वायुमण्डल की सबसे ऊपरी परत को क्या कहते हैं? वायुमंडल

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पृथ्वी अंतरिक्ष यान(एपिसोड 14) - वातावरण

वायुमंडल को अंतरिक्ष के निर्वात में क्यों नहीं खींचा गया?

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

वायुमंडल संरचना, अर्थ, अध्ययन

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

उपशीर्षक

वायुमंडल की सीमा

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

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

भौतिक गुण

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

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की सीमा परत

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

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; सर्दियों में गर्मियों की तुलना 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% है। क्षोभमंडल में अशांति और संवहन दृढ़ता से विकसित होते हैं, बादल दिखाई देते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात विकसित होते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान 0.65°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ घटता है।

ट्रोपोपॉज़

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

स्ट्रैटोस्फियर

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

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण की क्रिया के तहत, हवा आयनित ("ध्रुवीय रोशनी") होती है - आयनोस्फीयर 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)

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

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

अवलोकन

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

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

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 मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडल के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन भुखमरी विकसित करता है, और अनुकूलन के बिना, एक व्यक्ति का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 9 किमी की ऊंचाई पर 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, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर जाते हैं, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार कम हो जाता है।

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

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

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

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

नाइट्रोजन

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

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

ऑक्सीजन

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

उत्कृष्ट गैस

वायु प्रदुषण

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

पृथ्वी के बनने के साथ-साथ वायुमण्डल बनने लगा। ग्रह के विकास के क्रम में और जैसे-जैसे इसके पैरामीटर आधुनिक मूल्यों के करीब पहुंचे, इसकी रासायनिक संरचना में मौलिक रूप से गुणात्मक परिवर्तन हुए और भौतिक गुण. 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 ( सेमी. 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 विसरण के बाद, अपनी 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 विकसित होने के साथ-साथ कुछ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के दौरान अवशोषण के कारण इसकी एकाग्रता में कमी आई होगी। जहां तक ​​कि पौधा - घर 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 उठ जाती है, लेकिन पृथ्वी की सतह से लगातार प्रवाहित होने के कारण वायुमंडल में इस गैस का आयतन लगभग अपरिवर्तित रहता है। स्टारलाइट के वर्णक्रमीय विश्लेषण और उल्कापिंडों के अध्ययन के आधार पर, विभिन्न की सापेक्ष बहुतायत का अनुमान लगाना संभव है रासायनिक तत्वब्रह्मांड में। अंतरिक्ष में नियॉन की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग दस अरब गुना अधिक है, क्रिप्टन - दस मिलियन गुना, और क्सीनन - एक लाख गुना। इससे यह पता चलता है कि इन अक्रिय गैसों की सांद्रता, जो मूल रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद है और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान फिर से नहीं भरी गई, बहुत कम हो गई, 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 तथा रासायनिक संघटन को मानक वायुमण्डल 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 सेट 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 से, औसत वातावरण में कई परतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में तापमान अनुमानित होता है रैखिक प्रकार्यकद। 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 1. मानक पृथ्वी वायुमंडल मॉडल

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 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(सेमी)
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 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 8 से 18 किमी तक होती है, जो भौगोलिक अक्षांश और मौसम पर निर्भर करती 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)। के 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, महाद्वीपों के अंदर की जलवायु को नरम करता 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 सामग्री अंशों 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, स्ट्रैटस, स्ट्रैटोक्यूम्यलस, 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 निर्मित, गोल द्रव्यमान, शाफ्ट, गुच्छे। तीव्र संवहनी 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 मजबूत ऊर्ध्वाधर विकास (14 किमी की ऊंचाई तक) के साथ शक्तिशाली और घने बादल होते हैं, जो गरज के साथ भारी वर्षा, ओलावृष्टि, आंधी देते हैं। क्यूम्यलोनिम्बस बादल शक्तिशाली मेघपुंज 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 तक 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 पहुंचता 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-ऑफ-पर्ल बादल कभी-कभी देखे जाते हैं, कभी-कभी समताप मंडल में 20-30 किमी की ऊंचाई पर दिखाई देते हैं। सूर्यास्त के बाद और सूर्योदय से पहले काले आसमान में मदर-ऑफ-पर्ल मेघ दिखाई देते हैं। आकार में, मदर-ऑफ़-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 2000 से 3000Å ​​तक क्षेत्र में पराबैंगनी विकिरण को लालच से अवशोषित करती है, और यह विकिरण वातावरण को गर्म करता है। ऊपरी वायुमंडल में स्थित ओजोन एक प्रकार की ढाल के रूप में कार्य करती है जो हमें सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण की क्रिया से बचाती 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 आग की लपटें और अन्य घटनाएं 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 निगले 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 वर्षों तक बर्फ की चादरें 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 से भी 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 वाली 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 मामूली 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। पाया गया सबसे बड़ा, गोबा लौह 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 ही चमकीला उल्का है, जिसे कभी-कभी दिन के दौरान भी देखा जाता है, जो अक्सर एक धुएँ के रंग का निशान छोड़ जाता 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, वातावरण एक समताप मंडल में गुजरता 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, ये 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 इन पंक्तियों में से एक दूसरी की तुलना में कई गुना अधिक तीव्र है, और यह निर्धारित करता है दृश्यमान रंगचमक: 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 तूफानों 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। टिप्पणियों 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।

