वायुमंडल हमारे ग्रह के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। यह वह है जो बाहरी अंतरिक्ष की कठोर परिस्थितियों, जैसे सौर विकिरण और अंतरिक्ष मलबे से लोगों को "आश्रय" देती है। हालांकि, अधिकांश लोगों के लिए वातावरण के बारे में कई तथ्य अज्ञात हैं।

1. आसमान का असली रंग

हालांकि यह विश्वास करना कठिन है, आकाश वास्तव में बैंगनी है। जब प्रकाश वायुमंडल में प्रवेश करता है, तो हवा और पानी के कण प्रकाश को अवशोषित करके उसे बिखेर देते हैं। वहीं सबसे ज्यादा बैंगनी रंग बिखरा हुआ है, इसी वजह से लोगों को नीला आसमान दिखाई देता है।

2. पृथ्वी के वायुमंडल में एक विशिष्ट तत्व

जैसा कि कई लोग स्कूल से याद करते हैं, पृथ्वी के वायुमंडल में लगभग 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन और आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों की छोटी अशुद्धियाँ हैं। लेकिन कम ही लोग जानते हैं कि अब तक वैज्ञानिकों (धूमकेतु 67P के अलावा) द्वारा खोजा गया हमारा वायुमंडल एकमात्र ऐसा है जिसमें मुक्त ऑक्सीजन है। क्योंकि ऑक्सीजन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील गैस है, यह अक्सर अंतरिक्ष में अन्य रसायनों के साथ प्रतिक्रिया करती है। पृथ्वी पर इसका शुद्ध रूप ग्रह को रहने योग्य बनाता है।

3. आसमान में सफेद पट्टी

निश्चित रूप से, कभी-कभी कुछ लोगों को आश्चर्य होता है कि एक जेट विमान के पीछे आकाश में एक सफेद पट्टी क्यों रहती है। ये सफेद निशान, जिन्हें कॉन्ट्रेल्स के रूप में जाना जाता है, तब बनते हैं जब एक विमान के इंजन से गर्म, नम निकास गैसें ठंडी बाहरी हवा के साथ मिल जाती हैं। निकास गैसों से जल वाष्प जम जाता है और दिखाई देने लगता है।

4. वायुमंडल की मुख्य परतें

पृथ्वी के वायुमंडल में पांच मुख्य परतें हैं, जो ग्रह पर जीवन को संभव बनाती हैं। इनमें से पहला, क्षोभमंडल, समुद्र तल से भूमध्य रेखा तक लगभग 17 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है। अधिकांश मौसमी घटनाएं इसी में घटित होती हैं।

5. ओजोन परत

वायुमंडल की अगली परत, समताप मंडल, भूमध्य रेखा पर लगभग 50 किमी की ऊँचाई तक पहुँचती है। इसमें ओजोन परत होती है, जो लोगों को खतरनाक पराबैंगनी किरणों से बचाती है। यद्यपि यह परत क्षोभमंडल के ऊपर है, यह वास्तव में सूर्य की किरणों से अवशोषित होने वाली ऊर्जा के कारण गर्म हो सकती है। अधिकांश जेट विमान और मौसम के गुब्बारे समताप मंडल में उड़ते हैं। विमान इसमें तेजी से उड़ सकते हैं क्योंकि वे गुरुत्वाकर्षण और घर्षण से कम प्रभावित होते हैं। मौसम के गुब्बारों से तूफानों का बेहतर अंदाजा लगाया जा सकता है, जिनमें से अधिकांश क्षोभमंडल में कम होते हैं।

6. मेसोस्फीयर

मेसोस्फीयर मध्य परत है, जो ग्रह की सतह से 85 किमी की ऊंचाई तक फैली हुई है। इसका तापमान -120 डिग्री सेल्सियस के आसपास उतार-चढ़ाव करता है। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का मेसोस्फीयर में जलते हैं। अंतरिक्ष में जाने वाली अंतिम दो परतें थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर हैं।

7. वातावरण का गायब होना

पृथ्वी ने कई बार अपना वातावरण खो दिया है। जब ग्रह मैग्मा के महासागरों में आच्छादित था, तो बड़े पैमाने पर अंतरतारकीय पिंड उसमें दुर्घटनाग्रस्त हो गए। इन प्रभावों, जिन्होंने चंद्रमा का भी निर्माण किया, ने पहली बार ग्रह के वातावरण का निर्माण किया हो सकता है।

8. यदि वायुमंडलीय गैसें नहीं होतीं ...

