ज किया गया है।

स्ट्रैटोस्फियर- क्षोभमंडल से हवा की उच्च दुर्लभता, जल वाष्प की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति और ओजोन की अपेक्षाकृत उच्च सामग्री में भिन्न होता है, जो अधिकतम 22-26 किमी की ऊंचाई तक पहुंचता है। समताप मंडल में तापमान ऊंचाई के साथ बहुत धीरे-धीरे बढ़ता है। भूमध्य रेखा के ऊपर समताप मंडल की निचली सीमा पर, तापमान पूरे वर्ष भर -76º के आसपास होता है, उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र में जनवरी -65º में, जुलाई -42º में। तापमान में अंतर के कारण हवा चलती है। समताप मंडल में हवा की गति 340 किमी / घंटा तक पहुँच जाती है।

मध्य समताप मंडल में, पतले बादल उठते हैं - मदर-ऑफ-पर्ल, जिसमें बर्फ के क्रिस्टल और सुपरकूल्ड पानी की बूंदें होती हैं।

समताप मंडल में, तापमान लगभग 0º . होता है

मीसोस्फीयर- ऊंचाई के साथ तापमान में महत्वपूर्ण परिवर्तन की विशेषता। 60 किमी की ऊँचाई तक, तापमान बढ़ जाता है और +20º तक पहुँच जाता है, गोले की ऊपरी सीमा पर तापमान -75º तक गिर जाता है। 75-80 किमी की ऊंचाई पर, टी में गिरावट को एक नई वृद्धि से बदल दिया जाता है। गर्मियों में, इस ऊंचाई पर, शानदार, पतले बादल बनते हैं - चांदी, शायद सुपरकूल्ड जल वाष्प से मिलकर। निशाचर बादलों की गति हवा की गति (60 से कई सौ किमी / घंटा) की दिशा और गति में एक महान परिवर्तनशीलता को इंगित करती है, जो एक मौसम से दूसरे मौसम में संक्रमण की अवधि के दौरान विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है।

पर बाह्य वायुमंडल - (आयनोस्फीयर में) तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, ऊपरी सीमा पर +1000º तक पहुंच जाता है। गैसों के कणों का वेग बहुत अधिक होता है, लेकिन एक अत्यंत दुर्लभ स्थान के साथ, उनकी टक्कर बहुत कम होती है।

तटस्थ कणों के साथ, थर्मोस्फीयर में मुक्त इलेक्ट्रॉन और आयन होते हैं। उनमें से एक घन सेंटीमीटर मात्रा में सैकड़ों और हजारों हैं, और अधिकतम घनत्व की परतों में लाखों हैं। थर्मोस्फीयर दुर्लभ आयनित गैस का एक क्षेत्र है, जिसमें परतों की एक श्रृंखला होती है। आयनित परतें जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित, अवशोषित और अपवर्तित करती हैं, उनका रेडियो संचार पर बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है। दिन के दौरान आयनीकरण परतें अच्छी तरह से व्यक्त की जाती हैं। आयनीकरण थर्मोस्फीयर को विद्युत प्रवाहकीय बनाता है और इसमें शक्तिशाली विद्युत धाराएँ प्रवाहित होती हैं। थर्मोस्फीयर में, सौर गतिविधि के आधार पर, घनत्व (सौ गुना) और तापमान (सैकड़ों डिग्री से) बहुत बदल जाता है। सूर्य की गतिविधि थर्मोस्फीयर में औरोरस की घटना से जुड़ी है।

बहिर्मंडल- प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस बहुत दुर्लभ है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस में लीक हो जाते हैं।

लगभग 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट अंतरिक्ष निर्वात में गुजरता है, जो कि इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का ही हिस्सा है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

एक्सोस्फीयर से निकलने वाला हाइड्रोजन एक तथाकथित बनाता है सांसारिक मुकुट 20,000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

सौर विकिरण

पृथ्वी सूर्य से प्रति वर्ष 1.36 x 10 24 कैलोरी ऊष्मा प्राप्त करती है। ऊर्जा की इस मात्रा की तुलना में, पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली विकिरण ऊर्जा की शेष मात्रा नगण्य है। कि, तारों की दीप्तिमान ऊर्जा सौर ऊर्जा का सौ मिलियनवां हिस्सा है, ब्रह्मांडीय विकिरण दो अरबवां है, इसकी सतह पर पृथ्वी की आंतरिक गर्मी सौर ताप के पांच हजारवें हिस्से के बराबर है।

सौर विकिरण - सौर विकिरण - वायुमंडल, जलमंडल और ऊपरी वायुमंडल में होने वाली लगभग सभी प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है।

सौर विकिरण- सूर्य का विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण।

सौर विकिरण का विद्युत चुम्बकीय घटक प्रकाश की गति से फैलता है और पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है। सौर विकिरण प्रत्यक्ष और विसरित विकिरण के रूप में पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है। कुल मिलाकर, पृथ्वी अपने विकिरण के दो अरबवें हिस्से से भी कम सूर्य से प्राप्त करती है। सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण की वर्णक्रमीय सीमा बहुत विस्तृत है - रेडियो तरंगों से लेकर एक्स-रे तक - हालांकि, इसकी अधिकतम तीव्रता स्पेक्ट्रम के दृश्यमान (पीले-हरे) हिस्से पर पड़ती है।

सौर विकिरण का एक कणिका भाग भी होता है, जिसमें मुख्य रूप से 300-1500 किमी/सेकेंड की गति से सूर्य से निकलने वाले प्रोटॉन होते हैं। सौर ज्वालाओं के दौरान, उच्च-ऊर्जा कण (मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) भी बनते हैं, जो ब्रह्मांडीय किरणों के सौर घटक का निर्माण करते हैं।

सौर विकिरण के कणिका घटक का इसकी कुल तीव्रता में ऊर्जा योगदान विद्युत चुम्बकीय की तुलना में छोटा है। इसलिए, कई अनुप्रयोगों में, "सौर विकिरण" शब्द का प्रयोग संकीर्ण अर्थ में किया जाता है, जिसका अर्थ केवल इसका विद्युत चुम्बकीय भाग होता है।

सौर विकिरण की तीव्रता के लिए माप की इकाई सूर्य की किरणों की दिशा के लंबवत एक बिल्कुल काली सतह के 1 सेमी 2 द्वारा अवशोषित ऊष्मा की कैलोरी की संख्या है, प्रति 1in। (कैलोरी / सेमी 2 x मिनट)।

सूर्य से विकिरण ऊर्जा का प्रवाह, पृथ्वी के वायुमंडल में पहुँचना, बहुत स्थिर है। मैं इसकी तीव्रता को सौर स्थिरांक (I 0) कहता हूं और औसतन 1.88 kcal/cm 2 x min लेता हूं।

सौर स्थिरांक का मान पृथ्वी से सूर्य की दूरी और सौर गतिविधि के आधार पर बदलता रहता है। वर्ष के दौरान इसका उतार-चढ़ाव 3.4-3.5% है।

यदि सूर्य की किरणें हर जगह पृथ्वी की सतह पर लंबवत रूप से गिरती हैं, तो वायुमंडल के अभाव में और 1.88 kcal/cm 2 x min के सौर स्थिरांक के साथ, इसका प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर प्रति वर्ष 1000 kcal प्राप्त करेगा। ओम के लिए धन्यवाद, कि पृथ्वी गोलाकार है, यह राशि 4 गुना कम हो जाती है, और 1 वर्ग मीटर। सेमी प्रति वर्ष औसतन 250 किलो कैलोरी प्राप्त करता है।

सतह द्वारा प्राप्त सौर विकिरण की मात्रा किरणों के आपतन कोण पर निर्भर करती है।

वह सतह जो सूर्य की किरणों की दिशा के लंबवत होती है, अधिकतम मात्रा में विकिरण प्राप्त करती है, क्योंकि इस स्थिति में सभी ऊर्जा किरणों के बीम के क्रॉस सेक्शन के बराबर क्रॉस सेक्शन वाले क्षेत्र में वितरित की जाती है - ए. किरणों की एक ही किरण के तिरछे आपतन के साथ, ऊर्जा एक बड़े क्षेत्र (क्रॉस सेक्शन .) में वितरित की जाती है बी) और सतह की एक इकाई इससे कम प्राप्त करती है। किरणों का आपतन कोण जितना छोटा होगा, सौर विकिरण की तीव्रता उतनी ही कम होगी।

किरणों के आपतन कोण पर सौर विकिरण की तीव्रता की निर्भरता सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है:

मैं 1 =मैं 0 पाप एच

मैं 1 बहुत कम है मैं 0 कितनी बार क्रॉस सेक्शन एकम खंड बी.