ऑरोरस पृथ्वी के उच्च अक्षांश क्षेत्रों में देखी गई तीव्र गति के साथ अलग-अलग 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 औरोरा दिखाई दिया, तो उत्सर्जन ULF श्रेणी 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 चुंबकीय के साथ विस्तारित एक ऑरोरल संरचना को संदर्भित करता है बल की रेखाएं, कई दसियों से लेकर कई सैकड़ों किलोमीटर तक की ऊर्ध्वाधर लंबाई के साथ। 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। अरोराओं का उनके रंग के अनुसार वर्गीकरण किया जाता है। इस वर्गीकरण के अनुसार, प्रकार के औरोरस ए. 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 वीनिचले 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 को डेटा से स्वतंत्र रूप से निर्धारित किया जा सकता 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 की सामान्य इकाई रेले (Rl) 10 6 फोटान/(सेमी 2 कॉलम s) 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 एकवर्णी होता 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 ऑरोरल रेड आर्क 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। हालांकि, अवलोकनों 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 रेडियो तरंगें स्थिर ऑरोरल रेड आर्क्स को पार करती हैं, जो कि चमक 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) औरोरा 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 अरोरा 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 चुंबकमंडल 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 बनाते 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 तारे का प्रकाश, राशि चक्र का प्रकाश, और सूर्य से दिन के समय 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 लाइन 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 प्रदर्शित होती 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। 10.7 सेमी की तरंग दैर्ध्य पर सनस्पॉट की संख्या और सौर विकिरण के प्रवाह के साथ एल 5577 उत्सर्जन में एयरग्लो के लिए एक सकारात्मक सहसंबंध नोट किया गया 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, मध्यमंडल, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर में विभाजित किया गया है। .

20-25 किमी की ऊंचाई पर स्थित है ओजोन 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 परत एफ 1 और एफ 2. इन परतों के मुख्य पैरामीटर तालिका 4 में दिए गए हैं।

तालिका 4

तालिका 4
आयनमंडल क्षेत्र	अधिकतम ऊंचाई, किमी	टी आई , 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 आईआयन 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 का चयन करने 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 प्रति इकाई आयतन उनकी संख्या) तक पहुँच जाते हैं। परमाणुओं के आयनीकरण के परिणामस्वरूप विद्युत आवेशित मुक्त इलेक्ट्रॉन और (कुछ हद तक, कम मोबाइल आयन) वायुमंडलीय गैसें, रेडियो तरंगों (अर्थात विद्युत चुम्बकीय दोलन) के साथ परस्पर क्रिया करते हुए, उनकी दिशा बदल सकते हैं, उन्हें परावर्तित 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 के अध्ययन 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 का अवलोकन करना, देरी के समय को मापना 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 से और उपग्रह उड़ान पथों के साथ किए गए इलेक्ट्रॉन घनत्व माप, आयनोस्फीयर 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 के साथ 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 एक विशाल संधारित्र की प्लेटों के रूप में कार्य करती हैं, जो प्रकाश पर दर्पणों की क्रिया की तरह उन पर कार्य करती हैं। उनसे परावर्तित, रेडियो तरंगें कई हजारों किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं, दुनिया भर में सैकड़ों और हजारों किलोमीटर की विशाल छलांग में झुकती हैं, जो वैकल्पिक रूप से आयनित गैस की एक परत से और पृथ्वी या पानी की सतह 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 कण बनाते 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 पारित होना 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 की 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 घूम 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 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। बाद वाले भी अध्ययन में रुचि रखते हैं रासायनिक गुणवायुमंडल, 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 कुछ दिया नई जानकारी, यह दर्शाता है कि वायुमंडल का आयनीकरण व्यापक स्पेक्ट्रम के सौर विकिरण के प्रभाव में होता है। इसका मुख्य भाग (90% से अधिक) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में केंद्रित है। कम तरंग दैर्ध्य के साथ पराबैंगनी विकिरण और वायलेट प्रकाश किरणों की तुलना में अधिक ऊर्जा सूर्य के वायुमंडल (क्रोमोस्फीयर) के आंतरिक भाग में हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होती है, और एक्स-रे विकिरण, जिसमें और भी अधिक ऊर्जा होती है, सूर्य के बाहरी 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 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 चमक 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 उत्पन्न 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 काफी कम है, जो किसी को इसका वर्णन करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए भत्ता के साथ शास्त्रीय और हाइड्रोमैग्नेटिक हाइड्रोडायनामिक्स का उपयोग करने की अनुमति देता 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/



