पृथ्वी का वातावरण

वायुमंडल(से। अन्य यूनानीμός - भाप और αῖρα - गेंद) - गैससीप ( भूमंडल) ग्रह के आसपास धरती. इसकी भीतरी सतह ढकी हुई है हीड्रास्फीयरऔर आंशिक रूप से भौंकना, बाहरी एक बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर सीमा।

वातावरण का अध्ययन करने वाले भौतिकी और रसायन विज्ञान के वर्गों की समग्रता को सामान्यतः कहा जाता है वायुमंडलीय भौतिकी. माहौल तय करता है मौसमपृथ्वी की सतह पर, मौसम के अध्ययन में लगा हुआ है अंतरिक्ष-विज्ञान, और लंबी अवधि के बदलाव जलवायु - जलवायुविज्ञानशास्र.

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत। इसमें वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% शामिल है। क्षोभमंडल में अत्यधिक विकसित अशांतितथा कंवेक्शन, उठना बादलों, विकास करना चक्रवाततथा प्रतिचक्रवात. औसत ऊर्ध्वाधर के साथ बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान घटता है ढाल 0.65°/100 वर्ग मीटर

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य परिस्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा/एम3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्षिक आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग मूल्य है।

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 इसकी वृद्धि -56.5 से 0.8 ° तक होती है। से(ऊपरी समताप मंडल या क्षेत्र व्युत्क्रम) 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 वाले इस क्षेत्र को कहा जाता है स्ट्रेटोपॉज़और समताप मंडल और . के बीच की सीमा है मीसोस्फीयर.

स्ट्रैटोपॉज़

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

मीसोस्फीयर

पृथ्वी का वातावरण

मीसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है और 80-90 किमी तक फैली हुई है। तापमान (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं शामिल हैं मुक्त कणकंपन से उत्तेजित अणु आदि वातावरण की चमक को निर्धारित करते हैं।

मेसोपॉज़

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

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है।

बाह्य वायुमंडल

मुख्य लेख: बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण होता है (" औरोरस") - मुख्य क्षेत्रों योण क्षेत्रथर्मोस्फीयर के अंदर झूठ। 300 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है।

120 किमी . की ऊंचाई तक वायुमंडलीय परतें

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

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

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

लगभग 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित . में गुजरता है अंतरिक्ष वैक्यूम के पास, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक 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।

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

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, 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 मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे कहा जाता है होमोस्फीयर. इन परतों के बीच की सीमा कहलाती है टर्बोपॉज़, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 2000 - 3000 किमी दूर है। कुल द्रव्यमान वायु- (5.1-5.3) × 10 18 किलो। दाढ़ जनस्वच्छ शुष्क हवा 28.966 है। दबावसमुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर 101.325 किलो पास्कल; क्रांतिक तापमान-140.7 डिग्री सेल्सियस; महत्वपूर्ण दबाव 3.7 एमपीए; सी पी 1.0048×10 3 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर), सी वी 0.7159×10 3 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता 0 डिग्री सेल्सियस - 0.036%, 25 डिग्री सेल्सियस - 0.22% पर।

वातावरण के शारीरिक और अन्य गुण

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

वातावरण हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, 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।

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

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

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

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊंचाई तक बढ़ते हैं, धीरे-धीरे कमजोर होते जाते हैं, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाते हैं, ऐसी घटनाएं जो हमें परिचित हैं, वातावरण की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय का उद्भव भारोत्तोलन बलऔर प्रतिरोध, गर्मी हस्तांतरण कंवेक्शनऔर आदि।

हवा की दुर्लभ परतों में, प्रसार ध्वनिअसंभव हो जाता है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, हर पायलट से परिचित अवधारणाएँ नंबर एमतथा ध्वनि अवरोधअपना अर्थ खो देते हैं, सशर्त पास हो जाते हैं कर्मन रेखाजिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जिसे केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

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

वायुमंडल की संरचना

शुष्क हवा की संरचना

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

पानी (एच 2 ओ) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के अपवाद के साथ, वातावरण बनाने वाली गैसों की एकाग्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना

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

तालिका में दर्शाई गई गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO 2, NH 3, CO, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, एचसीएल, एचएफ, जोड़े एचजी, मैं 2 , और नाऔर कई अन्य गैसें मामूली मात्रा में। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी संख्या में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं ( स्प्रे कैन).