सूर्य की किरणों का आपतन कोण (सूर्य की ऊँचाई) केवल उष्ण कटिबंध के बीच के अक्षांशों पर 90º के बराबर होता है। अन्य अक्षांशों पर, यह हमेशा 90º से कम होता है। इसी प्रकार, किरणों के आपतन कोण में कमी के साथ, विभिन्न अक्षांशों पर सतह पर पहुंचने वाले सौर विकिरण की तीव्रता में भी कमी आनी चाहिए। चूँकि सूर्य की ऊँचाई पूरे वर्ष स्थिर नहीं रहती है और दिन के दौरान, सतह को प्राप्त होने वाली सौर ऊष्मा की मात्रा लगातार बदलती रहती है।

वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है। यह पृथ्वी की सतह से 900 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है, जो ग्रह को सौर विकिरण के हानिकारक स्पेक्ट्रम से बचाता है, और इसमें ग्रह पर सभी जीवन के लिए आवश्यक गैसें शामिल हैं। वायुमंडल सूर्य की गर्मी को फँसाता है, पृथ्वी की सतह के पास गर्म होता है और एक अनुकूल जलवायु बनाता है।

वायुमंडल की संरचना

पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से दो गैसें हैं - नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%)। इसके अलावा, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ होती हैं। वायुमंडल में वाष्प, बादलों में नमी की बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के रूप में मौजूद है।

वायुमंडल की परतें

वायुमंडल में कई परतें होती हैं, जिनके बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है। विभिन्न परतों के तापमान एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

• वायुहीन चुंबकमंडल। पृथ्वी के अधिकांश उपग्रह यहाँ पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर उड़ते हैं।
• एक्सोस्फीयर (सतह से 450-500 किमी)। लगभग गैसें नहीं होती हैं। कुछ मौसम उपग्रह बहिर्मंडल में उड़ते हैं। थर्मोस्फीयर (80-450 किमी) ऊपरी परत में 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने वाले उच्च तापमान की विशेषता है।
• मेसोस्फीयर (50-80 किमी)। इस क्षेत्र में ऊंचाई बढ़ने पर तापमान गिर जाता है। यह यहाँ है कि अधिकांश उल्कापिंड (अंतरिक्ष चट्टानों के टुकड़े) जो वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, जल जाते हैं।
• समताप मंडल (15-50 किमी)। इसमें ओजोन परत होती है, यानी ओजोन की एक परत जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है। इससे पृथ्वी की सतह के निकट तापमान में वृद्धि होती है। जेट विमान आमतौर पर यहां उड़ान भरते हैं, जैसे इस परत में दृश्यता बहुत अच्छी है और मौसम की स्थिति के कारण लगभग कोई हस्तक्षेप नहीं होता है।
• क्षोभ मंडल। ऊंचाई पृथ्वी की सतह से 8 से 15 किमी के बीच भिन्न होती है। यहीं से ग्रह का मौसम बनता है, क्योंकि इस परत में सबसे अधिक जलवाष्प, धूल और हवाएं होती हैं। पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान घटता जाता है।

वायुमंडलीय दबाव

यद्यपि हम इसे महसूस नहीं करते हैं, वायुमंडल की परतें पृथ्वी की सतह पर दबाव डालती हैं। उच्चतम सतह के निकट है, और जैसे-जैसे आप इससे दूर जाते हैं, यह धीरे-धीरे कम होता जाता है। यह भूमि और महासागर के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करता है, और इसलिए समुद्र तल से समान ऊंचाई पर स्थित क्षेत्रों में अक्सर एक अलग दबाव होता है। कम दबाव गीला मौसम लाता है, जबकि उच्च दबाव आमतौर पर साफ मौसम निर्धारित करता है।

वायुमंडल में वायुराशियों की गति

और दबाव निचले वातावरण को मिलाने का कारण बनते हैं। इससे हवाएँ बनती हैं जो उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर चलती हैं। कई क्षेत्रों में, स्थानीय हवाएं भी होती हैं, जो भूमि और समुद्र के तापमान में अंतर के कारण होती हैं। हवाओं की दिशा पर भी पहाड़ों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव

पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसें सूर्य की गर्मी को फँसाती हैं। इस प्रक्रिया को आमतौर पर ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है, क्योंकि यह कई मायनों में ग्रीनहाउस में गर्मी के संचलन के समान है। ग्रीनहाउस प्रभाव ग्रह पर ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनता है। उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में - एंटीसाइक्लोन - एक स्पष्ट सौर स्थापित होता है। कम दबाव वाले क्षेत्रों में - चक्रवात - मौसम आमतौर पर अस्थिर होता है। गर्मी और प्रकाश वातावरण में प्रवेश कर रहे हैं। गैसें पृथ्वी की सतह से परावर्तित ऊष्मा को रोक लेती हैं, जिससे पृथ्वी पर तापमान बढ़ जाता है।

समताप मंडल में एक विशेष ओजोन परत होती है। ओजोन सूर्य से आने वाली अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को अवरुद्ध कर देती है, जिससे पृथ्वी और उस पर मौजूद सभी जीवन की रक्षा होती है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ओजोन परत के विनाश का कारण कुछ एरोसोल और प्रशीतन उपकरणों में निहित विशेष क्लोरोफ्लोरोकार्बन डाइऑक्साइड गैसें हैं। आर्कटिक और अंटार्कटिका के ऊपर, ओजोन परत में विशाल छिद्र पाए गए हैं, जो पृथ्वी की सतह को प्रभावित करने वाले पराबैंगनी विकिरण की मात्रा में वृद्धि में योगदान करते हैं।

सौर विकिरण और विभिन्न निकास धुएं और गैसों के परिणामस्वरूप निचले वातावरण में ओजोन का निर्माण होता है। आमतौर पर यह वायुमंडल के माध्यम से फैलता है, लेकिन अगर ठंडी हवा की एक बंद परत गर्म हवा की एक परत के नीचे बनती है, तो ओजोन केंद्रित होता है और स्मॉग होता है। दुर्भाग्य से, यह ओजोन छिद्रों में ओजोन के नुकसान की भरपाई नहीं कर सकता है।

उपग्रह की छवि स्पष्ट रूप से अंटार्कटिका के ऊपर ओजोन परत में एक छेद दिखाती है। छेद का आकार बदलता रहता है, लेकिन वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह लगातार बढ़ रहा है। वातावरण में निकास गैसों के स्तर को कम करने का प्रयास किया जा रहा है। वायु प्रदूषण को कम करें और शहरों में धुंआ रहित ईंधन का उपयोग करें। स्मॉग से कई लोगों की आंखों में जलन और दम घुटने लगता है।

पृथ्वी के वायुमंडल का उद्भव और विकास

पृथ्वी का आधुनिक वातावरण एक लंबे विकासवादी विकास का परिणाम है। यह भूवैज्ञानिक कारकों की संयुक्त कार्रवाई और जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। पूरे भूवैज्ञानिक इतिहास में, पृथ्वी का वायुमंडल कई गहन पुनर्व्यवस्थाओं से गुजरा है। भूवैज्ञानिक डेटा और सैद्धांतिक (पूर्वापेक्षाएँ) के आधार पर, युवा पृथ्वी का आदिम वातावरण, जो लगभग 4 अरब साल पहले मौजूद था, निष्क्रिय नाइट्रोजन के एक छोटे से अतिरिक्त के साथ निष्क्रिय और महान गैसों का मिश्रण हो सकता है (एन. ए. यासमानोव, 1985 ए.एस. मोनिन, 1987; ओ.जी. सोरोख्तिन, एस.ए. उशाकोव, 1991, 1993। वर्तमान में, प्रारंभिक वातावरण की संरचना और संरचना पर दृष्टिकोण कुछ हद तक बदल गया है। प्राथमिक वायुमंडल (प्रोटोएटमॉस्फियर) प्रारंभिक प्रोटोप्लानेटरी चरण में है। 4.2 बिलियन वर्ष , मीथेन, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण हो सकता है। पृथ्वी की सतह पर होने वाली मेंटल और सक्रिय अपक्षय प्रक्रियाओं के विघटन के परिणामस्वरूप, जल वाष्प, कार्बन यौगिक CO 2 और CO के रूप में, सल्फर और इसके यौगिकों ने वातावरण में प्रवेश करना शुरू कर दिया, साथ ही मजबूत हैलोजन एसिड - एचसीआई, एचएफ, एचआई और बोरिक एसिड, जो वातावरण में मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन, आर्गन और कुछ अन्य महान गैसों द्वारा पूरक थे। यह प्राथमिक वातावरण था अत्यंत पतला। इसलिए, पृथ्वी की सतह के पास का तापमान विकिरण संतुलन के तापमान के करीब था (एएस मोनिन, 1977)।

