उल्कापिंड(उल्का पिंड) - अंतरग्रहीय धूल और क्षुद्रग्रह के बीच आकार में एक खगोलीय पिंड।
यहां हमें थोड़ी शब्दावली को समझने की जरूरत है। पृथ्वी के वायुमंडल में बड़ी तेजी से उड़ते हुए, घर्षण के कारण, यह गर्म हो जाता है और जल जाता है, एक चमकदार में बदल जाता है उल्का, या आग का गोला, जिसे के रूप में देखा जा सकता है उल्का. पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंड के दृश्य निशान को कहा जाता है उल्का, और एक उल्कापिंड जो पृथ्वी की सतह पर गिरा - उल्का पिंड.
सौर मंडल इन छोटे अंतरिक्ष मलबे से भरा हुआ है, जिन्हें उल्कापिंड कहा जाता है। यह धूमकेतु, बड़े बोल्डर या टूटे हुए क्षुद्रग्रहों के टुकड़े से धूल के कण हो सकते हैं।
अंतर्राष्ट्रीय उल्का संगठन (आईएमओ) की आधिकारिक परिभाषा के अनुसार, उल्कापिंडअंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गतिमान एक ठोस वस्तु है, आकार महत्वपूर्ण है एक क्षुद्रग्रह से छोटा लेकिन एक परमाणु से बहुत बड़ा. ब्रिटिश रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी ने एक और सूत्रीकरण सामने रखा, जिसके अनुसार एक उल्कापिंड एक पिंड है जिसका व्यास 100 माइक्रोन से 10 मीटर तक होता है।
एक वस्तु नहीं है, लेकिन तथ्य, अर्थात। उल्कापिंड का चमकता हुआ निशान। चाहे वह वायुमंडल से बाहर उड़कर वापस बाहरी अंतरिक्ष में चले जाए, वायुमंडल में जल जाए या उल्कापिंड के रूप में पृथ्वी पर गिरे, इस घटना को उल्कापिंड कहा जाता है।
एक उल्का की विशिष्ट विशेषताएं, द्रव्यमान और आकार के अलावा, इसकी गति, प्रज्वलन की ऊंचाई, ट्रैक की लंबाई (दृश्य पथ), चमक की चमक और रासायनिक संरचना (दहन के रंग को प्रभावित करती है) हैं।
उल्काएं अक्सर क्लस्टर में होती हैं उल्का वर्षा- उल्काओं का निरंतर द्रव्यमान जो वर्ष के एक निश्चित समय में, आकाश के एक निश्चित भाग में दिखाई देता है। उल्का वर्षा लियोनिड्स, क्वाड्रेंटिड्स और पर्सिड्स को जाना जाता है। सौर मंडल के आंतरिक भाग के पारित होने के दौरान पिघलने की प्रक्रिया के दौरान विनाश के परिणामस्वरूप धूमकेतु द्वारा सभी उल्का वर्षा उत्पन्न होती है।
उल्का का निशान आमतौर पर कुछ ही सेकंड में गायब हो जाता है, लेकिन कभी-कभी मिनटों तक रह सकता है और उल्का की ऊंचाई पर हवा के प्रभाव में आगे बढ़ सकता है। कभी-कभी पृथ्वी उल्कापिंडों की कक्षाओं को पार कर जाती है। फिर, पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते हुए और गर्म होकर, वे प्रकाश की चमकदार पट्टियों से चमकते हैं, जिन्हें उल्का या शूटिंग सितारे कहा जाता है।
एक साफ रात में, आप एक घंटे में कई उल्का देख सकते हैं। और जब पृथ्वी एक धूमकेतु द्वारा छोड़े गए धूल के कणों की एक धारा से गुजरती है, तो हर घंटे दर्जनों उल्काएं देखी जा सकती हैं।
उल्कापिंडों के टुकड़े जो उल्का के रूप में वायुमंडल से गुजरने के बाद बच गए और जले हुए पत्थरों के रूप में जमीन पर गिर गए, कभी-कभी पाए जाते हैं। वे आमतौर पर गहरे रंग के और बहुत भारी होते हैं। कभी-कभी वे जंग खाए हुए दिखते हैं। ऐसा होता है कि उल्कापिंड घरों की छतों से टूटकर या घर के पास गिर जाते हैं। लेकिन किसी व्यक्ति के लिए उल्कापिंड की चपेट में आने का खतरा न के बराबर होता है। उल्कापिंड के किसी व्यक्ति से टकराने का एकमात्र प्रलेखित मामला 30 नवंबर, 1954 को अलबामा राज्य में हुआ था। लगभग 4 किलो वजनी उल्कापिंड घर की छत से टूट गया और एना एलिजाबेथ होजेस को हाथ और जांघ पर रिकोषेट कर दिया। महिला को चोटें आई हैं।
उल्काओं के अध्ययन के लिए दृश्य और फोटोग्राफिक विधियों के अलावा, इलेक्ट्रॉन-ऑप्टिकल, स्पेक्ट्रोमेट्रिक और विशेष रूप से रडार विधियों को हाल ही में विकसित किया गया है, जो रेडियो तरंगों को बिखेरने के लिए उल्का निशान की संपत्ति पर आधारित है। रेडियो उल्का ध्वनि और उल्का ट्रेल्स की गति का अध्ययन लगभग 100 किमी की ऊंचाई पर स्थिति और वातावरण की गतिशीलता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। उल्का रेडियो चैनल बनाना संभव है।
ब्रह्मांडीय उत्पत्ति का एक पिंड जो एक बड़े खगोलीय पिंड की सतह पर गिरा।
पाए गए अधिकांश उल्कापिंडों का वजन कई ग्राम से लेकर कई किलोग्राम तक होता है। अब तक का मिला सबसे बड़ा उल्कापिंड गोबा(वजन लगभग 60 टन)। ऐसा माना जाता है कि प्रति दिन 5-6 टन उल्कापिंड पृथ्वी पर गिरते हैं, या प्रति वर्ष 2 हजार टन।
रूसी विज्ञान अकादमी में अब एक विशेष समिति है जो उल्कापिंडों के संग्रह, अध्ययन और भंडारण का प्रबंधन करती है। समिति के पास उल्कापिंडों का एक बड़ा संग्रह है।
एक बड़े उल्कापिंड के गिरने की जगह पर, गड्ढा(एस्ट्रोब्लम)। दुनिया में सबसे प्रसिद्ध क्रेटर में से एक - एरिज़ोना. ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी पर सबसे बड़ा उल्कापिंड गड्ढा - अंटार्कटिका में विल्क्स लैंड क्रेटर(व्यास लगभग 500 किमी)।
यह कैसे होता है
एक उल्का 11 से 72 किमी/सेकेंड की गति से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है। इस गति से, यह गर्म होना और चमकना शुरू कर देता है। खर्च पर पृथक करना(उल्कापिंड के पदार्थ के कणों के आने वाले प्रवाह से जलना और उड़ना), सतह पर पहुंचने वाले शरीर का द्रव्यमान कम हो सकता है, और कुछ मामलों में वायुमंडल के प्रवेश द्वार पर इसके द्रव्यमान से काफी कम हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक छोटा पिंड जो 25 किमी/सेकेंड या उससे अधिक की गति से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है, लगभग पूरी तरह से जल जाता है। वातावरण में प्रवेश की इतनी दर पर, प्रारंभिक द्रव्यमान के दसियों और सैकड़ों टन में से, केवल कुछ किलोग्राम या ग्राम पदार्थ ही सतह तक पहुँचते हैं। वायुमंडल में उल्कापिंड के दहन के निशान उसके गिरने के लगभग पूरे प्रक्षेपवक्र में पाए जा सकते हैं।
यदि उल्का पिंड वायुमंडल में नहीं जलता है, तो जैसे-जैसे यह धीमा होता है, यह वेग के क्षैतिज घटक को खो देता है। यह गिरावट के प्रक्षेपवक्र में बदलाव की ओर जाता है। जैसे ही उल्कापिंड धीमा होता है, उल्का पिंड की चमक कम हो जाती है, यह ठंडा हो जाता है (यह अक्सर संकेत दिया जाता है कि उल्कापिंड गर्म था, गर्म नहीं, गिरने के दौरान)।
इसके अलावा, उल्कापिंड का टुकड़ों में विनाश हो सकता है, जिससे उल्का बौछार होती है।
रूस में खोजे गए बड़े उल्कापिंड
तुंगुस्का उल्कापिंड(फिलहाल यह तुंगुस्का घटना के उल्कापिंड की उत्पत्ति के बारे में बिल्कुल स्पष्ट नहीं है)। 30 जून, 1908 को साइबेरिया में पॉडकामेनेया तुंगुस्का नदी के बेसिन में गिर गया। कुल ऊर्जा का अनुमान 40-50 मेगाटन टीएनटी है।
तारेव्स्की उल्कापिंड(उल्का वर्षा)। 6 दिसंबर, 1922 को वोल्गोग्राड क्षेत्र के त्सारेव गांव के पास गिर गया। यह एक पत्थर का उल्कापिंड है। एकत्रित टुकड़ों का कुल द्रव्यमान लगभग 15 वर्ग मीटर के क्षेत्र में 1.6 टन है। किमी. सबसे बड़े गिरे हुए टुकड़े का वजन 284 किलो था।
सिखोट-एलिन उल्कापिंड(टुकड़ों का कुल द्रव्यमान 30 टन है, ऊर्जा का अनुमान 20 किलोटन है)। यह एक लोहे का उल्कापिंड था। 12 फरवरी, 1947 को उससुरी टैगा में गिर गया।
विटिम आग का गोला. 24-25 सितंबर, 2002 की रात को मामा और विटिम्स्की, मम्सको-चुयस्की जिले, इरकुत्स्क क्षेत्र के गांवों के पास गिर गया। उल्कापिंड विस्फोट की कुल ऊर्जा, जाहिरा तौर पर, अपेक्षाकृत छोटी है (200 टन टीएनटी, प्रारंभिक के साथ) 2.3 किलोटन की ऊर्जा), अधिकतम प्रारंभिक द्रव्यमान (वायुमंडल में दहन से पहले) 160 टन है, और टुकड़ों का अंतिम द्रव्यमान लगभग कई सौ किलोग्राम है।
यद्यपि उल्कापिंड अक्सर पृथ्वी पर गिरते हैं, उल्कापिंड की खोज एक दुर्लभ घटना है। उल्कापिंड प्रयोगशाला रिपोर्ट करती है: "कुल मिलाकर, 250 वर्षों में रूसी संघ के क्षेत्र में केवल 125 उल्कापिंड पाए गए हैं।"
पृथ्वी के बनने के साथ-साथ वातावरण का निर्माण शुरू हुआ। ग्रह के विकास के क्रम में और जैसे-जैसे इसके पैरामीटर आधुनिक मूल्यों के करीब पहुंचे, इसकी रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों में मौलिक रूप से गुणात्मक परिवर्तन हुए। विकासवादी मॉडल के अनुसार, प्रारंभिक अवस्था में, पृथ्वी लगभग 4.5 अरब साल पहले पिघली हुई अवस्था में थी और एक ठोस पिंड के रूप में बनी थी। यह मील का पत्थर भूवैज्ञानिक कालक्रम की शुरुआत के रूप में लिया जाता है। उस समय से, वातावरण का धीमा विकास शुरू हुआ। कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान लावा का बहना) पृथ्वी के आंतों से गैसों की रिहाई के साथ थीं। इनमें नाइट्रोजन, अमोनिया, मीथेन, जल वाष्प, CO2 ऑक्साइड और CO2 कार्बन डाइऑक्साइड शामिल थे। सौर पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, जल वाष्प हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है, लेकिन जारी ऑक्सीजन कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड बनता है। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया। हाइड्रोजन, प्रसार की प्रक्रिया में, ऊपर उठ गया और वातावरण छोड़ दिया, जबकि भारी नाइट्रोजन बच नहीं सका और धीरे-धीरे जमा हो गया, मुख्य घटक बन गया, हालांकि इसमें से कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप अणुओं में बंधे थे ( से। मी. वायुमंडल का रसायन)। पराबैंगनी किरणों और विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, पृथ्वी के मूल वातावरण में मौजूद गैसों के मिश्रण ने रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश किया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थ, विशेष रूप से अमीनो एसिड का निर्माण हुआ। आदिम पौधों के आगमन के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई। यह गैस, विशेष रूप से ऊपरी वायुमंडल में फैलने के बाद, इसकी निचली परतों और पृथ्वी की सतह को जानलेवा पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण से बचाने लगी। सैद्धांतिक अनुमानों के अनुसार, ऑक्सीजन की मात्रा, जो अब की तुलना में 25,000 गुना कम है, पहले से ही ओजोन परत के गठन की ओर ले जा सकती है, जो अब की तुलना में केवल आधी है। हालांकि, यह पहले से ही पराबैंगनी किरणों के हानिकारक प्रभावों से जीवों की बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।
यह संभावना है कि प्राथमिक वातावरण में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड था। प्रकाश संश्लेषण के दौरान इसका सेवन किया गया था, और पौधे की दुनिया के विकसित होने के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी एकाग्रता में कमी आई होगी। जहां तक कि ग्रीनहाउस प्रभाववातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति से जुड़े, इसकी सांद्रता में उतार-चढ़ाव पृथ्वी के इतिहास में इस तरह के बड़े पैमाने पर जलवायु परिवर्तन के महत्वपूर्ण कारणों में से एक है, जैसे कि हिम युगों.