वायुमंडल (ग्रीक ατμός - "भाप" और σφαῖρα - "गोला" से) - एक खगोलीय पिंड का गैसीय खोल, गुरुत्वाकर्षण द्वारा इसके चारों ओर रखा जाता है। वायुमंडल - ग्रह का गैसीय खोल, जिसमें विभिन्न गैसों, जल वाष्प और धूल का मिश्रण होता है। पृथ्वी और ब्रह्मांड के बीच पदार्थ का आदान-प्रदान वायुमंडल के माध्यम से होता है। पृथ्वी ब्रह्मांडीय धूल और उल्कापिंड सामग्री प्राप्त करती है, सबसे हल्की गैसों को खो देती है: हाइड्रोजन और हीलियम। पृथ्वी का वातावरण सूर्य के शक्तिशाली विकिरण के माध्यम से और उसके माध्यम से प्रवेश करता है, जो ग्रह की सतह के थर्मल शासन को निर्धारित करता है, जिससे वायुमंडलीय गैस अणुओं का पृथक्करण और परमाणुओं का आयनीकरण होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन है, जिसका उपयोग अधिकांश जीवित जीव श्वसन के लिए करते हैं, और कार्बन डाइऑक्साइड, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया द्वारा खपत होती है। वायुमंडल भी ग्रह पर एक सुरक्षात्मक परत है, जो इसके निवासियों को सौर पराबैंगनी विकिरण से बचाती है।

सभी विशाल पिंडों में एक वातावरण होता है - स्थलीय ग्रह, गैस दिग्गज।

वातावरण की संरचना

वायुमंडल नाइट्रोजन (78.08%), ऑक्सीजन (20.95%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03%), आर्गन (0.93%), हीलियम, नियॉन, क्सीनन, क्रिप्टन (0.01%) की एक छोटी मात्रा से युक्त गैसों का मिश्रण है। 0.038% कार्बन डाइऑक्साइड, और हाइड्रोजन, हीलियम, अन्य महान गैसों और प्रदूषकों की थोड़ी मात्रा।

पृथ्वी की वायु की आधुनिक संरचना एक सौ मिलियन वर्ष से भी पहले स्थापित की गई थी, लेकिन मानव उत्पादन गतिविधि में तेजी से वृद्धि ने इसके परिवर्तन को जन्म दिया। वर्तमान में, CO2 की मात्रा में लगभग 10-12% की वृद्धि हो रही है।वायुमंडल बनाने वाली गैसें विभिन्न प्रकार की कार्यात्मक भूमिकाएँ निभाती हैं। हालांकि, इन गैसों का मुख्य महत्व मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे बहुत दृढ़ता से उज्ज्वल ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इस प्रकार पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के तापमान शासन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।

किसी ग्रह के वायुमंडल की प्रारंभिक संरचना आमतौर पर ग्रहों के निर्माण के दौरान और बाहरी गैसों की रिहाई के दौरान सूर्य के रासायनिक और तापीय गुणों पर निर्भर करती है। फिर गैस लिफाफे की संरचना विभिन्न कारकों के प्रभाव में विकसित होती है।

शुक्र और मंगल के वायुमंडल ज्यादातर कार्बन डाइऑक्साइड हैं जिनमें नाइट्रोजन, आर्गन, ऑक्सीजन और अन्य गैसों के छोटे जोड़ हैं। पृथ्वी का वायुमंडल मुख्यतः उसमें रहने वाले जीवों की उपज है। कम तापमान वाले गैस दिग्गज - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून - ज्यादातर कम आणविक भार गैसों - हाइड्रोजन और हीलियम को धारण कर सकते हैं। उच्च तापमान वाले गैस दिग्गज, जैसे ओसिरिस या 51 पेगासी बी, इसके विपरीत, इसे धारण नहीं कर सकते हैं और उनके वायुमंडल के अणु अंतरिक्ष में बिखरे हुए हैं। यह प्रक्रिया धीमी और निरंतर है।

नाइट्रोजन,वातावरण में सबसे आम गैस, रासायनिक रूप से कम सक्रिय।

ऑक्सीजननाइट्रोजन के विपरीत, रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय तत्व है। ऑक्सीजन का विशिष्ट कार्य ज्वालामुखियों द्वारा वायुमंडल में उत्सर्जित विषमपोषी जीवों, चट्टानों और अंडर-ऑक्सीडाइज्ड गैसों के कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण है। ऑक्सीजन के बिना, मृत कार्बनिक पदार्थों का अपघटन नहीं होगा।

वायुमंडलीय संरचना

वायुमंडल की संरचना में दो भाग होते हैं: आंतरिक - क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर, या आयनोस्फीयर, और बाहरी - मैग्नेटोस्फीयर (एक्सोस्फीयर)।

