पृथ्वी की सतह को बदल दिया। हवा की गतिविधि भी कम महत्वपूर्ण नहीं थी, जो लंबी दूरी पर चट्टानों के छोटे अंशों को ले जाती थी। तापमान में उतार-चढ़ाव और अन्य वायुमंडलीय कारकों ने चट्टानों के विनाश को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया। इसके साथ ही, ए पृथ्वी की सतह को गिरने वाले उल्कापिंडों की विनाशकारी क्रिया से बचाता है, जिनमें से अधिकांश वायुमंडल की घनी परतों में प्रवेश करने पर जल जाते हैं।

जीवित जीवों की गतिविधि, जिसका ए के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ा है, काफी हद तक वायुमंडलीय स्थितियों पर निर्भर करता है। A. सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी विकिरण में देरी करता है, जिसका कई जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग जानवरों और पौधों द्वारा श्वसन की प्रक्रिया में, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड - पौधों के पोषण की प्रक्रिया में किया जाता है। जलवायु कारक, विशेष रूप से थर्मल शासन और नमी की व्यवस्था, स्वास्थ्य और मानव गतिविधि की स्थिति को प्रभावित करते हैं। कृषि विशेष रूप से जलवायु परिस्थितियों पर अत्यधिक निर्भर है। बदले में, मानव गतिविधि वातावरण की संरचना और जलवायु व्यवस्था पर लगातार बढ़ते प्रभाव डालती है।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल और संबंधित शब्दावली में लंबवत तापमान वितरण।

कई पर्यवेक्षणों से पता चलता है कि एंड ने स्तरित संरचना को सटीक रूप से व्यक्त किया है (अंजीर देखें।) वायुमंडल की स्तरित संरचना की मुख्य विशेषताएं मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं। ए के सबसे निचले हिस्से में - क्षोभमंडल, जहां तीव्र अशांत मिश्रण देखा जाता है (वायुमंडल और जलमंडल में अशांति देखें), बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान कम हो जाता है, और ऊर्ध्वाधर औसत 6 ° प्रति 1 किमी के साथ तापमान में कमी आती है। क्षोभमंडल की ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से लेकर भूमध्य रेखा के पास 16-18 किमी तक होती है। इस तथ्य के कारण कि ऊंचाई के साथ वायु घनत्व तेजी से घटता है, कुल द्रव्यमान ए का लगभग 80% क्षोभमंडल में केंद्रित है। क्षोभमंडल के ऊपर एक संक्रमण परत होती है - 190-220 के तापमान वाला ट्रोपोपॉज़, जिसके ऊपर समताप मंडल शुरू करना। समताप मंडल के निचले हिस्से में, ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है, और तापमान लगभग 25 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है - तथाकथित। समतापी क्षेत्र(निचला समताप मंडल); उच्च तापमान बढ़ने लगता है - उलटा क्षेत्र (ऊपरी समताप मंडल)। लगभग 55 किमी की ऊंचाई पर स्थित स्ट्रैटोपॉज़ के स्तर पर तापमान ~ 270 K पर चरम पर होता है। 55 से 80 किमी की ऊंचाई पर स्थित परत ए, जहां ऊंचाई के साथ तापमान फिर से कम हो जाता है, को मेसोस्फीयर कहा जाता था। इसके ऊपर एक संक्रमण परत है - मेसोपॉज़, जिसके ऊपर थर्मोस्फीयर है, जहाँ तापमान, ऊँचाई के साथ बढ़ता हुआ, बहुत अधिक मूल्यों (1000 K से अधिक) तक पहुँच जाता है। इससे भी ऊंचा (ऊंचाई पर ~ 1,000 किमी या उससे अधिक) एक्सोस्फीयर है, जहां से वायुमंडलीय गैसों को अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में नष्ट कर दिया जाता है और जहां वायुमंडलीय वायु से अंतःग्रहीय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है। आमतौर पर, क्षोभमंडल के ऊपर वायुमंडल की सभी परतों को ऊपरी परत कहा जाता है, हालांकि कभी-कभी समताप मंडल या इसके निचले हिस्से को वायुमंडल की निचली परतों के रूप में भी जाना जाता है।

वायुमंडल के सभी संरचनात्मक पैरामीटर (तापमान, दबाव, घनत्व) महत्वपूर्ण स्थानिक और लौकिक परिवर्तनशीलता (अक्षांशीय, वार्षिक, मौसमी, दैनिक, आदि) प्रदर्शित करते हैं। इसलिए, अंजीर में डेटा। केवल वातावरण की औसत स्थिति को दर्शाता है।

वायुमंडल की संरचना की योजना:
1 - समुद्र का स्तर; 2 - पृथ्वी का उच्चतम बिंदु - माउंट चोमोलुंगमा (एवरेस्ट), 8848 मीटर; 3 - अच्छे मौसम के मेघपुंज बादल; 4 - शक्तिशाली मेघपुंज बादल; 5 - बौछार (तूफान) बादल; 6 - निंबोस्ट्रेटस बादल; 7 - सिरस के बादल; 8 - विमान; 9 - अधिकतम ओजोन सांद्रता की परत; 10 - मोती के बादल; 11 - समताप मंडल का गुब्बारा; 12 - रेडियोसोंडे; 1З - उल्का; 14 - रात्रिचर बादल; 15 - औरोरस; 16 - अमेरिकी एक्स -15 रॉकेट विमान; 17, 18, 19 - रेडियो तरंगें आयनित परतों से परावर्तित होकर पृथ्वी पर लौटती हैं; 20 - ध्वनि तरंग गर्म परत से परावर्तित होकर पृथ्वी पर लौटती है; 21 - पहला सोवियत कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह; 22 - अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल; 23 - भूभौतिकीय अनुसंधान रॉकेट; 24 - मौसम संबंधी उपग्रह; 25 - अंतरिक्ष यान "सोयुज -4" और "सोयुज -5"; 26 - वायुमंडल से निकलने वाले अंतरिक्ष रॉकेट, साथ ही एक रेडियो तरंग जो आयनित परतों में प्रवेश करती है और वायुमंडल को छोड़ती है; 27, 28 - एच और वह परमाणुओं का अपव्यय (फिसलना); 29 - सौर प्रोटॉन पी का प्रक्षेपवक्र; 30 - पराबैंगनी किरणों का प्रवेश (तरंग दैर्ध्य l> 2000 और l< 900).

वायुमंडल की स्तरित संरचना में कई अन्य विविध अभिव्यक्तियाँ हैं। वातावरण की रासायनिक संरचना ऊंचाई में विषम है। यदि 90 किमी तक की ऊंचाई पर, जहां वातावरण का गहन मिश्रण होता है, तो वातावरण के स्थिर घटकों की सापेक्ष संरचना व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहती है (वायुमंडल की इस पूरी मोटाई को कहा जाता है) होमोस्फीयर), फिर 90 किमी से ऊपर - इंच हेटरोस्फीयर- सूर्य के पराबैंगनी विकिरण द्वारा वायुमंडलीय गैसों के अणुओं के पृथक्करण के प्रभाव में, वायुमंडलीय एजेंटों की रासायनिक संरचना में एक मजबूत परिवर्तन ऊंचाई के साथ होता है। ए के इस हिस्से की विशिष्ट विशेषताएं ओजोन की परतें और वातावरण की अपनी चमक हैं। एक जटिल स्तरित संरचना वायुमंडलीय एरोसोल की विशेषता है - हवा में निलंबित स्थलीय और ब्रह्मांडीय मूल के ठोस कण। सबसे आम एरोसोल परतें ट्रोपोपॉज़ के नीचे और लगभग 20 किमी की ऊँचाई पर होती हैं। स्तरित वायुमंडल में इलेक्ट्रॉनों और आयनों का लंबवत वितरण है, जो आयनमंडल के डी, ई, और एफ परतों के अस्तित्व में व्यक्त किया जाता है।

वायुमंडल की संरचना

सबसे वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों में से एक वायुमंडलीय एरोसोल है - हवा में निलंबित कण कई एनएम से लेकर कई दसियों माइक्रोन तक आकार में होते हैं, जो जल वाष्प के संघनन के दौरान बनते हैं और औद्योगिक प्रदूषण के परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह से वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, ज्वालामुखी विस्फोट, और अंतरिक्ष से भी। एरोसोल क्षोभमंडल और ए की ऊपरी परतों दोनों में देखा जाता है। एरोसोल सांद्रता ऊंचाई के साथ तेजी से घटती है, लेकिन एयरोसोल परतों के अस्तित्व से जुड़े कई माध्यमिक मैक्सिमा इस प्रवृत्ति पर आरोपित होते हैं।

ऊपरी वातावरण

20-30 किमी से ऊपर, एक परमाणु के अणु, पृथक्करण के परिणामस्वरूप, एक डिग्री या दूसरे तक परमाणुओं में टूट जाते हैं, और एक परमाणु में मुक्त परमाणु और नए, अधिक जटिल अणु दिखाई देते हैं। कुछ हद तक अधिक, आयनीकरण प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण हो जाती हैं।

सबसे अस्थिर क्षेत्र हेट्रोस्फीयर है, जहां आयनीकरण और पृथक्करण की प्रक्रियाएं कई फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं को जन्म देती हैं जो ऊंचाई के साथ वायु संरचना में परिवर्तन को निर्धारित करती हैं। गैसों का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण भी यहाँ होता है, जो ऊँचाई बढ़ने पर हल्की गैसों के साथ वातावरण के क्रमिक संवर्धन में व्यक्त होता है। रॉकेट माप के अनुसार, तटस्थ गैसों - आर्गन और नाइट्रोजन - का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण 105-110 किमी से ऊपर देखा जाता है। 100-210 किमी की परत में ए के मुख्य घटक आणविक नाइट्रोजन, आणविक ऑक्सीजन और परमाणु ऑक्सीजन हैं (210 किमी के स्तर पर उत्तरार्द्ध की एकाग्रता आणविक नाइट्रोजन की एकाग्रता का 77 ± 20% तक पहुंचती है)।

थर्मोस्फीयर के ऊपरी हिस्से में मुख्य रूप से परमाणु ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। 500 किमी की ऊंचाई पर, आणविक ऑक्सीजन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, लेकिन आणविक नाइट्रोजन, जिसकी सापेक्ष एकाग्रता बहुत कम हो जाती है, अभी भी परमाणु नाइट्रोजन पर हावी है।

थर्मोस्फीयर में, ज्वारीय गति (ईबीबी और प्रवाह देखें), गुरुत्वाकर्षण तरंगें, फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं, कणों के औसत मुक्त पथ में वृद्धि, और अन्य कारकों द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। 200-700 किमी की ऊंचाई पर उपग्रह मंदी के अवलोकन के परिणाम ने निष्कर्ष निकाला कि घनत्व, तापमान और सौर गतिविधि के बीच एक संबंध है, जो संरचनात्मक मानकों के दैनिक, अर्ध-वार्षिक और वार्षिक भिन्नता के अस्तित्व से जुड़ा हुआ है। . यह संभव है कि दैनिक भिन्नताएँ मुख्यतः वायुमंडलीय ज्वार के कारण हों। सौर ज्वालाओं की अवधि के दौरान, कम अक्षांशों में 200 किमी की ऊंचाई पर तापमान 1700-1900 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

600 किमी से ऊपर, हीलियम प्रमुख घटक बन जाता है, और इससे भी अधिक, 2-20 हजार किमी की ऊंचाई पर, पृथ्वी का हाइड्रोजन कोरोना फैलता है। इन ऊँचाइयों पर, पृथ्वी आवेशित कणों के एक खोल से घिरी होती है, जिसका तापमान कई दसियों हज़ार डिग्री तक पहुँच जाता है। यहाँ पृथ्वी की आंतरिक और बाहरी विकिरण पेटियाँ हैं। आंतरिक बेल्ट, मुख्य रूप से सैकड़ों MeV की ऊर्जा वाले प्रोटॉन से भरी हुई है, भूमध्य रेखा से 35-40 ° तक अक्षांशों पर 500-1600 किमी की ऊंचाई तक सीमित है। बाहरी बेल्ट में सैकड़ों केवी के क्रम में ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। बाहरी बेल्ट के पीछे, एक "सबसे बाहरी बेल्ट" होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एकाग्रता और प्रवाह बहुत अधिक होता है। सौर कणिका विकिरण (सौर पवन) के उरोरा की ऊपरी परतों में प्रवेश से औरोरा उत्पन्न होता है। सौर कोरोना के इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉनों द्वारा ऊपरी वायुमंडल की इस बमबारी के प्रभाव में, वातावरण की प्राकृतिक चमक भी उत्तेजित होती है, जिसे पहले कहा जाता था रात के आसमान की चमक. जब सौर हवा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से संपर्क करती है, तो एक क्षेत्र बनाया जाता है, जिसे नाम मिला। पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर, जहां सौर प्लाज्मा प्रवाह प्रवेश नहीं करता है।