आधुनिक वातावरण में मौजूद हीलियम ज्यादातर यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है। ये रेडियोधर्मी तत्व ए-कणों का उत्सर्जन करते हैं, जो हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं। चूंकि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान एक विद्युत आवेश नहीं बनता है और गायब नहीं होता है, प्रत्येक ए-कण के निर्माण के साथ, दो इलेक्ट्रॉन दिखाई देते हैं, जो एक-कणों के साथ पुनर्संयोजन करके तटस्थ हीलियम परमाणु बनाते हैं। रेडियोधर्मी तत्व चट्टानों की मोटाई में बिखरे हुए खनिजों में निहित होते हैं, इसलिए रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बनने वाले हीलियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनमें जमा हो जाता है, जो बहुत धीरे-धीरे वातावरण में वाष्पित हो जाता है। विसरण के कारण हीलियम की एक निश्चित मात्रा बहिर्मंडल में ऊपर उठती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से लगातार प्रवाहित होने के कारण वायुमंडल में इस गैस का आयतन लगभग अपरिवर्तित रहता है। तारे के प्रकाश के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर ब्रह्मांड में विभिन्न रासायनिक तत्वों की सापेक्ष प्रचुरता का अनुमान लगाना संभव है। अंतरिक्ष में नियॉन की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन - दस मिलियन गुना, और क्सीनन - एक लाख गुना। इससे यह पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जाहिरा तौर पर मूल रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद है और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गई है, बहुत कम हो गई है, शायद पृथ्वी के अपने प्राथमिक वातावरण के नुकसान के चरण में भी। एक अपवाद अक्रिय गैस आर्गन है, क्योंकि यह अभी भी पोटेशियम समस्थानिक के रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया में 40 Ar समस्थानिक के रूप में बनता है।
बैरोमीटर का दबाव वितरण।
वायुमंडलीय गैसों का कुल भार लगभग 4.5 10 15 टन है। इस प्रकार, प्रति इकाई क्षेत्र या वायुमंडलीय दबाव के वातावरण का "वजन", समुद्र तल पर लगभग 11 t/m 2 = 1.1 किग्रा/सेमी 2 है। पी 0 \u003d 1033.23 जी / सेमी 2 \u003d 1013.250 एमबार \u003d 760 मिमी एचजी के बराबर दबाव। कला। = 1 एटीएम, मानक माध्य वायुमंडलीय दबाव के रूप में लिया जाता है। जलस्थैतिक संतुलन में वातावरण के लिए, हमारे पास है: d पी= -आरजीडी एच, जिसका अर्थ है कि ऊंचाई से अंतराल पर एचइससे पहले एच+डी एचजगह लेता है वायुमंडलीय दबाव परिवर्तन के बीच समानता d पीऔर इकाई क्षेत्रफल, घनत्व r और मोटाई d . के साथ वातावरण के संगत तत्व का भार एच।दबाव के बीच अनुपात के रूप में आरऔर तापमान टीघनत्व r के साथ एक आदर्श गैस की अवस्था का समीकरण, जो पृथ्वी के वायुमंडल के लिए काफी उपयुक्त है, का उपयोग किया जाता है: पी= आर आर टी/m, जहाँ m आणविक भार है, और R = 8.3 J/(K mol) सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है। फिर डलोग पी= - (एम जी/आरटी)डी एच= -बीडी एच= - डी एच/ एच, जहां दबाव ढाल एक लघुगणकीय पैमाने पर है। H के व्युत्क्रम को वायुमंडल की ऊँचाई का पैमाना कहा जाता है।
एक समतापी वातावरण के लिए इस समीकरण को एकीकृत करते समय ( टी= कास्ट) या इसके भाग के लिए, जहां ऐसा सन्निकटन स्वीकार्य है, ऊंचाई के साथ दबाव वितरण का बैरोमीटर का नियम प्राप्त होता है: पी = पी 0 क्स्प (- एच/एच 0), जहां ऊंचाई पढ़ना एचसमुद्र तल से उत्पन्न होता है, जहां मानक माध्य दबाव होता है पी 0. अभिव्यक्ति एच 0=आर टी/ मिलीग्राम, ऊंचाई का पैमाना कहा जाता है, जो वायुमंडल की सीमा को दर्शाता है, बशर्ते कि इसमें तापमान हर जगह समान हो (इज़ोटेर्मल वातावरण)। यदि वातावरण इज़ोटेर्मल नहीं है, तो ऊंचाई और पैरामीटर के साथ तापमान में परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए एकीकृत करना आवश्यक है एच- वातावरण की परतों की कुछ स्थानीय विशेषता, उनके तापमान और माध्यम के गुणों के आधार पर।
मानक वातावरण।
मॉडल (मुख्य मापदंडों के मूल्यों की तालिका) वातावरण के आधार पर मानक दबाव के अनुरूप है आर 0 और रासायनिक संघटन को मानक वायुमंडल कहते हैं। अधिक सटीक रूप से, यह वातावरण का एक सशर्त मॉडल है, जिसके लिए तापमान, दबाव, घनत्व, चिपचिपाहट और अन्य वायु विशेषताओं के औसत मान 45° 32° 33І अक्षांश के लिए समुद्र से 2 किमी की ऊंचाई पर निर्धारित किए जाते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा के स्तर तक। सभी ऊंचाई पर मध्य वायुमंडल के मापदंडों की गणना राज्य के आदर्श गैस समीकरण और बैरोमीटर के नियम का उपयोग करके की गई थी यह मानते हुए कि समुद्र तल पर दबाव 1013.25 hPa (760 mmHg) है और तापमान 288.15 K (15.0°C) है। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण की प्रकृति के अनुसार, औसत वातावरण में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में तापमान ऊंचाई के रैखिक कार्य द्वारा अनुमानित होता है। सबसे निचली परतों में - क्षोभमंडल (h 11 किमी), प्रत्येक किलोमीटर की चढ़ाई के साथ तापमान 6.5 ° C कम हो जाता है। उच्च ऊंचाई पर, ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल का मान और संकेत परत से परत में बदल जाता है। 790 किमी से ऊपर, तापमान लगभग 1000 K है और व्यावहारिक रूप से ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है।
मानक वातावरण एक समय-समय पर अद्यतन, वैध मानक है, जो तालिकाओं के रूप में जारी किया जाता है।
| तालिका नंबर एक। मानक पृथ्वी वायुमंडल मॉडल. तालिका दिखाती है: एच- समुद्र तल से ऊंचाई, आर- दबाव, टी- तापमान, आर - घनत्व, एनप्रति इकाई आयतन में अणुओं या परमाणुओं की संख्या है, एच- ऊंचाई का पैमाना, मैंमुक्त पथ की लंबाई है। रॉकेट डेटा से प्राप्त 80-250 किमी की ऊंचाई पर दबाव और तापमान का मान कम होता है। 250 किमी से अधिक की ऊंचाई के लिए एक्सट्रपलेटेड मान बहुत सटीक नहीं हैं। | ||||||
| एच(किमी) | पी(एमबार) | टी(डिग्री सेल्सियस) | आर (जी / सेमी 3) | एन(सेमी -3) | एच(किमी) | मैं(से। मी) |
| 0 | 1013 | 288 | 1.22 10 -3 | 2.55 10 19 | 8,4 | 7.4 10 -6 |
| 1 | 899 | 281 | 1.11 10 -3 | 2.31 10 19 | 8.1 10 -6 | |
| 2 | 795 | 275 | 1.01 10 -3 | 2.10 10 19 | 8.9 10 -6 | |
| 3 | 701 | 268 | 9.1 10 -4 | 1.89 10 19 | 9.9 10 -6 | |
| 4 | 616 | 262 | 8.2 10 -4 | 1.70 10 19 | 1.1 10 -5 | |
| 5 | 540 | 255 | 7.4 10 -4 | 1.53 10 19 | 7,7 | 1.2 10 -5 |
| 6 | 472 | 249 | 6.6 10 -4 | 1.37 10 19 | 1.4 10 -5 | |
| 8 | 356 | 236 | 5.2 10 -4 | 1.09 10 19 | 1.7 10 -5 | |
| 10 | 264 | 223 | 4.1 10 4 | 8.6 10 18 | 6,6 | 2.2 10 -5 |
| 15 | 121 | 214 | 1.93 10 -4 | 4.0 10 18 | 4.6 10 -5 | |
| 20 | 56 | 214 | 8.9 10 -5 | 1.85 10 18 | 6,3 | 1.0 10 -4 |
| 30 | 12 | 225 | 1.9 10 -5 | 3.9 10 17 | 6,7 | 4.8 10 -4 |
| 40 | 2,9 | 268 | 3.9 10 -6 | 7.6 10 16 | 7,9 | 2.4 10 -3 |
| 50 | 0,97 | 276 | 1.15 10 -6 | 2.4 10 16 | 8,1 | 8.5 10 -3 |
| 60 | 0,28 | 260 | 3.9 10 -7 | 7.7 10 15 | 7,6 | 0,025 |
| 70 | 0,08 | 219 | 1.1 10 -7 | 2.5 10 15 | 6,5 | 0,09 |
| 80 | 0,014 | 205 | 2.7 10 8 | 5.0 10 14 | 6,1 | 0,41 |
| 90 | 2.8 10 -3 | 210 | 5.0 10 -9 | 9 10 13 | 6,5 | 2,1 |
| 100 | 5.8 10 -4 | 230 | 8.8 10 -10 | 1.8 10 13 | 7,4 | 9 |
| 110 | 1.7 10 -4 | 260 | 2.1 10 10 | 5.4 10 12 | 8,5 | 40 |
| 120 | 6 10 -5 | 300 | 5.6 10 -11 | 1.8 10 12 | 10,0 | 130 |
| 150 | 5 10 -6 | 450 | 3.2 10 -12 | 9 10 10 | 15 | 1.8 10 3 |
| 200 | 5 10 -7 | 700 | 1.6 10 -13 | 5 10 9 | 25 | 3 10 4 |
| 250 | 9 10 -8 | 800 | 3 10 -14 | 8 10 8 | 40 | 3 10 5 |
| 300 | 4 10 -8 | 900 | 8 10 -15 | 3 10 8 | 50 | |
| 400 | 8 10 -9 | 1000 | 1 10 -15 | 5 10 7 | 60 | |
| 500 | 2 10 -9 | 1000 | 2 10 -16 | 1 10 7 | 70 | |
| 700 | 2 10 -10 | 1000 | 2 10 -17 | 1 10 6 | 80 | |
| 1000 | 1 10 -11 | 1000 | 1 10 -18 | 1 10 5 | 80 | |
क्षोभ मंडल।
वायुमंडल की सबसे निचली और सबसे घनी परत, जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान तेजी से घटता है, क्षोभमंडल कहलाता है। इसमें वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 80% तक होता है और ध्रुवीय और मध्य अक्षांशों में 8-10 किमी की ऊंचाई तक और उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक फैला हुआ है। लगभग सभी मौसम-निर्माण प्रक्रियाएं यहां विकसित होती हैं, पृथ्वी और उसके वायुमंडल के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है, बादल बनते हैं, विभिन्न मौसम संबंधी घटनाएं होती हैं, कोहरे और वर्षा होती है। पृथ्वी के वायुमंडल की ये परतें संवहन संतुलन में हैं और, सक्रिय मिश्रण के कारण, मुख्य रूप से आणविक नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) से एक सजातीय रासायनिक संरचना होती है। प्राकृतिक और मानव निर्मित एयरोसोल और गैस वायु प्रदूषकों का विशाल बहुमत क्षोभमंडल में केंद्रित है। 2 किमी मोटी तक क्षोभमंडल के निचले हिस्से की गतिशीलता पृथ्वी की अंतर्निहित सतह के गुणों पर निर्भर करती है, जो एक गर्म भूमि से गर्मी के हस्तांतरण के कारण हवा (हवाओं) के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह का IR विकिरण, जो मुख्य रूप से वाष्प जल और कार्बन डाइऑक्साइड (ग्रीनहाउस प्रभाव) द्वारा क्षोभमंडल में अवशोषित होता है। ऊंचाई के साथ तापमान वितरण अशांत और संवहनी मिश्रण के परिणामस्वरूप स्थापित होता है। औसतन, यह लगभग 6.5 K/km की ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट के अनुरूप है।
सतह की सीमा परत में हवा की गति पहले ऊंचाई के साथ तेजी से बढ़ती है, और उच्चतर यह प्रति किलोमीटर 2-3 किमी / सेकंड की वृद्धि जारी रखती है। कभी-कभी क्षोभमंडल में संकीर्ण ग्रह धाराएँ (30 किमी / सेकंड से अधिक की गति के साथ), मध्य अक्षांशों में पश्चिमी और भूमध्य रेखा के पास पूर्वी होती हैं। उन्हें जेट स्ट्रीम कहा जाता है।
ट्रोपोपॉज़।