वायुमंडल में विभिन्न गैसों के बिना, पृथ्वी मानव अस्तित्व के लिए बहुत ठंडी होगी। जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य वायुमंडलीय गैसें सूर्य से गर्मी को अवशोषित करती हैं और इसे ग्रह की सतह पर "वितरित" करती हैं, जिससे रहने योग्य जलवायु बनाने में मदद मिलती है।

9. ओजोन परत का निर्माण

कुख्यात (और महत्वपूर्ण रूप से आवश्यक) ओजोन परत तब बनाई गई थी जब ऑक्सीजन परमाणुओं ने सूर्य से पराबैंगनी प्रकाश के साथ प्रतिक्रिया करके ओजोन का निर्माण किया था। यह ओजोन है जो सूर्य से अधिकांश हानिकारक विकिरण को अवशोषित करता है। इसके महत्व के बावजूद, ओजोन परत अपेक्षाकृत हाल ही में बनाई गई थी जब महासागरों में पर्याप्त जीवन उत्पन्न हुआ था ताकि वायुमंडल में ओजोन की न्यूनतम सांद्रता बनाने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को मुक्त किया जा सके।

10. आयनमंडल

आयनोस्फीयर का नाम इसलिए रखा गया है क्योंकि अंतरिक्ष से और सूर्य से उच्च-ऊर्जा कण आयन बनाने में मदद करते हैं, जिससे ग्रह के चारों ओर एक "विद्युत परत" बनती है। जब कोई उपग्रह नहीं थे, तो इस परत ने रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में मदद की।

11. अम्ल वर्षा

अम्लीय वर्षा, जो पूरे जंगलों को नष्ट कर देती है और जलीय पारिस्थितिक तंत्र को तबाह कर देती है, वातावरण में तब बनती है जब सल्फर डाइऑक्साइड या नाइट्रोजन ऑक्साइड कण जल वाष्प के साथ मिल जाते हैं और बारिश के रूप में जमीन पर गिर जाते हैं। ये रासायनिक यौगिक प्रकृति में भी पाए जाते हैं: ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान सल्फर डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है, और नाइट्रिक ऑक्साइड बिजली के हमलों के दौरान उत्पन्न होता है।

12. बिजली की शक्ति

बिजली इतनी शक्तिशाली है कि सिर्फ एक डिस्चार्ज आसपास की हवा को 30,000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म कर सकता है। तेजी से गर्म होने से पास की हवा का एक विस्फोटक विस्तार होता है, जिसे ध्वनि तरंग के रूप में सुना जाता है जिसे थंडर कहा जाता है।

ऑरोरा बोरेलिस और ऑरोरा ऑस्ट्रेलिस (उत्तरी और दक्षिणी अरोरा) वायुमंडल के चौथे स्तर, थर्मोस्फीयर में होने वाली आयन प्रतिक्रियाओं के कारण होते हैं। जब अत्यधिक आवेशित सौर पवन कण ग्रह के चुंबकीय ध्रुवों पर हवा के अणुओं से टकराते हैं, तो वे चमकते हैं और शानदार प्रकाश शो बनाते हैं।

14. सूर्यास्त

सूर्यास्त अक्सर जलते हुए आकाश की तरह दिखते हैं क्योंकि छोटे वायुमंडलीय कण प्रकाश को बिखेरते हैं, इसे नारंगी और पीले रंग में दर्शाते हैं। इन्द्रधनुष के निर्माण में भी यही सिद्धांत निहित है।

2013 में, वैज्ञानिकों ने पाया कि छोटे सूक्ष्म जीव पृथ्वी की सतह से कई किलोमीटर ऊपर जीवित रह सकते हैं। ग्रह से 8-15 किमी की ऊंचाई पर, ऐसे रोगाणु पाए गए जो वातावरण में तैरने वाले कार्बनिक रसायनों को नष्ट कर देते हैं, उन पर "खिला"।

सर्वनाश के सिद्धांत के अनुयायी और कई अन्य डरावनी कहानियों के बारे में जानने में रुचि होगी।

वायुमंडल ही है जो पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाता है। हमें प्राथमिक विद्यालय में वातावरण के बारे में सबसे पहले जानकारी और तथ्य मिलते हैं। हाई स्कूल में, हम पहले से ही भूगोल के पाठों में इस अवधारणा से अधिक परिचित हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल की अवधारणा