समय के साथ, प्राथमिक वातावरण की गैस संरचना पृथ्वी की सतह पर उभरी चट्टानों के अपक्षय, साइनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि, ज्वालामुखी प्रक्रियाओं और सूर्य के प्रकाश की क्रिया के प्रभाव में बदलने लगी। इससे मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया - नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया; द्वितीयक वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड जमा होने लगी, जो धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह पर और नाइट्रोजन में उतरी। नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए धन्यवाद, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ऑक्सीजन का उत्पादन शुरू हुआ, हालांकि, शुरुआत में मुख्य रूप से "वायुमंडलीय गैसों के ऑक्सीकरण, और फिर चट्टानों पर खर्च किया गया था। उसी समय, आणविक नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत अमोनिया, वातावरण में तीव्रता से जमा होने लगा। यह माना जाता है कि आधुनिक वातावरण में नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अवशेष है। मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया गया था। सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड को एसओ 2 और एसओ 3 में ऑक्सीकृत किया गया था, जो कि उनकी उच्च गतिशीलता और हल्केपन के कारण, वातावरण से जल्दी से हटा दिए गए थे। इस प्रकार, एक कम करने वाले वातावरण से, जैसा कि आर्कियन और प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक में था, धीरे-धीरे एक ऑक्सीकरण में बदल गया।

कार्बन डाइऑक्साइड ने मीथेन ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप और चट्टानों के मेंटल के क्षरण और अपक्षय के परिणामस्वरूप वातावरण में प्रवेश किया। इस घटना में कि पृथ्वी के पूरे इतिहास में जारी सभी कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में बने रहे, इसका आंशिक दबाव अब शुक्र (ओ। सोरोख्तिन, एस। ए। उशाकोव, 1991) के समान हो सकता है। लेकिन पृथ्वी पर, प्रक्रिया उलट गई थी। वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जलमंडल में घुल गया था, जिसमें जलीय जीवों द्वारा अपने गोले बनाने के लिए इसका उपयोग किया गया था और जैविक रूप से कार्बोनेट में परिवर्तित किया गया था। इसके बाद, उनसे केमोजेनिक और ऑर्गेनोजेनिक कार्बोनेट के सबसे शक्तिशाली स्तर का निर्माण हुआ।

वायुमंडल में ऑक्सीजन की आपूर्ति तीन स्रोतों से की गई थी। एक लंबे समय के लिए, पृथ्वी के गठन के क्षण से शुरू होकर, यह मेंटल के पतन के दौरान जारी किया गया था और मुख्य रूप से ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं पर खर्च किया गया था। ऑक्सीजन का एक अन्य स्रोत कठोर पराबैंगनी सौर विकिरण द्वारा जल वाष्प का फोटोडिसोसिएशन था। दिखावे; वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन के कारण अधिकांश प्रोकैरियोट्स की मृत्यु हो गई जो कम करने वाली स्थितियों में रहते थे। प्रोकैरियोटिक जीवों ने अपना निवास स्थान बदल लिया है। उन्होंने पृथ्वी की सतह को उसकी गहराई और उन क्षेत्रों में छोड़ दिया जहां कम करने की स्थिति अभी भी संरक्षित थी। उन्हें यूकेरियोट्स द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, जो कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में सख्ती से संसाधित करने लगे।

आर्कियन और प्रोटेरोज़ोइक के एक महत्वपूर्ण हिस्से के दौरान, लगभग सभी ऑक्सीजन, जो कि एबोजेनिक और बायोजेनिक दोनों तरह से उत्पन्न होती है, मुख्य रूप से लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च की जाती है। प्रोटेरोज़ोइक के अंत तक, पृथ्वी की सतह पर मौजूद सभी धात्विक द्विसंयोजक लोहा या तो ऑक्सीकृत हो गए या पृथ्वी के मूल में चले गए। इससे यह तथ्य सामने आया कि प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बदल गया।

प्रोटेरोज़ोइक के मध्य में, वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता उरे बिंदु तक पहुँच गई और वर्तमान स्तर का 0.01% हो गई। उस समय से, वातावरण में ऑक्सीजन जमा होना शुरू हो गया और, शायद, पहले से ही रिपियन के अंत में, इसकी सामग्री पाश्चर बिंदु (वर्तमान स्तर का 0.1%) तक पहुंच गई। यह संभव है कि ओजोन परत का उदय वेंडियन काल में हुआ हो और उस समय यह कभी लुप्त नहीं हुआ हो।

पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति ने जीवन के विकास को प्रेरित किया और अधिक परिपूर्ण चयापचय के साथ नए रूपों का उदय हुआ। यदि पहले यूकेरियोटिक एककोशिकीय शैवाल और साइनाइड, जो प्रोटेरोज़ोइक की शुरुआत में दिखाई देते थे, को इसकी आधुनिक सांद्रता के केवल 10 -3 के पानी में ऑक्सीजन सामग्री की आवश्यकता होती है, तो प्रारंभिक वेंडियन के अंत में गैर-कंकाल मेटाज़ोआ के उद्भव के साथ, यानी करीब 65 करोड़ साल पहले वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा काफी ज्यादा होनी चाहिए थी। आखिरकार, मेटाज़ोआ ने ऑक्सीजन श्वसन का उपयोग किया और इसके लिए आवश्यक था कि ऑक्सीजन का आंशिक दबाव एक महत्वपूर्ण स्तर - पाश्चर बिंदु तक पहुंच जाए। इस मामले में, अवायवीय किण्वन प्रक्रिया को ऊर्जावान रूप से अधिक आशाजनक और प्रगतिशील ऑक्सीजन चयापचय द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

उसके बाद, पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन का और संचय तेजी से हुआ। नील-हरित शैवाल की मात्रा में उत्तरोत्तर वृद्धि ने वातावरण में पशु जगत के जीवन समर्थन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन स्तर की उपलब्धि में योगदान दिया। वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा का एक निश्चित स्थिरीकरण उस क्षण से हुआ है जब पौधे उतरे थे - लगभग 450 मिलियन वर्ष पहले। भूमि पर पौधों के उद्भव, जो सिलुरियन काल में हुआ, ने वातावरण में ऑक्सीजन के स्तर के अंतिम स्थिरीकरण का नेतृत्व किया। उस समय से, इसकी एकाग्रता बल्कि सीमित सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव शुरू हुई, जीवन के अस्तित्व से परे कभी नहीं। फूलों के पौधों की उपस्थिति के बाद से वातावरण में ऑक्सीजन की एकाग्रता पूरी तरह से स्थिर हो गई है। यह घटना क्रेटेशियस काल के मध्य में हुई थी, अर्थात। लगभग 100 मिलियन साल पहले।

नाइट्रोजन का अधिकांश भाग पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरणों में बना था, मुख्य रूप से अमोनिया के अपघटन के कारण। जीवों के आगमन के साथ, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक पदार्थों में बांधने और इसे समुद्री तलछट में दफनाने की प्रक्रिया शुरू हुई। भूमि पर जीवों की रिहाई के बाद, नाइट्रोजन महाद्वीपीय तलछट में दबने लगी। स्थलीय पौधों के आगमन के साथ मुक्त नाइट्रोजन के प्रसंस्करण की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज हो गई थी।