ए की ऊपरी परतों को तेज हवाओं के अस्तित्व की विशेषता है, जिसकी गति 100-200 मीटर / सेकंड तक पहुंच जाती है। क्षोभमंडल, मेसोस्फीयर और निचले थर्मोस्फीयर के भीतर हवा की गति और दिशा में एक बड़ी अंतरिक्ष-समय परिवर्तनशीलता होती है। यद्यपि वायुमंडल की ऊपरी परतों का द्रव्यमान निचली परतों के द्रव्यमान की तुलना में नगण्य है, और उच्च परतों में वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की ऊर्जा अपेक्षाकृत कम है, जाहिर है, वायुमंडल की उच्च परतों का कुछ प्रभाव पृथ्वी पर है। क्षोभमंडल में मौसम और जलवायु।

वायुमंडल का विकिरण, ऊष्मा और जल संतुलन

व्यावहारिक रूप से आर्मेनिया में विकसित होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत सौर विकिरण है। ए के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता - तथाकथित। ग्रीनहाउस प्रभाव: ए। कमजोर रूप से लघु-तरंग सौर विकिरण को अवशोषित करता है (इसमें से अधिकांश पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है), लेकिन पृथ्वी की सतह की लंबी-तरंग (पूरी तरह से अवरक्त) थर्मल विकिरण में देरी करता है, जो पृथ्वी के बाहरी अंतरिक्ष में गर्मी हस्तांतरण को काफी कम कर देता है। और उसका तापमान बढ़ा देता है।

ए में प्रवेश करने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से ए में अवशोषित होता है, मुख्य रूप से जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा, और एरोसोल कणों और ए के घनत्व में उतार-चढ़ाव द्वारा बिखरा हुआ है। रेडिएंट के बिखरने के परिणामस्वरूप सूर्य की ऊर्जा, न केवल प्रत्यक्ष सौर ऊर्जा ए में देखी जाती है, बल्कि बिखरी हुई विकिरण भी होती है, साथ में वे कुल विकिरण बनाते हैं। पृथ्वी की सतह पर पहुँचकर कुल विकिरण आंशिक रूप से इससे परावर्तित होता है। परावर्तित विकिरण की मात्रा अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता से निर्धारित होती है, तथाकथित। अलबेडो अवशोषित विकिरण के कारण, पृथ्वी की सतह गर्म हो जाती है और पृथ्वी की ओर निर्देशित अपने स्वयं के दीर्घ-तरंग विकिरण का स्रोत बन जाती है। बदले में, पृथ्वी भी पृथ्वी की सतह की ओर निर्देशित लंबी-तरंग विकिरण का उत्सर्जन करती है (तथाकथित एंटी- पृथ्वी का विकिरण) और विश्व अंतरिक्ष में (तथाकथित अंतरिक्ष) जावक विकिरण)। पृथ्वी की सतह और ए के बीच तर्कसंगत गर्मी विनिमय प्रभावी विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है - पृथ्वी की अपनी सतह विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित विरोधी विकिरण ए के बीच का अंतर। पृथ्वी की सतह और प्रभावी विकिरण द्वारा अवशोषित शॉर्ट-वेव विकिरण के बीच का अंतर है विकिरण संतुलन कहा जाता है।

पृथ्वी की सतह पर और वायुमंडलीय ऊर्जा में अवशोषित होने के बाद सौर विकिरण की ऊर्जा का रूपांतरण पृथ्वी के ताप संतुलन का गठन करता है। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है, जो सौर विकिरण के थोक को अवशोषित करती है। चूँकि A. में सौर विकिरण का अवशोषण दीर्घ-तरंग विकिरण द्वारा A. से विश्व अंतरिक्ष में होने वाली ऊष्मा के नुकसान से कम है, इसलिए पृथ्वी की सतह से A. में ऊष्मा के प्रवाह द्वारा विकिरणकारी ऊष्मा की खपत को इस रूप में फिर से भर दिया जाता है। अशांत गर्मी हस्तांतरण और ए में जल वाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप गर्मी का आगमन। फाइनल के बाद से पूरे अफ्रीका में संक्षेपण की मात्रा वर्षा की मात्रा और पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण की मात्रा के बराबर है; अज़रबैजान में संघनन गर्मी का प्रवाह संख्यात्मक रूप से पृथ्वी की सतह पर वाष्पीकरण पर खर्च की गई गर्मी के बराबर है (जल संतुलन भी देखें)।

सौर विकिरण की कुछ ऊर्जा वायुमंडल के सामान्य परिसंचरण और अन्य वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर खर्च की जाती है, लेकिन गर्मी संतुलन के मुख्य घटकों की तुलना में यह हिस्सा महत्वहीन है।

वायु संचलन

वायुमंडलीय हवा की उच्च गतिशीलता के कारण, हवाएं आकाश के सभी ऊंचाई पर देखी जाती हैं। वायु की गति कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से मुख्य विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में हवा का असमान ताप है।

विशेष रूप से पृथ्वी की सतह के पास बड़े तापमान के अंतर भूमध्य रेखा और ध्रुवों के बीच विभिन्न अक्षांशों पर सौर ऊर्जा के आगमन में अंतर के कारण मौजूद हैं। इसके साथ ही तापमान का वितरण महाद्वीपों और महासागरों की स्थिति से प्रभावित होता है। समुद्र के पानी की उच्च ताप क्षमता और तापीय चालकता के कारण, महासागर वर्ष के दौरान सौर विकिरण के आगमन में परिवर्तन के परिणामस्वरूप होने वाले तापमान में उतार-चढ़ाव को काफी हद तक कम कर देते हैं। इस संबंध में, समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में, गर्मियों में महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में काफी कम होता है, और सर्दियों में यह अधिक होता है।

वायुमंडल का असमान ताप बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की एक प्रणाली के विकास में योगदान देता है - तथाकथित। वायुमंडल का सामान्य संचलन, जो हवा में गर्मी का एक क्षैतिज हस्तांतरण बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग क्षेत्रों में वायुमंडलीय हवा के ताप में अंतर काफ़ी हद तक सुचारू हो जाता है। इसके साथ ही, सामान्य परिसंचरण अफ्रीका में एक नमी चक्र चलाता है, जिसके दौरान जल वाष्प को महासागरों से भूमि पर स्थानांतरित किया जाता है और महाद्वीपों को सिक्त किया जाता है। एक सामान्य परिसंचरण तंत्र में वायु की गति का वायुमंडलीय दबाव के वितरण से गहरा संबंध है और यह पृथ्वी के घूर्णन पर भी निर्भर करता है (देखें कोरिओलिस बल)। समुद्र के स्तर पर, दबाव का वितरण भूमध्य रेखा के पास कमी, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव क्षेत्र) में वृद्धि और समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में कमी की विशेषता है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है, और गर्मियों में कम हो जाता है।

वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली दबाव के ग्रहों के वितरण से जुड़ी है, उनमें से कुछ अपेक्षाकृत स्थिर हैं, जबकि अन्य अंतरिक्ष और समय में लगातार बदल रहे हैं। स्थिर वायु धाराओं में व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं, जो दोनों गोलार्धों के उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों से भूमध्य रेखा तक निर्देशित होती हैं। मानसून भी अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं - हवा की धाराएँ जो समुद्र और मुख्य भूमि के बीच उत्पन्न होती हैं और एक मौसमी चरित्र रखती हैं। समशीतोष्ण अक्षांशों में, पश्चिमी वायु धाराएँ (पश्चिम से पूर्व की ओर) प्रबल होती हैं। इन धाराओं में बड़े एडीज शामिल हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो आमतौर पर सैकड़ों और हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में भी चक्रवात देखे जाते हैं, जहां वे अपने छोटे आकार से अलग होते हैं, लेकिन विशेष रूप से उच्च हवा की गति, अक्सर एक तूफान (तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवात) की ताकत तक पहुंचते हैं। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, अपेक्षाकृत संकीर्ण (सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी) जेट धाराएँ होती हैं जिनकी स्पष्ट रूप से परिभाषित सीमाएँ होती हैं, जिसके भीतर हवा भारी गति तक पहुँचती है - 100-150 m / s तक। टिप्पणियों से पता चलता है कि समताप मंडल के निचले हिस्से में वायुमंडलीय परिसंचरण की विशेषताएं क्षोभमंडल में प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

समताप मंडल के ऊपरी आधे भाग में, जहां ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि होती है, हवा की गति ऊंचाई के साथ बढ़ जाती है, गर्मियों में पूर्वी हवाएं और सर्दियों में पश्चिमी हवाएं हावी होती हैं। यहां परिसंचरण समताप मंडल के ताप स्रोत द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसका अस्तित्व ओजोन द्वारा पराबैंगनी सौर विकिरण के गहन अवशोषण से जुड़ा है।

समशीतोष्ण अक्षांशों में मेसोस्फीयर के निचले हिस्से में, सर्दियों के पश्चिमी परिवहन की गति अधिकतम मूल्यों तक बढ़ जाती है - लगभग 80 मीटर / सेकंड, और गर्मियों में पूर्वी परिवहन - लगभग 70 किमी के स्तर पर 60 मीटर / सेकंड तक। हाल के अध्ययनों ने स्पष्ट रूप से दिखाया है कि मेसोस्फीयर में तापमान क्षेत्र की विशेषताओं को केवल विकिरण कारकों के प्रभाव से नहीं समझाया जा सकता है। गतिशील कारक प्राथमिक महत्व के होते हैं (विशेष रूप से, हवा को नीचे या ऊपर उठाने पर गर्म करना या ठंडा करना), और फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, परमाणु ऑक्सीजन का पुनर्संयोजन) से उत्पन्न ऊष्मा स्रोत भी संभव हैं।

मेसोपॉज (थर्मोस्फीयर में) की ठंडी परत के ऊपर, हवा का तापमान ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ने लगता है। कई मायनों में, अफ्रीका का यह क्षेत्र समताप मंडल के निचले आधे हिस्से के समान है। संभवतः, थर्मोस्फीयर के निचले हिस्से में परिसंचरण मेसोस्फीयर में प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, जबकि थर्मोस्फीयर की ऊपरी परतों की गतिशीलता यहां सौर विकिरण के अवशोषण के कारण होती है। हालांकि, इन ऊंचाइयों पर वायुमंडलीय गति का अध्ययन उनकी काफी जटिलता के कारण मुश्किल है। थर्मोस्फीयर में बहुत महत्व ज्वारीय आंदोलनों (मुख्य रूप से सौर अर्ध-दैनिक और दैनिक ज्वार) हैं, जिसके प्रभाव में 80 किमी से अधिक की ऊंचाई पर हवा की गति 100-120 मीटर / सेकंड तक पहुंच सकती है। वायुमंडलीय ज्वार की एक विशिष्ट विशेषता अक्षांश, मौसम, समुद्र तल से ऊंचाई और दिन के समय के आधार पर उनकी मजबूत परिवर्तनशीलता है। थर्मोस्फीयर में, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव के कारण ऊंचाई (मुख्य रूप से 100 किमी के स्तर के करीब) के साथ हवा की गति में भी महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। 100-110 किमी t की ऊंचाई सीमा में स्थित है। टर्बोपॉज़ तीव्र अशांत मिश्रण के क्षेत्र से ऊपर स्थित क्षेत्र को तेजी से अलग करता है।

बड़े पैमाने पर वायु धाराओं के साथ, वातावरण की निचली परतों (हवा, बोरा, पर्वत-घाटी हवाओं, आदि; स्थानीय हवाएं देखें) में कई स्थानीय वायु परिसंचरण देखे जाते हैं। सभी वायु धाराओं में, हवा के स्पंदनों को आमतौर पर नोट किया जाता है, जो मध्यम और छोटे आकार के वायु भंवरों की गति के अनुरूप होते हैं। इस तरह के स्पंदन वायुमंडलीय अशांति से जुड़े होते हैं, जो कई वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।

जलवायु और मौसम

पृथ्वी की सतह के विभिन्न अक्षांशों तक पहुंचने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर, और इसकी संरचना की जटिलता, जिसमें महासागरों, महाद्वीपों और प्रमुख पर्वत प्रणालियों का वितरण शामिल है, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करते हैं (जलवायु देखें)।