क्षोभमंडल (ट्रोपोपॉज़) की ऊपरी सीमा पर, तापमान निचले वायुमंडल के लिए अपने न्यूनतम मान तक पहुँच जाता है। यह क्षोभमंडल और इसके ऊपर समताप मंडल के बीच की संक्रमण परत है। ट्रोपोपॉज़ की मोटाई सैकड़ों मीटर से 1.5-2 किमी तक होती है, और तापमान और ऊंचाई क्रमशः 190 से 220 K और भौगोलिक अक्षांश और मौसम के आधार पर 8 से 18 किमी तक होती है। समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में, सर्दियों में यह गर्मियों की तुलना में 1-2 किमी कम और 8-15 K गर्म होता है। उष्णकटिबंधीय में, मौसमी परिवर्तन बहुत कम होते हैं (ऊंचाई 16-18 किमी, तापमान 180-200 K)। ऊपर जेट धाराएंट्रोपोपॉज़ का संभावित टूटना।
पृथ्वी के वायुमंडल में जल।
पृथ्वी के वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता जल वाष्प और पानी की बूंदों के रूप में एक महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति है, जो बादलों और बादल संरचनाओं के रूप में सबसे आसानी से देखी जाती है। 10-बिंदु पैमाने पर या प्रतिशत के रूप में व्यक्त आकाश के बादल कवरेज की डिग्री (एक निश्चित समय पर या औसतन एक निश्चित अवधि में) को बादलता कहा जाता है। बादलों का आकार अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, बादल दुनिया के लगभग आधे हिस्से को कवर करते हैं। बादल छाना मौसम और जलवायु की विशेषता वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। सर्दियों और रात में, बादल पृथ्वी की सतह और हवा की सतह परत के तापमान में कमी को रोकता है, गर्मियों में और दिन के दौरान यह सूर्य की किरणों से पृथ्वी की सतह के ताप को कमजोर करता है, जिससे महाद्वीपों के अंदर की जलवायु नरम हो जाती है।
बादल।
बादल वातावरण (पानी के बादल), बर्फ के क्रिस्टल (बर्फ के बादल), या दोनों (मिश्रित बादल) में निलंबित पानी की बूंदों का संचय हैं। जैसे-जैसे बूँदें और क्रिस्टल बड़े होते जाते हैं, वे वर्षा के रूप में बादलों से गिरते हैं। बादल मुख्य रूप से क्षोभमंडल में बनते हैं। वे हवा में निहित जल वाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप होते हैं। बादल की बूंदों का व्यास कई माइक्रोन के क्रम में होता है। बादलों में तरल पानी की मात्रा भिन्न से लेकर कई ग्राम प्रति m3 तक होती है। बादलों को ऊंचाई से अलग किया जाता है: अंतरराष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार, बादलों की 10 प्रजातियां हैं: सिरस, सिरोक्यूम्यलस, सिरोस्ट्रेटस, अल्टोक्यूम्यलस, ऑल्टोस्ट्रेटस, स्ट्रैटोनिम्बस, स्ट्रेटस, स्ट्रेटोक्यूम्यलस, क्यूम्यलोनिम्बस, क्यूम्यलस।
समताप मंडल में मदर-ऑफ-पर्ल बादल भी देखे जाते हैं, और मेसोस्फीयर में निशाचर बादल।
सिरस के बादल - पतले सफेद धागों के रूप में पारदर्शी बादल या रेशमी चमक के साथ परदे, छाया नहीं देते। सिरस के बादल बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं और बहुत कम तापमान पर ऊपरी क्षोभमंडल में बनते हैं। कुछ प्रकार के सिरस बादल मौसम परिवर्तन के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।
Cirrocumulus बादल ऊपरी क्षोभमंडल में पतले सफेद बादलों की लकीरें या परतें हैं। Cirrocumulus बादल छोटे तत्वों से बने होते हैं जो बिना छाया के गुच्छे, लहर, छोटी गेंदों की तरह दिखते हैं और मुख्य रूप से बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं।
सिरोस्ट्रेटस बादल - ऊपरी क्षोभमंडल में एक सफेद पारभासी घूंघट, आमतौर पर रेशेदार, कभी-कभी धुंधले, जिसमें छोटी सुई या स्तंभ बर्फ के क्रिस्टल होते हैं।
आल्टोक्यूम्यलस बादल क्षोभमंडल की निचली और मध्य परतों के सफेद, भूरे या सफेद-भूरे रंग के बादल होते हैं। आल्टोक्यूम्यलस बादल परतों और लकीरों की तरह दिखते हैं, जैसे कि एक के ऊपर एक पड़ी प्लेटों से बने हों, गोल द्रव्यमान, शाफ्ट, गुच्छे। तीव्र संवहन गतिविधि के दौरान आल्टोक्यूम्यलस बादल बनते हैं और आमतौर पर इसमें सुपरकूल्ड पानी की बूंदें होती हैं।
आल्टोस्ट्रेटस बादल एक रेशेदार या समान संरचना के भूरे या नीले रंग के बादल होते हैं। आल्टोस्ट्रेटस बादल मध्य क्षोभमंडल में देखे जाते हैं, जो कई किलोमीटर की ऊँचाई तक और कभी-कभी क्षैतिज दिशा में हजारों किलोमीटर तक फैले होते हैं। आमतौर पर, आल्टोस्ट्रेटस बादल वायु द्रव्यमान के आरोही आंदोलनों से जुड़े ललाट क्लाउड सिस्टम का हिस्सा होते हैं।
निंबोस्ट्रेटस बादल - एक समान ग्रे रंग के बादलों की एक कम (2 किमी और ऊपर से) अनाकार परत, जो बारिश या बर्फ को जन्म देती है। निंबोस्ट्रेटस बादल - अत्यधिक विकसित लंबवत (कई किमी तक) और क्षैतिज रूप से (कई हजार किमी), बर्फ के टुकड़ों के साथ मिश्रित सुपरकूल्ड पानी की बूंदों से मिलकर बनता है, जो आमतौर पर वायुमंडलीय मोर्चों से जुड़ा होता है।
स्ट्रैटस बादल - निश्चित रूपरेखा के बिना एक सजातीय परत के रूप में निचले स्तर के बादल, भूरे रंग के। पृथ्वी की सतह के ऊपर स्ट्रैटस बादलों की ऊंचाई 0.5-2 किमी है। समसामयिक बादलों से कभी-कभी बूंदा बांदी होती है।
क्यूम्यलस बादल दिन के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर विकास (5 किमी या अधिक तक) के साथ घने, चमकीले सफेद बादल होते हैं। क्यूम्यलस बादलों के ऊपरी हिस्से गोल रूपरेखा वाले गुंबदों या टावरों की तरह दिखते हैं। क्यूम्यलस बादल आमतौर पर ठंडी हवा के द्रव्यमान में संवहन बादलों के रूप में बनते हैं।
स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल - ग्रे या सफेद गैर-रेशेदार परतों या गोल बड़े ब्लॉकों की लकीरों के रूप में कम (2 किमी से नीचे) बादल। स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादलों की ऊर्ध्वाधर मोटाई छोटी होती है। कभी-कभी, स्ट्रैटोक्यूम्यलस बादल हल्की वर्षा देते हैं।
क्यूम्यलोनिम्बस बादल एक मजबूत ऊर्ध्वाधर विकास (14 किमी की ऊंचाई तक) के साथ शक्तिशाली और घने बादल होते हैं, जो गरज, ओलों, आंधी के साथ भारी वर्षा देते हैं। क्यूम्यलोनिम्बस बादल शक्तिशाली क्यूम्यलस बादलों से विकसित होते हैं, जो बर्फ के क्रिस्टल से युक्त ऊपरी भाग में उनसे भिन्न होते हैं।
समताप मंडल।
क्षोभमंडल के माध्यम से, औसतन 12 से 50 किमी की ऊंचाई पर, क्षोभमंडल समताप मंडल में गुजरता है। निचले हिस्से में करीब 10 किमी यानी लगभग 20 किमी की ऊंचाई तक, यह इज़ोटेर्मल (तापमान लगभग 220 K) है। फिर यह ऊंचाई के साथ बढ़ता है, 50-55 किमी की ऊंचाई पर अधिकतम 270 K तक पहुंच जाता है। यहाँ समताप मंडल और ऊपर के मध्यमंडल के बीच की सीमा है, जिसे समताप मंडल कहा जाता है। .
समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम होता है। फिर भी, पतले पारभासी मदर-ऑफ़-पर्ल बादल कभी-कभी देखे जाते हैं, कभी-कभी समताप मंडल में 20-30 किमी की ऊँचाई पर दिखाई देते हैं। सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले काले आसमान में मदर-ऑफ-पर्ल मेघ दिखाई देते हैं। आकार में, मदर-ऑफ-पर्ल बादल सिरस और सिरोक्यूम्यलस बादलों के समान होते हैं।
मध्य वायुमंडल (मेसोस्फीयर)।
लगभग 50 किमी की ऊँचाई पर, मध्यमंडल एक विस्तृत अधिकतम तापमान के शिखर से शुरू होता है। . इस अधिकतम क्षेत्र में तापमान बढ़ने का कारण ओजोन अपघटन की एक एक्ज़ोथिर्मिक (यानी, गर्मी की रिहाई के साथ) फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया है: ओ 3 + एचवी® ओ 2 + ओ। ओजोन आणविक ऑक्सीजन के फोटोकैमिकल अपघटन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है ओ 2
लगभग 2+ एचवी® ओ + ओ और किसी तीसरे अणु एम के साथ एक परमाणु और ऑक्सीजन अणु की ट्रिपल टक्कर की बाद की प्रतिक्रिया।
ओ + ओ 2 + एम ® ओ 3 + एम
ओजोन लालच से इस क्षेत्र में 2000 से 3000Å तक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है, और यह विकिरण वातावरण को गर्म करता है। ऊपरी वायुमंडल में स्थित ओजोन, एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करता है जो हमें सूर्य से पराबैंगनी विकिरण की क्रिया से बचाता है। इस ढाल के बिना, पृथ्वी पर अपने आधुनिक रूपों में जीवन का विकास शायद ही संभव होता।
सामान्य तौर पर, पूरे मेसोस्फीयर में, वायुमंडल का तापमान मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर लगभग 180 K के न्यूनतम मान तक कम हो जाता है (जिसे मेसोपॉज़ कहा जाता है, ऊँचाई लगभग 80 किमी होती है)। मेसोपॉज़ के आसपास, 70-90 किमी की ऊँचाई पर, बर्फ के क्रिस्टल की एक बहुत पतली परत और ज्वालामुखी और उल्कापिंड की धूल के कण दिखाई दे सकते हैं, जो रात के बादलों के एक सुंदर तमाशे के रूप में देखे जाते हैं। सूर्यास्त के तुरंत बाद।
मेसोस्फीयर में, अधिकांश भाग के लिए, पृथ्वी पर गिरने वाले छोटे ठोस उल्कापिंड जल जाते हैं, जिससे उल्कापिंड की घटना होती है।
उल्का, उल्कापिंड और आग के गोले।
पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में 11 किमी/सेकेंड की गति से और ठोस ब्रह्मांडीय कणों या पिंडों से ऊपर की गति से घुसपैठ के कारण होने वाली भड़कना और अन्य घटनाएँ उल्कापिंड कहलाती हैं। एक मनाया उज्ज्वल उल्का निशान है; सबसे शक्तिशाली घटनाएँ, जो अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ होती हैं, कहलाती हैं आग के गोले; उल्कापिंडों का संबंध उल्कापिंडों से है।
उल्का बौछार:
1) एक से अधिक उल्कापिंडों की घटना एक रेडिएंट से कई घंटों या दिनों में गिरती है।
2) उल्कापिंडों का एक झुंड सूर्य के चारों ओर एक कक्षा में घूम रहा है।
आकाश के एक निश्चित क्षेत्र में और वर्ष के कुछ दिनों में उल्काओं की व्यवस्थित उपस्थिति, पृथ्वी की कक्षा के प्रतिच्छेदन के कारण कई उल्का पिंडों की एक सामान्य कक्षा के साथ लगभग समान और समान रूप से निर्देशित गति से चलती है, जिसके कारण उनके आकाश में पथ एक सामान्य बिंदु (उज्ज्वल) से निकलते प्रतीत होते हैं। उनका नाम उस नक्षत्र के नाम पर रखा गया है जहां दीप्तिमान स्थित है।
उल्का वर्षा अपने प्रकाश प्रभाव से गहरा प्रभाव डालती है, लेकिन अलग-अलग उल्काएं शायद ही कभी देखी जाती हैं। अदृश्य उल्काओं की संख्या बहुत अधिक है, वे इतने छोटे हैं कि उन्हें उस समय देखा नहीं जा सकता जब वे वातावरण द्वारा निगल लिए जाते हैं। कुछ सबसे छोटे उल्काएं शायद बिल्कुल भी गर्म नहीं होती हैं, लेकिन केवल वायुमंडल द्वारा ही पकड़ी जाती हैं। कुछ मिलीमीटर से लेकर दस-हज़ारवें मिलीमीटर तक के आकार के इन छोटे कणों को माइक्रोमीटर कहा जाता है। हर दिन वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंड की मात्रा 100 से 10,000 टन तक होती है, जिसमें से अधिकांश पदार्थ सूक्ष्म उल्कापिंड होते हैं।