क्रिप्टोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक के मोड़ पर, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा घटकर दस प्रतिशत हो गई, और यह हाल ही में वर्तमान स्तर के करीब एक सामग्री तक पहुँच गई, लगभग 10-20 मिलियन साल पहले।

इस प्रकार, वायुमंडल की गैस संरचना ने न केवल जीवों के लिए रहने की जगह प्रदान की, बल्कि उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि की विशेषताओं को भी निर्धारित किया, निपटान और विकास को बढ़ावा दिया। ब्रह्मांडीय और ग्रहीय कारणों से जीवों के अनुकूल वातावरण की गैस संरचना के वितरण में परिणामी विफलताओं ने कार्बनिक दुनिया के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बना, जो क्रिप्टोज़ोइक के दौरान और फ़ैनरोज़ोइक इतिहास की कुछ सीमाओं पर बार-बार हुआ।

वायुमंडल के नृवंशविज्ञान संबंधी कार्य

पृथ्वी का वायुमंडल आवश्यक पदार्थ, ऊर्जा प्रदान करता है और चयापचय प्रक्रियाओं की दिशा और गति निर्धारित करता है। आधुनिक वातावरण की गैस संरचना जीवन के अस्तित्व और विकास के लिए इष्टतम है। मौसम और जलवायु निर्माण के क्षेत्र के रूप में, वातावरण को लोगों, जानवरों और वनस्पतियों के जीवन के लिए आरामदायक स्थिति बनाना चाहिए। वायुमंडलीय हवा और मौसम की स्थिति की गुणवत्ता में एक दिशा या किसी अन्य में विचलन मनुष्यों सहित जानवरों और पौधों की दुनिया के जीवन के लिए चरम स्थितियां पैदा करता है।

पृथ्वी का वातावरण न केवल मानव जाति के अस्तित्व के लिए स्थितियां प्रदान करता है, नृवंशमंडल के विकास का मुख्य कारक है। साथ ही, यह उत्पादन के लिए ऊर्जा और कच्चे माल का संसाधन बन जाता है। सामान्य तौर पर, वातावरण एक कारक है जो मानव स्वास्थ्य को संरक्षित करता है, और कुछ क्षेत्रों, भौतिक और भौगोलिक परिस्थितियों और वायुमंडलीय वायु गुणवत्ता के कारण, मनोरंजक क्षेत्रों के रूप में कार्य करते हैं और लोगों के लिए सैनिटोरियम उपचार और मनोरंजन के लिए लक्षित क्षेत्र हैं। इस प्रकार, वातावरण सौंदर्य और भावनात्मक प्रभाव का कारक है।

वातावरण के नृवंशविज्ञान और तकनीकी कार्यों, हाल ही में निर्धारित (ई डी निकितिन, एन ए यासमानोव, 2001), एक स्वतंत्र और गहन अध्ययन की आवश्यकता है। इस प्रकार, वायुमंडलीय ऊर्जा कार्यों का अध्ययन पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाली प्रक्रियाओं की घटना और संचालन के दृष्टिकोण से और मानव स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रभाव के दृष्टिकोण से बहुत प्रासंगिक है। इस मामले में, हम चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों, वायुमंडलीय भंवरों, वायुमंडलीय दबाव और अन्य चरम वायुमंडलीय घटनाओं की ऊर्जा के बारे में बात कर रहे हैं, जिसका प्रभावी उपयोग वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को प्राप्त करने की समस्या के सफल समाधान में योगदान देगा जो पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं। वातावरण। आखिरकार, वायु पर्यावरण, विशेष रूप से इसका वह हिस्सा जो विश्व महासागर के ऊपर स्थित है, एक विशाल मात्रा में मुक्त ऊर्जा की रिहाई के लिए एक क्षेत्र है।

उदाहरण के लिए, यह स्थापित किया गया है कि औसत शक्ति के उष्णकटिबंधीय चक्रवात केवल एक दिन में हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराए गए 500,000 परमाणु बमों की ऊर्जा के बराबर ऊर्जा छोड़ते हैं। इस तरह के चक्रवात के अस्तित्व के 10 दिनों के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे देश की सभी ऊर्जा जरूरतों को 600 वर्षों तक पूरा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जारी की जाती है।

हाल के वर्षों में, प्राकृतिक वैज्ञानिकों द्वारा बड़ी संख्या में काम प्रकाशित किए गए हैं, एक तरह से या किसी अन्य गतिविधि के विभिन्न पहलुओं और पृथ्वी प्रक्रियाओं पर वातावरण के प्रभाव से संबंधित हैं, जो आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान में अंतःविषय बातचीत की गहनता को इंगित करता है। इसी समय, इसकी कुछ दिशाओं की एकीकृत भूमिका प्रकट होती है, जिसके बीच भू-पारिस्थितिकी में कार्यात्मक-पारिस्थितिक दिशा को नोट करना आवश्यक है।

यह दिशा पारिस्थितिक कार्यों के विश्लेषण और सैद्धांतिक सामान्यीकरण और विभिन्न भूमंडलों की ग्रहों की भूमिका को प्रोत्साहित करती है, और यह बदले में, हमारे ग्रह के समग्र अध्ययन, तर्कसंगत उपयोग और के लिए कार्यप्रणाली और वैज्ञानिक नींव के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है। इसके प्राकृतिक संसाधनों का संरक्षण।

पृथ्वी के वायुमंडल में कई परतें होती हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, आयनोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। क्षोभमंडल के ऊपरी भाग और समताप मंडल के निचले भाग में ओजोन से समृद्ध एक परत होती है, जिसे ओजोन परत कहा जाता है। ओजोन के वितरण में कुछ निश्चित (दैनिक, मौसमी, वार्षिक, आदि) नियमितताएँ स्थापित की गई हैं। अपनी स्थापना के बाद से, वातावरण ने ग्रहों की प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित किया है। वातावरण की प्राथमिक संरचना वर्तमान की तुलना में पूरी तरह से अलग थी, लेकिन समय के साथ आणविक नाइट्रोजन के अनुपात और भूमिका में लगातार वृद्धि हुई, लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले मुक्त ऑक्सीजन दिखाई दी, जिसकी मात्रा में लगातार वृद्धि हुई, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता में कमी आई। . वायुमंडल की उच्च गतिशीलता, इसकी गैस संरचना और एरोसोल की उपस्थिति विभिन्न भूवैज्ञानिक और जैवमंडलीय प्रक्रियाओं में इसकी उत्कृष्ट भूमिका और सक्रिय भागीदारी को निर्धारित करती है। सौर ऊर्जा के पुनर्वितरण और विनाशकारी प्राकृतिक घटनाओं और आपदाओं के विकास में वातावरण की भूमिका महान है। वायुमंडलीय बवंडर - बवंडर (बवंडर), तूफान, आंधी, चक्रवात और अन्य घटनाएं जैविक दुनिया और प्राकृतिक प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव डालती हैं। प्राकृतिक कारकों के साथ-साथ प्रदूषण के मुख्य स्रोत मानव आर्थिक गतिविधि के विभिन्न रूप हैं। वायुमंडल पर मानवजनित प्रभाव न केवल विभिन्न एरोसोल और ग्रीनहाउस गैसों की उपस्थिति में, बल्कि जल वाष्प की मात्रा में वृद्धि में भी व्यक्त किए जाते हैं, और स्वयं को धुंध और अम्लीय वर्षा के रूप में प्रकट करते हैं। ग्रीनहाउस गैसें पृथ्वी की सतह के तापमान शासन को बदल देती हैं, कुछ गैसों के उत्सर्जन से ओजोन स्क्रीन का आयतन कम हो जाता है और ओजोन छिद्रों के निर्माण में योगदान होता है। पृथ्वी के वायुमंडल की जातीय भूमिका महान है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं में वातावरण की भूमिका