1)क्षोभमंडल- यह वायुमण्डल का निचला भाग है, जिसमें 3/4 संकेन्द्रित होता है। ~ पूरी पृथ्वी के वायुमंडल का 80%। इसकी ऊंचाई पृथ्वी की सतह और महासागर के गर्म होने के कारण ऊर्ध्वाधर (आरोही या अवरोही) वायु धाराओं की तीव्रता से निर्धारित होती है, इसलिए भूमध्य रेखा पर क्षोभमंडल की मोटाई 16-18 किमी समशीतोष्ण अक्षांशों पर 10-11 किमी है। , और ध्रुवों पर - 8 किमी तक। क्षोभमंडल में ऊंचाई पर हवा का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए 0.6ºС कम हो जाता है और +40 से -50ºС तक होता है।

2) समताप मंडलक्षोभमंडल के ऊपर स्थित है और ग्रह की सतह से इसकी ऊंचाई 50 किमी तक है। 30 किमी तक की ऊंचाई पर तापमान स्थिर -50ºС है। फिर यह बढ़ना शुरू होता है और 50 किमी की ऊंचाई पर +10ºС तक पहुंच जाता है।

जीवमंडल की ऊपरी सीमा ओजोन स्क्रीन है।

ओजोन स्क्रीन समताप मंडल के भीतर वायुमंडल की एक परत है, जो पृथ्वी की सतह से अलग-अलग ऊंचाई पर स्थित है और अधिकतम ओजोन घनत्व 20-26 किमी की ऊंचाई पर है।

ध्रुवों पर ओजोन परत की ऊंचाई 7-8 किमी, भूमध्य रेखा पर 17-18 किमी और ओजोन की उपस्थिति की अधिकतम ऊंचाई 45-50 किमी अनुमानित है। ओजोन स्क्रीन के ऊपर सूर्य की कठोर पराबैंगनी विकिरण के कारण जीवन असंभव है। यदि आप सभी ओजोन अणुओं को संपीड़ित करते हैं, तो आपको ग्रह के चारों ओर ~ 3 मिमी की एक परत मिलती है।

3) मेसोस्फीयर- इस परत की ऊपरी सीमा 80 किमी की ऊंचाई तक स्थित है। इसकी मुख्य विशेषता इसकी ऊपरी सीमा पर तापमान -90ºС में तेज गिरावट है। बर्फ के क्रिस्टल से युक्त चांदी के बादल यहां स्थिर हैं।

4)आयनोस्फीयर (थर्मोस्फीयर) - 800 किमी की ऊंचाई तक स्थित है और यह तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि की विशेषता है:

150 किमी तापमान +240ºС,

200 किमी तापमान +500ºС,

600 किमी तापमान +1500ºС।

सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, गैसें आयनित अवस्था में होती हैं। आयनीकरण गैसों की चमक और औरोरस की घटना से जुड़ा है।

आयनमंडल में रेडियो तरंगों को बार-बार परावर्तित करने की क्षमता होती है, जो ग्रह पर लंबी दूरी के रेडियो संचार प्रदान करती है।

5) बहिर्मंडल- 800 किमी से ऊपर स्थित है और 3000 किमी तक फैला हुआ है। यहाँ तापमान>2000ºС है। गैस की गति की गति महत्वपूर्ण ~ 11.2 किमी/सेकंड के करीब पहुंचती है। हाइड्रोजन और हीलियम परमाणु हावी हैं, जो पृथ्वी के चारों ओर एक चमकदार कोरोना बनाते हैं, जो 20,000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल कार्य

1) थर्मोरेगुलेटिंग - पृथ्वी पर मौसम और जलवायु गर्मी, दबाव के वितरण पर निर्भर करता है।

2) जीवनदायिनी।

3) क्षोभमंडल में वायुराशियों का एक वैश्विक ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज संचलन होता है, जो जल चक्र, गर्मी हस्तांतरण को निर्धारित करता है।

4) लगभग सभी सतही भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं वायुमंडल, स्थलमंडल और जलमंडल की परस्पर क्रिया के कारण होती हैं।

5) सुरक्षात्मक - वातावरण पृथ्वी को अंतरिक्ष, सौर विकिरण और उल्कापिंड की धूल से बचाता है।