वायुमंडल न केवल पृथ्वी में, बल्कि अन्य खगोलीय पिंडों में भी मौजूद है। यह ग्रहों के आसपास के गैसीय खोल का नाम है। विभिन्न ग्रहों की इस गैस परत की संरचना काफी भिन्न होती है। आइए बुनियादी जानकारी और तथ्यों को देखें जिन्हें अन्यथा वायु कहा जाता है।

इसका सबसे महत्वपूर्ण घटक ऑक्सीजन है। कुछ लोग गलती से सोचते हैं कि पृथ्वी का वायुमंडल पूरी तरह से ऑक्सीजन से बना है, लेकिन हवा वास्तव में गैसों का मिश्रण है। इसमें 78% नाइट्रोजन और 21% ऑक्सीजन होती है। शेष एक प्रतिशत में ओजोन, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प शामिल हैं। इन गैसों का प्रतिशत छोटा होने दें, लेकिन वे एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं - वे सौर विकिरण ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित करते हैं, जिससे ल्यूमिनेरी हमारे ग्रह पर सभी जीवन को राख में बदलने से रोकता है। वायुमंडल के गुण ऊंचाई के साथ बदलते हैं। उदाहरण के लिए, 65 किमी की ऊंचाई पर नाइट्रोजन 86% और ऑक्सीजन 19% है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

• कार्बन डाइऑक्साइडपौधों के पोषण के लिए आवश्यक। वातावरण में, यह जीवों के श्वसन, सड़ने, जलने की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्रकट होता है। वातावरण की संरचना में इसकी अनुपस्थिति किसी भी पौधे के अस्तित्व को असंभव बना देगी।
• ऑक्सीजनमनुष्यों के लिए वातावरण का एक महत्वपूर्ण घटक है। इसकी उपस्थिति सभी जीवों के अस्तित्व के लिए एक शर्त है। यह वायुमंडलीय गैसों की कुल मात्रा का लगभग 20% बनाता है।
• ओजोनयह सौर पराबैंगनी विकिरण का एक प्राकृतिक अवशोषक है, जो जीवों पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। इसका अधिकांश भाग वायुमंडल की एक अलग परत बनाता है - ओजोन स्क्रीन। हाल ही में, मानव गतिविधि ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि यह धीरे-धीरे ढहना शुरू हो जाता है, लेकिन चूंकि इसका बहुत महत्व है, इसलिए इसे संरक्षित करने और पुनर्स्थापित करने के लिए सक्रिय कार्य चल रहा है।
• भापहवा की नमी को निर्धारित करता है। इसकी सामग्री विभिन्न कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है: हवा का तापमान, भौगोलिक स्थिति, मौसम। कम तापमान पर हवा में बहुत कम जलवाष्प होती है, शायद एक प्रतिशत से भी कम और उच्च तापमान पर इसकी मात्रा 4% तक पहुंच जाती है।
• उपरोक्त सभी के अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना में हमेशा एक निश्चित प्रतिशत होता है ठोस और तरल अशुद्धियाँ. ये कालिख, राख, समुद्री नमक, धूल, पानी की बूंदें, सूक्ष्मजीव हैं। वे स्वाभाविक रूप से और मानवजनित दोनों तरीकों से हवा में मिल सकते हैं।

वायुमंडल की परतें

और तापमान, और घनत्व, और हवा की गुणात्मक संरचना अलग-अलग ऊंचाइयों पर समान नहीं होती है। इस वजह से, वातावरण की विभिन्न परतों को अलग करने की प्रथा है। उनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषता है। आइए जानें कि वायुमंडल की कौन सी परतें प्रतिष्ठित हैं:

• क्षोभमंडल पृथ्वी की सतह के सबसे नजदीक वायुमंडल की परत है। इसकी ऊंचाई ध्रुवों से 8-10 किमी और उष्ण कटिबंध में 16-18 किमी है। यहाँ सभी जल वाष्प का 90% है जो वायुमंडल में उपलब्ध है, इसलिए बादलों का सक्रिय गठन होता है। साथ ही इस परत में हवा की गति (हवा), अशांति, संवहन जैसी प्रक्रियाएं होती हैं। उष्ण कटिबंध में गर्म मौसम में दोपहर के समय तापमान +45 डिग्री से लेकर ध्रुवों पर -65 डिग्री तक होता है।
• समताप मंडल वायुमंडल से दूसरी सबसे दूर की परत है। यह 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। समताप मंडल की निचली परत में तापमान लगभग -55 होता है, पृथ्वी से दूरी की ओर यह +1˚С तक बढ़ जाता है। इस क्षेत्र को उलटा कहा जाता है और समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है।
• मेसोस्फीयर 50 से 90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसकी निचली सीमा पर तापमान लगभग 0 है, ऊपरी पर यह -80...-90 तक पहुँच जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंड मेसोस्फीयर में पूरी तरह से जल जाते हैं, जिसके कारण यहां वायु की चमक उत्पन्न होती है।
• थर्मोस्फीयर लगभग 700 किमी मोटा है। उत्तरी रोशनी वायुमंडल की इस परत में दिखाई देती है। वे ब्रह्मांडीय विकिरण और सूर्य से निकलने वाले विकिरण की क्रिया के कारण प्रकट होते हैं।
• एक्सोस्फीयर वायु फैलाव का एक क्षेत्र है। यहां, गैसों की सांद्रता कम होती है और उनका क्रमिक रूप से अंतर्ग्रहीय स्थान में पलायन होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच की सीमा को 100 किमी की रेखा माना जाता है। इस रेखा को कर्मण रेखा कहते हैं।

वायु - दाब

मौसम के पूर्वानुमान को सुनते हुए, हम अक्सर बैरोमीटर के दबाव की रीडिंग सुनते हैं। लेकिन वायुमंडलीय दबाव का क्या अर्थ है, और यह हमें कैसे प्रभावित कर सकता है?

हमें पता चला कि हवा में गैसें और अशुद्धियाँ होती हैं। इन घटकों में से प्रत्येक का अपना वजन होता है, जिसका अर्थ है कि वातावरण भारहीन नहीं है, जैसा कि 17 वीं शताब्दी तक माना जाता था। वायुमंडलीय दबाव वह बल है जिसके साथ वायुमंडल की सभी परतें पृथ्वी की सतह और सभी वस्तुओं पर दबाव डालती हैं।

वैज्ञानिकों ने जटिल गणनाएँ कीं और साबित किया कि 10,333 किलोग्राम के बल के साथ वातावरण एक वर्ग मीटर पर दबाव डालता है। इसका मतलब है कि मानव शरीर हवा के दबाव के अधीन है, जिसका वजन 12-15 टन है। हम इसे महसूस क्यों नहीं करते? यह हमें अपना आंतरिक दबाव बचाता है, जो बाहरी दबाव को संतुलित करता है। आप हवाई जहाज में या पहाड़ों में ऊंचाई पर वातावरण के दबाव को महसूस कर सकते हैं, क्योंकि ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव बहुत कम होता है। इस मामले में, शारीरिक परेशानी, भरे हुए कान, चक्कर आना संभव है।

आसपास के माहौल के बारे में बहुत कुछ कहा जा सकता है। हम उसके बारे में बहुत सारे रोचक तथ्य जानते हैं, और उनमें से कुछ आश्चर्यजनक लग सकते हैं:

• पृथ्वी के वायुमंडल का भार 5,300,000,000,000,000 टन है।
• यह ध्वनि के संचरण में योगदान देता है। 100 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, वातावरण की संरचना में परिवर्तन के कारण यह संपत्ति गायब हो जाती है।
• वायुमंडल की गति पृथ्वी की सतह के असमान ताप से उत्पन्न होती है।
• वायु के तापमान को मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है, और वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए बैरोमीटर का उपयोग किया जाता है।
• वायुमंडल की उपस्थिति हमारे ग्रह को प्रतिदिन 100 टन उल्कापिंडों से बचाती है।
• हवा की संरचना कई सौ मिलियन वर्षों के लिए तय की गई थी, लेकिन तेजी से औद्योगिक गतिविधि की शुरुआत के साथ बदलना शुरू हो गया।
• ऐसा माना जाता है कि वातावरण ऊपर की ओर 3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