स्थलमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच अपनी मध्यवर्ती अवस्था में सतह का वातावरण और इसकी गैस संरचना जीवों के जीवन के लिए स्थितियां बनाती है। इसी समय, अपक्षय और चट्टानों के विनाश की तीव्रता, हानिकारक सामग्री का स्थानांतरण और संचय वर्षा की मात्रा, प्रकृति और आवृत्ति, हवाओं की आवृत्ति और ताकत और विशेष रूप से हवा के तापमान पर निर्भर करता है। वातावरण जलवायु प्रणाली का केंद्रीय घटक है। हवा का तापमान और आर्द्रता, बादल और वर्षा, हवा - यह सब मौसम की विशेषता है, अर्थात वातावरण की लगातार बदलती स्थिति। साथ ही, ये वही घटक जलवायु की भी विशेषता रखते हैं, यानी औसत दीर्घकालिक मौसम व्यवस्था।

गैसों की संरचना, बादलों की उपस्थिति और विभिन्न अशुद्धियाँ, जिन्हें एयरोसोल कण (राख, धूल, जल वाष्प के कण) कहा जाता है, वायुमंडल के माध्यम से सौर विकिरण के पारित होने की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं और पृथ्वी के थर्मल विकिरण से बचने से रोकते हैं। बाहरी अंतरिक्ष में।

पृथ्वी का वातावरण बहुत गतिशील है। इसमें उत्पन्न होने वाली प्रक्रियाएं और इसकी गैस संरचना में परिवर्तन, मोटाई, बादलपन, पारदर्शिता और इसमें कुछ एयरोसोल कणों की उपस्थिति मौसम और जलवायु दोनों को प्रभावित करती है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं की क्रिया और दिशा, साथ ही पृथ्वी पर जीवन और गतिविधि, सौर विकिरण द्वारा निर्धारित की जाती हैं। यह पृथ्वी की सतह पर आने वाली 99.98% ऊष्मा देता है। सालाना यह 134*10 19 किलो कैलोरी बनाता है। इतनी मात्रा में ऊष्मा 200 अरब टन कोयले को जलाकर प्राप्त की जा सकती है। हाइड्रोजन का भंडार, जो सूर्य के द्रव्यमान में थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के इस प्रवाह को बनाता है, कम से कम एक और 10 अरब वर्षों के लिए पर्याप्त होगा, यानी, हमारे ग्रह के अस्तित्व में दो बार की अवधि के लिए।

वायुमंडल की ऊपरी सीमा में प्रवेश करने वाली सौर ऊर्जा की कुल मात्रा का लगभग 1/3 वापस विश्व अंतरिक्ष में परिलक्षित होता है, 13% ओजोन परत (लगभग सभी पराबैंगनी विकिरण सहित) द्वारा अवशोषित किया जाता है। 7% - शेष वायुमंडल और केवल 44% पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है। एक दिन में पृथ्वी पर पहुंचने वाला कुल सौर विकिरण उस ऊर्जा के बराबर है जो मानव जाति को पिछली सहस्राब्दी में सभी प्रकार के ईंधन को जलाने के परिणामस्वरूप प्राप्त हुई है।

पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण के वितरण की मात्रा और प्रकृति वायुमंडल के बादल और पारदर्शिता पर काफी हद तक निर्भर है। बिखरे हुए विकिरण की मात्रा क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई, वातावरण की पारदर्शिता, जल वाष्प की सामग्री, धूल, कार्बन डाइऑक्साइड की कुल मात्रा आदि से प्रभावित होती है।

प्रकीर्णित विकिरण की अधिकतम मात्रा ध्रुवीय क्षेत्रों में पड़ती है। सूर्य जितना नीचे क्षितिज से ऊपर है, उतनी ही कम ऊष्मा किसी दिए गए क्षेत्र में प्रवेश करती है।

वायुमंडलीय पारदर्शिता और बादलपन का बहुत महत्व है। एक बादल गर्मी के दिन, यह आमतौर पर एक स्पष्ट दिन की तुलना में ठंडा होता है, क्योंकि दिन के बादल पृथ्वी की सतह को गर्म होने से रोकते हैं।

वायुमंडल की धूल सामग्री ऊष्मा के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसमें धूल और राख के बारीक बिखरे हुए ठोस कण, जो इसकी पारदर्शिता को प्रभावित करते हैं, सौर विकिरण के वितरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं, जिनमें से अधिकांश परिलक्षित होता है। महीन कण दो तरह से वातावरण में प्रवेश करते हैं: वे या तो ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान उत्सर्जित राख होते हैं, या शुष्क उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों से हवाओं द्वारा ले जाने वाली रेगिस्तानी धूल। विशेष रूप से इस तरह की बहुत सारी धूल सूखे के दौरान बनती है, जब इसे गर्म हवा की धाराओं द्वारा वायुमंडल की ऊपरी परतों में ले जाया जाता है और लंबे समय तक वहां रहने में सक्षम होता है। 1883 में क्राकाटोआ ज्वालामुखी के फटने के बाद, वायुमंडल में दसियों किलोमीटर फेंकी गई धूल लगभग 3 वर्षों तक समताप मंडल में रही। 1985 में एल चिचोन ज्वालामुखी (मेक्सिको) के विस्फोट के परिणामस्वरूप, धूल यूरोप तक पहुंच गई, और इसलिए सतह के तापमान में थोड़ी कमी आई।

पृथ्वी के वायुमंडल में जल वाष्प की एक चर मात्रा होती है। निरपेक्ष रूप से वजन या आयतन के हिसाब से इसकी मात्रा 2 से 5% के बीच होती है।

जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड की तरह, ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है। वातावरण में उत्पन्न होने वाले बादलों और कोहरे में अजीबोगरीब भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं।

वायुमंडल में जल वाष्प का प्राथमिक स्रोत महासागरों की सतह है। इसमें से सालाना 95 से 110 सेंटीमीटर मोटी पानी की एक परत वाष्पित हो जाती है। नमी का एक हिस्सा संघनन के बाद समुद्र में लौट आता है, और दूसरा हवा की धाराओं द्वारा महाद्वीपों की ओर निर्देशित होता है। एक चर-आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में, वर्षा मिट्टी को नम करती है, और आर्द्र क्षेत्रों में यह भूजल भंडार बनाती है। इस प्रकार, वातावरण आर्द्रता का संचायक और वर्षा का भंडार है। और वातावरण में बनने वाले कोहरे मिट्टी के आवरण को नमी प्रदान करते हैं और इस प्रकार पशु और पौधों की दुनिया के विकास में निर्णायक भूमिका निभाते हैं।

वायुमंडल की गतिशीलता के कारण वायुमंडलीय नमी पृथ्वी की सतह पर वितरित की जाती है। इसमें हवाओं और दबाव वितरण की एक बहुत ही जटिल प्रणाली है। इस तथ्य के कारण कि वातावरण निरंतर गति में है, हवा के प्रवाह और दबाव के वितरण की प्रकृति और सीमा लगातार बदल रही है। संचलन के पैमाने सूक्ष्म मौसम विज्ञान से भिन्न होते हैं, केवल कुछ सौ मीटर के आकार के साथ, वैश्विक स्तर पर, कई दसियों हज़ार किलोमीटर के आकार के साथ। विशाल वायुमंडलीय भंवर बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की प्रणालियों के निर्माण में शामिल होते हैं और वातावरण के सामान्य परिसंचरण को निर्धारित करते हैं। इसके अलावा, वे विनाशकारी वायुमंडलीय घटनाओं के स्रोत हैं।

मौसम और जलवायु परिस्थितियों का वितरण और जीवित पदार्थों की कार्यप्रणाली वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। इस घटना में कि वायुमंडलीय दबाव छोटी सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करता है, यह लोगों की भलाई और जानवरों के व्यवहार में निर्णायक भूमिका नहीं निभाता है और पौधों के शारीरिक कार्यों को प्रभावित नहीं करता है। एक नियम के रूप में, ललाट घटनाएं और मौसम परिवर्तन दबाव परिवर्तन से जुड़े होते हैं।

वायु के निर्माण के लिए वायुमंडलीय दबाव का मौलिक महत्व है, जो राहत देने वाला कारक होने के कारण वनस्पतियों और जीवों पर सबसे अधिक प्रभाव डालता है।

हवा पौधों के विकास को दबाने में सक्षम है और साथ ही साथ बीज के हस्तांतरण को बढ़ावा देती है। मौसम और जलवायु परिस्थितियों के निर्माण में हवा की भूमिका महान है। वह समुद्री धाराओं के नियामक के रूप में भी कार्य करता है। बहिर्जात कारकों में से एक के रूप में हवा लंबी दूरी पर अपक्षयित सामग्री के क्षरण और अपस्फीति में योगदान करती है।

वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक भूमिका

एरोसोल कणों और उसमें ठोस धूल की उपस्थिति के कारण वातावरण की पारदर्शिता में कमी सौर विकिरण के वितरण को प्रभावित करती है, जिससे अल्बेडो या परावर्तन बढ़ता है। विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक ही परिणाम की ओर ले जाती हैं, जिससे ओजोन का अपघटन होता है और जल वाष्प से युक्त "मोती" बादलों का निर्माण होता है। परावर्तन में वैश्विक परिवर्तन, साथ ही वातावरण की गैस संरचना में परिवर्तन, मुख्य रूप से ग्रीनहाउस गैसें, जलवायु परिवर्तन का कारण हैं।

असमान तापन, जो पृथ्वी की सतह के विभिन्न भागों पर वायुमंडलीय दबाव में अंतर का कारण बनता है, वायुमंडलीय परिसंचरण की ओर जाता है, जो क्षोभमंडल की पहचान है। जब दबाव में अंतर होता है, तो हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर भागती है। वायु द्रव्यमान की ये गतियाँ, आर्द्रता और तापमान के साथ, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की मुख्य पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक विशेषताओं को निर्धारित करती हैं।

गति के आधार पर, हवा पृथ्वी की सतह पर विभिन्न भूवैज्ञानिक कार्य करती है। 10 मीटर/सेकेंड की गति से, यह पेड़ों की मोटी शाखाओं को हिलाता है, उठाता है और धूल और महीन रेत ले जाता है; पेड़ की शाखाओं को 20 मीटर/सेकेंड की गति से तोड़ता है, रेत और बजरी ढोता है; 30 मीटर/सेकेंड (तूफान) की गति से घरों की छतों को तोड़ता है, पेड़ों को उखाड़ता है, खंभों को तोड़ता है, कंकड़ हिलाता है और छोटी बजरी उठाता है, और 40 मीटर/सेकेंड की गति से एक तूफान घरों को नष्ट कर देता है, टूट जाता है और बिजली लाइन को ध्वस्त कर देता है डंडे, बड़े पेड़ों को उखाड़ फेंकते हैं।

तूफानी तूफान और बवंडर (बवंडर) का विनाशकारी परिणामों के साथ एक बड़ा नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है - वायुमंडलीय भंवर जो गर्म मौसम में शक्तिशाली वायुमंडलीय मोर्चों पर 100 मीटर / सेकंड तक की गति से होते हैं। तूफान क्षैतिज हवा की गति (60-80 मीटर / सेकंड तक) के साथ क्षैतिज बवंडर हैं। उनके साथ अक्सर भारी बारिश और गरज के साथ कुछ मिनटों से लेकर आधे घंटे तक चलती है। तूफान 50 किमी तक के क्षेत्रों को कवर करते हैं और 200-250 किमी की दूरी तय करते हैं। 1998 में मास्को और मॉस्को क्षेत्र में एक भारी तूफान ने कई घरों की छतों को क्षतिग्रस्त कर दिया और पेड़ों को गिरा दिया।

बवंडर, जिसे उत्तरी अमेरिका में बवंडर कहा जाता है, शक्तिशाली फ़नल के आकार का वायुमंडलीय एडी होते हैं जो अक्सर गरज के साथ जुड़े होते हैं। ये कई दसियों से सैकड़ों मीटर के व्यास के साथ बीच में संकुचित हवा के स्तंभ हैं। बवंडर में एक फ़नल की उपस्थिति होती है, जो हाथी की सूंड के समान होती है, जो बादलों से उतरती है या पृथ्वी की सतह से उठती है। एक मजबूत रेयरफैक्शन और उच्च रोटेशन गति के साथ, बवंडर कई सौ किलोमीटर तक यात्रा करता है, धूल, जलाशयों और विभिन्न वस्तुओं से पानी खींचता है। शक्तिशाली बवंडर के साथ गरज, बारिश होती है और बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है।

बवंडर शायद ही कभी उपध्रुवीय या भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में होता है, जहां यह लगातार ठंडा या गर्म होता है। खुले समुद्र में कुछ बवंडर। बवंडर यूरोप, जापान, ऑस्ट्रेलिया, संयुक्त राज्य अमेरिका में होते हैं, और रूस में वे विशेष रूप से सेंट्रल ब्लैक अर्थ क्षेत्र में, मॉस्को, यारोस्लाव, निज़नी नोवगोरोड और इवानोवो क्षेत्रों में अक्सर होते हैं।

बवंडर कारों, घरों, वैगनों, पुलों को उठाते और हिलाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में विशेष रूप से विनाशकारी बवंडर (बवंडर) देखे जाते हैं। औसतन लगभग 100 पीड़ितों के साथ 450 से 1500 बवंडर सालाना दर्ज किए जाते हैं। बवंडर तेजी से काम करने वाली विनाशकारी वायुमंडलीय प्रक्रियाएं हैं। वे केवल 20-30 मिनट में बनते हैं, और उनके अस्तित्व का समय 30 मिनट है। इसलिए, बवंडर के घटित होने के समय और स्थान की भविष्यवाणी करना लगभग असंभव है।

अन्य विनाशकारी, लेकिन दीर्घकालिक वायुमंडलीय भंवर चक्रवात हैं। वे एक दबाव ड्रॉप के कारण बनते हैं, जो कुछ शर्तों के तहत वायु धाराओं के एक गोलाकार आंदोलन की घटना में योगदान देता है। वायुमंडलीय भंवर आर्द्र गर्म हवा की शक्तिशाली आरोही धाराओं के आसपास उत्पन्न होते हैं और दक्षिणी गोलार्ध में उच्च गति से दक्षिणावर्त और उत्तरी गोलार्ध में वामावर्त घूमते हैं। चक्रवात, बवंडर के विपरीत, महासागरों से उत्पन्न होते हैं और महाद्वीपों पर अपनी विनाशकारी क्रियाओं को उत्पन्न करते हैं। मुख्य विनाशकारी कारक तेज हवाएं, बर्फबारी, बारिश, ओलावृष्टि और तेज बाढ़ के रूप में तीव्र वर्षा हैं। 19 - 30 m / s की गति वाली हवाएँ एक तूफान बनाती हैं, 30 - 35 m / s - एक तूफान, और 35 m / s से अधिक - एक तूफान।

उष्णकटिबंधीय चक्रवात - तूफान और टाइफून - की औसत चौड़ाई कई सौ किलोमीटर होती है। चक्रवात के अंदर हवा की गति तूफान बल तक पहुंच जाती है। उष्णकटिबंधीय चक्रवात कई दिनों से लेकर कई हफ्तों तक चलते हैं, जो 50 से 200 किमी / घंटा की गति से चलते हैं। मध्य अक्षांशीय चक्रवातों का व्यास बड़ा होता है। उनके अनुप्रस्थ आयाम एक हजार से लेकर कई हजार किलोमीटर तक होते हैं, हवा की गति तूफानी होती है। वे पश्चिम से उत्तरी गोलार्ध में चलते हैं और उनके साथ ओले और बर्फबारी होती है, जो विनाशकारी हैं। पीड़ितों की संख्या और नुकसान के मामले में बाढ़ के बाद चक्रवात और उनसे जुड़े तूफान और टाइफून सबसे बड़ी प्राकृतिक आपदाएं हैं। एशिया के घनी आबादी वाले इलाकों में तूफान के दौरान पीड़ितों की संख्या हजारों में मापी जाती है। 1991 में बांग्लादेश में 6 मीटर ऊंची समुद्री लहरें पैदा करने वाले तूफान के दौरान 125 हजार लोगों की मौत हुई थी। टाइफून संयुक्त राज्य अमेरिका को बहुत नुकसान पहुंचाते हैं। नतीजतन, दर्जनों और सैकड़ों लोग मारे जाते हैं। पश्चिमी यूरोप में, तूफान से कम नुकसान होता है।

वज्रपात को एक भयावह वायुमंडलीय घटना माना जाता है। वे तब होते हैं जब गर्म, नम हवा बहुत तेजी से ऊपर उठती है। उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की सीमा पर, वर्ष में 90-100 दिन, समशीतोष्ण क्षेत्र में 10-30 दिनों के लिए गरज के साथ वर्षा होती है। हमारे देश में उत्तरी काकेशस में सबसे अधिक गरज के साथ वर्षा होती है।