वायुमंडल कार्य. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी पर जीवन असंभव होगा। एक व्यक्ति रोजाना 12-15 किलो का सेवन करता है। हवा, हर मिनट 5 से 100 लीटर तक, जो भोजन और पानी की औसत दैनिक आवश्यकता से काफी अधिक है। इसके अलावा, वातावरण मज़बूती से किसी व्यक्ति को उन खतरों से बचाता है जो उसे बाहरी अंतरिक्ष से खतरे में डालते हैं: यह उल्कापिंडों और ब्रह्मांडीय विकिरण को नहीं होने देता है। एक व्यक्ति बिना भोजन के पांच सप्ताह, बिना पानी के पांच दिन और हवा के बिना पांच मिनट तक जीवित रह सकता है। लोगों के सामान्य जीवन के लिए न केवल हवा की आवश्यकता होती है, बल्कि इसकी एक निश्चित शुद्धता की भी आवश्यकता होती है। लोगों का स्वास्थ्य, वनस्पतियों और जीवों की स्थिति, इमारतों और संरचनाओं की संरचनाओं की ताकत और स्थायित्व वायु गुणवत्ता पर निर्भर करता है। प्रदूषित हवा जल, भूमि, समुद्र, मिट्टी के लिए हानिकारक है। वातावरण प्रकाश को निर्धारित करता है और पृथ्वी के थर्मल शासन को नियंत्रित करता है, विश्व पर गर्मी के पुनर्वितरण में योगदान देता है। गैस लिफाफा पृथ्वी को अत्यधिक शीतलन और ताप से बचाता है। यदि हमारा ग्रह एक वायु खोल से घिरा नहीं होता, तो एक दिन के भीतर तापमान में उतार-चढ़ाव का आयाम 200 C तक पहुंच जाता। वातावरण पृथ्वी पर रहने वाली हर चीज को विनाशकारी पराबैंगनी, एक्स-रे और कॉस्मिक किरणों से बचाता है। प्रकाश के वितरण में वायुमण्डल का बहुत महत्व है। उसकी हवा टूट जाती है सूरज की किरणेंएक लाख छोटी किरणों में, उन्हें बिखेरता है और एक समान रोशनी पैदा करता है। वातावरण ध्वनियों के संवाहक के रूप में कार्य करता है।

वायुमंडल पृथ्वी का वायु आवरण है। पृथ्वी की सतह से 3000 किमी तक फैला हुआ है। इसके निशान 10,000 किमी तक की ऊंचाई तक देखे जा सकते हैं। ए। का असमान घनत्व 50 5 है; इसका द्रव्यमान 5 किमी, 75% - 10 किमी तक, 90% - 16 किमी तक केंद्रित है।

वायुमंडल में हवा होती है - कई गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण।

नाइट्रोजन(78%) वातावरण में ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है, ऑक्सीकरण की दर को नियंत्रित करता है, और, परिणामस्वरूप, जैविक प्रक्रियाओं की दर और तीव्रता। नाइट्रोजन पृथ्वी के वायुमंडल का मुख्य तत्व है, जो जीवमंडल के जीवित पदार्थ के साथ लगातार आदान-प्रदान करता है, और बाद के घटक नाइट्रोजन यौगिक (एमिनो एसिड, प्यूरीन, आदि) हैं। वायुमंडल से नाइट्रोजन का निष्कर्षण अकार्बनिक और जैव रासायनिक तरीकों से होता है, हालांकि वे आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं। अकार्बनिक निष्कर्षण इसके यौगिकों एन 2 ओ, एन 2 ओ 5, एनओ 2, एनएच 3 के गठन से जुड़ा हुआ है। वे वायुमंडलीय वर्षा में पाए जाते हैं और सौर विकिरण के प्रभाव में गरज या फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के दौरान विद्युत निर्वहन की कार्रवाई के तहत वातावरण में बनते हैं।

सहजीवन में कुछ जीवाणुओं द्वारा जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है उच्च पौधेमिट्टी में। समुद्री वातावरण में कुछ प्लवक सूक्ष्मजीवों और शैवाल द्वारा नाइट्रोजन भी तय किया जाता है। मात्रात्मक शब्दों में, नाइट्रोजन का जैविक बंधन इसके अकार्बनिक निर्धारण से अधिक है। वायुमंडल में सभी नाइट्रोजन के आदान-प्रदान में लगभग 10 मिलियन वर्ष लगते हैं। नाइट्रोजन ज्वालामुखी मूल की गैसों और आग्नेय चट्टानों में पाई जाती है। जब क्रिस्टलीय चट्टानों और उल्कापिंडों के विभिन्न नमूनों को गर्म किया जाता है, तो नाइट्रोजन N2 और NH3 अणुओं के रूप में निकलती है। हालांकि, पृथ्वी और स्थलीय ग्रहों दोनों पर नाइट्रोजन उपस्थिति का मुख्य रूप आणविक है। अमोनिया, ऊपरी वायुमंडल में हो रही है, तेजी से ऑक्सीकरण हो रही है, नाइट्रोजन जारी कर रही है। तलछटी चट्टानों में, यह कार्बनिक पदार्थों के साथ एक साथ दब जाता है और बिटुमिनस जमा में अधिक मात्रा में पाया जाता है। इन चट्टानों के क्षेत्रीय कायांतरण की प्रक्रिया में, नाइट्रोजन विभिन्न रूपों में पृथ्वी के वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

भू-रासायनिक नाइट्रोजन चक्र (

ऑक्सीजन(21%) जीवित जीवों द्वारा श्वसन के लिए उपयोग किया जाता है, कार्बनिक पदार्थ (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट) का हिस्सा है। ओजोन ओ 3। सूर्य से आने वाली जीवन-धमकाने वाली पराबैंगनी विकिरण को अवरुद्ध करना।