साहित्य

• सोवियत सत्ता के 50 वर्षों के लिए मौसम विज्ञान और जल विज्ञान, एड। ई. के. फेडोरोवा द्वारा संपादित लेनिनग्राद, 1967।
• ख्रगियन ए। ख।, वायुमंडलीय भौतिकी, दूसरा संस्करण।, एम।, 1958;
• ज्वेरेव ए.एस., सिनोप्टिक मौसम विज्ञान और मौसम पूर्वानुमान की मूल बातें, एल।, 1968;
• ख्रोमोव एस.पी., मौसम विज्ञान और भौगोलिक संकायों के लिए जलवायु विज्ञान, एल।, 1964;
• टावर्सकोय पी। एन।, मौसम विज्ञान पाठ्यक्रम, एल।, 1962;
• मतवीव एलटी, सामान्य मौसम विज्ञान के मूल सिद्धांत। वायुमंडल का भौतिकी, एल।, 1965;
• बुडको एम. आई., पृथ्वी की सतह का थर्मल संतुलन, एल।, 1956;
• कोंड्रैटिव के। हां, एक्टिनोमेट्री, एल।, 1965;
• पूंछ I. A., वायुमंडल की उच्च परतें, L., 1964;
• मोरोज़ वी.आई., ग्रहों का भौतिकी, एम।, 1967;
• टावर्सकोय पी.एन., वायुमंडलीय बिजली, एल।, 1949;
• शिश्किन एन.एस., बादल, वर्षा और बिजली बिजली, एम।, 1964;
• पृथ्वी के वायुमंडल में ओजोन, एड. जी. पी. गुशचिना, एल., 1966;
• Imyanitov I. M., Chubarina E. V., मुक्त वातावरण की बिजली, L., 1965।

एम। आई। बुडको, के। हां। कोंड्रैटिव।

यह लेख या अनुभाग टेक्स्ट का उपयोग करता है

पृथ्वी का वायुमंडल ग्रह का गैसीय आवरण है। वायुमंडल की निचली सीमा पृथ्वी की सतह (जलमंडल और पृथ्वी की पपड़ी) के पास से गुजरती है, और ऊपरी सीमा बाहरी अंतरिक्ष (122 किमी) के संपर्क का क्षेत्र है। वातावरण में कई अलग-अलग तत्व होते हैं। मुख्य हैं: 78% नाइट्रोजन, 20% ऑक्सीजन, 1% आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, नियॉन गैलियम, हाइड्रोजन, आदि। रोचक तथ्य लेख के अंत में या क्लिक करके देखे जा सकते हैं।

वायुमंडल में हवा की अलग-अलग परतें होती हैं। हवा की परतें तापमान, गैस अंतर और उनके घनत्व में भिन्न होती हैं और। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि समताप मंडल और क्षोभमंडल की परतें पृथ्वी को सौर विकिरण से बचाती हैं। उच्च परतों में, एक जीवित जीव पराबैंगनी सौर स्पेक्ट्रम की घातक खुराक प्राप्त कर सकता है। वातावरण की वांछित परत पर जल्दी से कूदने के लिए, संबंधित परत पर क्लिक करें:

क्षोभमंडल और क्षोभमंडल

क्षोभमंडल - तापमान, दबाव, ऊंचाई

ऊपरी सीमा लगभग 8 - 10 किमी लगभग रखी गई है। समशीतोष्ण अक्षांशों में 16 - 18 किमी और ध्रुवीय में 10 - 12 किमी। क्षोभ मंडलयह वायुमंडल की निचली मुख्य परत है। इस परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और कुल जल वाष्प का 90% के करीब होता है। यह क्षोभमंडल में है कि संवहन और अशांति उत्पन्न होती है, चक्रवात बनते हैं और होते हैं। तापमानऊंचाई के साथ घटता है। ढाल: 0.65°/100 मीटर गर्म पृथ्वी और पानी संलग्न हवा को गर्म करते हैं। गर्म हवा ऊपर उठती है, ठंडी होती है और बादल बनाती है। परत की ऊपरी सीमाओं में तापमान -50/70 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

यह इस परत में है कि जलवायु मौसम की स्थिति में परिवर्तन होते हैं। क्षोभमंडल की निचली सीमा कहलाती है सतहचूंकि इसमें बहुत सारे वाष्पशील सूक्ष्मजीव और धूल होते हैं। इस परत में ऊंचाई के साथ हवा की गति बढ़ जाती है।

ट्रोपोपॉज़

यह क्षोभमंडल की समताप मंडल की संक्रमणकालीन परत है। यहां, ऊंचाई में वृद्धि के साथ तापमान में कमी की निर्भरता समाप्त हो जाती है। ट्रोपोपॉज़ न्यूनतम ऊंचाई है जहां ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल 0.2 डिग्री सेल्सियस / 100 मीटर तक गिर जाता है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई चक्रवात जैसी मजबूत जलवायु घटनाओं पर निर्भर करती है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई चक्रवातों के ऊपर घट जाती है और प्रतिचक्रवात से ऊपर बढ़ जाती है।

समताप मंडल और समताप मंडल

समताप मंडल की परत की ऊंचाई लगभग 11 से 50 किमी तक होती है। 11-25 किमी की ऊंचाई पर तापमान में मामूली बदलाव होता है। 25-40 किमी की ऊंचाई पर, उलट देनातापमान 56.5 से बढ़कर 0.8 डिग्री सेल्सियस हो गया। 40 किमी से 55 किमी तक तापमान 0°C के आसपास रहता है। इस क्षेत्र को कहा जाता है - स्ट्रेटोपॉज़.

समताप मंडल में गैस के अणुओं पर सौर विकिरण का प्रभाव देखा जाता है, वे परमाणुओं में वियोजित हो जाते हैं। इस परत में लगभग कोई जलवाष्प नहीं होती है। आधुनिक सुपरसोनिक वाणिज्यिक विमान स्थिर उड़ान स्थितियों के कारण 20 किमी तक की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं। उच्च ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे 40 किमी की ऊंचाई तक बढ़ते हैं। यहां हवा की धाराएं स्थिर हैं, इनकी गति 300 किमी/घंटा तक पहुंच जाती है। साथ ही इस परत में केंद्रित है ओजोन, एक परत जो पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करती है।

मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़ - संरचना, प्रतिक्रियाएं, तापमान

मेसोस्फीयर परत लगभग 50 किमी से शुरू होती है और लगभग 80-90 किमी पर समाप्त होती है। ऊंचाई के साथ तापमान लगभग 0.25-0.3 डिग्री सेल्सियस/100 मीटर कम हो जाता है। दीप्तिमान ताप विनिमय यहां का मुख्य ऊर्जा प्रभाव है। मुक्त कणों से युक्त जटिल प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाएं (जिसमें 1 या 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं) वे लागू करते हैं चमकनावातावरण।

मेसोस्फीयर में लगभग सभी उल्काएं जलती हैं। वैज्ञानिकों ने इस क्षेत्र का नाम रखा है इग्नोरोस्फीयर. इस क्षेत्र का पता लगाना मुश्किल है, क्योंकि यहां वायुगतिकीय उड्डयन हवा के घनत्व के कारण बहुत खराब है, जो पृथ्वी की तुलना में 1000 गुना कम है। और कृत्रिम उपग्रहों को लॉन्च करने के लिए, घनत्व अभी भी बहुत अधिक है। अनुसंधान मौसम संबंधी रॉकेटों की मदद से किया जाता है, लेकिन यह एक विकृति है। मेसोपॉज़मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। न्यूनतम तापमान -90 डिग्री सेल्सियस है।

कर्मन रेखा

पॉकेट लाइनपृथ्वी के वायुमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच की सीमा कहलाती है। इंटरनेशनल एविएशन फेडरेशन (FAI) के मुताबिक, इस बॉर्डर की ऊंचाई 100 किमी है। यह परिभाषा अमेरिकी वैज्ञानिक थियोडोर वॉन कर्मन के सम्मान में दी गई थी। उन्होंने निर्धारित किया कि इस ऊंचाई पर वायुमंडल का घनत्व इतना कम है कि वायुगतिकीय विमानन यहां असंभव हो जाता है, क्योंकि विमान की गति अधिक होनी चाहिए पहला अंतरिक्ष वेग. इतनी ऊंचाई पर, ध्वनि अवरोध की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है। यहां आप प्रतिक्रियाशील बलों के कारण ही विमान को नियंत्रित कर सकते हैं।

थर्मोस्फीयर और थर्मोपॉज़

इस परत की ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी. तापमान लगभग 300 किमी तक बढ़ जाता है, जहाँ यह लगभग 1500 K तक पहुँच जाता है। ऊपर, तापमान अपरिवर्तित रहता है। इस परत में है ध्रुवीय रोशनी- हवा पर सौर विकिरण के प्रभाव के परिणामस्वरूप होता है। इस प्रक्रिया को वायुमंडलीय ऑक्सीजन का आयनीकरण भी कहा जाता है।

हवा की कम दुर्लभता के कारण, कर्मन रेखा के ऊपर की उड़ानें केवल बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र के साथ ही संभव हैं। सभी मानवयुक्त कक्षीय उड़ानें (चंद्रमा की उड़ानों को छोड़कर) वायुमंडल की इस परत में होती हैं।

बहिर्मंडल - घनत्व, तापमान, ऊँचाई

एक्सोस्फीयर की ऊंचाई 700 किमी से ऊपर है। यहां गैस बहुत दुर्लभ है, और प्रक्रिया होती है अपव्यय- ग्रहों के बीच अंतरिक्ष में कणों का रिसाव। ऐसे कणों की गति 11.2 किमी/सेकंड तक पहुंच सकती है। सौर गतिविधि की वृद्धि से इस परत की मोटाई का विस्तार होता है।

• गुरुत्वाकर्षण के कारण गैस का खोल अंतरिक्ष में नहीं उड़ता है। वायु उन कणों से बनी होती है जिनका अपना द्रव्यमान होता है। गुरुत्वाकर्षण के नियम से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि द्रव्यमान वाली प्रत्येक वस्तु पृथ्वी की ओर आकर्षित होती है।
• ब्यूज़-बैलट का नियम कहता है कि यदि आप उत्तरी गोलार्ध में हैं और हवा की ओर पीठ करके खड़े हैं, तो दाहिनी ओर एक उच्च दाब क्षेत्र और बाईं ओर निम्न दाब होगा। दक्षिणी गोलार्ध में, यह दूसरी तरफ होगा।

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 अपने जाल में फँसा 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 जोड़ 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 वातावरण (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 यौगिकों के रूप में सीओ 2 और सीओ, 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 के माध्यम से 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 वेंडियन काल में उत्पन्न हुई और उस समय कभी गायब नहीं हुई।

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 यह 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 लिए 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 के कुछ मील के पत्थर 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, कुछ हद तक 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 की 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 विभिन्न 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*1019 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 मानवता 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 यह लंबे समय तक वहां रह सकती 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 जलवाष्प 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 वायु 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। परिसंचरण 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 रखने के कारण, बवंडर कई सौ किलोमीटर तक यात्रा करता है, धूल में, जलाशयों से पानी और विभिन्न वस्तुओं को 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।

चक्रवात अन्य विनाशकारी लेकिन लंबे समय तक चलने वाले वायुमंडलीय भंवर 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 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 निर्मित 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 गर्म हवा की एक परत ठंडी हवा की सतह परत (700 मीटर से नीचे) के ऊपर 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। अधिकांश नाइट्रोजन ऑक्साइड वाहनों और डीजल इंजनों के संचालन के दौरान 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 क्षरण 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।

पृथ्वी का वायुमंडल(ग्रीक एटमॉस स्टीम + स्पाइरा बॉल) - पृथ्वी के चारों ओर गैसीय खोल। वायुमंडल का द्रव्यमान लगभग 5.15·10 15 वायुमंडल का जैविक महत्व बहुत बड़ा है। वायुमंडल में, जन-ऊर्जा का आदान-प्रदान चेतन और निर्जीव प्रकृति के बीच, वनस्पतियों और जीवों के बीच होता है। वायुमंडलीय नाइट्रोजन सूक्ष्मजीवों द्वारा आत्मसात किया जाता है; पौधे सूर्य की ऊर्जा के कारण कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं। वायुमंडल की उपस्थिति पृथ्वी पर जल के संरक्षण को सुनिश्चित करती है, जो जीवों के अस्तित्व के लिए भी एक महत्वपूर्ण शर्त है।