तूफान आमतौर पर एक घंटे से भी कम समय तक रहता है। तेज बारिश, ओलावृष्टि, बिजली के झटके, हवा के झोंके और ऊर्ध्वाधर हवा की धाराएं एक विशेष खतरा पैदा करती हैं। ओलों का खतरा ओलों के आकार से निर्धारित होता है। उत्तरी काकेशस में, ओलों का द्रव्यमान एक बार 0.5 किलोग्राम तक पहुंच गया था, और भारत में, 7 किलोग्राम वजन वाले ओलों का उल्लेख किया गया था। हमारे देश में सबसे खतरनाक क्षेत्र उत्तरी काकेशस में स्थित हैं। जुलाई 1992 में, मिनरलनी वोडी हवाई अड्डे पर ओलों ने 18 विमानों को क्षतिग्रस्त कर दिया।

बिजली एक खतरनाक मौसम घटना है। वे लोगों, पशुओं को मारते हैं, आग लगाते हैं, बिजली ग्रिड को नुकसान पहुंचाते हैं। दुनिया भर में हर साल गरज और उसके परिणामों से लगभग 10,000 लोग मारे जाते हैं। इसके अलावा, अफ्रीका के कुछ हिस्सों में, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिजली गिरने से पीड़ितों की संख्या अन्य प्राकृतिक घटनाओं की तुलना में अधिक है। संयुक्त राज्य अमेरिका में गरज के साथ वार्षिक आर्थिक क्षति कम से कम $ 700 मिलियन है।

सूखे रेगिस्तान, स्टेपी और वन-स्टेप क्षेत्रों के लिए विशिष्ट हैं। वर्षा की कमी के कारण मिट्टी सूख जाती है, भूजल का स्तर कम हो जाता है और जलाशय पूरी तरह से सूख जाते हैं। नमी की कमी से वनस्पतियों और फसलों की मृत्यु हो जाती है। अफ्रीका, निकट और मध्य पूर्व, मध्य एशिया और दक्षिणी उत्तरी अमेरिका में सूखे विशेष रूप से गंभीर हैं।

सूखा मानव जीवन की परिस्थितियों को बदल देता है, मिट्टी का लवणीकरण, शुष्क हवाएं, धूल भरी आंधी, मिट्टी का कटाव और जंगल की आग जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राकृतिक पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। टैगा क्षेत्रों, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय जंगलों और सवाना में सूखे के दौरान आग विशेष रूप से मजबूत होती है।

सूखा अल्पकालिक प्रक्रियाएं हैं जो एक मौसम तक चलती हैं। जब सूखा दो से अधिक मौसमों तक रहता है, तो भुखमरी और सामूहिक मृत्यु दर का खतरा होता है। आमतौर पर, सूखे का प्रभाव एक या अधिक देशों के क्षेत्र तक फैला होता है। अफ्रीका के साहेल क्षेत्र में विशेष रूप से अक्सर दुखद परिणामों के साथ लंबे समय तक सूखा पड़ता है।

बर्फबारी, रुक-रुक कर होने वाली भारी बारिश और लंबे समय तक बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाएं बहुत नुकसान करती हैं। हिमपात पहाड़ों में बड़े पैमाने पर हिमस्खलन का कारण बनता है, और गिरी हुई बर्फ के तेजी से पिघलने और लंबे समय तक भारी बारिश से बाढ़ आती है। पृथ्वी की सतह पर गिरने वाले पानी का एक विशाल द्रव्यमान, विशेष रूप से वृक्ष रहित क्षेत्रों में, मिट्टी के आवरण के गंभीर क्षरण का कारण बनता है। खड्ड-बीम प्रणालियों का गहन विकास हो रहा है। भारी वर्षा की अवधि के दौरान बड़ी बाढ़ के परिणामस्वरूप बाढ़ आती है या अचानक गर्म होने या वसंत हिमपात के बाद बाढ़ आती है और इसलिए, मूल रूप से वायुमंडलीय घटनाएं हैं (वे जलमंडल की पारिस्थितिक भूमिका पर अध्याय में चर्चा की गई हैं)।

वातावरण में मानवजनित परिवर्तन

वर्तमान में, मानवजनित प्रकृति के कई अलग-अलग स्रोत हैं जो वायुमंडलीय प्रदूषण का कारण बनते हैं और पारिस्थितिक संतुलन के गंभीर उल्लंघन का कारण बनते हैं। पैमाने के संदर्भ में, दो स्रोतों का वातावरण पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है: परिवहन और उद्योग। औसतन, परिवहन में वायुमंडलीय प्रदूषण की कुल मात्रा का लगभग 60%, उद्योग - 15%, तापीय ऊर्जा - 15%, घरेलू और औद्योगिक कचरे के विनाश के लिए प्रौद्योगिकियां - 10% हैं।

परिवहन, उपयोग किए गए ईंधन और ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रकार के आधार पर, वातावरण में नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर, ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, सीसा और इसके यौगिकों, कालिख, बेंजोपायरीन (पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के समूह से एक पदार्थ, जो है) का उत्सर्जन करता है। एक मजबूत कार्सिनोजेन जो त्वचा के कैंसर का कारण बनता है)।

उद्योग वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फ्यूरिक एसिड, फिनोल, क्लोरीन, फ्लोरीन और अन्य यौगिकों और रसायनों का उत्सर्जन करता है। लेकिन उत्सर्जन (85% तक) के बीच प्रमुख स्थान पर धूल का कब्जा है।

प्रदूषण के परिणामस्वरूप वातावरण की पारदर्शिता बदल जाती है, इसमें एरोसोल, स्मॉग और एसिड रेन दिखाई देते हैं।

एरोसोल एक गैसीय माध्यम में निलंबित ठोस कणों या तरल बूंदों से युक्त छितरी हुई प्रणालियाँ हैं। छितरी हुई अवस्था का कण आकार आमतौर पर 10 -3 -10 -7 सेमी होता है छितरी हुई अवस्था की संरचना के आधार पर, एरोसोल को दो समूहों में विभाजित किया जाता है। एक में गैसीय माध्यम में बिखरे हुए ठोस कणों से युक्त एरोसोल शामिल हैं, दूसरे - एरोसोल, जो गैसीय और तरल चरणों का मिश्रण हैं। पहले को धूम्रपान कहा जाता है, और दूसरा - कोहरा। संघनन केंद्र उनके गठन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ज्वालामुखीय राख, ब्रह्मांडीय धूल, औद्योगिक उत्सर्जन के उत्पाद, विभिन्न बैक्टीरिया आदि संघनन नाभिक के रूप में कार्य करते हैं। सांद्रता नाभिक के संभावित स्रोतों की संख्या लगातार बढ़ रही है। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब 4000 मीटर 2 के क्षेत्र में सूखी घास आग से नष्ट हो जाती है, तो औसतन 11 * 10 22 एरोसोल नाभिक बनते हैं।

हमारे ग्रह के उद्भव के क्षण से एरोसोल बनने लगे और प्राकृतिक परिस्थितियों को प्रभावित किया। हालांकि, प्रकृति में पदार्थों के सामान्य संचलन के साथ संतुलित उनकी संख्या और कार्यों ने गहरे पारिस्थितिक परिवर्तन नहीं किए। उनके गठन के मानवजनित कारकों ने इस संतुलन को महत्वपूर्ण बायोस्फेरिक अधिभार की ओर स्थानांतरित कर दिया। इस विशेषता को विशेष रूप से स्पष्ट किया गया है क्योंकि मानव जाति ने विशेष रूप से बनाए गए एरोसोल का उपयोग जहरीले पदार्थों के रूप में और पौधों की सुरक्षा के लिए करना शुरू कर दिया है।