चूंकि उल्कापिंड आंशिक रूप से वायुमंडल में जलता है, इसलिए इसकी गैस संरचना विभिन्न रासायनिक तत्वों के निशान से भर जाती है। उदाहरण के लिए, पत्थर के उल्का लिथियम को वायुमंडल में लाते हैं। धात्विक उल्काओं के दहन से छोटे गोलाकार लोहे, लोहे-निकल और अन्य बूंदों का निर्माण होता है जो वायुमंडल से होकर गुजरती हैं और पृथ्वी की सतह पर जमा हो जाती हैं। वे ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में पाए जा सकते हैं, जहां बर्फ की चादरें वर्षों तक लगभग अपरिवर्तित रहती हैं। समुद्र विज्ञानी उन्हें नीचे समुद्र के तलछट में पाते हैं।
वायुमंडल में प्रवेश करने वाले अधिकांश उल्का कण लगभग 30 दिनों के भीतर जमा हो जाते हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि यह ब्रह्मांडीय धूल वर्षा जैसी वायुमंडलीय घटनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि यह जल वाष्प संघनन के केंद्र के रूप में कार्य करती है। इसलिए, यह माना जाता है कि वर्षा सांख्यिकीय रूप से बड़े उल्का वर्षा के साथ जुड़ी हुई है। हालांकि, कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि चूंकि उल्कापिंड का कुल इनपुट सबसे बड़े उल्का बौछार की तुलना में कई गुना अधिक है, इस तरह की एक बौछार के परिणामस्वरूप होने वाली इस सामग्री की कुल मात्रा में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है।
हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि सबसे बड़े सूक्ष्म उल्कापिंड और दृश्यमान उल्कापिंड वायुमंडल की उच्च परतों में मुख्य रूप से आयनमंडल में आयनीकरण के लंबे निशान छोड़ते हैं। इस तरह के निशान लंबी दूरी के रेडियो संचार के लिए उपयोग किए जा सकते हैं, क्योंकि वे उच्च आवृत्ति रेडियो तरंगों को दर्शाते हैं।
वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्काओं की ऊर्जा मुख्य रूप से, और शायद पूरी तरह से, इसके गर्म होने पर खर्च होती है। यह वायुमंडल के ताप संतुलन के छोटे घटकों में से एक है।
उल्कापिंड प्राकृतिक उत्पत्ति का एक ठोस पिंड है जो अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह पर गिरा है। आमतौर पर पत्थर, लौह-पत्थर और लोहे के उल्कापिंडों में अंतर करते हैं। उत्तरार्द्ध मुख्य रूप से लोहे और निकल से बने होते हैं। पाए गए उल्कापिंडों में, अधिकांश का वजन कई ग्राम से लेकर कई किलोग्राम तक होता है। पाए गए सबसे बड़े, गोबा लोहे के उल्कापिंड का वजन लगभग 60 टन है और अभी भी उसी स्थान पर स्थित है जहां इसकी खोज की गई थी, दक्षिण अफ्रीका में। अधिकांश उल्कापिंड क्षुद्रग्रहों के टुकड़े होते हैं, लेकिन कुछ उल्कापिंड चंद्रमा से और यहां तक कि मंगल से भी पृथ्वी पर आए होंगे।
आग का गोला एक बहुत चमकीला उल्का है, जिसे कभी-कभी दिन के दौरान भी देखा जाता है, जो अक्सर एक धुएँ के रंग के निशान को पीछे छोड़ देता है और ध्वनि की घटनाओं के साथ होता है; अक्सर उल्कापिंडों के गिरने के साथ समाप्त होता है।
बाह्य वायुमंडल।
मेसोपॉज़ के न्यूनतम तापमान से ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है, जिसमें तापमान, पहले धीरे-धीरे, और फिर तेज़ी से, फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है। इसका कारण परमाणु ऑक्सीजन के आयनीकरण के कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर पराबैंगनी, सौर विकिरण का अवशोषण है: O + एचवी® ओ + + इ।
थर्मोस्फीयर में, तापमान लगातार लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह अधिकतम सौर गतिविधि के युग के दौरान दिन में 1800 K तक पहुंच जाता है। न्यूनतम युग में, यह सीमित तापमान 1000 K से कम हो सकता है। 400 से ऊपर किमी, वायुमंडल एक समतापी बहिर्मंडल में चला जाता है। महत्वपूर्ण स्तर (एक्सोस्फीयर का आधार) लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।
ऑरोरस और कृत्रिम उपग्रहों की कई कक्षाएँ, साथ ही निशाचर बादल - ये सभी घटनाएं मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर में होती हैं।
ध्रुवीय रोशनी।
उच्च अक्षांशों पर, चुंबकीय क्षेत्र की गड़बड़ी के दौरान औरोरा देखे जाते हैं। वे कई मिनट तक चल सकते हैं, लेकिन अक्सर कई घंटों तक दिखाई देते हैं। औरोरा आकार, रंग और तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं, जिनमें से सभी कभी-कभी समय के साथ बहुत तेज़ी से बदलते हैं। ऑरोरा स्पेक्ट्रम में उत्सर्जन लाइनें और बैंड होते हैं। रात के आकाश से कुछ उत्सर्जन औरोरा स्पेक्ट्रम में बढ़ाए जाते हैं, मुख्य रूप से एल 5577 और एल 6300 Å ऑक्सीजन की हरी और लाल रेखाएं। ऐसा होता है कि इनमें से एक रेखा दूसरे की तुलना में कई गुना अधिक तीव्र होती है, और यह चमक के दृश्य रंग को निर्धारित करती है: हरा या लाल। ध्रुवीय क्षेत्रों में रेडियो संचार में व्यवधान के साथ चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी भी होती है। व्यवधान आयनमंडल में परिवर्तन के कारण होता है, जिसका अर्थ है कि चुंबकीय तूफान के दौरान आयनीकरण का एक शक्तिशाली स्रोत संचालित होता है। यह स्थापित किया गया है कि मजबूत चुंबकीय तूफान तब होते हैं जब सौर डिस्क के केंद्र के पास धब्बों के बड़े समूह होते हैं। अवलोकनों से पता चला है कि तूफान स्वयं धब्बों से नहीं, बल्कि सौर ज्वालाओं से जुड़े होते हैं जो धब्बों के समूह के विकास के दौरान दिखाई देते हैं।
ऑरोरा पृथ्वी के उच्च अक्षांश क्षेत्रों में देखी गई तीव्र गति के साथ बदलती तीव्रता के प्रकाश की एक श्रृंखला है। दृश्य अरोरा में परमाणु ऑक्सीजन की हरी (5577Å) और लाल (6300/6364Å) उत्सर्जन लाइनें और N 2 आणविक बैंड होते हैं, जो सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के ऊर्जावान कणों से उत्साहित होते हैं। ये उत्सर्जन आमतौर पर लगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई पर प्रदर्शित होते हैं। ऑप्टिकल ऑरोरा शब्द का उपयोग दृश्य अरोरा और उनके अवरक्त से पराबैंगनी उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में विकिरण ऊर्जा दृश्य क्षेत्र की ऊर्जा से काफी अधिक है। जब ऑरोरस दिखाई दिए, तो उत्सर्जन ULF रेंज में देखा गया (
औरोरा के वास्तविक रूपों को वर्गीकृत करना कठिन है; निम्नलिखित शब्दों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:
1. शांत वर्दी चाप या धारियां। चाप आमतौर पर भू-चुंबकीय समानांतर (ध्रुवीय क्षेत्रों में सूर्य की ओर) की दिशा में ~ 1000 किमी तक फैला होता है और इसकी चौड़ाई एक से कई दसियों किलोमीटर तक होती है। एक पट्टी एक चाप की अवधारणा का एक सामान्यीकरण है, इसमें आमतौर पर नियमित चाप का आकार नहीं होता है, लेकिन एस के रूप में या सर्पिल के रूप में झुकता है। आर्क और बैंड 100-150 किमी की ऊंचाई पर स्थित हैं।
2. औरोरा की किरणें . यह शब्द कई दसियों से कई सैकड़ों किलोमीटर तक लंबवत विस्तार के साथ चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ फैली एक ऑरोरल संरचना को संदर्भित करता है। क्षैतिज के साथ किरणों की लंबाई कई दसियों मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक छोटी होती है। किरणें आमतौर पर चापों में या अलग-अलग संरचनाओं के रूप में देखी जाती हैं।
3. दाग या सतह . ये चमक के अलग-अलग क्षेत्र हैं जिनका कोई विशिष्ट आकार नहीं होता है। व्यक्तिगत धब्बे संबंधित हो सकते हैं।
4. घूंघट। अरोरा का एक असामान्य रूप, जो एक समान चमक है जो आकाश के बड़े क्षेत्रों को कवर करती है।
संरचना के अनुसार, अरोरा को सजातीय, पॉलिश और दीप्तिमान में विभाजित किया गया है। विभिन्न शब्दों का प्रयोग किया जाता है; स्पंदनशील चाप, स्पंदनशील सतह, विसरित सतह, दीप्तिमान पट्टी, चिलमन, आदि। उनके रंग के अनुसार अरोराओं का वर्गीकरण होता है। इस वर्गीकरण के अनुसार, प्रकार के औरोरस लेकिन. ऊपरी भाग या पूरी तरह से लाल हैं (6300-6364 )। वे आमतौर पर उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि के दौरान 300-400 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं।
औरोरा प्रकार परनिचले हिस्से में लाल रंग के होते हैं और पहले सकारात्मक एन 2 सिस्टम और पहले नकारात्मक ओ 2 सिस्टम के बैंड के ल्यूमिनेसेंस से जुड़े होते हैं। अरोरा के ऐसे रूप औरोरा के सबसे सक्रिय चरणों के दौरान दिखाई देते हैं।
क्षेत्र औरोरस – पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर पर्यवेक्षकों के अनुसार, ये रात में औरोरा की घटना की अधिकतम आवृत्ति वाले क्षेत्र हैं। क्षेत्र 67° उत्तर और दक्षिण अक्षांश पर स्थित हैं, और उनकी चौड़ाई लगभग 6° है। स्थानीय भू-चुंबकीय समय के एक निश्चित क्षण के अनुरूप औरोरा की अधिकतम घटना अंडाकार जैसी बेल्ट (अरोड़ा अंडाकार) में होती है, जो उत्तर और दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुवों के आसपास विषम रूप से स्थित होती हैं। उरोरा अंडाकार अक्षांश-समय निर्देशांक में तय किया गया है, और उरोरल क्षेत्र अक्षांश-देशांतर निर्देशांक में अंडाकार के मध्यरात्रि क्षेत्र में बिंदुओं का स्थान है। अंडाकार पेटी रात के क्षेत्र में भू-चुंबकीय ध्रुव से लगभग 23° और दिन के क्षेत्र में 15° स्थित होती है।
ऑरोरल ओवल और ऑरोरा जोन।औरोरा अंडाकार का स्थान भू-चुंबकीय गतिविधि पर निर्भर करता है। उच्च भू-चुंबकीय गतिविधि पर अंडाकार चौड़ा हो जाता है। औरोरा ज़ोन या ऑरोरा अंडाकार सीमाओं को द्विध्रुवीय निर्देशांक की तुलना में L 6.4 द्वारा बेहतर ढंग से दर्शाया जाता है। औरोरा अंडाकार के दिन के समय क्षेत्र की सीमा पर भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं मेल खाती हैं चुंबकत्व।भू-चुंबकीय अक्ष और पृथ्वी-सूर्य दिशा के बीच के कोण के आधार पर औरोरा अंडाकार की स्थिति में परिवर्तन होता है। कुछ ऊर्जाओं के कणों (इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन) की वर्षा के आंकड़ों के आधार पर ऑरोरल ओवल भी निर्धारित किया जाता है। इसकी स्थिति स्वतंत्र रूप से डेटा से निर्धारित की जा सकती है कस्पाखीदिन के समय और मैग्नेटोटेल में।
औरोरा क्षेत्र में औरोरा की घटना की आवृत्ति में दैनिक भिन्नता भू-चुंबकीय मध्यरात्रि में अधिकतम और भू-चुंबकीय दोपहर में न्यूनतम होती है। अंडाकार के निकट-भूमध्यरेखीय पक्ष पर, अरोरा की घटना की आवृत्ति तेजी से कम हो जाती है, लेकिन दैनिक विविधताओं का आकार बरकरार रहता है। अंडाकार के ध्रुवीय पक्ष पर, अरोरा की घटना की आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है और जटिल दैनिक परिवर्तनों की विशेषता होती है।