ऑक्सीजन वायुमंडल में दूसरी सबसे प्रचुर मात्रा में गैस है, जो जीवमंडल में कई प्रक्रियाओं में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अस्तित्व का प्रमुख रूप ओ 2 है। वायुमंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणुओं का पृथक्करण होता है, और लगभग 200 किमी की ऊँचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन का आणविक (O: O 2) का अनुपात 10 के बराबर हो जाता है। जब ऑक्सीजन के ये रूप वातावरण में (20-30 किमी की ऊंचाई पर), ओजोन बेल्ट (ओजोन शील्ड) में परस्पर क्रिया करते हैं। जीवित जीवों के लिए ओजोन (O3) आवश्यक है, जो उनके लिए हानिकारक अधिकांश सौर पराबैंगनी विकिरण में देरी करता है।

पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरणों में, ऊपरी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अणुओं के फोटोडिसोसिएशन के परिणामस्वरूप बहुत कम मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन उत्पन्न हुई। हालांकि, ये छोटी मात्रा अन्य गैसों के ऑक्सीकरण में जल्दी से भस्म हो गई। समुद्र में स्वपोषी प्रकाश संश्लेषक जीवों के आगमन के साथ, स्थिति में काफी बदलाव आया है। वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा उत्तरोत्तर बढ़ने लगी, जीवमंडल के कई घटकों को सक्रिय रूप से ऑक्सीकरण कर रही है। इस प्रकार, मुक्त ऑक्सीजन के पहले भाग ने मुख्य रूप से लौह के लौह रूपों को ऑक्साइड में और सल्फाइड को सल्फेट्स में बदलने में योगदान दिया।

अंत में, पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा एक निश्चित द्रव्यमान तक पहुंच गई और इस तरह संतुलित हो गई कि उत्पादित मात्रा अवशोषित मात्रा के बराबर हो गई। वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की सामग्री की एक सापेक्ष स्थिरता स्थापित की गई थी।

भू-रासायनिक ऑक्सीजन चक्र (वी.ए. व्रोन्स्की, जी.वी. वोइटकेविच)

कार्बन डाईऑक्साइड, जीवित पदार्थ के निर्माण के लिए जाता है, और जल वाष्प के साथ मिलकर तथाकथित "ग्रीनहाउस (ग्रीनहाउस) प्रभाव" बनाता है।

कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड) - वायुमंडल में इसका अधिकांश भाग CO2 के रूप में और बहुत कम CH4 के रूप में होता है। जीवमंडल में कार्बन के भू-रासायनिक इतिहास का महत्व असाधारण रूप से महान है, क्योंकि यह सभी जीवित जीवों का एक हिस्सा है। जीवित जीवों के भीतर, कार्बन के कम रूप प्रबल होते हैं, और जीवमंडल के वातावरण में, ऑक्सीकृत होते हैं। इस प्रकार, जीवन चक्र का रासायनिक विनिमय स्थापित होता है: CO 2 जीवित पदार्थ।

जीवमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड का प्राथमिक स्रोत पृथ्वी की पपड़ी के मेंटल और निचले क्षितिज के धर्मनिरपेक्ष क्षरण से जुड़ी ज्वालामुखी गतिविधि है। इस कार्बन डाइऑक्साइड का एक हिस्सा विभिन्न कायापलट क्षेत्रों में प्राचीन चूना पत्थरों के थर्मल अपघटन से उत्पन्न होता है। जीवमंडल में CO2 का प्रवास दो तरह से होता है।

पहली विधि कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के साथ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में सीओ 2 के अवशोषण में व्यक्त की जाती है और बाद में पीट, कोयला, तेल, तेल शेल के रूप में लिथोस्फीयर में अनुकूल कम करने की स्थिति में दफन हो जाती है। दूसरी विधि के अनुसार, कार्बन प्रवास से जलमंडल में एक कार्बोनेट प्रणाली का निर्माण होता है, जहाँ CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 में बदल जाती है। फिर, कैल्शियम (कम अक्सर मैग्नीशियम और लोहे) की भागीदारी के साथ, कार्बोनेट्स की वर्षा एक बायोजेनिक और एबोजेनिक तरीके से होती है। चूना पत्थर और डोलोमाइट की मोटी परत दिखाई देती है। के अनुसार ए.बी. रोनोव के अनुसार, जैवमंडल के इतिहास में कार्बनिक कार्बन (कॉर्ग) से कार्बोनेट कार्बन (Ccarb) का अनुपात 1:4 था।