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल चार अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें हल्की गैसें शामिल थीं ( हाइड्रोजनतथा हीलियम) इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर किया गया। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण(लगभग चार अरब साल पहले)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण हाइड्रोजन के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति हुई (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, भाप) इस तरह से माध्यमिक वातावरण(हमारे दिनों से लगभग तीन अरब साल पहले)। यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव ग्रहों के बीच का स्थान;

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

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

नाइट्रोजन एन 2 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 के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल)और नोड्यूल बैक्टीरिया जो राइजोबियल बनाते हैं सिम्बायोसिससाथ फलियांपौधे, तथाकथित। हरी खाद।

ऑक्सीजन

के आगमन के साथ वातावरण की संरचना में मौलिक परिवर्तन होने लगा जीवित प्राणी, नतीजतन प्रकाश संश्लेषणऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, ऑक्साइड रूप ग्रंथिमहासागरों आदि में निहित है। इस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया। चूंकि इससे कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए हैं वायुमंडल, स्थलमंडलतथा बीओस्फिअ, इस घटना को कहा जाता है ऑक्सीजन आपदा.

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

कार्बन डाइआक्साइड

वायुमंडल में CO2 की सामग्री ज्वालामुखीय गतिविधि और पृथ्वी के गोले में रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक - जैवसंश्लेषण की तीव्रता और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर निर्भर करती है। बीओस्फिअ धरती. ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 × 10 12 टन .) ) वायुमंडलीय हवा में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण बनता है। दफ़न है सागर, में दलदलोंऔर में जंगलोंकार्बनिक पदार्थ बन जाता है कोयला, तेलतथा प्राकृतिक गैस. (सेमी। कार्बन का भू-रासायनिक चक्र)

उत्कृष्ट गैस

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

वायु प्रदुषण

हाल ही में, वातावरण का विकास किसके द्वारा प्रभावित होना शुरू हुआ? मानव. उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार उल्लेखनीय वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की सामग्री में 10% की वृद्धि हुई है, जिसका मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 50-60 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इसका परिणाम हो सकता है वैश्विक जलवायु परिवर्तन.

ईंधन का दहन दोनों प्रदूषक गैसों का मुख्य स्रोत है ( इसलिए, ना, इसलिए 2 ) सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है इसलिए 3 ऊपरी वायुमंडल में, जो बदले में जल वाष्प और अमोनिया के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामी सल्फ्यूरिक एसिड (एच 2 इसलिए 4 ) तथा अमोनियम सल्फेट ((NH .) 4 ) 2 इसलिए 4 ) तथाकथित के रूप में पृथ्वी की सतह पर लौटते हैं। अम्ल वर्षा। प्रयोग अंतः दहन इंजिननाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण की ओर जाता है ( टेट्राएथिल लेड Pb (CH .) 3 चौधरी 2 ) 4 ) ).

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

वायुमंडल की संरचना

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

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 120 किमी दूर है। वायुमण्डल में वायु का कुल द्रव्यमान (5.1-5.3) 10 18 किग्रा है। इनमें से शुष्क वायु का द्रव्यमान (5.1352 ± 0.0003) 10 18 किग्रा है, जलवाष्प का कुल द्रव्यमान औसतन 1.27 10 16 किग्रा है।

स्वच्छ शुष्क हवा का दाढ़ द्रव्यमान 28.966 ग्राम / मोल है, समुद्र की सतह पर हवा का घनत्व लगभग 1.2 किग्रा / मी 3 है। समुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर दबाव 101.325 केपीए है; महत्वपूर्ण तापमान - -140.7 डिग्री सेल्सियस; महत्वपूर्ण दबाव - 3.7 एमपीए; सी पी 0 डिग्री सेल्सियस पर - 1.0048 10 3 जे/(किलो के), सी वी - 0.7159 10 3 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता (द्रव्यमान द्वारा) 0 ° C - 0.0036%, 25 ° C - 0.0023% पर।

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

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है। वायुमण्डल की परतें वायु के तापमान, उसके घनत्व, वायु में जलवाष्प की मात्रा तथा अन्य गुणों में एक दूसरे से भिन्न होती हैं।

क्षोभ मंडल(प्राचीन ग्रीक τρόπος - "टर्न", "चेंज" और σφαῖρα - "बॉल") - वायुमंडल की निचली, सबसे अधिक अध्ययन की गई परत, ध्रुवीय क्षेत्रों में 8-10 किमी ऊंची, समशीतोष्ण अक्षांशों में 10-12 किमी तक, भूमध्य रेखा पर - 16-18 किमी।