औरोरस की तीव्रता।
अरोड़ा तीव्रता स्पष्ट चमक सतह को मापने के द्वारा निर्धारित किया जाता है। चमक सतह मैंएक निश्चित दिशा में औरोरा कुल उत्सर्जन द्वारा निर्धारित किया जाता है 4p मैंफोटॉन/(सेमी 2 एस)। चूंकि यह मान वास्तविक सतह चमक नहीं है, लेकिन स्तंभ से उत्सर्जन का प्रतिनिधित्व करता है, यूनिट फोटॉन/(सेमी 2 कॉलम एस) आमतौर पर औरोरस के अध्ययन में उपयोग किया जाता है। कुल उत्सर्जन को मापने के लिए सामान्य इकाई रेले (आरएल) 10 6 फोटॉन / (सेमी 2 कॉलम एस) के बराबर है। उरोरा तीव्रता की एक अधिक व्यावहारिक इकाई एकल लाइन या बैंड के उत्सर्जन से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, औरोरा की तीव्रता अंतरराष्ट्रीय चमक गुणांक (ICF) द्वारा निर्धारित की जाती है। ग्रीन लाइन तीव्रता डेटा (5577 ) के अनुसार; 1 kRl = I MKH, 10 kRl = II MKH, 100 kRl = III MKH, 1000 kRl = IV MKH (अधिकतम औरोरा तीव्रता)। इस वर्गीकरण का उपयोग लाल औरोरा के लिए नहीं किया जा सकता है। युग (1957-1958) की खोजों में से एक चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष एक अंडाकार विस्थापित के रूप में अरोरा के स्थानिक और लौकिक वितरण की स्थापना थी। चुंबकीय ध्रुव के सापेक्ष अरोरा के वितरण के गोलाकार आकार के बारे में सरल विचारों से, मैग्नेटोस्फीयर के आधुनिक भौतिकी में संक्रमण पूरा हो गया था। खोज का सम्मान ओ। खोरोशेवा, और जी। स्टार्कोव, जे। फेल्डशेटिन, एस-आई का है। ऑरोरा ओवल पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल पर सौर हवा के सबसे तीव्र प्रभाव का क्षेत्र है। अंडाकार में औरोरस की तीव्रता सबसे अधिक होती है, और इसकी गतिशीलता की लगातार उपग्रहों द्वारा निगरानी की जाती है।
स्थिर औरोरल लाल चाप।
स्थिर औरोरल लाल चाप, अन्यथा मध्य अक्षांश लाल चाप कहा जाता है या एम-आर्क, एक सबविज़ुअल (आंख की संवेदनशीलता सीमा के नीचे) चौड़ा चाप है, जो पूर्व से पश्चिम तक हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है और संभवतः पूरी पृथ्वी को घेरता है। चाप की अक्षांशीय सीमा 600 किमी है। स्थिर ऑरोरल रेड आर्क से उत्सर्जन लाल रेखाओं l 6300 और l 6364 में लगभग मोनोक्रोमैटिक है। हाल ही में, कमजोर उत्सर्जन लाइनें l 5577 (OI) और l 4278 (N + 2) भी बताई गई हैं। लगातार लाल चापों को औरोरा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन वे बहुत अधिक ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। निचली सीमा 300 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, ऊपरी सीमा लगभग 700 किमी है। एल 6300 उत्सर्जन में शांत अरोरल लाल चाप की तीव्रता 1 से 10 केआरएल (एक विशिष्ट मान 6 केआरएल) तक होती है। इस तरंग दैर्ध्य पर आंख की संवेदनशीलता सीमा लगभग 10 kR है, इसलिए चाप शायद ही कभी देखे जाते हैं। हालाँकि, टिप्पणियों से पता चला है कि 10% रातों में उनकी चमक>50 kR है। चापों का सामान्य जीवनकाल लगभग एक दिन का होता है, और वे बाद के दिनों में शायद ही कभी दिखाई देते हैं। उपग्रहों या रेडियो स्रोतों से स्थिर ऑरोरल रेड आर्क्स को पार करने वाली रेडियो तरंगें जगमगाहट के अधीन होती हैं, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व की विषमताओं के अस्तित्व का संकेत देती हैं। लाल चापों की सैद्धांतिक व्याख्या यह है कि क्षेत्र के गर्म इलेक्ट्रॉन एफआयनमंडल ऑक्सीजन परमाणुओं में वृद्धि का कारण बनते हैं। उपग्रह अवलोकन भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ इलेक्ट्रॉन तापमान में वृद्धि दिखाते हैं जो स्थिर ऑरोरल लाल चापों को पार करते हैं। इन चापों की तीव्रता भू-चुंबकीय गतिविधि (तूफान) के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित होती है, और चापों की घटना की आवृत्ति सौर सनस्पॉट गतिविधि के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित होती है।
अरोड़ा बदल रहा है।
अरोरा के कुछ रूप अर्ध-आवधिक और सुसंगत अस्थायी तीव्रता भिन्नताओं का अनुभव करते हैं। मोटे तौर पर स्थिर ज्यामिति और चरण में होने वाली तीव्र आवधिक विविधताओं के साथ इन औरोराओं को बदलते अरोरा कहा जाता है। उन्हें औरोरा . के रूप में वर्गीकृत किया गया है फार्म आरऑरोरस के अंतर्राष्ट्रीय एटलस के अनुसार बदलते अरोराओं का एक अधिक विस्तृत उपखंड:
आर 1 (स्पंदित औरोरा) उरोरा के पूरे रूप में चमक में एक समान चरण भिन्नता के साथ एक चमक है। परिभाषा के अनुसार, एक आदर्श स्पंदनशील अरोरा में, स्पंदन के स्थानिक और लौकिक भागों को अलग किया जा सकता है, अर्थात। चमक मैं(आर, टी)= मैं(आर)· यह(टी) एक ठेठ अरोड़ा में आर 1, स्पंदन 0.01 से 10 हर्ट्ज की कम तीव्रता (1-2 kR) की आवृत्ति के साथ होता है। सबसे औरोरा आर 1 धब्बे या चाप हैं जो कई सेकंड की अवधि के साथ स्पंदित होते हैं।
आर 2 (उग्र अरोरा)। इस शब्द का प्रयोग आमतौर पर आकाश में आग की लपटों जैसे आंदोलनों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, न कि किसी एक रूप का वर्णन करने के लिए। अरोरा चाप के आकार के होते हैं और आमतौर पर 100 किमी की ऊंचाई से ऊपर की ओर बढ़ते हैं। ये औरोरा अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और औरोरा के बाहर अधिक बार होते हैं।
आर 3 (टिमटिमाते अरोरा)। ये तेज, अनियमित या नियमित रूप से चमक में बदलाव के साथ औरोरा हैं, जो आकाश में टिमटिमाती लौ का आभास देते हैं। वे औरोरा के पतन से कुछ समय पहले दिखाई देते हैं। आम तौर पर देखी गई भिन्नता आवृत्ति आर 3 10 ± 3 हर्ट्ज के बराबर है।
स्ट्रीमिंग ऑरोरा शब्द, स्पंदित औरोरा के एक अन्य वर्ग के लिए उपयोग किया जाता है, औरोरा के आर्क और बैंड में तेजी से क्षैतिज रूप से चलने वाली चमक में अनियमित भिन्नता को संदर्भित करता है।
बदलते अरोरा सौर-स्थलीय घटनाओं में से एक है जो भू-चुंबकीय क्षेत्र के स्पंदनों और सौर और मैग्नेटोस्फेरिक मूल के कणों की वर्षा के कारण ऑरोरल एक्स-रे विकिरण के साथ होता है।
ध्रुवीय टोपी की चमक पहली नकारात्मक एन + 2 प्रणाली (λ 3914 ) के बैंड की उच्च तीव्रता की विशेषता है। आमतौर पर, ये N + 2 बैंड ग्रीन लाइन OI l 5577 की तुलना में पांच गुना अधिक तीव्र होते हैं; ध्रुवीय टोपी की चमक की पूर्ण तीव्रता 0.1 से 10 kRl (आमतौर पर 1–3 kRl) होती है। इन औरोराओं के साथ, जो पीसीए अवधि के दौरान दिखाई देते हैं, एक समान चमक 30 से 80 किमी की ऊंचाई पर 60 डिग्री के भू-चुंबकीय अक्षांश तक संपूर्ण ध्रुवीय टोपी को कवर करती है। यह मुख्य रूप से 10-100 MeV की ऊर्जा वाले सौर प्रोटॉन और डी-कणों द्वारा उत्पन्न होता है, जो इन ऊंचाइयों पर अधिकतम आयनीकरण करते हैं। ऑरोरा ज़ोन में एक अन्य प्रकार की चमक होती है, जिसे मेंटल ऑरोरस कहा जाता है। इस प्रकार की ऑरोरल चमक के लिए, सुबह के घंटों में अधिकतम दैनिक तीव्रता 1-10 kR है, और तीव्रता न्यूनतम पांच गुना कमजोर है। मेंटल ऑरोरा के अवलोकन कम हैं और उनकी तीव्रता भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।
वायुमंडलीय चमककिसी ग्रह के वायुमंडल द्वारा उत्पादित और उत्सर्जित विकिरण के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वायुमंडल का गैर-थर्मल विकिरण है, औरोरा के उत्सर्जन, बिजली के निर्वहन और उल्का ट्रेल्स के उत्सर्जन के अपवाद के साथ। इस शब्द का प्रयोग पृथ्वी के वायुमंडल (रात की चमक, गोधूलि चमक और दिन की चमक) के संबंध में किया जाता है। वायुमंडलीय चमक वातावरण में उपलब्ध प्रकाश का केवल एक अंश है। अन्य स्रोत हैं स्टारलाइट, राशि चक्र प्रकाश, और दिन के समय सूर्य से बिखरा हुआ प्रकाश। कई बार वायुमंडल की चमक कुल प्रकाश की मात्रा का 40% तक हो सकती है। एयरग्लो अलग-अलग ऊंचाई और मोटाई की वायुमंडलीय परतों में होता है। वायुमंडलीय चमक स्पेक्ट्रम 1000 से 22.5 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य को कवर करता है। एयरग्लो में मुख्य उत्सर्जन रेखा l 5577 है, जो 30-40 किमी मोटी परत में 90-100 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देती है। चमक की उपस्थिति ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन पर आधारित शैंपेन तंत्र के कारण होती है। अन्य उत्सर्जन लाइनें एल 6300 हैं, जो विघटनकारी ओ + 2 पुनर्संयोजन और उत्सर्जन एनआई एल 5198/5201 Å और एनआई एल 5890/5896 के मामले में दिखाई दे रही हैं।
वायुमंडलीय चमक की तीव्रता को रेले में मापा जाता है। चमक (रेले में) 4 आरबी के बराबर है, जहां सी 10 6 फोटॉन/(सेमी 2 एसआर एस) की इकाइयों में उत्सर्जक परत की चमक की कोणीय सतह है। चमक की तीव्रता अक्षांश (अलग-अलग उत्सर्जन के लिए अलग-अलग) पर निर्भर करती है, और दिन के दौरान अधिकतम मध्यरात्रि के साथ भी बदलती रहती है। एल 5577 उत्सर्जन में एयरग्लो के लिए एक सकारात्मक सहसंबंध का उल्लेख किया गया था, जिसमें सनस्पॉट की संख्या और 10.7 सेमी की तरंग दैर्ध्य पर सौर विकिरण का प्रवाह था। उपग्रह प्रयोगों के दौरान एयरग्लो देखा गया था। बाह्य अंतरिक्ष से, यह पृथ्वी के चारों ओर प्रकाश की एक अंगूठी की तरह दिखता है और इसका रंग हरा होता है।
ओजोनमंडल।
20-25 किमी की ऊंचाई पर, ओजोन ओ 3 की एक नगण्य मात्रा की अधिकतम सांद्रता (ऑक्सीजन सामग्री के 2×10-7 तक!), जो लगभग 10 से 50 की ऊंचाई पर सौर पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के तहत होती है। किमी, तक पहुँच जाता है, जो ग्रह को सौर विकिरण को आयनित करने से बचाता है। ओजोन अणुओं की अत्यंत कम संख्या के बावजूद, वे सूर्य से आने वाली शॉर्ट-वेव (पराबैंगनी और एक्स-रे) विकिरण के हानिकारक प्रभावों से पृथ्वी पर सभी जीवन की रक्षा करते हैं। यदि आप सभी अणुओं को वायुमंडल के आधार पर अवक्षेपित करते हैं, तो आपको 3–4 मिमी से अधिक मोटी परत नहीं मिलती है! 100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, प्रकाश गैसों का अनुपात बढ़ जाता है, और बहुत अधिक ऊंचाई पर, हीलियम और हाइड्रोजन प्रबल होते हैं; कई अणु अलग-अलग परमाणुओं में अलग हो जाते हैं, जो कठोर सौर विकिरण के प्रभाव में आयनित होकर आयनमंडल का निर्माण करते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में हवा का दबाव और घनत्व ऊंचाई के साथ घटता जाता है। तापमान के वितरण के आधार पर, पृथ्वी के वायुमंडल को क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर में विभाजित किया गया है। .