कार्बन के वैश्विक चक्र के साथ-साथ इसके कई छोटे चक्र भी हैं। इसलिए, जमीन पर, हरे पौधे दिन के दौरान प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए CO2 को अवशोषित करते हैं, और रात में वे इसे वातावरण में छोड़ते हैं। पृथ्वी की सतह पर जीवित जीवों की मृत्यु के साथ, वातावरण में सीओ 2 की रिहाई के साथ कार्बनिक पदार्थ (सूक्ष्मजीवों की भागीदारी के साथ) ऑक्सीकरण होता है। हाल के दशकों में, कार्बन चक्र में एक विशेष स्थान पर जीवाश्म ईंधन के बड़े पैमाने पर दहन और आधुनिक वातावरण में इसकी सामग्री में वृद्धि द्वारा कब्जा कर लिया गया है।

एक भौगोलिक लिफाफे में कार्बन चक्र (एफ. रामद, 1981 के अनुसार)

आर्गन- तीसरी सबसे आम वायुमंडलीय गैस, जो इसे अत्यंत दुर्लभ सामान्य अन्य अक्रिय गैसों से तेजी से अलग करती है। हालांकि, अपने भूवैज्ञानिक इतिहास में आर्गन इन गैसों के भाग्य को साझा करता है, जो दो विशेषताओं की विशेषता है:

1. वातावरण में उनके संचय की अपरिवर्तनीयता;
2. कुछ अस्थिर समस्थानिकों के रेडियोधर्मी क्षय के साथ घनिष्ठ संबंध।

अक्रिय गैसें पृथ्वी के जीवमंडल में अधिकांश चक्रीय तत्वों के संचलन से बाहर हैं।

सभी अक्रिय गैसों को प्राथमिक और रेडियोजेनिक में विभाजित किया जा सकता है। प्राथमिक वे हैं जिन्हें पृथ्वी ने अपने गठन के दौरान कब्जा कर लिया था। वे अत्यंत दुर्लभ हैं। आर्गन के प्राथमिक भाग का प्रतिनिधित्व मुख्यतः 36 Ar और 38 Ar समस्थानिकों द्वारा किया जाता है, जबकि वायुमंडलीय आर्गन में पूरी तरह से 40 Ar समस्थानिक (99.6%) होते हैं, जो निस्संदेह रेडियोजेनिक है। पोटेशियम युक्त चट्टानों में, इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा पोटेशियम -40 के क्षय के कारण जमा हुआ रेडियोजेनिक आर्गन: 40 K + e → 40 Ar।

इसलिए, चट्टानों में आर्गन की सामग्री उनकी उम्र और पोटेशियम की मात्रा से निर्धारित होती है। इस हद तक, चट्टानों में हीलियम की सांद्रता उनकी उम्र और थोरियम और यूरेनियम की सामग्री का एक कार्य है। आर्गन और हीलियम को ज्वालामुखी विस्फोटों के दौरान, गैस जेट के रूप में पृथ्वी की पपड़ी में दरारों के माध्यम से और चट्टानों के अपक्षय के दौरान भी पृथ्वी के आंतरिक भाग से वायुमंडल में छोड़ा जाता है। पी. डिमोन और जे. कल्प द्वारा की गई गणना के अनुसार आधुनिक युग में हीलियम और आर्गन पृथ्वी की पपड़ी में जमा हो जाते हैं और अपेक्षाकृत कम मात्रा में वातावरण में प्रवेश करते हैं। इन रेडियोजेनिक गैसों के प्रवेश की दर इतनी कम है कि यह पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान आधुनिक वातावरण में इनकी प्रेक्षित सामग्री प्रदान नहीं कर सकी। इसलिए, यह माना जाना बाकी है कि वातावरण का अधिकांश आर्गन पृथ्वी के आंतों से इसके विकास के शुरुआती चरणों में आया था, और बाद में ज्वालामुखी की प्रक्रिया में और पोटेशियम के अपक्षय के दौरान बहुत छोटा हिस्सा जोड़ा गया था- चट्टानों से युक्त।

इस प्रकार, भूवैज्ञानिक समय के दौरान, हीलियम और आर्गन में अलग-अलग प्रवासन प्रक्रियाएं थीं। वायुमंडल में बहुत कम हीलियम है (लगभग 5 * 10 -4%), और पृथ्वी की "हीलियम सांस" हल्की थी, क्योंकि यह सबसे हल्की गैस के रूप में बाहरी अंतरिक्ष में चली गई थी। और "आर्गन सांस" - हमारे ग्रह के भीतर भारी और आर्गन बना रहा। अधिकांश प्राथमिक अक्रिय गैसें, जैसे नियॉन और क्सीनन, पृथ्वी के गठन के दौरान पकड़े गए प्राथमिक नियॉन से जुड़ी थीं, साथ ही साथ मेंटल की गिरावट के दौरान वातावरण में रिलीज के साथ। महान गैसों के भू-रसायन पर डेटा की समग्रता इंगित करती है कि पृथ्वी का प्राथमिक वातावरण इसके विकास के शुरुआती चरणों में उत्पन्न हुआ था।

वातावरण में शामिल हैं भापतथा पानीतरल और ठोस अवस्था में। वायुमण्डल में जल एक महत्वपूर्ण ऊष्मा संचयक है।