उच्च ऊंचाई वाले भूभौतिकीय रॉकेटों, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरग्रहीय स्वचालित स्टेशनों की मदद से किए गए अध्ययनों ने स्थापित किया है कि पृथ्वी का वायुमंडल हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है। वायुमंडल की सीमाएँ अस्थिर हैं, वे चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और सूर्य के प्रकाश के प्रवाह के दबाव से प्रभावित हैं। पृथ्वी की छाया के क्षेत्र में भूमध्य रेखा के ऊपर, वायुमंडल लगभग 10,000 किमी की ऊँचाई तक पहुँचता है, और ध्रुवों के ऊपर, इसकी सीमाएँ पृथ्वी की सतह से 3,000 किमी दूर हैं। वायुमंडल का मुख्य द्रव्यमान (80-90%) 12-16 किमी तक की ऊंचाई के भीतर है, जिसे ऊंचाई के रूप में इसके गैसीय माध्यम के घनत्व (दुर्लभकरण) में कमी की घातीय (गैर-रैखिक) प्रकृति द्वारा समझाया गया है। समुद्र के स्तर से ऊपर बढ़ जाता है।

प्राकृतिक परिस्थितियों में अधिकांश जीवित जीवों का अस्तित्व वातावरण की संकरी सीमाओं में भी संभव है, 7-8 किमी तक, जहां गैस की संरचना, तापमान, दबाव और आर्द्रता जैसे वायुमंडलीय कारकों का संयोजन, सक्रिय पाठ्यक्रम के लिए आवश्यक है। जैविक प्रक्रियाएं होती हैं। हवा की गति और आयनीकरण, वायुमंडलीय वर्षा और वातावरण की विद्युत स्थिति भी स्वच्छ महत्व के हैं।

गैस संरचना

वायुमंडल गैसों का एक भौतिक मिश्रण है (तालिका 1), मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन (78.08 और 20.95 वॉल्यूम।%)। वायुमंडलीय गैसों का अनुपात लगभग 80-100 किमी की ऊंचाई तक समान है। वायुमंडल की गैस संरचना के मुख्य भाग की स्थिरता चेतन और निर्जीव प्रकृति के बीच गैस विनिमय की प्रक्रियाओं के सापेक्ष संतुलन और क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में वायु द्रव्यमान के निरंतर मिश्रण के कारण है।

तालिका 1. पृथ्वी की सतह के पास शुष्क वायुमंडलीय वायु की रासायनिक संरचना की विशेषताएं

गैस संरचना	वॉल्यूम एकाग्रता,%
ऑक्सीजन
कार्बन डाइऑक्साइड
नाइट्रस ऑक्साइड
सल्फर डाइऑक्साइड	0 से 0.0001
	गर्मियों में 0 से 0.000007, सर्दियों में 0 से 0.00002
नाइट्रोजन डाइऑक्साइड	0 से 0.00002
कार्बन मोनोआक्साइड

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, गुरुत्वाकर्षण और तापमान के प्रभाव में अलग-अलग गैसों का प्रतिशत उनके विसरित स्तरीकरण के कारण बदल जाता है। इसके अलावा, 100 किमी या उससे अधिक की ऊंचाई पर पराबैंगनी और एक्स-रे के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग की कार्रवाई के तहत, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड अणु परमाणुओं में अलग हो जाते हैं। उच्च ऊंचाई पर, ये गैसें अत्यधिक आयनित परमाणुओं के रूप में होती हैं।

पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री कम स्थिर है, जो आंशिक रूप से बड़े औद्योगिक उद्यमों के असमान वितरण के कारण है जो हवा को प्रदूषित करते हैं, साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने वाले वनस्पति और जल बेसिन के असमान वितरण के कारण है। धरती पर। वायुमंडल में भी परिवर्तनशील एरोसोल (देखें) की सामग्री है - हवा में निलंबित कण कई मिलीमीटर से लेकर कई दसियों माइक्रोन तक आकार में - ज्वालामुखी विस्फोट, शक्तिशाली कृत्रिम विस्फोट, औद्योगिक उद्यमों द्वारा प्रदूषण के परिणामस्वरूप बनते हैं। ऊंचाई के साथ एरोसोल की सांद्रता तेजी से घटती है।

वायुमंडल के परिवर्तनशील घटकों में सबसे अस्थिर और महत्वपूर्ण जल वाष्प है, जिसकी सांद्रता पृथ्वी की सतह पर 3% (उष्णकटिबंधीय में) से 2 × 10 -10% (अंटार्कटिका में) तक भिन्न हो सकती है। हवा का तापमान जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक नमी, ceteris paribus, वातावरण में हो सकती है और इसके विपरीत। जलवाष्प का अधिकांश भाग वायुमंडल में 8-10 किमी की ऊँचाई तक संकेन्द्रित होता है। वायुमंडल में जल वाष्प की सामग्री वाष्पीकरण, संघनन और क्षैतिज परिवहन की प्रक्रियाओं के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करती है। उच्च ऊंचाई पर, तापमान में कमी और वाष्प के संघनन के कारण, हवा व्यावहारिक रूप से शुष्क होती है।

आणविक और परमाणु ऑक्सीजन के अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन (देखें) होता है, जिसकी सांद्रता बहुत परिवर्तनशील होती है और ऊंचाई और मौसम के आधार पर भिन्न होती है। सभी ओजोन का अधिकांश भाग ध्रुवीय रात के अंत तक ध्रुवों के क्षेत्र में 15-30 किमी की ऊँचाई पर ऊपर और नीचे तेज कमी के साथ समाहित होता है। ओजोन मुख्य रूप से 20-50 किमी की ऊंचाई पर ऑक्सीजन पर पराबैंगनी सौर विकिरण की फोटोकैमिकल क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। इस मामले में, डायटोमिक ऑक्सीजन अणु आंशिक रूप से परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं और, असंबद्ध अणुओं से जुड़कर, त्रिकोणीय ओजोन अणु (पॉलीमेरिक, ऑक्सीजन का एलोट्रोपिक रूप) बनाते हैं।

तथाकथित अक्रिय गैसों (हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन, क्सीनन) के समूह के वातावरण में उपस्थिति प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय प्रक्रियाओं के निरंतर प्रवाह से जुड़ी है।

गैसों का जैविक महत्ववातावरण बहुत बड़ा है। अधिकांश बहुकोशिकीय जीवों के लिए, गैसीय या जलीय माध्यम में आणविक ऑक्सीजन की एक निश्चित सामग्री उनके अस्तित्व का एक अनिवार्य कारक है, जो श्वसन के दौरान प्रकाश संश्लेषण के दौरान शुरू में बनाए गए कार्बनिक पदार्थों से ऊर्जा की रिहाई को निर्धारित करता है। यह कोई संयोग नहीं है कि जीवमंडल की ऊपरी सीमाएं (ग्लोब की सतह का हिस्सा और वायुमंडल का निचला हिस्सा जहां जीवन मौजूद है) पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन की उपस्थिति से निर्धारित होती है। विकास की प्रक्रिया में, जीवों ने वातावरण में ऑक्सीजन के एक निश्चित स्तर के लिए अनुकूलित किया है; ऑक्सीजन सामग्री को घटने या बढ़ने की दिशा में बदलने से प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है (देखें ऊंचाई की बीमारी, हाइपरॉक्सिया, हाइपोक्सिया)।

ऑक्सीजन के ओजोन-एलोट्रोपिक रूप का भी एक स्पष्ट जैविक प्रभाव होता है। सांद्रता में 0.0001 मिलीग्राम / एल से अधिक नहीं, जो रिसॉर्ट क्षेत्रों और समुद्री तटों के लिए विशिष्ट है, ओजोन का उपचार प्रभाव पड़ता है - यह श्वास और हृदय गतिविधि को उत्तेजित करता है, नींद में सुधार करता है। ओजोन की सांद्रता में वृद्धि के साथ, इसका विषाक्त प्रभाव प्रकट होता है: आंखों में जलन, श्वसन पथ के श्लेष्म झिल्ली की नेक्रोटिक सूजन, फुफ्फुसीय रोगों का तेज होना, स्वायत्त न्यूरोसिस। हीमोग्लोबिन के साथ संयोजन में, ओजोन मेथेमोग्लोबिन बनाता है, जिससे रक्त के श्वसन कार्य का उल्लंघन होता है; फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन का स्थानांतरण मुश्किल हो जाता है, घुटन की घटना विकसित होती है। परमाणु ऑक्सीजन का शरीर पर समान प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। सौर विकिरण और स्थलीय विकिरण के अत्यधिक मजबूत अवशोषण के कारण ओजोन वायुमंडल की विभिन्न परतों के तापीय शासन बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ओजोन पराबैंगनी और अवरक्त किरणों को सबसे अधिक तीव्रता से अवशोषित करती है। 300 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य वाली सौर किरणें वायुमंडलीय ओजोन द्वारा लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाती हैं। इस प्रकार, पृथ्वी एक प्रकार की "ओजोन स्क्रीन" से घिरी हुई है जो कई जीवों को सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती है। वायुमंडलीय हवा में नाइट्रोजन का बहुत बड़ा जैविक महत्व है, मुख्य रूप से तथाकथित स्रोत के रूप में। स्थिर नाइट्रोजन - पौधे (और अंततः पशु) भोजन का एक संसाधन। नाइट्रोजन का शारीरिक महत्व जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक वायुमंडलीय दबाव के स्तर को बनाने में इसकी भागीदारी से निर्धारित होता है। दबाव परिवर्तन की कुछ शर्तों के तहत, नाइट्रोजन शरीर में कई विकारों के विकास में एक प्रमुख भूमिका निभाता है (देखें डीकंप्रेसन बीमारी)। यह धारणा कि नाइट्रोजन शरीर पर ऑक्सीजन के विषाक्त प्रभाव को कमजोर करती है और न केवल सूक्ष्मजीवों द्वारा, बल्कि उच्च जानवरों द्वारा भी वातावरण से अवशोषित होती है, विवादास्पद हैं।

वायुमंडल की निष्क्रिय गैसों (क्सीनन, क्रिप्टन, आर्गन, नियॉन, हीलियम) को सामान्य परिस्थितियों में बनाए गए आंशिक दबाव पर जैविक रूप से उदासीन गैसों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। आंशिक दबाव में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, इन गैसों का एक मादक प्रभाव होता है।

वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति जटिल कार्बन यौगिकों के प्रकाश संश्लेषण के कारण जीवमंडल में सौर ऊर्जा के संचय को सुनिश्चित करती है, जो जीवन के दौरान लगातार उत्पन्न होती है, बदलती है और विघटित होती है। इस गतिशील प्रणाली को शैवाल और भूमि पौधों की गतिविधि के परिणामस्वरूप बनाए रखा जाता है जो सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को पकड़ते हैं और इसका उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड (देखें) और पानी को ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विभिन्न कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने के लिए करते हैं। जीवमंडल का ऊपर की ओर विस्तार आंशिक रूप से इस तथ्य से सीमित है कि 6-7 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, क्लोरोफिल युक्त पौधे कार्बन डाइऑक्साइड के कम आंशिक दबाव के कारण नहीं रह सकते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड शारीरिक दृष्टि से भी बहुत सक्रिय है, क्योंकि यह चयापचय प्रक्रियाओं के नियमन, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि, श्वसन, रक्त परिसंचरण और शरीर के ऑक्सीजन शासन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि, इस नियमन की मध्यस्थता शरीर द्वारा ही उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड के प्रभाव से होती है, न कि वातावरण से। जानवरों और मनुष्यों के ऊतकों और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव वातावरण में इसके दबाव से लगभग 200 गुना अधिक होता है। और केवल वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि (0.6-1% से अधिक) के साथ, शरीर में उल्लंघन होते हैं, जिसे हाइपरकेनिया (देखें) शब्द द्वारा दर्शाया गया है। साँस की हवा से कार्बन डाइऑक्साइड का पूर्ण उन्मूलन सीधे मानव और पशु जीवों पर प्रतिकूल प्रभाव नहीं डाल सकता है।

कार्बन डाइऑक्साइड लंबी-तरंग दैर्ध्य विकिरण को अवशोषित करने और "ग्रीनहाउस प्रभाव" को बनाए रखने में एक भूमिका निभाता है जो पृथ्वी की सतह के पास तापमान बढ़ाता है। उद्योग के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में भारी मात्रा में हवा में प्रवेश करने वाले कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण के थर्मल और अन्य शासनों पर प्रभाव की समस्या का भी अध्ययन किया जा रहा है।

वायुमंडलीय जल वाष्प (वायु आर्द्रता) मानव शरीर को भी प्रभावित करती है, विशेष रूप से, पर्यावरण के साथ गर्मी का आदान-प्रदान।

वायुमण्डल में जलवाष्प के संघनन के फलस्वरूप बादल बनते हैं और वर्षा (वर्षा, ओले, हिम) गिरती है। जल वाष्प, प्रकीर्णन सौर विकिरण, मौसम संबंधी परिस्थितियों के निर्माण में पृथ्वी के तापीय शासन और वायुमंडल की निचली परतों के निर्माण में भाग लेते हैं।