20-25 किमी की ऊंचाई पर स्थित है ओज़ोन की परत. ओजोन 0.1–0.2 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य के साथ सौर पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के दौरान ऑक्सीजन अणुओं के क्षय के कारण बनता है। मुक्त ऑक्सीजन ओ 2 अणुओं के साथ मिलकर ओ 3 ओजोन बनाती है, जो 0.29 माइक्रोन से कम के सभी पराबैंगनी प्रकाश को लालच से अवशोषित करती है। ओज़ोन अणु O3 लघुतरंग विकिरण द्वारा आसानी से नष्ट हो जाते हैं। इसलिए, इसके दुर्लभ होने के बावजूद, ओजोन परत सूर्य के पराबैंगनी विकिरण को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है, जो उच्च और अधिक पारदर्शी वायुमंडलीय परतों से होकर गुजरी है। इसके लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर रहने वाले जीव सूर्य से पराबैंगनी प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षित हैं।
आयनमंडल।
सौर विकिरण वायुमंडल के परमाणुओं और अणुओं को आयनित करता है। आयनीकरण की डिग्री पहले से ही 60 किलोमीटर की ऊंचाई पर महत्वपूर्ण हो जाती है और पृथ्वी से दूरी के साथ लगातार बढ़ती जाती है। वायुमंडल में अलग-अलग ऊंचाई पर, विभिन्न अणुओं के पृथक्करण और बाद में विभिन्न परमाणुओं और आयनों के आयनीकरण की क्रमिक प्रक्रियाएं होती हैं। मूल रूप से, ये ऑक्सीजन अणु O 2, नाइट्रोजन N 2 और उनके परमाणु हैं। इन प्रक्रियाओं की तीव्रता के आधार पर, 60 किलोमीटर से ऊपर स्थित वायुमंडल की विभिन्न परतों को आयनोस्फेरिक परतें कहा जाता है। , और उनकी समग्रता आयनमंडल है . निचली परत, जिसका आयनीकरण नगण्य है, न्यूट्रोस्फीयर कहलाता है।
आयनमंडल में आवेशित कणों की अधिकतम सांद्रता 300-400 किमी की ऊँचाई पर पहुँच जाती है।
आयनमंडल के अध्ययन का इतिहास।
ऊपरी वायुमंडल में एक प्रवाहकीय परत के अस्तित्व की परिकल्पना को 1878 में अंग्रेजी वैज्ञानिक स्टुअर्ट ने भू-चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताओं की व्याख्या करने के लिए सामने रखा था। फिर 1902 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैनेडी और इंग्लैंड में हेविसाइड ने स्वतंत्र रूप से बताया कि लंबी दूरी पर रेडियो तरंगों के प्रसार की व्याख्या करने के लिए, उच्च परतों में उच्च चालकता वाले क्षेत्रों के अस्तित्व को मान लेना आवश्यक है। वातावरण। 1923 में, शिक्षाविद एमवी शुलीकिन, विभिन्न आवृत्तियों की रेडियो तरंगों के प्रसार की विशेषताओं पर विचार करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि आयनमंडल में कम से कम दो परावर्तक परतें हैं। फिर, 1925 में, अंग्रेजी शोधकर्ता एपलटन और बार्नेट, साथ ही ब्रेइट और टुवे ने प्रयोगात्मक रूप से पहली बार उन क्षेत्रों के अस्तित्व को साबित किया जो रेडियो तरंगों को दर्शाते हैं, और उनके व्यवस्थित अध्ययन की नींव रखी। उस समय से, इन परतों के गुणों का एक व्यवस्थित अध्ययन, जिसे आम तौर पर आयनोस्फीयर कहा जाता है, किया गया है, जो कई भूभौतिकीय घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब और अवशोषण को निर्धारित करते हैं, जो व्यावहारिक के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। उद्देश्य, विशेष रूप से, विश्वसनीय रेडियो संचार सुनिश्चित करने के लिए।
1930 के दशक में, आयनमंडल की स्थिति का व्यवस्थित अवलोकन शुरू हुआ। हमारे देश में, एमए बॉंच-ब्रुविच की पहल पर, इसकी स्पंदित ध्वनि के लिए प्रतिष्ठान बनाए गए थे। आयनोस्फीयर के कई सामान्य गुणों, इसकी मुख्य परतों की ऊंचाई और इलेक्ट्रॉन घनत्व की जांच की गई।
60-70 किमी की ऊंचाई पर, डी परत देखी जाती है; 100-120 किमी की ऊंचाई पर, इ, ऊंचाई पर, 180-300 किमी की ऊंचाई पर डबल लेयर एफ 1 और एफ 2. इन परतों के मुख्य पैरामीटर तालिका 4 में दिए गए हैं।
| तालिका 4 | ||||||
| आयनमंडल क्षेत्र | अधिकतम ऊंचाई, किमी | टी मैं , क | दिन | रात नी , सेमी -3 | ए΄, एम 3 एस – 1 | |
| मिनट नी , सेमी -3 | मैक्स नी , सेमी -3 | |||||
| डी | 70 | 20 | 100 | 200 | 10 | 10 –6 |
| इ | 110 | 270 | 1.5 10 5 | 3 10 5 | 3000 | 10 –7 |
| एफ 1 | 180 | 800–1500 | 3 10 5 | 5 10 5 | – | 3 10 -8 |
| एफ 2 (सर्दी) | 220–280 | 1000–2000 | 6 10 5 | 25 10 5 | ~10 5 | 2 10 -10 |
| एफ 2 (गर्मी) | 250–320 | 1000–2000 | 2 10 5 | 8 10 5 | ~3 10 5 | 10 –10 |
| नीइलेक्ट्रॉन सांद्रता है, e इलेक्ट्रॉन आवेश है, टी मैंआयन तापमान है, a΄ पुनर्संयोजन गुणांक है (जो निर्धारित करता है कि नीऔर समय के साथ इसका परिवर्तन) | ||||||
औसत दिए जाते हैं क्योंकि वे विभिन्न अक्षांशों, दिन के समय और मौसमों के लिए भिन्न होते हैं। लंबी दूरी के रेडियो संचार को सुनिश्चित करने के लिए ऐसा डेटा आवश्यक है। उनका उपयोग विभिन्न शॉर्टवेव रेडियो लिंक के लिए ऑपरेटिंग आवृत्तियों के चयन में किया जाता है। दिन के अलग-अलग समय और अलग-अलग मौसमों में आयनमंडल की स्थिति के आधार पर उनके परिवर्तन को जानना रेडियो संचार की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। आयनोस्फीयर पृथ्वी के वायुमंडल की आयनित परतों का एक संग्रह है, जो लगभग 60 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है और हजारों किमी की ऊंचाई तक फैलता है। पृथ्वी के वायुमंडल के आयनीकरण का मुख्य स्रोत सूर्य का पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण है, जो मुख्य रूप से सौर क्रोमोस्फीयर और कोरोना में होता है। इसके अलावा, ऊपरी वायुमंडल के आयनीकरण की डिग्री सौर कोरपसकुलर धाराओं से प्रभावित होती है जो सौर फ्लेयर्स के साथ-साथ कॉस्मिक किरणों और उल्का कणों के दौरान होती हैं।
आयनोस्फेरिक परतें
वातावरण में वे क्षेत्र हैं जिनमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता के अधिकतम मान (अर्थात उनकी संख्या प्रति इकाई आयतन) तक पहुँच जाते हैं। विद्युत आवेशित मुक्त इलेक्ट्रॉन और (कुछ हद तक, कम मोबाइल आयन) वायुमंडलीय गैस परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप, रेडियो तरंगों (यानी विद्युत चुम्बकीय दोलनों) के साथ बातचीत करते हुए, उनकी दिशा बदल सकते हैं, उन्हें प्रतिबिंबित या अपवर्तित कर सकते हैं और उनकी ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं। नतीजतन, दूर के रेडियो स्टेशनों को प्राप्त करते समय, विभिन्न प्रभाव हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, रेडियो का लुप्त होना, दूर के स्टेशनों की श्रव्यता में वृद्धि, ब्लैकआउटआदि। घटना
तलाश पद्दतियाँ।
पृथ्वी से आयनोस्फीयर का अध्ययन करने के शास्त्रीय तरीकों को पल्स साउंडिंग के लिए कम कर दिया गया है - रेडियो दालों को भेजना और आयनमंडल की विभिन्न परतों से उनके प्रतिबिंबों को देरी के समय को मापने और परावर्तित संकेतों की तीव्रता और आकार का अध्ययन करना। विभिन्न आवृत्तियों पर रेडियो स्पंदों के परावर्तन की ऊंचाइयों को मापकर, विभिन्न क्षेत्रों की क्रांतिक आवृत्तियों का निर्धारण (रेडियो पल्स की वाहक आवृत्ति जिसके लिए आयनोस्फीयर का यह क्षेत्र पारदर्शी हो जाता है, क्रांतिक आवृत्ति कहलाती है), यह निर्धारित करना संभव है परतों में इलेक्ट्रॉन घनत्व का मान और दी गई आवृत्तियों के लिए प्रभावी ऊंचाई, और दिए गए रेडियो पथों के लिए इष्टतम आवृत्तियों का चयन करें। रॉकेट प्रौद्योगिकी के विकास और कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों (एईएस) और अन्य अंतरिक्ष यान के अंतरिक्ष युग के आगमन के साथ, निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष प्लाज्मा के मापदंडों को सीधे मापना संभव हो गया, जिसका निचला हिस्सा आयनमंडल है।
विशेष रूप से लॉन्च किए गए रॉकेटों और उपग्रह उड़ान पथों के साथ किए गए इलेक्ट्रॉन घनत्व माप, आयनमंडल की संरचना पर जमीन-आधारित विधियों द्वारा पहले प्राप्त किए गए डेटा की पुष्टि और परिष्कृत डेटा, पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों में ऊंचाई के साथ इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण, और इसे संभव बनाया मुख्य अधिकतम से ऊपर इलेक्ट्रॉन घनत्व मान प्राप्त करने के लिए - परत एफ. पहले, परावर्तित लघु-तरंग दैर्ध्य रेडियो दालों के अवलोकन के आधार पर ध्वनि विधियों द्वारा ऐसा करना असंभव था। यह पाया गया है कि दुनिया के कुछ क्षेत्रों में कम इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले काफी स्थिर क्षेत्र हैं, नियमित "आयनोस्फेरिक हवाएं", आयनोस्फीयर में अजीब तरंग प्रक्रियाएं उत्पन्न होती हैं जो स्थानीय आयनोस्फेरिक गड़बड़ी को उनके उत्तेजना के स्थान से हजारों किलोमीटर दूर ले जाती हैं, और बहुत अधिक। विशेष रूप से अत्यधिक संवेदनशील प्राप्त करने वाले उपकरणों के निर्माण ने आयनमंडल के स्पंदित ध्वनि के स्टेशनों पर आयनमंडल के निम्नतम क्षेत्रों (आंशिक प्रतिबिंबों के स्टेशन) से आंशिक रूप से परावर्तित स्पंदित संकेतों का स्वागत करना संभव बना दिया। एंटेना के उपयोग के साथ मीटर और डेसीमीटर वेवलेंथ रेंज में शक्तिशाली पल्स इंस्टॉलेशन के उपयोग से विकिरणित ऊर्जा की उच्च सांद्रता की अनुमति मिलती है, जिससे आयनोस्फीयर द्वारा विभिन्न ऊंचाइयों पर बिखरे संकेतों का निरीक्षण करना संभव हो जाता है। इन संकेतों के स्पेक्ट्रा की विशेषताओं का अध्ययन, आयनोस्फेरिक प्लाज्मा के इलेक्ट्रॉनों और आयनों द्वारा असंगत रूप से बिखरे हुए (इसके लिए, रेडियो तरंगों के असंगत प्रकीर्णन के स्टेशनों का उपयोग किया गया था) ने इलेक्ट्रॉनों और आयनों की एकाग्रता को निर्धारित करना संभव बना दिया, उनके समकक्ष कई हजार किलोमीटर की ऊंचाई तक विभिन्न ऊंचाई पर तापमान। यह पता चला कि आयनमंडल उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों के लिए पर्याप्त रूप से पारदर्शी है।
पृथ्वी के आयनमंडल में 300 किमी की ऊंचाई पर विद्युत आवेशों की सांद्रता (इलेक्ट्रॉन घनत्व एक आयन के बराबर है) दिन के दौरान लगभग 106 सेमी–3 है। इस घनत्व का एक प्लाज्मा 20 मीटर से अधिक लंबी रेडियो तरंगों को दर्शाता है, जबकि छोटी तरंगों को प्रसारित करता है।
दिन और रात की स्थितियों के लिए आयनमंडल में इलेक्ट्रॉन घनत्व का विशिष्ट ऊर्ध्वाधर वितरण।
आयनमंडल में रेडियो तरंगों का प्रसार।
लंबी दूरी के प्रसारण स्टेशनों का स्थिर स्वागत उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों के साथ-साथ दिन के समय, मौसम और इसके अलावा, सौर गतिविधि पर निर्भर करता है। सौर गतिविधि आयनमंडल की स्थिति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। ग्राउंड स्टेशन द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगें सभी प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरह एक सीधी रेखा में फैलती हैं। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पृथ्वी की सतह और उसके वायुमंडल की आयनित परतें दोनों काम करती हैं जैसे कि एक विशाल संधारित्र की प्लेटें, उन पर प्रकाश पर दर्पण की क्रिया की तरह कार्य करती हैं। उनसे परावर्तित, रेडियो तरंगें कई हजारों किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं, सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की विशाल छलांग में दुनिया भर में झुकते हुए, आयनित गैस की एक परत से और पृथ्वी या पानी की सतह से बारी-बारी से परावर्तित होती हैं।
1920 के दशक में, यह माना जाता था कि 200 मीटर से कम की रेडियो तरंगें आमतौर पर मजबूत अवशोषण के कारण लंबी दूरी के संचार के लिए उपयुक्त नहीं थीं। यूरोप और अमेरिका के बीच अटलांटिक में छोटी तरंगों के लंबी दूरी के स्वागत पर पहला प्रयोग अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ओलिवर हेविसाइड और अमेरिकी विद्युत इंजीनियर आर्थर केनेली द्वारा किया गया था। एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से, उन्होंने सुझाव दिया कि पृथ्वी के चारों ओर कहीं न कहीं वायुमंडल की एक आयनित परत है जो रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित कर सकती है। इसे हेविसाइड परत कहा जाता था - केनेली, और फिर - आयनमंडल।
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, आयनमंडल में ऋणात्मक रूप से आवेशित मुक्त इलेक्ट्रॉन और धनावेशित आयन मुख्य रूप से आणविक ऑक्सीजन O + और नाइट्रिक ऑक्साइड NO + होते हैं। आयनों और इलेक्ट्रॉनों का निर्माण अणुओं के पृथक्करण और सौर एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण द्वारा तटस्थ गैस परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप होता है। एक परमाणु को आयनित करने के लिए, उसे आयनीकरण ऊर्जा के बारे में सूचित करना आवश्यक है, जिसका मुख्य स्रोत आयनोस्फीयर के लिए सूर्य का पराबैंगनी, एक्स-रे और कोरपसकुलर विकिरण है।