वनस्पति आवरण के लिए सबसे खतरनाक सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और नाइट्रोजन के एरोसोल हैं। गीली पत्ती की सतह के संपर्क में आने पर, वे एसिड बनाते हैं जो जीवित चीजों पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। एसिड मिस्ट, साँस की हवा के साथ, जानवरों और मनुष्यों के श्वसन अंगों में प्रवेश करते हैं, और श्लेष्म झिल्ली को आक्रामक रूप से प्रभावित करते हैं। उनमें से कुछ जीवित ऊतक को विघटित करते हैं, और रेडियोधर्मी एरोसोल कैंसर का कारण बनते हैं। रेडियोधर्मी समस्थानिकों में, SG 90 न केवल अपनी कैंसरजन्यता के कारण, बल्कि कैल्शियम के एक एनालॉग के रूप में भी विशेष खतरे का है, इसे जीवों की हड्डियों में बदल देता है, जिससे उनका अपघटन होता है।

परमाणु विस्फोटों के दौरान, वायुमंडल में रेडियोधर्मी एरोसोल बादल बनते हैं। 1 - 10 माइक्रोन की त्रिज्या वाले छोटे कण न केवल क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में गिरते हैं, बल्कि समताप मंडल में भी गिरते हैं, जिसमें वे लंबे समय तक रहने में सक्षम होते हैं। परमाणु ईंधन का उत्पादन करने वाले औद्योगिक संयंत्रों के रिएक्टरों के संचालन के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं के परिणामस्वरूप एरोसोल बादल भी बनते हैं।

स्मॉग तरल और ठोस बिखरे हुए चरणों के साथ एरोसोल का मिश्रण है जो औद्योगिक क्षेत्रों और बड़े शहरों पर एक धूमिल पर्दा बनाता है।

स्मॉग तीन प्रकार के होते हैं: बर्फ, गीला और सूखा। आइस स्मॉग को अलास्का कहा जाता है। यह धूल के कणों और बर्फ के क्रिस्टल के साथ गैसीय प्रदूषकों का एक संयोजन है जो तब होता है जब कोहरे की बूंदें और हीटिंग सिस्टम से भाप जम जाती है।

वेट स्मॉग, या लंदन-टाइप स्मॉग, को कभी-कभी विंटर स्मॉग कहा जाता है। यह गैसीय प्रदूषकों (मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड), धूल के कणों और कोहरे की बूंदों का मिश्रण है। शीतकालीन स्मॉग की उपस्थिति के लिए मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा शांत मौसम है, जिसमें ठंडी हवा की सतह परत (700 मीटर से नीचे) के ऊपर गर्म हवा की एक परत स्थित होती है। इसी समय, न केवल क्षैतिज, बल्कि ऊर्ध्वाधर विनिमय भी अनुपस्थित है। प्रदूषक, जो आमतौर पर उच्च परतों में बिखरे होते हैं, इस मामले में सतह परत में जमा हो जाते हैं।

शुष्क स्मॉग गर्मियों के दौरान होता है और इसे अक्सर एलए-टाइप स्मॉग के रूप में जाना जाता है। यह ओजोन, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और एसिड वाष्प का मिश्रण है। ऐसा स्मॉग सौर विकिरण, विशेष रूप से इसके पराबैंगनी भाग द्वारा प्रदूषकों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनता है। मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा वायुमंडलीय उलटा है, जो गर्म हवा के ऊपर ठंडी हवा की एक परत की उपस्थिति में व्यक्त की जाती है। आमतौर पर गर्म हवा की धाराओं द्वारा उठाए गए गैसों और ठोस कणों को ऊपरी ठंडी परतों में फैलाया जाता है, लेकिन इस मामले में वे उलटा परत में जमा हो जाते हैं। फोटोलिसिस की प्रक्रिया में, कार के इंजनों में ईंधन के दहन के दौरान बनने वाले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड विघटित हो जाते हैं:

नहीं 2 → नहीं + ओ

तब ओजोन संश्लेषण होता है:

ओ + ओ 2 + एम → ओ 3 + एम

नहीं + ओ → नहीं 2

फोटोडिसोसिएशन प्रक्रियाएं पीले-हरे रंग की चमक के साथ होती हैं।

इसके अलावा, प्रतिक्रियाएं प्रकार के अनुसार होती हैं: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, यानी मजबूत सल्फ्यूरिक एसिड बनता है।

मौसम संबंधी स्थितियों में बदलाव (हवा का दिखना या आर्द्रता में बदलाव) के साथ, ठंडी हवा समाप्त हो जाती है और स्मॉग गायब हो जाता है।

स्मॉग में कार्सिनोजेन्स की उपस्थिति से श्वसन विफलता, श्लेष्मा झिल्ली में जलन, संचार संबंधी विकार, दमा का दम घुटने और अक्सर मृत्यु हो जाती है। स्मॉग खासकर छोटे बच्चों के लिए खतरनाक है।

अम्लीय वर्षा वायुमंडलीय वर्षा है जो सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और पर्क्लोरिक एसिड के वाष्प और उनमें घुले क्लोरीन के औद्योगिक उत्सर्जन द्वारा अम्लीकृत होती है। कोयले और गैस को जलाने की प्रक्रिया में, इसमें अधिकांश सल्फर, ऑक्साइड के रूप में और लोहे के साथ यौगिकों में, विशेष रूप से पाइराइट, पाइरोटाइट, चाल्कोपीराइट, आदि में, सल्फर ऑक्साइड में बदल जाता है, जो कार्बन के साथ मिलकर बनता है। डाइऑक्साइड, वायुमंडल में छोड़ा जाता है। जब वायुमंडलीय नाइट्रोजन और तकनीकी उत्सर्जन को ऑक्सीजन के साथ जोड़ा जाता है, तो विभिन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं, और बनने वाले नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा दहन तापमान पर निर्भर करती है। मोटर वाहनों और डीजल इंजनों के संचालन के दौरान नाइट्रोजन ऑक्साइड का बड़ा हिस्सा होता है, और एक छोटा हिस्सा ऊर्जा क्षेत्र और औद्योगिक उद्यमों में होता है। सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड मुख्य एसिड फॉर्मर्स हैं। वायुमंडलीय ऑक्सीजन और उसमें जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करने पर सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड बनते हैं।

यह ज्ञात है कि माध्यम का क्षारीय-अम्ल संतुलन पीएच मान से निर्धारित होता है। एक तटस्थ वातावरण का पीएच मान 7 होता है, एक अम्लीय वातावरण का पीएच मान 0 होता है, और एक क्षारीय वातावरण का पीएच मान 14 होता है। आधुनिक युग में, वर्षा जल का पीएच मान 5.6 है, हालांकि हाल के दिनों में यह तटस्थ था। पीएच मान में एक की कमी अम्लता में दस गुना वृद्धि से मेल खाती है और इसलिए, वर्तमान में, बढ़ी हुई अम्लता के साथ बारिश लगभग हर जगह गिरती है। पश्चिमी यूरोप में दर्ज की गई बारिश की अधिकतम अम्लता 4-3.5 पीएच थी। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 4-4.5 के बराबर पीएच मान अधिकांश मछलियों के लिए घातक है।

अम्लीय वर्षा का पृथ्वी के वनस्पति आवरण, औद्योगिक और आवासीय भवनों पर एक आक्रामक प्रभाव पड़ता है और उजागर चट्टानों के अपक्षय के एक महत्वपूर्ण त्वरण में योगदान देता है। अम्लता में वृद्धि मिट्टी के तटस्थकरण के स्व-नियमन को रोकती है जिसमें पोषक तत्व घुल जाते हैं। बदले में, इससे पैदावार में तेज कमी आती है और वनस्पति आवरण का ह्रास होता है। मिट्टी की अम्लता भारी पदार्थों की रिहाई में योगदान करती है, जो एक बाध्य अवस्था में होते हैं, जो धीरे-धीरे पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं, जिससे उनमें गंभीर ऊतक क्षति होती है और मानव खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करती है।

समुद्र के पानी की क्षारीय-अम्ल क्षमता में परिवर्तन, विशेष रूप से उथले पानी में, कई अकशेरुकी जीवों के प्रजनन की समाप्ति की ओर जाता है, मछलियों की मृत्यु का कारण बनता है और महासागरों में पारिस्थितिक संतुलन को बाधित करता है।

अम्लीय वर्षा के परिणामस्वरूप, पश्चिमी यूरोप, बाल्टिक राज्यों, करेलिया, यूराल, साइबेरिया और कनाडा के जंगल मौत के खतरे में हैं।