वायुमंडलीय दबाव

वायुमंडलीय दबाव (बैरोमेट्रिक) पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में वातावरण द्वारा लगाया जाने वाला दबाव है। वायुमंडल में प्रत्येक बिंदु पर इस दबाव का मान माप के स्थान से ऊपर वायुमंडल की सीमाओं तक फैले एक इकाई आधार के साथ हवा के ऊपरी स्तंभ के वजन के बराबर होता है। वायुमंडलीय दबाव को बैरोमीटर (देखें) से मापा जाता है और मिलीबार में व्यक्त किया जाता है, न्यूटन प्रति वर्ग मीटर या बैरोमीटर में पारा स्तंभ की ऊंचाई मिलीमीटर में, 0 ° तक कम हो जाती है और गुरुत्वाकर्षण के त्वरण का सामान्य मान होता है। तालिका में। 2 वायुमंडलीय दबाव की सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली इकाइयों को दर्शाता है।

विभिन्न भौगोलिक अक्षांशों पर भूमि और पानी के ऊपर स्थित वायुराशियों के असमान तापन के कारण दबाव में परिवर्तन होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, हवा का घनत्व और उससे बनने वाला दबाव कम होता जाता है। कम दबाव के साथ तेज गति वाली हवा का एक बड़ा संचय (परिधि से भंवर के केंद्र तक दबाव में कमी के साथ) एक चक्रवात कहा जाता है, जिसमें दबाव बढ़ जाता है (भंवर के केंद्र की ओर दबाव में वृद्धि के साथ) - ए प्रतिचक्रवात। मौसम की भविष्यवाणी के लिए, वायुमंडलीय दबाव में गैर-आवधिक परिवर्तन महत्वपूर्ण हैं, जो विशाल द्रव्यमान को स्थानांतरित करने में होते हैं और एंटीसाइक्लोन और चक्रवातों के उद्भव, विकास और विनाश से जुड़े होते हैं। विशेष रूप से वायुमंडलीय दबाव में बड़े परिवर्तन उष्णकटिबंधीय चक्रवातों की तीव्र गति से जुड़े होते हैं। इसी समय, वायुमंडलीय दबाव प्रति दिन 30-40 एमबार तक भिन्न हो सकता है।

100 किमी की दूरी पर मिलीबार में वायुमंडलीय दबाव में गिरावट को क्षैतिज बैरोमीटर का ढाल कहा जाता है। आमतौर पर, क्षैतिज बैरोमीटर का ढाल 1-3 एमबार है, लेकिन उष्णकटिबंधीय चक्रवातों में यह कभी-कभी प्रति 100 किमी में दस मिलीबार तक बढ़ जाता है।

जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, लॉगरिदमिक संबंध में वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है: पहले बहुत तेजी से, और फिर कम और कम ध्यान देने योग्य (चित्र 1)। इसलिए, बैरोमीटर का दबाव वक्र घातीय है।

प्रति इकाई ऊर्ध्वाधर दूरी के दबाव में कमी को ऊर्ध्वाधर बैरोमीटर का ढाल कहा जाता है। अक्सर वे इसका पारस्परिक उपयोग करते हैं - बैरोमीटर का कदम।

चूंकि बैरोमीटर का दबाव हवा बनाने वाली गैसों के आंशिक दबावों का योग है, इसलिए यह स्पष्ट है कि ऊंचाई में वृद्धि के साथ-साथ वातावरण के कुल दबाव में कमी के साथ, गैसों का आंशिक दबाव होता है। ऊपर हवा भी कम हो जाती है। वायुमण्डल में किसी भी गैस के आंशिक दाब के मान की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

जहां पी एक्स गैस का आंशिक दबाव है, पी जेड ऊंचाई जेड पर वायुमंडलीय दबाव है, एक्स% गैस का प्रतिशत है जिसका आंशिक दबाव निर्धारित किया जाना है।

चावल। 1. समुद्र तल से ऊंचाई के आधार पर बैरोमीटर के दबाव में परिवर्तन।

चावल। 2. वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में परिवर्तन और ऑक्सीजन के साथ धमनी रक्त की संतृप्ति हवा और ऑक्सीजन में सांस लेते समय ऊंचाई में परिवर्तन पर निर्भर करता है। ऑक्सीजन की सांस 8.5 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है (दबाव कक्ष में प्रयोग)।

चावल। 3. हवा (I) और ऑक्सीजन (II) को सांस लेते हुए तेजी से उठने के बाद अलग-अलग ऊंचाइयों पर मिनटों में एक व्यक्ति में सक्रिय चेतना के औसत मूल्यों का तुलनात्मक घटता। 15 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, ऑक्सीजन और हवा में सांस लेते समय सक्रिय चेतना समान रूप से परेशान होती है। 15 किमी तक की ऊंचाई पर, ऑक्सीजन की सांस लेने से सक्रिय चेतना (एक दबाव कक्ष में प्रयोग) की अवधि काफी बढ़ जाती है।

चूंकि वायुमंडलीय गैसों की प्रतिशत संरचना अपेक्षाकृत स्थिर है, किसी भी गैस के आंशिक दबाव को निर्धारित करने के लिए, केवल एक निश्चित ऊंचाई पर कुल बैरोमीटर का दबाव जानना आवश्यक है (चित्र 1 और तालिका 3)।

तालिका 3. मानक वायुमंडल की तालिका (GOST 4401-64) 1

ज्यामितीय ऊंचाई (एम)	तापमान		बैरोमीटर का दबाव			ऑक्सीजन का आंशिक दबाव (mmHg)
				एमएमएचजी कला।

1 संक्षिप्त रूप में दिया गया है और "ऑक्सीजन का आंशिक दबाव" कॉलम द्वारा पूरक है।.

नम हवा में गैस के आंशिक दबाव का निर्धारण करते समय, बैरोमीटर के दबाव से संतृप्त वाष्प के दबाव (लोच) को घटाएं।

नम हवा में गैस के आंशिक दबाव को निर्धारित करने का सूत्र शुष्क हवा की तुलना में थोड़ा अलग होगा:

जहाँ pH 2 O जलवाष्प की लोच है। t° 37° पर, संतृप्त जल वाष्प की लोच 47 मिमी Hg है। कला। इस मान का उपयोग वायुकोशीय वायु में जमीन और उच्च ऊंचाई की स्थितियों में गैसों के आंशिक दबावों की गणना में किया जाता है।

उच्च और निम्न रक्तचाप का शरीर पर प्रभाव। बैरोमीटर के दबाव में वृद्धि या कमी की दिशा में परिवर्तन से जानवरों और मनुष्यों के शरीर पर कई तरह के प्रभाव पड़ते हैं। बढ़े हुए दबाव का प्रभाव गैसीय माध्यम (तथाकथित संपीड़न और मर्मज्ञ प्रभाव) की यांत्रिक और मर्मज्ञ भौतिक और रासायनिक क्रिया से जुड़ा होता है।

संपीड़न प्रभाव द्वारा प्रकट होता है: अंगों और ऊतकों पर यांत्रिक दबाव की ताकतों में एक समान वृद्धि के कारण सामान्य वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न; बहुत उच्च बैरोमीटर के दबाव पर एकसमान वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न के कारण मैकेनोरकोसिस; ऊतकों पर स्थानीय असमान दबाव जो बाहरी हवा और गुहा में हवा के बीच एक टूटा हुआ संबंध होने पर गैस युक्त गुहाओं को सीमित करता है, उदाहरण के लिए, मध्य कान, नाक की सहायक गुहाएं (बरोट्रामा देखें); बाहरी श्वसन प्रणाली में गैस घनत्व में वृद्धि, जो श्वसन आंदोलनों के प्रतिरोध में वृद्धि का कारण बनती है, खासकर जबरन श्वास (व्यायाम, हाइपरकेनिया) के दौरान।

मर्मज्ञ प्रभाव ऑक्सीजन और उदासीन गैसों के विषाक्त प्रभाव को जन्म दे सकता है, जिसकी सामग्री में वृद्धि रक्त और ऊतकों में एक मादक प्रतिक्रिया का कारण बनती है, मनुष्यों में नाइट्रोजन-ऑक्सीजन मिश्रण का उपयोग करते समय कटौती के पहले लक्षण होते हैं। 4-8 एटीएम का दबाव। ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में वृद्धि शुरू में शारीरिक हाइपोक्सिमिया के नियामक प्रभाव के बंद होने के कारण हृदय और श्वसन प्रणाली के कामकाज के स्तर को कम कर देती है। 0.8-1 एटीए से अधिक फेफड़ों में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में वृद्धि के साथ, इसका विषाक्त प्रभाव प्रकट होता है (फेफड़े के ऊतकों को नुकसान, आक्षेप, पतन)।

गैसीय माध्यम के बढ़े हुए दबाव के मर्मज्ञ और संपीड़ित प्रभाव का उपयोग नैदानिक ​​चिकित्सा में ऑक्सीजन आपूर्ति की सामान्य और स्थानीय हानि के साथ विभिन्न रोगों के उपचार में किया जाता है (देखें बैरोथेरेपी, ऑक्सीजन थेरेपी)।

दबाव कम करने से शरीर पर और भी अधिक स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। अत्यंत दुर्लभ वातावरण की स्थितियों के तहत, मुख्य रोगजनक कारक जिसके कारण कुछ सेकंड में चेतना का नुकसान होता है, और 4-5 मिनट में मृत्यु हो जाती है, साँस की हवा में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में कमी होती है, और फिर वायुकोशीय में वायु, रक्त और ऊतक (चित्र 2 और 3)। मध्यम हाइपोक्सिया श्वसन प्रणाली और हेमोडायनामिक्स की अनुकूली प्रतिक्रियाओं के विकास का कारण बनता है, जिसका उद्देश्य मुख्य रूप से महत्वपूर्ण अंगों (मस्तिष्क, हृदय) को ऑक्सीजन की आपूर्ति बनाए रखना है। ऑक्सीजन की स्पष्ट कमी के साथ, ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं (श्वसन एंजाइमों के कारण) बाधित होती हैं, और माइटोकॉन्ड्रिया में ऊर्जा उत्पादन की एरोबिक प्रक्रियाएं बाधित होती हैं। यह पहले महत्वपूर्ण अंगों के कार्यों में खराबी की ओर जाता है, और फिर अपरिवर्तनीय संरचनात्मक क्षति और शरीर की मृत्यु की ओर जाता है। अनुकूली और रोग संबंधी प्रतिक्रियाओं का विकास, शरीर की कार्यात्मक स्थिति में बदलाव और वायुमंडलीय दबाव में कमी के साथ मानव प्रदर्शन, साँस की हवा में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में कमी की डिग्री और दर से निर्धारित होता है, रहने की अवधि ऊंचाई पर, किए गए कार्य की तीव्रता, शरीर की प्रारंभिक अवस्था (देखें ऊंचाई की बीमारी)।

ऊंचाई पर दबाव में कमी (यहां तक ​​​​कि ऑक्सीजन की कमी के बहिष्करण के साथ) शरीर में गंभीर विकारों का कारण बनता है, जो "डीकंप्रेसन विकारों" की अवधारणा से एकजुट होता है, जिसमें शामिल हैं: उच्च ऊंचाई वाले पेट फूलना, बैरोटाइटिस और बैरोसिनिटिस, उच्च ऊंचाई वाली डीकंप्रेसन बीमारी और उच्च ऊंचाई वाले ऊतक वातस्फीति।

7-12 किमी या उससे अधिक की ऊंचाई पर चढ़ने पर पेट की दीवार पर बैरोमीटर के दबाव में कमी के साथ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में गैसों के विस्तार के कारण उच्च ऊंचाई वाला पेट फूलना विकसित होता है। आंतों की सामग्री में घुलने वाली गैसों की रिहाई निश्चित रूप से महत्वपूर्ण है।

गैसों के विस्तार से पेट और आंतों में खिंचाव होता है, डायाफ्राम ऊपर उठता है, हृदय की स्थिति बदल जाती है, इन अंगों के रिसेप्टर तंत्र में जलन होती है और पैथोलॉजिकल रिफ्लेक्सिस पैदा होते हैं जो श्वास और रक्त परिसंचरण को बाधित करते हैं। अक्सर पेट में तेज दर्द होता है। इसी तरह की घटनाएं कभी-कभी गोताखोरों में होती हैं जब गहराई से सतह पर चढ़ते हैं।

मध्य कान या नाक के गौण गुहाओं में क्रमशः भीड़ और दर्द की भावना से प्रकट बैरोटाइटिस और बैरोसिनसिसिटिस के विकास का तंत्र, उच्च ऊंचाई वाले पेट फूलने के विकास के समान है।

दबाव में कमी, शरीर के गुहाओं में निहित गैसों के विस्तार के अलावा, तरल पदार्थ और ऊतकों से गैसों की रिहाई का भी कारण बनता है जिसमें वे समुद्र के स्तर या गहराई पर दबाव में भंग हो जाते हैं, और शरीर में गैस के बुलबुले बनते हैं। .