क्षोभमंडल में बढ़ते समय, तापमान प्रत्येक 100 मीटर में औसतन 0.65 K गिर जाता है और ऊपरी भाग में 180-220 K तक पहुँच जाता है। क्षोभमंडल की यह ऊपरी परत, जिसमें ऊँचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है, ट्रोपोपॉज़ कहलाती है। क्षोभमंडल के ऊपर वायुमंडल की अगली परत समताप मंडल कहलाती है।

वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक क्षोभमंडल में केंद्रित है, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित हैं, जल वाष्प का प्रमुख हिस्सा केंद्रित है, बादल उठते हैं, वायुमंडलीय मोर्चे भी बनते हैं, चक्रवात और एंटीसाइक्लोन विकसित होते हैं, साथ ही साथ अन्य प्रक्रियाएं जो मौसम और जलवायु को निर्धारित करती हैं। क्षोभमंडल में होने वाली प्रक्रियाएं मुख्य रूप से संवहन के कारण होती हैं।

क्षोभमंडल का वह भाग जिसके भीतर पृथ्वी की सतह पर हिमनद बन सकते हैं, चियोनोस्फीयर कहलाता है।

ट्रोपोपॉज़(ग्रीक से - मोड़, परिवर्तन और παῦσις - रोक, समाप्ति) - वायुमंडल की परत जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है; क्षोभमंडल से समताप मंडल में संक्रमण परत। पृथ्वी के वायुमंडल में, ट्रोपोपॉज़ ध्रुवीय क्षेत्रों में 8-12 किमी (समुद्र तल से ऊपर) की ऊंचाई पर और भूमध्य रेखा से 16-18 किमी तक की ऊंचाई पर स्थित है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई वर्ष के समय पर भी निर्भर करती है (सर्दियों की तुलना में गर्मियों में ट्रोपोपॉज़ अधिक होता है) और चक्रवाती गतिविधि (यह चक्रवातों में कम और एंटीसाइक्लोन में अधिक होती है)

ट्रोपोपॉज़ की मोटाई कई सौ मीटर से लेकर 2-3 किलोमीटर तक होती है। उपोष्णकटिबंधीय में, शक्तिशाली जेट धाराओं के कारण ट्रोपोपॉज़ टूटना देखा जाता है। कुछ क्षेत्रों में ट्रोपोपॉज़ अक्सर नष्ट हो जाता है और फिर से बनता है।

स्ट्रैटोस्फियर(लैटिन परत से - फर्श, परत) - 11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वातावरण की एक परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी समताप मंडल परत या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि विशिष्ट है। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान के इस क्षेत्र को समताप मंडल कहा जाता है और समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है। समताप मंडल में हवा का घनत्व समुद्र तल से दसियों और सैकड़ों गुना कम है।

यह समताप मंडल में है कि ओजोनोस्फीयर परत ("ओजोन परत") स्थित है (15-20 से 55-60 किमी की ऊंचाई पर), जो जीवमंडल में जीवन की ऊपरी सीमा निर्धारित करता है। ओजोन (O 3) का निर्माण ~ 30 किमी की ऊंचाई पर सबसे अधिक तीव्रता से होने वाली फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। सामान्य दबाव पर O 3 का कुल द्रव्यमान 1.7-4.0 मिमी मोटी परत होगी, लेकिन यह भी जीवन के लिए हानिकारक सौर पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त है। O 3 का विनाश तब होता है जब यह मुक्त कणों, NO, हैलोजन युक्त यौगिकों ("फ्रीन्स" सहित) के साथ परस्पर क्रिया करता है।

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

समताप मंडल और उच्च परतों में, सौर विकिरण के प्रभाव में, गैस के अणु अलग हो जाते हैं - परमाणुओं में (80 किमी से ऊपर, सीओ 2 और एच 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - ओ 2, 300 किमी से ऊपर - एन 2)। 200-500 किमी की ऊंचाई पर, आयनमंडल में गैसों का आयनीकरण भी होता है; 320 किमी की ऊंचाई पर, आवेशित कणों (O + 2, O - 2, N + 2) की सांद्रता ~ 1/300 होती है तटस्थ कणों की सांद्रता। वायुमंडल की ऊपरी परतों में मुक्त कण होते हैं - OH, HO 2, आदि।