जब तक पृथ्वी का गैस खोल सूर्य से प्रकाशित होता है, तब तक उसमें लगातार अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉन बनते हैं, लेकिन साथ ही, कुछ इलेक्ट्रॉन, आयनों से टकराते हुए, पुनर्संयोजन करते हैं, फिर से तटस्थ कणों का निर्माण करते हैं। सूर्यास्त के बाद, नए इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन लगभग बंद हो जाता है, और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या घटने लगती है। आयनमंडल में जितने अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, उतनी ही बेहतर उच्च-आवृत्ति तरंगें इससे परावर्तित होती हैं। इलेक्ट्रॉन सांद्रता में कमी के साथ, रेडियो तरंगों का मार्ग केवल निम्न-आवृत्ति श्रेणियों में ही संभव है। यही कारण है कि रात में, एक नियम के रूप में, केवल 75, 49, 41 और 31 मीटर की दूरी में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव है। आयनमंडल में इलेक्ट्रॉनों को असमान रूप से वितरित किया जाता है। 50 से 400 किमी की ऊंचाई पर, कई परतें या बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व के क्षेत्र होते हैं। ये क्षेत्र आसानी से एक दूसरे में संक्रमण करते हैं और विभिन्न तरीकों से एचएफ रेडियो तरंगों के प्रसार को प्रभावित करते हैं। आयनमंडल की ऊपरी परत को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है एफ. यहाँ आयनन की उच्चतम डिग्री है (आवेशित कणों का अंश लगभग 10-4 है)। यह पृथ्वी की सतह से 150 किमी से अधिक की ऊंचाई पर स्थित है और उच्च आवृत्ति वाले एचएफ बैंड की रेडियो तरंगों के लंबी दूरी के प्रसार में मुख्य परावर्तक भूमिका निभाता है। गर्मियों के महीनों में F क्षेत्र दो परतों में टूट जाता है - एफ 1 और एफ 2. F1 परत 200 से 250 किमी की ऊंचाई पर कब्जा कर सकती है, और परत एफ 2 300-400 किमी की ऊंचाई सीमा में "तैरता" प्रतीत होता है। आमतौर पर परत एफ 2 परत की तुलना में बहुत अधिक आयनित होता है एफएक । रात की परत एफ 1 गायब हो जाता है और परत एफ 2 रहता है, धीरे-धीरे अपनी आयनीकरण की डिग्री का 60% तक खो देता है। F परत के नीचे 90 से 150 किमी की ऊंचाई पर एक परत होती है इ, जिसका आयनीकरण सूर्य से नरम एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में होता है। ई परत के आयनीकरण की डिग्री की तुलना में कम है एफ, दिन के दौरान, 31 और 25 मीटर के कम आवृत्ति वाले एचएफ बैंड के स्टेशनों का स्वागत तब होता है जब परत से संकेत परिलक्षित होते हैं इ. आमतौर पर ये 1000-1500 किमी की दूरी पर स्थित स्टेशन होते हैं। रात में एक परत में इआयनीकरण तेजी से घटता है, लेकिन इस समय भी यह 41, 49 और 75 मीटर बैंड में स्टेशनों से सिग्नल प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
16, 13 और 11 मीटर के उच्च-आवृत्ति वाले एचएफ बैंड के संकेत प्राप्त करने के लिए बहुत रुचि क्षेत्र में उत्पन्न होने वाले हैं इदृढ़ता से बढ़े हुए आयनीकरण के इंटरलेयर्स (बादल)। इन बादलों का क्षेत्रफल कुछ से लेकर सैकड़ों वर्ग किलोमीटर तक हो सकता है। बढ़े हुए आयनन की इस परत को छिटपुट परत कहते हैं। इऔर निरूपित तों. ईएस बादल हवा के प्रभाव में आयनोस्फीयर में आगे बढ़ सकते हैं और 250 किमी / घंटा तक की गति तक पहुंच सकते हैं। गर्मियों में, मध्य अक्षांशों में दिन के समय, Es बादलों के कारण रेडियो तरंगों की उत्पत्ति प्रति माह 15-20 दिन होती है। भूमध्य रेखा के पास, यह लगभग हमेशा मौजूद होता है, और उच्च अक्षांशों पर यह आमतौर पर रात में दिखाई देता है। कभी-कभी, कम सौर गतिविधि के वर्षों में, जब उच्च-आवृत्ति वाले एचएफ बैंड के लिए कोई मार्ग नहीं होता है, तो दूर के स्टेशन अचानक 16, 13 और 11 मीटर के बैंड पर अच्छी जोर से दिखाई देते हैं, जिसके संकेत बार-बार ईएस से परिलक्षित होते थे।
आयनमंडल का सबसे निचला क्षेत्र क्षेत्र है डी 50 से 90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहाँ अपेक्षाकृत कम मुक्त इलेक्ट्रॉन हैं। क्षेत्र से डीलंबी और मध्यम तरंगें अच्छी तरह से परावर्तित होती हैं, और कम आवृत्ति वाले एचएफ स्टेशनों के संकेत दृढ़ता से अवशोषित होते हैं। सूर्यास्त के बाद, आयनीकरण बहुत जल्दी गायब हो जाता है और 41, 49 और 75 मीटर की सीमा में दूर के स्टेशनों को प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिसके संकेत परतों से परिलक्षित होते हैं। एफ 2 और इ. आयनमंडल की अलग-अलग परतें एचएफ रेडियो संकेतों के प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। रेडियो तरंगों पर प्रभाव मुख्य रूप से आयनोस्फीयर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होता है, हालांकि रेडियो तरंगों का प्रसार तंत्र बड़े आयनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है। उत्तरार्द्ध भी वातावरण के रासायनिक गुणों के अध्ययन में रुचि रखते हैं, क्योंकि वे तटस्थ परमाणुओं और अणुओं की तुलना में अधिक सक्रिय हैं। आयनमंडल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं इसकी ऊर्जा और विद्युत संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
सामान्य आयनमंडल। भूभौतिकीय रॉकेट और उपग्रहों की मदद से किए गए अवलोकनों ने बहुत सी नई जानकारी दी है, जो यह दर्शाता है कि वायुमंडल का आयनीकरण ब्रॉड-स्पेक्ट्रम सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। कम तरंग दैर्ध्य और वायलेट प्रकाश किरणों की तुलना में अधिक ऊर्जा के साथ पराबैंगनी विकिरण सूर्य के वायुमंडल (क्रोमोस्फीयर) के आंतरिक भाग में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होता है, और एक्स-रे विकिरण, जिसमें और भी अधिक ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है। खोल (कोरोना)।
आयनमंडल की सामान्य (औसत) अवस्था निरंतर शक्तिशाली विकिरण के कारण होती है। पृथ्वी के दैनिक घूर्णन के प्रभाव में सामान्य आयनमंडल में नियमित परिवर्तन होते हैं और दोपहर के समय सूर्य की किरणों के घटना कोण में मौसमी अंतर होता है, लेकिन आयनमंडल की स्थिति में अप्रत्याशित और अचानक परिवर्तन भी होते हैं।
आयनमंडल में गड़बड़ी।
जैसा कि ज्ञात है, गतिविधि की शक्तिशाली चक्रीय रूप से दोहराई जाने वाली अभिव्यक्तियाँ सूर्य पर होती हैं, जो हर 11 वर्षों में अधिकतम तक पहुँचती हैं। अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष (IGY) के कार्यक्रम के तहत अवलोकन व्यवस्थित मौसम संबंधी अवलोकनों की पूरी अवधि के लिए उच्चतम सौर गतिविधि की अवधि के साथ मेल खाते हैं, अर्थात। 18 वीं शताब्दी की शुरुआत से। उच्च गतिविधि की अवधि के दौरान, सूर्य पर कुछ क्षेत्रों की चमक कई गुना बढ़ जाती है, और पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण की शक्ति तेजी से बढ़ जाती है। ऐसी घटनाओं को सोलर फ्लेयर्स कहा जाता है। वे कई मिनटों से लेकर एक या दो घंटे तक चलते हैं। एक भड़कने के दौरान, सौर प्लाज्मा (मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों) का विस्फोट होता है, और प्राथमिक कण बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इस तरह की ज्वालाओं के क्षणों में सूर्य के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का पृथ्वी के वायुमंडल पर गहरा प्रभाव पड़ता है।
प्रारंभिक प्रतिक्रिया फ्लैश के 8 मिनट बाद नोट की जाती है, जब तीव्र पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण पृथ्वी पर पहुंचते हैं। नतीजतन, आयनीकरण तेजी से बढ़ता है; एक्स-रे आयनमंडल की निचली सीमा तक वायुमंडल में प्रवेश करते हैं; इन परतों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इतनी बढ़ जाती है कि रेडियो सिग्नल लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाते हैं ("बुझा")। विकिरण के अतिरिक्त अवशोषण से गैस गर्म होती है, जो हवाओं के विकास में योगदान करती है। आयनित गैस एक विद्युत चालक है, और जब यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो एक डायनेमो प्रभाव प्रकट होता है और एक विद्युत प्रवाह होता है। इस तरह की धाराएं, बदले में, चुंबकीय क्षेत्र के ध्यान देने योग्य गड़बड़ी पैदा कर सकती हैं और खुद को चुंबकीय तूफान के रूप में प्रकट कर सकती हैं।
ऊपरी वायुमंडल की संरचना और गतिशीलता अनिवार्य रूप से सौर विकिरण, रासायनिक प्रक्रियाओं, अणुओं और परमाणुओं के उत्तेजना, उनके निष्क्रियकरण, टकराव और अन्य प्राथमिक प्रक्रियाओं द्वारा आयनीकरण और पृथक्करण से जुड़ी थर्मोडायनामिक रूप से गैर-संतुलन प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती है। इस मामले में, घनत्व कम होने पर ऊंचाई के साथ कोई भी संतुलन नहीं बढ़ता है। 500-1000 किमी की ऊंचाई तक, और अक्सर इससे भी अधिक, ऊपरी वायुमंडल की कई विशेषताओं के लिए कोई भी संतुलन की डिग्री पर्याप्त रूप से छोटी नहीं होती है, जो इसे वर्णन करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए भत्ता के साथ शास्त्रीय और हाइड्रोमैग्नेटिक हाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करने की अनुमति देती है।
एक्सोस्फीयर पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परत है, जो कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई से शुरू होती है, जिससे प्रकाश, तेज गति से चलने वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहरी अंतरिक्ष में भाग सकते हैं।
एडवर्ड कोनोनोविच
साहित्य:
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ऑनलाइन सामग्री: http://ciencia.nasa.gov/
जब कोई उल्का पिंड पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है, तो कई दिलचस्प घटनाएं घटती हैं, जिनका हम केवल उल्लेख करेंगे। किसी भी ब्रह्मांडीय पिंड की गति हमेशा 11.2 किमी/सेकेंड से अधिक होती है और अपनी मनमानी दिशा से पृथ्वी के आसपास के क्षेत्र में 40 किमी/सेकेंड तक पहुंच सकती है। सूर्य के चारों ओर घूमते समय पृथ्वी की रैखिक गति औसतन 30 किमी/सेकेंड होती है, इसलिए पृथ्वी के वायुमंडल के साथ उल्कापिंड टकराव की अधिकतम गति लगभग 70 किमी/सेकेंड (विपरीत प्रक्षेपवक्र पर) तक पहुंच सकती है।
सबसे पहले, शरीर एक बहुत ही दुर्लभ ऊपरी वातावरण के साथ बातचीत करता है, जहां गैस के अणुओं के बीच की दूरी इसके व्यास से अधिक होती है। जाहिर है, ऊपरी वायुमंडल के अणुओं के साथ बातचीत व्यावहारिक रूप से पर्याप्त रूप से बड़े पैमाने पर शरीर की गति और स्थिति को प्रभावित नहीं करती है। लेकिन अगर शरीर का द्रव्यमान छोटा है (अणु के द्रव्यमान के बराबर या परिमाण के 2-3 आदेशों से अधिक है), तो यह पहले से ही वायुमंडल की ऊपरी परतों में पूरी तरह से धीमा हो सकता है और धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह पर बस जाएगा गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में सतह। यह पता चलता है कि इस तरह, यानी धूल के रूप में, ठोस ब्रह्मांडीय पदार्थ का शेर का हिस्सा पृथ्वी पर गिरता है। यह पहले ही गणना की जा चुकी है कि 100 से 1000 टन अलौकिक पदार्थ प्रतिदिन पृथ्वी में प्रवेश करते हैं, लेकिन इस राशि का केवल 1% बड़े टुकड़ों द्वारा दर्शाया जाता है जो इसकी सतह तक पहुँच सकते हैं।
तीन मुख्य बल गतिमान पर्याप्त रूप से बड़े पिंड पर कार्य करते हैं: मंदी, गुरुत्वाकर्षण और निष्कासन (आर्किमिडियन बल), जो इसके प्रक्षेपवक्र को निर्धारित करते हैं। सबसे बड़ी वस्तुओं का प्रभावी मंदी केवल वातावरण की घनी परतों में शुरू होता है, 100 किमी से कम ऊंचाई पर।
उच्च गति पर गैसीय माध्यम में किसी भी ठोस पिंड की तरह एक उल्कापिंड की गति, मच संख्या की विशेषता है - शरीर की गति और ध्वनि की गति का अनुपात। यह संख्या अलग-अलग उल्कापिंड उड़ान ऊंचाई पर भिन्न होती है, लेकिन अक्सर 50 से अधिक हो जाती है। अत्यधिक संपीड़ित और गर्म वायुमंडलीय गैसों के रूप में उल्कापिंड के सामने एक सदमे की लहर बनती है। उनके साथ बातचीत के परिणामस्वरूप ही शरीर की सतह
यदि शरीर का द्रव्यमान बहुत छोटा नहीं है और बहुत बड़ा नहीं है, और इसकी गति 11 किमी / सेकंड से 22 किमी / सेकंड की सीमा में है (यह पृथ्वी के साथ "पकड़ने" के प्रक्षेपवक्र पर संभव है), तो यह है बिना जले वातावरण में धीमा होने का समय। उसके बाद, उल्कापिंड इतनी गति से आगे बढ़ता है कि अपक्षय अब प्रभावी नहीं है, और पृथ्वी की सतह पर अपरिवर्तित पहुंच सकता है। यदि शरीर का द्रव्यमान बहुत बड़ा नहीं है, तो इसकी गति में और कमी तब तक जारी रहती है जब तक वायु प्रतिरोध बल गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर नहीं हो जाता है, और इसका लगभग ऊर्ध्वाधर पतन 50-150 मीटर / सेकंड की गति से शुरू होता है। अधिकांश उल्कापिंड इतनी गति से पृथ्वी पर गिरे। एक बड़े द्रव्यमान के साथ, उल्कापिंड के पास या तो बाहर जलने या जोर से धीमा होने का समय नहीं होता है और ब्रह्मांडीय गति से सतह से टकराता है। इस मामले में, एक विस्फोट होता है, जो शरीर की एक बड़ी गतिज ऊर्जा के थर्मल, मैकेनिकल और अन्य प्रकार की ऊर्जा में संक्रमण के कारण होता है, और पृथ्वी की सतह पर एक विस्फोटक क्रेटर बनता है। नतीजतन, उल्कापिंड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा और प्रभाव के अधीन पृथ्वी की सतह पिघल जाती है और वाष्पित हो जाती है।
यह लेख उन उल्काओं और उल्कापिंडों पर ध्यान केंद्रित करेगा, जो पृथ्वी के वायुमंडल में उड़ते हुए, या तो उच्च ऊंचाई पर बहुत जल्दी जल जाते हैं, रात के आकाश में एक अल्पकालिक निशान बनाते हैं, जिसे स्टारफॉल कहा जाता है, या, पृथ्वी से टकराकर, जैसे विस्फोट होता है, उदाहरण, तुंगुस्का। उसी समय, न तो एक और न ही दूसरा, जैसा कि जाना जाता है और आमतौर पर माना जाता है, ठोस दहन उत्पादों को नहीं छोड़ते हैं।
वायुमंडल के जरा भी संपर्क में आने पर उल्काएं जल जाती हैं। उनका दहन पहले से ही 80 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होता है। इस ऊंचाई पर ऑक्सीजन की मात्रा कम है और मात्रा 0.004 g/m 3 है, और दुर्लभ वातावरण में दबाव P = 0.000012 kg/m 2 है और यह उल्का के शरीर की पूरी मात्रा को पर्याप्त तापमान पर तुरंत गर्म करने के लिए पर्याप्त घर्षण प्रदान नहीं कर सकता है। इसके दहन के लिए। आखिरकार, एक गर्म शरीर प्रज्वलित नहीं हो सकता। फिर, उच्च ऊंचाई पर प्रज्वलन क्यों होता है और उल्काओं का इतना तेज और यहां तक कि दहन भी होता है? इसके लिए क्या शर्तें आवश्यक हैं?