घुली हुई गैसों (सबसे पहले नाइट्रोजन) के बाहर निकलने की यह प्रक्रिया एक डीकंप्रेसन बीमारी (देखें) के विकास का कारण बनती है।

चावल। 4. पानी के क्वथनांक की ऊंचाई और बैरोमीटर के दबाव पर निर्भरता। दबाव संख्याएँ संबंधित ऊँचाई संख्याओं के नीचे स्थित होती हैं।

वायुमंडलीय दबाव में कमी के साथ, तरल पदार्थों का क्वथनांक कम हो जाता है (चित्र 4)। 19 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, जहां बैरोमीटर का दबाव शरीर के तापमान (37 °) पर संतृप्त वाष्प की लोच के बराबर (या उससे कम) होता है, शरीर के बीचवाला और अंतरकोशिकीय द्रव का "उबलना" हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी नसों में, फुस्फुस का आवरण, पेट, पेरीकार्डियम की गुहा में, ढीले वसा ऊतक में, यानी कम हाइड्रोस्टेटिक और अंतरालीय दबाव वाले क्षेत्रों में, जल वाष्प के बुलबुले बनते हैं, उच्च ऊंचाई वाले ऊतक वातस्फीति विकसित होती है। ऊंचाई "उबलते" सेलुलर संरचनाओं को प्रभावित नहीं करती है, केवल अंतरकोशिकीय द्रव और रक्त में स्थानीयकृत होती है।

बड़े पैमाने पर भाप के बुलबुले हृदय और रक्त परिसंचरण के काम को अवरुद्ध कर सकते हैं और महत्वपूर्ण प्रणालियों और अंगों के कामकाज को बाधित कर सकते हैं। यह तीव्र ऑक्सीजन भुखमरी की एक गंभीर जटिलता है जो उच्च ऊंचाई पर विकसित होती है। उच्च-ऊंचाई वाले ऊतक वातस्फीति की रोकथाम उच्च-ऊंचाई वाले उपकरणों के साथ शरीर पर बाहरी दबाव बनाकर प्राप्त की जा सकती है।

कुछ मापदंडों के तहत बैरोमेट्रिक दबाव (डीकंप्रेसन) को कम करने की प्रक्रिया एक हानिकारक कारक बन सकती है। गति के आधार पर, डीकंप्रेसन को चिकनी (धीमी) और विस्फोटक में विभाजित किया जाता है। उत्तरार्द्ध 1 सेकंड से भी कम समय में आगे बढ़ता है और एक मजबूत धमाका (एक शॉट के रूप में), कोहरे के गठन (विस्तारित हवा के ठंडा होने के कारण जल वाष्प का संघनन) के साथ होता है। आमतौर पर, विस्फोटक डीकंप्रेसन ऊंचाई पर होता है जब दबाव वाले कॉकपिट या प्रेशर सूट की ग्लेज़िंग टूट जाती है।

विस्फोटक डीकंप्रेसन में सबसे पहले फेफड़े प्रभावित होते हैं। इंट्रापल्मोनरी अतिरिक्त दबाव (80 मिमी एचजी से अधिक) में तेजी से वृद्धि से फेफड़े के ऊतकों का एक महत्वपूर्ण खिंचाव होता है, जिससे फेफड़े का टूटना (2.3 गुना विस्तार के साथ) हो सकता है। विस्फोटक विघटन भी जठरांत्र संबंधी मार्ग को नुकसान पहुंचा सकता है। फेफड़ों में होने वाले अधिक दबाव की मात्रा काफी हद तक डीकंप्रेसन के दौरान हवा के बहिर्वाह की दर और फेफड़ों में हवा की मात्रा पर निर्भर करती है। यह विशेष रूप से खतरनाक है यदि डीकंप्रेसन के समय ऊपरी वायुमार्ग बंद हो जाते हैं (जब निगलते हैं, सांस रोकते हैं) या डीकंप्रेसन गहरी प्रेरणा के चरण के साथ मेल खाता है, जब फेफड़े बड़ी मात्रा में हवा से भर जाते हैं।

वायुमंडलीय तापमान

ऊंचाई बढ़ने के साथ वातावरण का तापमान शुरू में कम हो जाता है (औसतन, जमीन के पास 15° से 11-18 किमी की ऊंचाई पर -56.5°)। वायुमंडल के इस क्षेत्र में ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता प्रत्येक 100 मीटर के लिए लगभग 0.6° है; यह दिन और वर्ष के दौरान बदलता है (सारणी 4)।

तालिका 4. यूएसएसआर क्षेत्र की मध्य पट्टी पर लंबवत तापमान में परिवर्तन

चावल। 5. विभिन्न ऊंचाइयों पर वातावरण के तापमान में परिवर्तन। गोले की सीमाओं को एक बिंदीदार रेखा द्वारा दर्शाया गया है।

11 - 25 किमी की ऊँचाई पर, तापमान स्थिर हो जाता है और -56.5 ° हो जाता है; तब तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है, 40 किमी की ऊंचाई पर 30-40 डिग्री तक पहुंच जाता है, और 70 डिग्री 50-60 किमी (छवि 5) की ऊंचाई पर पहुंच जाता है, जो ओजोन द्वारा सौर विकिरण के तीव्र अवशोषण से जुड़ा होता है। 60-80 किमी की ऊंचाई से, हवा का तापमान फिर से थोड़ा कम हो जाता है (60 डिग्री सेल्सियस तक), और फिर उत्तरोत्तर बढ़ता है और 120 किमी की ऊंचाई पर 270 डिग्री सेल्सियस, 220 किमी, 1500 की ऊंचाई पर 800 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। 300 किमी की ऊंचाई पर डिग्री सेल्सियस, और

बाहरी स्थान के साथ सीमा पर - 3000 ° से अधिक। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन ऊँचाइयों पर गैसों के उच्च विरलीकरण और कम घनत्व के कारण, उनकी ऊष्मा क्षमता और ठंडे पिंडों को गर्म करने की क्षमता बहुत कम होती है। इन परिस्थितियों में, एक पिंड से दूसरे पिंड में ऊष्मा का स्थानांतरण केवल विकिरण के माध्यम से होता है। वायुमंडल में तापमान में होने वाले सभी परिवर्तन सूर्य की तापीय ऊर्जा के वायु द्रव्यमान द्वारा अवशोषण से जुड़े होते हैं - प्रत्यक्ष और परावर्तित।

पृथ्वी की सतह के पास के वायुमंडल के निचले हिस्से में, तापमान वितरण सौर विकिरण के प्रवाह पर निर्भर करता है और इसलिए इसमें मुख्य रूप से अक्षांशीय चरित्र होता है, अर्थात समान तापमान की रेखाएं - समताप - अक्षांशों के समानांतर होती हैं। चूंकि निचली परतों में वातावरण पृथ्वी की सतह से गर्म होता है, क्षैतिज तापमान परिवर्तन महाद्वीपों और महासागरों के वितरण से काफी प्रभावित होता है, जिसके तापीय गुण भिन्न होते हैं। आमतौर पर, संदर्भ पुस्तकें मिट्टी की सतह से 2 मीटर की ऊंचाई पर स्थापित थर्मामीटर के साथ नेटवर्क मौसम संबंधी टिप्पणियों के दौरान मापा गया तापमान दर्शाती हैं। उच्चतम तापमान (58 डिग्री सेल्सियस तक) ईरान के रेगिस्तान में और यूएसएसआर में - तुर्कमेनिस्तान के दक्षिण में (50 डिग्री तक), अंटार्कटिका में सबसे कम (-87 डिग्री तक) और अंटार्कटिका में मनाया जाता है। यूएसएसआर - वेरखोयांस्क और ओय्याकॉन (-68 डिग्री तक) के क्षेत्रों में। सर्दियों में, कुछ मामलों में ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता, 0.6 ° के बजाय, 1 ° प्रति 100 मीटर से अधिक हो सकती है या नकारात्मक मान भी ले सकती है। गर्म मौसम में दिन के दौरान, यह प्रति 100 मीटर कई दसियों डिग्री के बराबर हो सकता है। एक क्षैतिज तापमान प्रवणता भी होती है, जिसे सामान्य रूप से समताप रेखा के साथ 100 किमी की दूरी के रूप में संदर्भित किया जाता है। क्षैतिज तापमान प्रवणता का परिमाण प्रति 100 किमी में एक डिग्री का दसवां हिस्सा है, और ललाट क्षेत्रों में यह 10° प्रति 100 मीटर से अधिक हो सकता है।

मानव शरीर बाहरी तापमान में उतार-चढ़ाव की काफी संकीर्ण सीमा के भीतर थर्मल होमियोस्टेसिस (देखें) को बनाए रखने में सक्षम है - 15 से 45 ° तक। पृथ्वी के पास और ऊंचाई पर वातावरण के तापमान में महत्वपूर्ण अंतर के लिए उच्च ऊंचाई और अंतरिक्ष उड़ानों में मानव शरीर और पर्यावरण के बीच थर्मल संतुलन सुनिश्चित करने के लिए विशेष सुरक्षात्मक तकनीकी साधनों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

वातावरण के मापदंडों (तापमान, दबाव, रासायनिक संरचना, विद्युत अवस्था) में विशेषता परिवर्तन से वातावरण को ज़ोन, या परतों में सशर्त रूप से विभाजित करना संभव हो जाता है। क्षोभ मंडल- पृथ्वी की निकटतम परत, जिसकी ऊपरी सीमा भूमध्य रेखा पर 17-18 किमी तक, ध्रुवों पर - 7-8 किमी तक, मध्य अक्षांशों में - 12-16 किमी तक फैली हुई है। क्षोभमंडल को एक घातीय दबाव ड्रॉप, एक निरंतर ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल की उपस्थिति, वायु द्रव्यमान के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आंदोलनों और वायु आर्द्रता में महत्वपूर्ण परिवर्तन की विशेषता है। क्षोभमंडल में वायुमंडल का बड़ा हिस्सा होता है, साथ ही जीवमंडल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा भी होता है; यहाँ सभी मुख्य प्रकार के बादल उत्पन्न होते हैं, वायु द्रव्यमान और अग्रभाग बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। क्षोभमंडल में, पृथ्वी के बर्फीले आवरण से सूर्य की किरणों के परावर्तन और हवा की सतह की परतों के ठंडा होने के कारण तथाकथित उलटा होता है, यानी नीचे से वातावरण में तापमान में वृद्धि होती है। सामान्य कमी के बजाय ऊपर।

गर्म मौसम में, वायु द्रव्यमान का निरंतर अशांत (यादृच्छिक, अराजक) मिश्रण और वायु प्रवाह (संवहन) द्वारा गर्मी हस्तांतरण क्षोभमंडल में होता है। संवहन कोहरे को नष्ट करता है और निचले वातावरण में धूल की मात्रा को कम करता है।

वायुमण्डल की दूसरी परत है समताप मंडल.