समताप मंडल में लगभग कोई जलवाष्प नहीं है।

समताप मंडल में उड़ानें 1930 के दशक में शुरू हुईं। पहले स्ट्रैटोस्फेरिक बैलून (FNRS-1) पर उड़ान, जिसे ऑगस्टे पिकार्ड और पॉल किफ़र ने 27 मई, 1931 को 16.2 किमी की ऊँचाई पर बनाया था, व्यापक रूप से जाना जाता है। आधुनिक लड़ाकू और सुपरसोनिक वाणिज्यिक विमान समताप मंडल में आमतौर पर 20 किमी तक की ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं (हालांकि गतिशील छत बहुत अधिक हो सकती है)। ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे 40 किमी तक उठते हैं; मानव रहित गुब्बारे का रिकॉर्ड 51.8 किमी है।

हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका के सैन्य हलकों में, 20 किमी से ऊपर समताप मंडल की परतों के विकास पर बहुत ध्यान दिया गया है, जिसे अक्सर "प्रीस्पेस" (इंजी। « अंतरिक्ष के पास» ) यह माना जाता है कि मानव रहित हवाई पोत और सौर ऊर्जा से चलने वाले विमान (जैसे नासा पाथफाइंडर) लंबे समय तक लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर रहने और बहुत बड़े क्षेत्रों के लिए अवलोकन और संचार प्रदान करने में सक्षम होंगे, जबकि वायु रक्षा के लिए कम-संवेदनशीलता शेष रहेगी। सिस्टम; ऐसे उपकरण उपग्रहों से कई गुना सस्ते होंगे।

स्ट्रैटोपॉज़- वायुमंडल की परत, जो दो परतों, समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच की सीमा है। समताप मंडल में, तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, और समताप मंडल वह परत है जहां तापमान अपने अधिकतम तक पहुंच जाता है। स्ट्रैटोपॉज़ का तापमान लगभग 0 ° C होता है।

यह घटना न केवल पृथ्वी पर, बल्कि वायुमंडल वाले अन्य ग्रहों पर भी देखी जाती है।

पृथ्वी पर, समताप मंडल समुद्र तल से 50 - 55 किमी की ऊँचाई पर स्थित है। वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल पर दबाव का लगभग 1/1000 है।

मीसोस्फीयर(ग्रीक से μεσο- - "मध्य" और σφαῖρα - "गेंद", "गोला") - 40-50 से 80-90 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल की परत। यह ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता है; अधिकतम (लगभग +50°C) तापमान लगभग 60 किमी की ऊँचाई पर स्थित होता है, जिसके बाद तापमान -70° या -80°C तक कम होने लगता है। तापमान में इस तरह की कमी ओजोन द्वारा सौर विकिरण (विकिरण) के ऊर्जावान अवशोषण से जुड़ी है। यह शब्द भौगोलिक और भूभौतिकीय संघ द्वारा 1951 में अपनाया गया था।

मेसोस्फीयर की गैस संरचना, साथ ही निचली वायुमंडलीय परतों की, स्थिर है और इसमें लगभग 80% नाइट्रोजन और 20% ऑक्सीजन है।

मेसोस्फीयर को स्ट्रैटोपॉज़ द्वारा अंतर्निहित समताप मंडल से और मेसोपॉज़ द्वारा ऊपरी थर्मोस्फीयर से अलग किया जाता है। मेसोपॉज़ मूल रूप से टर्बोपॉज़ के साथ मेल खाता है।

उल्काएं चमकने लगती हैं और, एक नियम के रूप में, मेसोस्फीयर में पूरी तरह से जल जाती हैं।

मध्यमंडल में रात्रिचर बादल दिखाई दे सकते हैं।

उड़ानों के लिए, मेसोस्फीयर एक प्रकार का "मृत क्षेत्र" है - यहां की हवा हवाई जहाज या गुब्बारों का समर्थन करने के लिए बहुत दुर्लभ है (50 किमी की ऊंचाई पर, हवा का घनत्व समुद्र तल से 1000 गुना कम है), और साथ ही कृत्रिम उड़ानों के लिए समय बहुत घना है। इतनी कम कक्षा में उपग्रह। मेसोस्फीयर का प्रत्यक्ष अध्ययन मुख्य रूप से उपकक्षीय मौसम संबंधी रॉकेटों की सहायता से किया जाता है; सामान्य तौर पर, मेसोस्फीयर का वायुमंडल की अन्य परतों की तुलना में बदतर अध्ययन किया गया है, जिसके संबंध में वैज्ञानिकों ने इसे "इग्नोरोस्फीयर" कहा।