उल्का के प्रज्वलन और तेजी से दहन के लिए शर्तों में से एक वातावरण में प्रवेश करने से पहले उसके शरीर के पर्याप्त उच्च तापमान की उपस्थिति होनी चाहिए। ऐसा करने के लिए, इसे सूर्य द्वारा पूरे वॉल्यूम में पहले से अच्छी तरह से गर्म किया जाना चाहिए। फिर, प्रकाश और छाया के तापमान में अंतर के कारण उल्का के पूरे आयतन को अंतरिक्ष की परिस्थितियों में गर्म करने में सक्षम होने के लिए, और जब यह वातावरण के संपर्क में आता है, तो इसके पास अतिरिक्त रूप से तेजी से फैलने का समय भी होगा पूरे शरीर में घर्षण से गर्मी, उल्का के पदार्थ में उच्च तापीय चालकता होनी चाहिए।
उल्का के दहन के लिए अगली शर्त, जो आग का एक समान निशान छोड़ती है, दहन के दौरान शरीर की ताकत का संरक्षण होना चाहिए। चूंकि, वायुमंडल में प्रवाहित होने के बाद, दुर्लभ होने के बावजूद, उल्का अभी भी आने वाले प्रवाह से भार का अनुभव करता है, और यदि इसका शरीर तापमान से नरम हो जाता है, तो इसे अलग-अलग हिस्सों में प्रवाह से अलग कर दिया जाएगा और हम आतिशबाजी के एक उड़ने वाले शीफ का निरीक्षण करेंगे। .
आगे। चूंकि धातु और अधातु दोनों ही कई पदार्थ जलते हैं, इसलिए हम आवर्त प्रणाली के पहले तत्व हाइड्रोजन के साथ उल्का पदार्थ की संरचना के बारे में अपनी चर्चा शुरू करेंगे। आइए मान लें कि इस शरीर में ठोस हाइड्रोजन या इसके ठोस यौगिक होते हैं, उदाहरण के लिए, पानी की बर्फ। उच्च तापमान तक गर्म होने के बाद, यह शरीर अंतरिक्ष में भी प्रज्वलन से पहले ही वाष्पित हो जाएगा। यदि, फिर भी, हम मान लें कि हाइड्रोजन युक्त एक पिंड वायुमंडल में प्रज्वलित और जल गया है, तो यह निश्चित रूप से ऑक्सीजन में हाइड्रोजन के दहन की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप जल वाष्प का एक सफेद निशान छोड़ देगा। तब हम दिन के दौरान "तारा गिरने" का एक सफेद निशान देख सकते थे, सूरज द्वारा कुछ रोशनी के तहत। इस प्रकार, इन उल्काओं में बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन नहीं हो सकता है या नहीं हो सकता है। और बाहरी अंतरिक्ष में बर्फ बिल्कुल भी मौजूद नहीं हो सकती, क्योंकि पानी के थर्मोडायनामिक गुणों के अनुसार P = 0.001 मीटर पानी के ब्रह्मांडीय दबाव पर। कला। क्वथनांक परम शून्य के करीब है, यह -273 डिग्री सेल्सियस है, सौर मंडल में ऐसा कोई तापमान नहीं है। यदि बर्फ सौर मंडल में खुले स्थान में प्रवेश करती है, तो यह तुरंत एक शक्तिशाली मशाल - सूर्य की गर्मी से वाष्पित हो जाएगी। हम आगे यह मानते हैं कि हमारे उल्काएं धातुओं या उनके मिश्र धातुओं से बनी हैं। धातुओं में अच्छी तापीय चालकता होती है, जो उपरोक्त आवश्यकताओं को पूरा करती है। लेकिन जब गर्म किया जाता है, तो धातुएं अपनी ताकत खो देती हैं, और वे ऑक्साइड, ऑक्साइड के निर्माण के साथ जल जाती हैं, अर्थात। ठोस स्लैग काफी भारी होते हैं, जो गिरने पर निश्चित रूप से जमीन पर लोगों द्वारा तय किए जाते हैं, जैसे ओले, उदाहरण के लिए। लेकिन कहीं और ऐसी सक्रिय घटना का उल्लेख नहीं किया गया है, ताकि एक शक्तिशाली "स्टारफॉल" के बाद भी कहीं स्लैग ओले गिरे, और आखिरकार, हर दिन 3 हजार टन से अधिक पदार्थ हमारे अंदर उड़ता है। यद्यपि धातु और गैर-धातु उल्कापिंडों के अलग-अलग टुकड़े अभी भी पाए जाते हैं, लेकिन यह दुर्लभ है और "स्टारफॉल" की दैनिक घटना के साथ ये खोज नगण्य हैं। इस प्रकार, हमारे उल्काओं में भी धातुएँ नहीं होती हैं।
कौन सा पदार्थ इन सभी आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है? अर्थात्:
1. उच्च तापीय चालकता है;
2. उच्च तापमान पर ताकत बनाए रखें;
3. उच्च ऊंचाई पर दुर्लभ वातावरण के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करें;
4. जलते समय ठोस स्लैग न बनाएं;
ऐसा पदार्थ है - यह कार्बन है। इसके अलावा, सबसे कठिन क्रिस्टलीय चरण में स्थित है जिसे हीरा कहा जाता है। यह हीरा है जो इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है। यदि कार्बन अपने किसी अन्य चरण में है, तो यह हमारी दूसरी आवश्यकता को पूरा नहीं करेगा, अर्थात् उच्च तापमान पर ताकत बनाए रखने के लिए। यह हीरा है कि खगोलविद "स्टारफॉल" को देखते हुए बर्फ से भ्रमित होते हैं।
इसके अलावा, 0.004 ग्राम / मी 3 से कम ऑक्सीजन की मात्रा में जलने के लिए 1 ग्राम वजन वाला शरीर। आपको लगभग 13,000 किमी उड़ान भरने की जरूरत है, लगभग 40 किमी उड़ता है। सबसे अधिक संभावना है, उल्का से चमकदार निशान वायुमंडल की ऑक्सीजन में इसके दहन का परिणाम नहीं है, बल्कि हाइड्रोजन के साथ कार्बन की कमी की प्रतिक्रिया का परिणाम है, जिसमें गैसें भी बनती हैं। इन ऊँचाइयों पर सीएच 4, सी 2 एच 2, सी 6 एच 6 कम मात्रा में मौजूद होते हैं, सीओ, सीओ 2 भी इन ऊंचाइयों पर मौजूद होते हैं, यह इंगित करता है कि इन ऊंचाइयों पर कार्बन जलता है और कम हो जाता है, ये गैसें खुद से उठती हैं पृथ्वी की सतह इतनी ऊंचाई तक नहीं जा सकती है।
तुंगुस्का उल्कापिंड और उल्कापिंड जो 2002 की शरद ऋतु में रूस के इरकुत्स्क क्षेत्र में विटिम नदी की घाटी में गिरे थे, ये उल्कापिंड भी, सबसे अधिक संभावना है, केवल विशाल हीरे हैं। अपने बड़े द्रव्यमान के कारण, इन उल्कापिंडों के पास वातावरण में पूरी तरह से जलने का समय नहीं था। जमीन पर उड़कर और हवा के प्रवाह से नष्ट न होने के कारण, एक कठिन सतह को बहुत अधिक बल से मारते हुए, हीरे का यह खंड छोटे टुकड़ों में टूट गया। हीरा एक कठोर लेकिन भंगुर पदार्थ के रूप में जाना जाता है जो प्रभाव पर अच्छी तरह से काम नहीं करता है। चूंकि हीरे में उच्च तापीय चालकता होती है, इसलिए उल्कापिंड के पूरे शरीर को प्रभाव से पहले दहन तापमान तक गर्म किया गया था। छोटे-छोटे टुकड़ों में उखड़कर और पृथ्वी से उछलकर, प्रत्येक टुकड़ा, हवा के ऑक्सीजन के संपर्क में आने के बाद, एक ही समय में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा जारी करते हुए, तुरंत जल गया। और बस एक बहुत बड़ा धमाका हुआ। आखिरकार, एक विस्फोट एक मजबूत यांत्रिक झटके का परिणाम नहीं है, क्योंकि किसी कारण से इसे आमतौर पर खगोल विज्ञान में माना जाता है, लेकिन एक सक्रिय रासायनिक प्रतिक्रिया का परिणाम है, और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह पृथ्वी पर, बृहस्पति पर, जैसा कि हुआ था। जब तक प्रतिक्रिया करने के लिए कुछ है। सभी जले हुए कार्बन ने कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण किया, जो वातावरण में घुल गया। इसलिए, उन्हें इन जगहों पर उल्का अवशेष नहीं मिलते हैं। यह बहुत संभव है कि इन उल्कापिंडों के विस्फोट के क्षेत्र में, न केवल सदमे की लहर से मरने वाले जानवरों के अवशेष पाए जा सकते हैं, बल्कि कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ घुटन से भी मृत्यु हो सकती है। और विस्फोट के तुरंत बाद लोगों के लिए इन जगहों पर जाना सुरक्षित नहीं है। कार्बन मोनोऑक्साइड निचले इलाकों में रह सकता है। तुंगुस्का उल्कापिंड की यह परिकल्पना विस्फोट के बाद देखी गई लगभग सभी विसंगतियों के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान करती है। यदि यह उल्कापिंड किसी जलाशय में गिर जाता है, तो पानी सभी टुकड़ों को पूरी तरह से जलने नहीं देगा, और हमारे पास एक और हीरा जमा हो सकता है। वैसे, सभी हीरे जमा पृथ्वी की एक पतली सतह परत में स्थित हैं, व्यावहारिक रूप से केवल इसकी सतह पर। उल्कापिंडों में कार्बन की उपस्थिति की पुष्टि शिकागो में 8 अक्टूबर, 1871 को हुई उल्का बौछार से भी होती है, जब, किसी अज्ञात कारण से, घरों में आग लग गई और यहां तक कि एक धातु स्लिपवे भी पिघल गया। जब हजारों लोगों की दम घुटने से मौत हो गई, जो आग से काफी दूर स्थित था।
उन ग्रहों या ग्रहों के उपग्रहों पर गिरना जिनमें वायुमंडल और सक्रिय गैसें नहीं हैं, इन उल्कापिंडों के टुकड़े जो "बाहर नहीं जले" हैं, आंशिक रूप से इन ग्रहों या उपग्रहों की सतह को कवर करेंगे। शायद इसीलिए हमारा प्राकृतिक उपग्रह, चंद्रमा, सूर्य से प्रकाश को इतनी अच्छी तरह से दर्शाता है, क्योंकि हीरे का अपवर्तनांक भी उच्च होता है। और चंद्र क्रेटरों की किरण प्रणाली, उदाहरण के लिए, टाइको, कोपरनिकस, स्पष्ट रूप से पारदर्शी सामग्री के प्लेसर से बनी होती है और निश्चित रूप से बर्फ की नहीं होती है, क्योंकि चंद्रमा की प्रबुद्ध सतह पर तापमान + 120 ° C होता है।
लघु-तरंग दैर्ध्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण के संपर्क में आने पर हीरे भी प्रतिदीप्ति की संपत्ति का प्रदर्शन करते हैं। हो सकता है कि यह गुण लघु-तरंग विकिरण के एक शक्तिशाली स्रोत, सूर्य के निकट आने पर धूमकेतुओं की पूंछ की उत्पत्ति का स्पष्टीकरण देगा?