यह एक स्थिर तापमान (ट्रोपोपॉज़) के साथ एक संकीर्ण क्षेत्र (1-3 किमी) में क्षोभमंडल से शुरू होता है और लगभग 80 किमी की ऊंचाई तक फैला होता है। समताप मंडल की एक विशेषता हवा की प्रगतिशील दुर्लभता, पराबैंगनी विकिरण की असाधारण उच्च तीव्रता, जल वाष्प की अनुपस्थिति, बड़ी मात्रा में ओजोन की उपस्थिति और तापमान में क्रमिक वृद्धि है। ओजोन की उच्च सामग्री कई ऑप्टिकल घटनाओं (मृगतृष्णा) का कारण बनती है, ध्वनियों के प्रतिबिंब का कारण बनती है और विद्युत चुम्बकीय विकिरण की तीव्रता और वर्णक्रमीय संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। समताप मंडल में हवा का निरंतर मिश्रण होता है, इसलिए इसकी संरचना क्षोभमंडल की हवा के समान होती है, हालांकि समताप मंडल की ऊपरी सीमाओं पर इसका घनत्व बेहद कम होता है। समताप मंडल में प्रचलित हवाएं पछुआ हवाएं हैं, और ऊपरी क्षेत्र में पूर्वी हवाओं में संक्रमण होता है।

वायुमण्डल की तीसरी परत है योण क्षेत्र, जो समताप मंडल से शुरू होकर 600-800 किमी की ऊंचाई तक फैला है।

आयनोस्फीयर की विशिष्ट विशेषताएं गैसीय माध्यम की अत्यधिक दुर्लभता, आणविक और परमाणु आयनों की उच्च सांद्रता और मुक्त इलेक्ट्रॉनों और उच्च तापमान हैं। आयनमंडल रेडियो तरंगों के प्रसार को प्रभावित करता है, जिससे उनका अपवर्तन, परावर्तन और अवशोषण होता है।

वायुमंडल की उच्च परतों में आयनन का मुख्य स्रोत सूर्य की पराबैंगनी विकिरण है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों को गैस परमाणुओं से बाहर खटखटाया जाता है, परमाणु सकारात्मक आयनों में बदल जाते हैं, और नॉक-आउट इलेक्ट्रॉन मुक्त रहते हैं या नकारात्मक आयनों के गठन के साथ तटस्थ अणुओं द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। आयनोस्फीयर का आयनीकरण सूर्य के उल्का, कोरपसकुलर, एक्स-रे और गामा विकिरण के साथ-साथ पृथ्वी की भूकंपीय प्रक्रियाओं (भूकंप, ज्वालामुखी विस्फोट, शक्तिशाली विस्फोट) से प्रभावित होता है, जो आयनमंडल में ध्वनिक तरंगें उत्पन्न करता है, जो वायुमंडलीय कणों के दोलनों के आयाम और गति में वृद्धि करना और गैस के अणुओं और परमाणुओं के आयनीकरण में योगदान करना (देखें वायुयानीकरण)।

आयनमंडल में विद्युत चालकता, आयनों और इलेक्ट्रॉनों की उच्च सांद्रता से जुड़ी होती है, बहुत अधिक होती है। आयनमंडल की बढ़ी हुई विद्युत चालकता रेडियो तरंगों के परावर्तन और अरोरा की घटना में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

आयनमंडल कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों और अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइलों की उड़ानों का क्षेत्र है। वर्तमान में, अंतरिक्ष चिकित्सा वातावरण के इस हिस्से में उड़ान की स्थिति के मानव शरीर पर संभावित प्रभावों का अध्ययन कर रही है।

चौथा, वायुमंडल की बाहरी परत - बहिर्मंडल. यहाँ से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय (अणुओं द्वारा गुरुत्वाकर्षण बल पर काबू पाने) के कारण विश्व अंतरिक्ष में बिखर जाती हैं। फिर वायुमंडल से अंतर्ग्रहीय बाह्य अंतरिक्ष में एक क्रमिक संक्रमण होता है। बहिर्मंडल बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति में उत्तरार्द्ध से भिन्न होता है जो पृथ्वी के दूसरे और तीसरे विकिरण बेल्ट का निर्माण करते हैं।

वायुमंडल का 4 परतों में विभाजन बहुत ही मनमाना है। तो, विद्युत मापदंडों के अनुसार, वायुमंडल की पूरी मोटाई को 2 परतों में विभाजित किया गया है: न्यूट्रोस्फीयर, जिसमें तटस्थ कण प्रबल होते हैं, और आयनोस्फीयर। तापमान क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर को अलग करता है, क्रमशः ट्रोपो-, स्ट्रैटो- और मेसोपॉज़ द्वारा अलग किया जाता है। 15 से 70 किमी के बीच स्थित वायुमंडल की परत और ओजोन की एक उच्च सामग्री की विशेषता को ओजोनोस्फीयर कहा जाता है।

व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, अंतर्राष्ट्रीय मानक वायुमंडल (MCA) का उपयोग करना सुविधाजनक है, जिसके लिए निम्नलिखित शर्तें स्वीकार की जाती हैं: t ° 15 ° पर समुद्र तल पर दबाव 1013 mbar (1.013 X 10 5 एनएम 2, या 760 मिमी Hg) है। ); तापमान 6.5° प्रति 1 किमी घटकर 11 किमी (सशर्त समताप मंडल) के स्तर पर आ जाता है, और फिर स्थिर रहता है। यूएसएसआर में, मानक वातावरण GOST 4401 - 64 को अपनाया गया था (तालिका 3)।

वर्षण। चूंकि वायुमंडलीय जल वाष्प का अधिकांश भाग क्षोभमंडल में केंद्रित है, पानी के चरण संक्रमण की प्रक्रियाएं, जो वर्षा का कारण बनती हैं, मुख्य रूप से क्षोभमंडल में आगे बढ़ती हैं। ट्रोपोस्फेरिक बादल आमतौर पर पूरी पृथ्वी की सतह के लगभग 50% हिस्से को कवर करते हैं, जबकि समताप मंडल में बादल (20-30 किमी की ऊंचाई पर) और मेसोपॉज़ के पास, जिन्हें मदर-ऑफ-पर्ल और निशाचर बादल कहा जाता है, अपेक्षाकृत कम ही देखे जाते हैं। क्षोभमंडल में जलवाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप बादल बनते हैं और वर्षा होती है।

वर्षा की प्रकृति के अनुसार, वर्षा को 3 प्रकारों में विभाजित किया जाता है: निरंतर, मूसलाधार, बूंदा बांदी। वर्षा की मात्रा मिलीमीटर में गिरे पानी की परत की मोटाई से निर्धारित होती है; वर्षा को वर्षामापी और वर्षामापी द्वारा मापा जाता है। वर्षा की तीव्रता मिलीमीटर प्रति मिनट में व्यक्त की जाती है।

वायुमंडल के संचलन और पृथ्वी की सतह के प्रभाव के कारण, कुछ मौसमों और दिनों के साथ-साथ क्षेत्र में वर्षा का वितरण बेहद असमान है। इस प्रकार, हवाई द्वीप पर, प्रति वर्ष औसतन 12,000 मिमी गिरता है, और पेरू और सहारा के सबसे शुष्क क्षेत्रों में, वर्षा 250 मिमी से अधिक नहीं होती है, और कभी-कभी कई वर्षों तक नहीं गिरती है। वर्षा की वार्षिक गतिशीलता में, निम्न प्रकार प्रतिष्ठित हैं: भूमध्यरेखीय - वसंत और शरद ऋतु विषुव के बाद अधिकतम वर्षा के साथ; उष्णकटिबंधीय - गर्मियों में अधिकतम वर्षा के साथ; मानसून - गर्मियों और शुष्क सर्दियों में बहुत स्पष्ट चोटी के साथ; उपोष्णकटिबंधीय - सर्दियों और शुष्क गर्मियों में अधिकतम वर्षा के साथ; महाद्वीपीय समशीतोष्ण अक्षांश - गर्मियों में अधिकतम वर्षा के साथ; समुद्री समशीतोष्ण अक्षांश - सर्दियों में अधिकतम वर्षा के साथ।

मौसम को बनाने वाले जलवायु और मौसम संबंधी कारकों का संपूर्ण वायुमंडलीय-भौतिक परिसर व्यापक रूप से स्वास्थ्य को बढ़ावा देने, सख्त करने और औषधीय प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है (देखें क्लाइमेटोथेरेपी)। इसके साथ ही, यह स्थापित किया गया है कि इन वायुमंडलीय कारकों में तेज उतार-चढ़ाव शरीर में शारीरिक प्रक्रियाओं पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है, जिससे विभिन्न रोग स्थितियों का विकास और रोगों का तेज हो सकता है, जिन्हें मौसम संबंधी प्रतिक्रियाएं कहा जाता है (देखें क्लाइमेटोपैथोलॉजी)। इस संबंध में विशेष महत्व के लगातार, लंबे समय तक वातावरण की गड़बड़ी और मौसम संबंधी कारकों में अचानक उतार-चढ़ाव हैं।

हृदय प्रणाली, पॉलीआर्थराइटिस, ब्रोन्कियल अस्थमा, पेप्टिक अल्सर, त्वचा रोगों से पीड़ित लोगों में मौसम संबंधी प्रतिक्रियाएं अधिक बार देखी जाती हैं।

ग्रंथ सूची:बेलिंस्की वी। ए। और पोबियाहो वी। ए। एरोलॉजी, एल।, 1962, बिब्लियोग्र।; बायोस्फीयर और उसके संसाधन, एड। वी. ए. कोवडी. मॉस्को, 1971. डेनिलोव ए। डी। आयनमंडल का रसायन विज्ञान, एल।, 1967; कोलोबकोव एन.वी. एटमॉस्फियर एंड इट्स लाइफ, एम।, 1968; कलितिन एच.एच. दवा के लिए लागू वायुमंडलीय भौतिकी के मूल तत्व, एल।, 1935; Matveev L. T. Fundamentals of सामान्य मौसम विज्ञान, भौतिकी का वातावरण, L., 1965, ग्रंथ सूची; मिन्ख ए। ए। एयर आयनीकरण और इसके स्वच्छ मूल्य, एम।, 1963, ग्रंथ सूची।; यह, स्वच्छ शोध के तरीके, एम।, 1971, ग्रंथ सूची।; टावर्सकोय पी। एन। मौसम विज्ञान पाठ्यक्रम, एल।, 1962; उमांस्की एस.पी. मैन इन स्पेस, एम., 1970; खवोस्तिकोव आई। ए। वायुमंडल की उच्च परतें, एल।, 1964; एक्स आर जी और ए एन ए एक्स। वायुमंडल का भौतिकी, एल।, 1969, ग्रंथ सूची; ख्रोमोव एस.पी. मौसम विज्ञान और भौगोलिक संकायों के लिए जलवायु विज्ञान, एल।, 1968।

उच्च और निम्न रक्तचाप का शरीर पर प्रभाव- आर्मस्ट्रांग जी। एविएशन मेडिसिन, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1954, ग्रंथ सूची।; साल्ट्समैन जी.एल. पर्यावरण के गैसों के उच्च दबाव की स्थिति में किसी व्यक्ति के रहने के शारीरिक आधार, एल।, 1961, ग्रंथ सूची; इवानोव डी। आई। और ख्रोमुश्किन ए। आई। उच्च ऊंचाई और अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान मानव जीवन समर्थन प्रणाली, एम।, 1968, ग्रंथ सूची; इसाकोव पी। के।, आदि। विमानन चिकित्सा का सिद्धांत और अभ्यास, एम।, 1971, ग्रंथ सूची।; कोवलेंको ई। ए। और चेर्न्याकोव आई। एन। उड़ान के चरम कारकों पर कपड़ों की ऑक्सीजन, एम।, 1972, ग्रंथ सूची; माइल्स एस। अंडरवाटर मेडिसिन, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1971, ग्रंथ सूची; बस्बी डी.ई. स्पेस क्लिनिकल मेडिसिन, डॉर्ड्रेक्ट, 1968।

I. H. चेर्न्याकोव, M. T. दिमित्रीव, S. I. Nepomnyashchy।

नीला ग्रह...

यह विषय साइट पर सबसे पहले दिखाई देने वाला था। आखिरकार, हेलीकॉप्टर वायुमंडलीय विमान हैं। पृथ्वी का वातावरण- उनका, इसलिए बोलने के लिए, निवास स्थान :-)। लेकिन वायु के भौतिक गुणबस इस आवास की गुणवत्ता निर्धारित करें :-)। तो यह मूल बातों में से एक है। और आधार हमेशा पहले लिखा जाता है। लेकिन मुझे अभी यह एहसास हुआ है। हालाँकि, यह बेहतर है, जैसा कि आप जानते हैं, देर से कभी नहीं ... आइए इस मुद्दे पर स्पर्श करें, लेकिन बेवजह और अनावश्यक कठिनाइयों के बिना :-)।

इसलिए… पृथ्वी का वातावरण. यह हमारे नीले ग्रह का गैसीय खोल है। यह नाम सभी जानते हैं। नीला क्यों? सिर्फ इसलिए कि सूर्य के प्रकाश (स्पेक्ट्रम) का "नीला" (साथ ही नीला और बैंगनी) घटक वातावरण में सबसे अच्छी तरह से बिखरा हुआ है, इस प्रकार इसे नीले-नीले रंग में रंगता है, कभी-कभी बैंगनी रंग के संकेत के साथ (एक धूप वाले दिन पर, निश्चित रूप से) :-))।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना।

वायुमंडल की संरचना काफी विस्तृत है। मैं पाठ में सभी घटकों को सूचीबद्ध नहीं करूंगा, इसके लिए एक अच्छा उदाहरण है। कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के अपवाद के साथ, इन सभी गैसों की संरचना लगभग स्थिर है। इसके अलावा, वातावरण में आवश्यक रूप से वाष्प, निलंबित बूंदों या बर्फ के क्रिस्टल के रूप में पानी होता है। पानी की मात्रा स्थिर नहीं है और तापमान पर और कुछ हद तक हवा के दबाव पर निर्भर करती है। इसके अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल (विशेषकर वर्तमान वाले) में भी एक निश्चित मात्रा होती है, मैं कहूंगा कि "सभी प्रकार की गंदगी" :-)। ये SO 2, NH 3, CO, HCl, NO हैं, इसके अलावा पारा वाष्प Hg भी हैं। सच है, यह सब कम मात्रा में है, भगवान का शुक्र है :-)।