मेसोपॉज़

मेसोपॉज़वायुमंडल की परत जो मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर को अलग करती है। पृथ्वी पर, यह समुद्र तल से 80-90 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। मेसोपॉज में न्यूनतम तापमान होता है, जो लगभग -100 डिग्री सेल्सियस होता है। नीचे (लगभग 50 किमी की ऊंचाई से शुरू) तापमान ऊंचाई के साथ गिरता है, ऊपर (लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक) यह फिर से बढ़ जाता है। मेसोपॉज़ एक्स-रे के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा और सूर्य की सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के साथ मेल खाता है। इस ऊंचाई पर चांदी के बादल देखे जाते हैं।

मेसोपॉज न केवल पृथ्वी पर, बल्कि अन्य ग्रहों पर भी एक वातावरण के साथ मौजूद है।

कर्मन रेखा- समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है।

जैसा कि फेडरेशन एरोनॉटिक इंटरनेशनेल (एफएआई) द्वारा परिभाषित किया गया है, कर्मन लाइन समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर है।

ऊंचाई का नाम हंगेरियन मूल के एक अमेरिकी वैज्ञानिक थियोडोर वॉन कर्मन के नाम पर रखा गया था। उन्होंने यह निर्धारित करने वाले पहले व्यक्ति थे कि इस ऊंचाई पर वातावरण इतना दुर्लभ हो जाता है कि वैमानिकी असंभव हो जाती है, क्योंकि पर्याप्त लिफ्ट बनाने के लिए आवश्यक विमान की गति, पहले ब्रह्मांडीय गति से अधिक हो जाती है, और इसलिए, उच्च प्राप्त करने के लिए ऊंचाई, अंतरिक्ष यात्रियों के साधनों का उपयोग करना आवश्यक है।

पृथ्वी का वायुमंडल कर्मण रेखा से परे जारी है। पृथ्वी के वायुमंडल का बाहरी भाग, एक्सोस्फीयर, 10,000 किमी या उससे अधिक की ऊँचाई तक फैला हुआ है, इतनी ऊँचाई पर वायुमंडल में मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जो वायुमंडल को छोड़ सकते हैं।

अंसारी एक्स पुरस्कार के लिए कर्मन रेखा तक पहुंचना पहली शर्त थी, क्योंकि यह उड़ान को अंतरिक्ष उड़ान के रूप में पहचानने का आधार है।

मौसम विज्ञान, और दीर्घकालिक विविधताओं में लगे - जलवायु विज्ञान।

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से 1500 किमी दूर है। वायु का कुल द्रव्यमान अर्थात गैसों का मिश्रण जो वायुमंडल का निर्माण करता है, 5.1-5.3 * 10 ^ 15 टन है। स्वच्छ शुष्क हवा का आणविक भार 29 है। समुद्र तल पर 0 ° C पर दबाव 101,325 है पा, या 760 मिमी। आर टी. कला।; महत्वपूर्ण तापमान - 140.7 डिग्री सेल्सियस; महत्वपूर्ण दबाव 3.7 एमपीए। 0 डिग्री सेल्सियस पर पानी में हवा की घुलनशीलता 0.036%, 25 डिग्री सेल्सियस - 0.22% पर होती है।

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

क्षोभ मंडल- निचला, मुख्य, सबसे अधिक अध्ययन, 8-10 किमी के ध्रुवीय क्षेत्रों में ऊंचाई के साथ, समशीतोष्ण अक्षांशों में 10-12 किमी तक, भूमध्य रेखा पर - 16-18 किमी। वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80-90% और लगभग सभी जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित हैं। हर 100 मीटर पर बढ़ने पर, क्षोभमंडल में तापमान औसतन 0.65 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है और ऊपरी हिस्से में -53 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। क्षोभमंडल की इस ऊपरी परत को ट्रोपोपॉज कहते हैं। क्षोभमंडल में, अशांति और संवहन अत्यधिक विकसित होते हैं, प्रमुख भाग केंद्रित होता है, बादल उठते हैं, विकसित होते हैं।

स्ट्रैटोस्फियर- 11-50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में -56.5 से 0.8 डिग्री सेल्सियस (समताप मंडल की ऊपरी परत या उलटा क्षेत्र) में इसकी वृद्धि होती है। ठेठ। लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर 273 के (0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान 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।