मनुष्यों के लिए वातावरण का मूल्य

वायुमंडल का शारीरिक क्षेत्र 5 किमी है। समुद्र तल से 5000 मीटर की ऊँचाई पर, एक व्यक्ति को ऑक्सीजन की कमी का अनुभव होने लगता है, जो उसकी कार्य क्षमता में कमी और भलाई में गिरावट में व्यक्त किया जाता है। इससे पता चलता है कि कोई व्यक्ति ऐसी जगह में जीवित नहीं रह सकता जहां गैसों का यह अद्भुत मिश्रण मौजूद नहीं है।

वायुमंडल के बारे में सभी जानकारी और तथ्य ही लोगों के लिए इसके महत्व की पुष्टि करते हैं। इसकी उपस्थिति के लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर जीवन के विकास की संभावना दिखाई दी। आज पहले से ही, इस बात का आकलन करने के बाद कि मानव जीवन देने वाली हवा पर अपने कार्यों से कितना नुकसान करने में सक्षम है, हमें वातावरण को संरक्षित और बहाल करने के लिए और उपायों के बारे में सोचना चाहिए।

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

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

आरंभिक इतिहास

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

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

धीरे-धीरे, इन कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

जीवन और ऑक्सीजन का उद्भव

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

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

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

नाइट्रोजन

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

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

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

उत्कृष्ट गैस

ईंधन का दहन प्रदूषक गैसों (CO, NO, SO 2) का मुख्य स्रोत है। सल्फर डाइऑक्साइड को ऊपरी वायुमंडल में हवा O 2 से SO 3 द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है, जो H 2 O और NH 3 वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामी H 2 SO 4 और (NH 4) 2 SO 4 वर्षा के साथ पृथ्वी की सतह पर वापस आ जाता है। . आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और Pb यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

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

वायुमंडल की संरचना और व्यक्तिगत गोले की विशेषताएं

वातावरण की भौतिक स्थिति मौसम और जलवायु से निर्धारित होती है। वायुमंडल के मुख्य पैरामीटर: वायु घनत्व, दबाव, तापमान और संरचना। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, वायु घनत्व और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। ऊंचाई में बदलाव के साथ तापमान भी बदलता है। वायुमंडल की ऊर्ध्वाधर संरचना विभिन्न तापमान और विद्युत गुणों, विभिन्न वायु स्थितियों की विशेषता है। वातावरण में तापमान के आधार पर, निम्नलिखित मुख्य परतों को प्रतिष्ठित किया जाता है: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)। आसन्न गोले के बीच वातावरण के संक्रमणकालीन क्षेत्रों को क्रमशः ट्रोपोपॉज़, स्ट्रैटोपॉज़ आदि कहा जाता है।

क्षोभ मंडल

स्ट्रैटोस्फियर

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

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

समताप मंडल में लगभग कोई जलवाष्प नहीं है।

मीसोस्फीयर

100 किमी की ऊंचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0°С से गिरकर मध्यमंडल में -110°С हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~ 1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।

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

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

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित करते हैं होमोस्फीयरतथा हेटरोस्फीयर. हेटरोस्फीयर- यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडलीय गुण

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

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

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

लगभग 19-20 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी एचजी तक गिर जाता है। कला। इसलिए इस ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और बीचवाला द्रव उबलने लगता है। इन ऊंचाईयों पर दबाव वाले केबिन के बाहर, मृत्यु लगभग तुरंत हो जाती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

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

हमारे ग्रह को घेरने और उसके साथ घूमने वाले वायु कवच को वायुमंडल कहा जाता है। वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का आधा निचले 5 किमी में और द्रव्यमान का तीन-चौथाई निचले 10 किमी में केंद्रित है। ऊपर, हवा बहुत दुर्लभ है, हालांकि इसके कण पृथ्वी की सतह से 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर पाए जाते हैं।

हम जिस हवा में सांस लेते हैं वह गैसों का मिश्रण है। सबसे अधिक इसमें नाइट्रोजन - 78% और ऑक्सीजन - 21% होती है। आर्गन 1% से कम है और 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड है। कई अन्य गैसें, जैसे कि क्रिप्टन, क्सीनन, नियॉन, हीलियम, हाइड्रोजन, ओजोन और अन्य, एक प्रतिशत का हजारवां और मिलियनवां हिस्सा हैं। हवा में जल वाष्प, विभिन्न पदार्थों के कण, बैक्टीरिया, पराग और ब्रह्मांडीय धूल भी होते हैं।