पृथ्वी का वातावरणयह सतह से ऊपर की ऊंचाई में एक दूसरे का अनुसरण करते हुए कई क्षेत्रों में विभाजित करने की प्रथा है।

पृथ्वी के सबसे निकट पहला, क्षोभमंडल है। यह सबसे निचली और, इसलिए बोलने के लिए, विभिन्न प्रकार के जीवन के लिए मुख्य परत है। इसमें सभी वायुमंडलीय वायु के द्रव्यमान का 80% (हालांकि मात्रा के हिसाब से यह पूरे वातावरण का लगभग 1% है) और सभी वायुमंडलीय जल का लगभग 90% है। सभी हवाएं, बादल, बारिश और हिमपात का बड़ा हिस्सा वहीं से आता है। क्षोभमंडल उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में लगभग 18 किमी और ध्रुवीय अक्षांशों में 10 किमी तक की ऊंचाई तक फैला हुआ है। इसमें हवा का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए लगभग 0.65º की वृद्धि के साथ गिरता है।

वायुमंडलीय क्षेत्र।

दूसरा क्षेत्र समताप मंडल है। मुझे कहना होगा कि क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच एक और संकीर्ण क्षेत्र प्रतिष्ठित है - ट्रोपोपॉज़। यह ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट को रोकता है। ट्रोपोपॉज़ की औसत मोटाई 1.5-2 किमी है, लेकिन इसकी सीमाएँ अस्पष्ट हैं और क्षोभमंडल अक्सर समताप मंडल को ओवरलैप करता है।

तो समताप मंडल की औसत ऊंचाई 12 किमी से 50 किमी है। इसमें 25 किमी तक का तापमान अपरिवर्तित रहता है (लगभग -57ºС), फिर कहीं 40 किमी तक यह लगभग 0ºС तक बढ़ जाता है और आगे 50 किमी तक अपरिवर्तित रहता है। समताप मंडल पृथ्वी के वायुमंडल का अपेक्षाकृत शांत भाग है। इसमें व्यावहारिक रूप से प्रतिकूल मौसम की स्थिति नहीं होती है। यह समताप मंडल में है कि प्रसिद्ध ओजोन परत 15-20 किमी से 55-60 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

इसके बाद एक छोटी सीमा परत समताप मंडल है, जहां तापमान 0ºС के आसपास रहता है, और फिर अगला क्षेत्र मेसोस्फीयर होता है। यह 80-90 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है, और इसमें तापमान लगभग 80ºС तक गिर जाता है। मेसोस्फीयर में आमतौर पर छोटे उल्काएं दिखाई देती हैं, जो उसमें चमकने लगती हैं और वहीं जल जाती हैं।

अगला संकीर्ण अंतराल मेसोपॉज़ है और इसके आगे थर्मोस्फीयर ज़ोन है। इसकी ऊंचाई 700-800 किमी तक है। यहां तापमान फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है और लगभग 300 किमी की ऊंचाई पर यह 1200ºС के क्रम के मूल्यों तक पहुंच सकता है। इसके बाद यह स्थिर रहता है। आयनोस्फीयर थर्मोस्फीयर के अंदर लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक स्थित है। यहां, सौर विकिरण के संपर्क में आने के कारण हवा दृढ़ता से आयनित होती है और इसमें उच्च विद्युत चालकता होती है।

अगला और, सामान्य तौर पर, अंतिम क्षेत्र एक्सोस्फीयर है। यह तथाकथित बिखराव क्षेत्र है। यहां, मुख्य रूप से बहुत दुर्लभ हाइड्रोजन और हीलियम (हाइड्रोजन की प्रबलता के साथ) मौजूद हैं। लगभग 3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर निकट अंतरिक्ष निर्वात में गुजरता है।

ऐसा कहीं है। के बारे में क्यों? क्योंकि ये परतें बल्कि सशर्त हैं। ऊंचाई, गैसों की संरचना, पानी, तापमान, आयनीकरण आदि में विभिन्न परिवर्तन संभव हैं। इसके अलावा और भी कई शब्द हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और स्थिति को परिभाषित करते हैं।

उदाहरण के लिए होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर। पहले में, वायुमंडलीय गैसें अच्छी तरह मिश्रित होती हैं और उनकी संरचना काफी सजातीय होती है। दूसरा पहले के ऊपर स्थित है और वहां व्यावहारिक रूप से ऐसा कोई मिश्रण नहीं है। गैसों को गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग किया जाता है। इन परतों के बीच की सीमा 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, और इसे टर्बोपॉज़ कहा जाता है।

शायद हम शर्तों के साथ समाप्त करेंगे, लेकिन मैं यह निश्चित रूप से जोड़ूंगा कि यह पारंपरिक रूप से माना जाता है कि वायुमंडल की सीमा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इस सीमा को कर्मण रेखा कहते हैं।

मैं वातावरण की संरचना को स्पष्ट करने के लिए दो और तस्वीरें जोड़ूंगा। पहला, हालांकि, जर्मन में है, लेकिन यह पूर्ण और समझने में काफी आसान है :-)। इसे बड़ा किया जा सकता है और अच्छी तरह से माना जा सकता है। दूसरा ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना।

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव।

आधुनिक मानवयुक्त कक्षीय अंतरिक्ष यान लगभग 300-400 किमी की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं। हालाँकि, यह अब उड्डयन नहीं है, हालाँकि क्षेत्र, निश्चित रूप से, एक निश्चित अर्थ में निकट से संबंधित है, और हम निश्चित रूप से इसके बारे में फिर से बात करेंगे :-)।

उड्डयन क्षेत्र क्षोभमंडल है। आधुनिक वायुमंडलीय वायुयान समताप मंडल की निचली परतों में भी उड़ सकते हैं। उदाहरण के लिए, MIG-25RB की व्यावहारिक छत 23000 मीटर है।

समताप मंडल में उड़ान।

और बिल्कुल वायु के भौतिक गुणक्षोभमंडल निर्धारित करते हैं कि उड़ान कैसी होगी, विमान नियंत्रण प्रणाली कितनी प्रभावी होगी, वातावरण में अशांति इसे कैसे प्रभावित करेगी, इंजन कैसे काम करेंगे।

पहली मुख्य संपत्ति है हवा का तापमान. गैस गतिकी में, इसे सेल्सियस पैमाने पर या केल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जा सकता है।

तापमान t1दी गई ऊंचाई पर एचसेल्सियस पैमाने पर निर्धारित किया जाता है:

टी 1 \u003d टी - 6.5N, कहाँ पे टीजमीन पर हवा का तापमान है।

केल्विन पैमाने पर तापमान को कहा जाता है निरपेक्ष तापमानइस पैमाने पर शून्य परम शून्य है। परम शून्य पर अणुओं की तापीय गति रुक ​​जाती है। केल्विन पैमाने पर निरपेक्ष शून्य सेल्सियस पैमाने पर -273º से मेल खाता है।

तदनुसार, तापमान टीस्वर्ग में एचकेल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जाता है:

टी \u003d 273K + टी - 6.5H

हवा का दबाव. वायुमंडलीय दबाव को पास्कल (एन / एम 2) में मापा जाता है, वायुमंडल (एटीएम) में माप की पुरानी प्रणाली में। बैरोमीटर का दबाव जैसी कोई चीज भी होती है। यह एक पारा बैरोमीटर का उपयोग करके पारा के मिलीमीटर में मापा जाने वाला दबाव है। बैरोमेट्रिक दबाव (समुद्र तल पर दबाव) 760 मिमी एचजी के बराबर। कला। मानक कहा जाता है। भौतिकी में, 1 बजे। 760 मिमी एचजी के बराबर।

वायु घनत्व. वायुगतिकी में, सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली अवधारणा हवा का द्रव्यमान घनत्व है। यह 1 m3 आयतन में वायु का द्रव्यमान है। हवा का घनत्व ऊंचाई के साथ बदलता है, हवा अधिक दुर्लभ हो जाती है।

हवा में नमीं. हवा में पानी की मात्रा को दर्शाता है। एक अवधारणा है" सापेक्षिक आर्द्रता". यह किसी दिए गए तापमान पर जल वाष्प के द्रव्यमान का अधिकतम संभव अनुपात है। 0% की अवधारणा, यानी जब हवा पूरी तरह से शुष्क होती है, सामान्य रूप से केवल प्रयोगशाला में ही मौजूद हो सकती है। दूसरी ओर, 100% आर्द्रता काफी वास्तविक है। इसका मतलब है कि हवा ने वह सारा पानी सोख लिया है जिसे वह अवशोषित कर सकती है। बिल्कुल "पूर्ण स्पंज" जैसा कुछ। उच्च सापेक्ष आर्द्रता वायु घनत्व को कम करती है, जबकि कम सापेक्ष आर्द्रता इसे तदनुसार बढ़ाती है।

इस तथ्य के कारण कि विमान की उड़ानें विभिन्न वायुमंडलीय परिस्थितियों में होती हैं, एक उड़ान मोड में उनकी उड़ान और वायुगतिकीय पैरामीटर भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, इन मापदंडों के सही आकलन के लिए, हमने पेश किया अंतर्राष्ट्रीय मानक वातावरण (आईएसए). यह ऊंचाई में वृद्धि के साथ हवा की स्थिति में बदलाव को दर्शाता है।

शून्य आर्द्रता पर हवा की स्थिति के मुख्य मापदंडों को इस प्रकार लिया जाता है:

दबाव पी = 760 मिमी एचजी। कला। (101.3 केपीए);

तापमान टी = +15 डिग्री सेल्सियस (288 के);

द्रव्यमान घनत्व ρ \u003d 1.225 किग्रा / मी 3;

आईएसए के लिए, यह माना जाता है (जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है :-)) कि क्षोभमंडल में तापमान प्रत्येक 100 मीटर की ऊंचाई के लिए 0.65º गिर जाता है।

मानक वातावरण (उदाहरण 10000 मीटर तक)।

आईएसए टेबल का उपयोग उपकरणों को कैलिब्रेट करने के साथ-साथ नेविगेशनल और इंजीनियरिंग गणना के लिए किया जाता है।

वायु के भौतिक गुणजड़ता, चिपचिपाहट और संपीड़ितता जैसी अवधारणाएं भी शामिल हैं।

जड़ता हवा की एक संपत्ति है जो आराम की स्थिति या एकसमान रेक्टिलिनियर गति में परिवर्तन का विरोध करने की क्षमता की विशेषता है। . जड़ता का माप वायु का द्रव्यमान घनत्व है। यह जितना अधिक होता है, जब वायुयान इसमें गति करता है तो माध्यम की जड़ता और ड्रैग बल उतना ही अधिक होता है।

श्यानता। वायुयान के गतिमान होने पर वायु के विरुद्ध घर्षण प्रतिरोध को निर्धारित करता है।

दबाव में परिवर्तन के रूप में संपीडनता वायु घनत्व में परिवर्तन को मापती है। वायुयान की कम गति (450 किमी/घंटा तक) पर वायु प्रवाह उसके चारों ओर प्रवाहित होने पर दबाव में कोई परिवर्तन नहीं होता है, लेकिन उच्च गति पर संपीड्यता का प्रभाव दिखाई देने लगता है। सुपरसोनिक पर इसका प्रभाव विशेष रूप से स्पष्ट है। यह वायुगतिकी का एक अलग क्षेत्र है और एक अलग लेख के लिए एक विषय :-)।

खैर, ऐसा लगता है कि अभी के लिए बस इतना ही ... यह थोड़ा थकाऊ गणना खत्म करने का समय है, हालांकि, इससे दूर नहीं किया जा सकता :-)। पृथ्वी का वातावरण, इसके पैरामीटर, वायु के भौतिक गुणविमान के लिए उतने ही महत्वपूर्ण हैं जितने कि उपकरण के पैरामीटर, और उनका उल्लेख नहीं करना असंभव था।

अभी के लिए, अगली बैठकों और अधिक दिलचस्प विषयों तक 🙂…

पी.एस. मिठाई के लिए, मेरा सुझाव है कि समताप मंडल में उड़ान के दौरान MIG-25PU जुड़वां के कॉकपिट से फिल्माया गया एक वीडियो देखें। फिल्माया गया, जाहिरा तौर पर, एक पर्यटक द्वारा जिसके पास ऐसी उड़ानों के लिए पैसा है :-)। ज्यादातर विंडशील्ड के माध्यम से फिल्माया गया। आसमान के रंग पर ध्यान दें...