वायुमंडल की निचली परतों में बड़ी मात्रा में खनिज और तकनीकी धूल और एरोसोल, दहन उत्पाद, लवण, बीजाणु और पौधे पराग आदि होते हैं।

100-120 किमी की ऊंचाई तक, हवा के पूर्ण मिश्रण के कारण, वातावरण की संरचना सजातीय है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच का अनुपात स्थिर है। ऊपर अक्रिय गैसें, हाइड्रोजन आदि प्रबल होते हैं।वायुमंडल की निचली परतों में जलवाष्प होती है। पृथ्वी से दूरी के साथ, इसकी सामग्री कम हो जाती है। ऊपर, गैसों का अनुपात बदलता है, उदाहरण के लिए, 200-800 किमी की ऊंचाई पर, ऑक्सीजन नाइट्रोजन पर 10-100 गुना अधिक प्रबल होता है।

> पृथ्वी का वातावरण

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

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

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

पृथ्वी की वायु की संरचना - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

गैसों में शामिल हैं:

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

पृथ्वी की वायुमंडलीय परतें - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

माता - पिताया शिक्षक विद्यालय मेंयह याद दिलाया जाना चाहिए कि पृथ्वी के वायुमंडल को 5 स्तरों में विभाजित किया गया है: एक्सोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, मेसोस्फीयर, समताप मंडल और क्षोभमंडल। प्रत्येक परत के साथ, वायुमंडल अधिक से अधिक घुल जाता है, जब तक कि गैसें अंततः अंतरिक्ष में फैल नहीं जातीं।

क्षोभमंडल सतह के सबसे करीब है। 7-20 किमी की मोटाई के साथ, यह पृथ्वी के वायुमंडल का आधा हिस्सा बनाती है। पृथ्वी के जितना करीब होता है, हवा उतनी ही गर्म होती है। यहां लगभग सभी जलवाष्प और धूल जमा हो जाती है। बच्चों को आश्चर्य नहीं हो सकता है कि यह इस स्तर पर है कि बादल तैरते हैं।

समताप मंडल क्षोभमंडल से शुरू होता है और सतह से 50 किमी ऊपर उठता है। यहां ओजोन की मात्रा बहुत अधिक है, जो वातावरण को गर्म करती है और हानिकारक सौर विकिरण से बचाती है। हवा समुद्र तल से 1000 गुना पतली और असामान्य रूप से शुष्क है। इसलिए यहां प्लेन बहुत अच्छा लगता है।

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

थर्मोस्फीयर: 90 किमी और 500-1000 किमी के बीच। तापमान 1500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। इसे पृथ्वी के वायुमंडल का हिस्सा माना जाता है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है बच्चों को समझाएंकि यहाँ हवा का घनत्व इतना कम है कि इसका अधिकांश भाग पहले से ही बाहरी स्थान के रूप में माना जाता है। दरअसल, यहीं पर स्पेस शटल और इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन स्थित हैं। इसके अलावा, औरोरा यहां बनते हैं। आवेशित ब्रह्मांडीय कण थर्मोस्फीयर के परमाणुओं और अणुओं के संपर्क में आते हैं, उन्हें उच्च ऊर्जा स्तर पर स्थानांतरित करते हैं। इस वजह से हम प्रकाश के इन फोटानों को औरोरा के रूप में देखते हैं।

एक्सोस्फीयर उच्चतम परत है। अंतरिक्ष के साथ वायुमंडल के विलय की अविश्वसनीय रूप से पतली रेखा। व्यापक रूप से बिखरे हुए हाइड्रोजन और हीलियम कणों से मिलकर बनता है।

पृथ्वी की जलवायु और मौसम - बच्चों के लिए एक स्पष्टीकरण

छोटों के लिएकरने की जरूरत है समझानाकि पृथ्वी क्षेत्रीय जलवायु के कारण कई जीवित प्रजातियों का समर्थन करने का प्रबंधन करती है, जिसका प्रतिनिधित्व ध्रुवों पर अत्यधिक ठंड और भूमध्य रेखा पर उष्णकटिबंधीय गर्मी द्वारा किया जाता है। संतानपता होना चाहिए कि क्षेत्रीय जलवायु वह मौसम है जो किसी विशेष क्षेत्र में 30 वर्षों तक अपरिवर्तित रहता है। बेशक, कभी-कभी यह कई घंटों तक बदल सकता है, लेकिन अधिकांश भाग के लिए यह स्थिर रहता है।

इसके अलावा, वैश्विक स्थलीय जलवायु भी प्रतिष्ठित है - क्षेत्रीय औसत। यह पूरे मानव इतिहास में बदल गया है। आज तेज गर्मी पड़ रही है। वैज्ञानिक अलार्म बजा रहे हैं क्योंकि मानव जनित ग्रीनहाउस गैसें वातावरण में गर्मी को फँसाती हैं, जिससे हमारे ग्रह को शुक्र में बदल दिया जाता है।