वायुमंडल कई परतों से बना है। पृथ्वी की सतह से 10-15 किमी की ऊंचाई तक की निचली परत को क्षोभमंडल कहा जाता है। यह पृथ्वी से गर्म होता है, इसलिए ऊंचाई के साथ यहां हवा का तापमान 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किलोमीटर चढ़ाई पर गिर जाता है। लगभग सभी जलवाष्प क्षोभमंडल में होते हैं और लगभग सभी बादल बनते हैं - ध्यान दें .. ग्रह के विभिन्न अक्षांशों पर क्षोभमंडल की ऊंचाई समान नहीं होती है। यह ध्रुवों से 9 किमी ऊपर, समशीतोष्ण अक्षांशों पर 10-12 किमी तक और भूमध्य रेखा पर 15 किमी तक उगता है। क्षोभमंडल में होने वाली प्रक्रियाएं - वायु द्रव्यमान का निर्माण और गति, चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों का निर्माण, बादलों की उपस्थिति और वर्षा - पृथ्वी की सतह के पास के मौसम और जलवायु को निर्धारित करती हैं।

क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है, जो 50-55 किमी तक फैला हुआ है। क्षोभमंडल और समताप मंडल को एक संक्रमण परत द्वारा अलग किया जाता है जिसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है, जो 1-2 किमी मोटी होती है। समताप मंडल में लगभग 25 किमी की ऊँचाई पर, हवा का तापमान धीरे-धीरे बढ़ने लगता है और 50 किमी पर +10 +30 °С तक पहुँच जाता है। तापमान में इस तरह की वृद्धि इस तथ्य के कारण है कि समताप मंडल में 25-30 किमी की ऊंचाई पर ओजोन की एक परत होती है। पृथ्वी की सतह पर, हवा में इसकी सामग्री नगण्य है, और उच्च ऊंचाई पर, डायटोमिक ऑक्सीजन अणु पराबैंगनी सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं, जिससे त्रिकोणीय ओजोन अणु बनते हैं।

यदि ओजोन वायुमंडल की निचली परतों में सामान्य दबाव के साथ ऊंचाई पर स्थित होती, तो इसकी परत की मोटाई केवल 3 मिमी होती। लेकिन इतनी कम मात्रा में भी, यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: यह जीवित जीवों के लिए हानिकारक सौर विकिरण के हिस्से को अवशोषित करता है।

समताप मंडल के ऊपर, लगभग 80 किमी तक, मेसोस्फीयर फैला हुआ है, जिसमें हवा का तापमान ऊंचाई के साथ शून्य से कई दसियों डिग्री नीचे चला जाता है।

वायुमंडल के ऊपरी भाग में बहुत अधिक तापमान होता है और इसे थर्मोस्फीयर - नोट कहा जाता है। इसे दो भागों में विभाजित किया जाता है - आयनोस्फीयर - लगभग 1000 किमी की ऊँचाई तक, जहाँ हवा अत्यधिक आयनित होती है, और एक्सोस्फीयर - 1000 किमी से अधिक। आयनमंडल में, वायुमंडलीय गैस के अणु सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं, और आवेशित परमाणु और मुक्त इलेक्ट्रॉन बनते हैं। आयनमंडल में औरोरा देखे जाते हैं।

वायुमंडल हमारे ग्रह के जीवन में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह पृथ्वी को दिन में सूरज की किरणों से और रात में हाइपोथर्मिया से तेज गर्मी से बचाता है। अधिकांश उल्कापिंड ग्रह की सतह पर पहुंचने से पहले वायुमंडलीय परतों में जल जाते हैं। वायुमंडल में ऑक्सीजन है, जो सभी जीवों के लिए आवश्यक है, एक ओजोन ढाल है जो पृथ्वी पर जीवन को सूर्य के पराबैंगनी विकिरण के विनाशकारी भाग से बचाती है।

सौर प्रणाली के ग्रहों के वायुमंडल

बुध का वातावरण इतना दुर्लभ है कि कोई कह सकता है कि यह व्यावहारिक रूप से अस्तित्वहीन है। शुक्र के वायु आवरण में कार्बन डाइऑक्साइड (96%) और नाइट्रोजन (लगभग 4%) होते हैं, यह बहुत घना होता है - ग्रह की सतह के पास वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी की तुलना में लगभग 100 गुना अधिक होता है। मंगल ग्रह का वातावरण भी मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (95%) और नाइट्रोजन (2.7%) से बना है, लेकिन इसका घनत्व पृथ्वी की तुलना में लगभग 300 गुना कम है, और इसका दबाव लगभग 100 गुना कम है। बृहस्पति की दृश्य सतह वास्तव में हाइड्रोजन-हीलियम वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत है। शनि और यूरेनस के वायुकोशों की संरचना समान है। यूरेनस का सुंदर नीला रंग इसके वायुमंडल के ऊपरी भाग में मीथेन की उच्च सांद्रता के कारण है - लगभग .. हाइड्रोकार्बन धुंध में डूबे नेपच्यून में बादलों की दो मुख्य परतें होती हैं: एक में जमे हुए मीथेन क्रिस्टल होते हैं, और दूसरा, नीचे स्थित है, इसमें अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड होता है।

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

वातावरण का अध्ययन करने वाले भौतिकी और रसायन विज्ञान के वर्गों की समग्रता को सामान्यतः वायुमंडलीय भौतिकी कहा जाता है। वायुमंडल पृथ्वी की सतह पर मौसम को निर्धारित करता है, मौसम विज्ञान मौसम के अध्ययन से संबंधित है, और जलवायु विज्ञान दीर्घकालिक जलवायु विविधताओं से संबंधित है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 किमी दूर है। वायुमण्डल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 1018 किग्रा है। इनमें से शुष्क वायु का द्रव्यमान (5.1352 ± 0.0003) 1018 किग्रा है, जलवाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 1016 किग्रा है।

स्वच्छ शुष्क हवा का दाढ़ द्रव्यमान 28.966 g/mol है, समुद्र की सतह के पास हवा का घनत्व लगभग 1.2 kg/m3 है। समुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर दबाव 101.325 केपीए है; महत्वपूर्ण तापमान - -140.7 डिग्री सेल्सियस (~ 132.4 के); महत्वपूर्ण दबाव - 3.7 एमपीए; 0 °C पर Cp - 1.0048 103 J/(kg K), Cv - 0.7159 103 J/(kg K) (0 °C पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता (द्रव्यमान द्वारा) 0 ° C - 0.0036%, 25 ° C - 0.0023% पर।

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

रासायनिक संरचना

ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप पृथ्वी का वातावरण उत्पन्न हुआ। महासागरों और जीवमंडल के आगमन के साथ, यह पानी, पौधों, जानवरों और मिट्टी और दलदलों में उनके अपघटन उत्पादों के साथ गैस के आदान-प्रदान के कारण भी बना था।

वर्तमान में, पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) शामिल हैं।

पानी (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को छोड़कर, वातावरण बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना

नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
पानी
कार्बन डाइऑक्साइड
नीयन
हीलियम
मीथेन
क्रीप्टोण
हाइड्रोजन
क्सीनन
नाइट्रस ऑक्साइड

तालिका में इंगित गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO2, NH3, CO, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, HCl, HF, Hg वाष्प, I2, साथ ही NO और कई अन्य गैसें कम मात्रा में होती हैं। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एयरोसोल) होते हैं।

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत में वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% हिस्सा होता है। क्षोभमंडल में, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान 0.65°/100 m . के औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ घटता है

ट्रोपोपॉज़

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

स्ट्रैटोस्फियर

11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल परत या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है।

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

मेसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होता है और 80-90 किमी तक फैला होता है। तापमान (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। जटिल प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाएं जिसमें मुक्त कण, कंपन से उत्तेजित अणु आदि शामिल होते हैं, वायुमंडलीय ल्यूमिनेसिसेंस का कारण बनते हैं।

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) में न्यूनतम है।

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है। एफएआई की परिभाषा के अनुसार कर्मन रेखा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर है।

पृथ्वी की वायुमंडल सीमा

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, हवा आयनित ("ध्रुवीय रोशनी") होती है - आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित होते हैं। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है। थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा काफी हद तक सूर्य की वर्तमान गतिविधि से निर्धारित होती है। कम गतिविधि की अवधि के दौरान - उदाहरण के लिए, 2008-2009 में - इस परत के आकार में उल्लेखनीय कमी आई है।

थर्मोपॉज़

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

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

एक्सोस्फीयर - स्कैटरिंग ज़ोन, थर्मोस्फीयर का बाहरी हिस्सा, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस अत्यधिक दुर्लभ होती है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस (अपव्यय) में लीक हो जाते हैं।

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

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

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

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। हेटरोस्फीयर एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव गैसों के पृथक्करण पर पड़ता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह मिश्रित, सजातीय भाग है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है और यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडल के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर मानव सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि लगभग 115 किमी तक वातावरण में ऑक्सीजन होती है।

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

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

लगभग 19-20 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी एचजी तक गिर जाता है। कला। इसलिए इस ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और बीचवाला द्रव उबलने लगता है। इन ऊंचाईयों पर दबाव वाले केबिन के बाहर, मृत्यु लगभग तुरंत हो जाती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

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

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊंचाई तक बढ़ते हैं, ऐसी घटनाएं जो हमें परिचित हैं, वे वातावरण की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय लिफ्ट और ड्रैग की घटना, संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण, आदि। ।, धीरे-धीरे कमजोर होता है, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाता है।

वायु की विरल परतों में ध्वनि का संचरण असंभव है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, एम नंबर की अवधारणाएं और प्रत्येक पायलट से परिचित ध्वनि अवरोध अपना अर्थ खो देता है: वहां सशर्त कर्मन रेखा गुजरती है, जिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जो केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण एक और उल्लेखनीय संपत्ति से वंचित है - संवहन द्वारा थर्मल ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण के विभिन्न तत्वों को बाहर से ठंडा नहीं किया जा सकेगा, जैसा कि आमतौर पर एक हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर की मदद से। इस ऊंचाई पर, साथ ही सामान्य रूप से अंतरिक्ष में, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका थर्मल विकिरण है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल तीन अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें इंटरप्लेनेटरी स्पेस से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण है (लगभग चार अरब वर्ष पूर्व)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति को जन्म दिया। इस प्रकार द्वितीयक वातावरण का निर्माण हुआ (आज तक लगभग तीन अरब वर्ष)। यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव;
• पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं।

धीरे-धीरे, इन कारकों ने एक तृतीयक वातावरण का निर्माण किया, जिसमें हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता थी।

नाइट्रोजन

नाइट्रोजन N2 की एक बड़ी मात्रा का निर्माण आणविक ऑक्सीजन O2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन एन 2 भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है।

नाइट्रोजन N2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में कम मात्रा में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल) और नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है जो फलियां, तथाकथित के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं। हरी खाद।

ऑक्सीजन

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

फ़ैनरोज़ोइक के दौरान, वायुमंडल की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन हुआ। वे मुख्य रूप से कार्बनिक तलछटी चट्टानों के जमाव की दर से संबंधित हैं। इसलिए, कोयले के संचय की अवधि के दौरान, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा, जाहिरा तौर पर, आधुनिक स्तर से अधिक हो गई।

कार्बन डाइऑक्साइड

वायुमंडल में CO2 की सामग्री ज्वालामुखी गतिविधि और पृथ्वी के गोले में रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक - जैवसंश्लेषण की तीव्रता और पृथ्वी के जीवमंडल में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर। वायुमंडलीय वायु में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 1012 टन) बनता है। समुद्र में, दलदलों और जंगलों में दफन कार्बनिक पदार्थ कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस में बदल जाते हैं।

उत्कृष्ट गैस

अक्रिय गैसों का स्रोत - आर्गन, हीलियम और क्रिप्टन - ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय है। संपूर्ण पृथ्वी और विशेष रूप से वायुमंडल में अंतरिक्ष की तुलना में अक्रिय गैसों की कमी है। ऐसा माना जाता है कि इसका कारण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गैसों का निरंतर रिसाव है।

वायु प्रदूषण

हाल ही में, मनुष्य ने वातावरण के विकास को प्रभावित करना शुरू कर दिया है। उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में निरंतर वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की सामग्री में 10% की वृद्धि हुई है, जिसका मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 200-300 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इससे वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है।

ईंधन का दहन प्रदूषणकारी गैसों (CO, NO, SO2) का मुख्य स्रोत है। सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा SO3 और नाइट्रिक ऑक्साइड को ऊपरी वायुमंडल में NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो बदले में जल वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 और नाइट्रिक एसिड HNO3 पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं। बुलाया। अम्ल वर्षा। आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों (टेट्राइथाइल लेड) Pb (CH3CH2)4 के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखी विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्री जल की बूंदों और पौधों के पराग, आदि का प्रवेश) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) के कारण होता है। ।) वायुमंडल में ठोस कणों का बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

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