यह समताप मंडल में है कि परत स्थित है ओजोनमंडल("ओजोन परत", 15-20 से 55-60 किमी की ऊंचाई पर), जो जीवन की ऊपरी सीमा को निर्धारित करता है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर का एक महत्वपूर्ण घटक ओजोन है, जो कि 30 किमी की ऊंचाई पर सबसे अधिक तीव्रता से फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनता है। सामान्य दबाव पर ओजोन का कुल द्रव्यमान 1.7-4 मिमी मोटा होगा, लेकिन यह भी पराबैंगनी को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त है, जो जीवन के लिए हानिकारक है। ओजोन का विनाश तब होता है जब यह मुक्त कणों, नाइट्रिक ऑक्साइड, हलोजन युक्त यौगिकों ("फ्रीन्स" सहित) के साथ संपर्क करता है। ओजोन - ऑक्सीजन की एक अपररूपता, निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनती है, आमतौर पर बारिश के बाद, जब परिणामी यौगिक क्षोभमंडल की ऊपरी परतों तक बढ़ जाता है; ओजोन में एक विशिष्ट गंध होती है।

मीसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है और 80-90 किमी तक फैली हुई है। 75-85 किमी की ऊंचाई तक यह -88 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा मेसोपॉज़ है।

बाह्य वायुमंडल(दूसरा नाम आयनोस्फीयर है) - मेसोस्फीयर के बाद वायुमंडल की परत - 80-90 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है और 800 किमी तक फैली हुई है। थर्मोस्फीयर में हवा का तापमान तेजी से और लगातार बढ़ता है और कई सौ या हजारों डिग्री तक पहुंच जाता है।

बहिर्मंडल- प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 800 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस अत्यधिक दुर्लभ होती है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस (अपव्यय) में लीक हो जाते हैं।
100 किमी की ऊंचाई तक, वातावरण एक सजातीय (एकल चरण), गैसों का अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक भार पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण समताप मंडल में तापमान 0°C से गिरकर मध्यमंडल में -110°C हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा लगभग 1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।

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

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

वायुमंडलीय दबाव - इसमें वस्तुओं और पृथ्वी की सतह पर वायुमंडलीय वायु का दबाव। सामान्य वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। कला। (101 325 पा)। ऊंचाई में प्रत्येक किलोमीटर की वृद्धि के लिए, दबाव 100 मिमी कम हो जाता है।

वायुमंडल की संरचना

पृथ्वी का वायु खोल, जिसमें मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) शामिल हैं, जिनकी मात्रा स्थिर नहीं है। मुख्य गैसें नाइट्रोजन (78%), ऑक्सीजन (21%) और आर्गन (0.93%) हैं। कार्बन डाइऑक्साइड CO2 (0.03%) के अपवाद के साथ, वातावरण बनाने वाली गैसों की सांद्रता लगभग स्थिर है।

वायुमंडल में SO2, CH4, NH3, CO, हाइड्रोकार्बन, HC1, HF, Hg वाष्प, I2, साथ ही NO और कई अन्य गैसें कम मात्रा में होती हैं। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण (एयरोसोल) होते हैं।

पृथ्वी का वायुमंडल एक वायु कवच है।

पृथ्वी की सतह के ऊपर एक विशेष गेंद की उपस्थिति को प्राचीन यूनानियों द्वारा सिद्ध किया गया था, जो वायुमंडल को भाप या गैस का गोला कहते थे।

यह ग्रह के भू-मंडलों में से एक है, जिसके बिना सभी जीवन का अस्तित्व संभव नहीं होगा।

माहौल कहाँ है

वायुमंडल पृथ्वी की सतह से शुरू होकर, घनी वायु परत के साथ ग्रहों को घेरता है। यह जलमंडल के संपर्क में आता है, स्थलमंडल को कवर करता है, बाहरी अंतरिक्ष में दूर तक जाता है।

वातावरण किससे बना है?

पृथ्वी की वायु परत में मुख्य रूप से वायु होती है, जिसका कुल द्रव्यमान 5.3 * 1018 किलोग्राम तक पहुँच जाता है। इनमें से रोगग्रस्त भाग शुष्क वायु और बहुत कम जलवाष्प है।

समुद्र के ऊपर वायुमंडल का घनत्व 1.2 किलोग्राम प्रति घन मीटर है। वातावरण में तापमान -140.7 डिग्री तक पहुंच सकता है, हवा शून्य तापमान पर पानी में घुल जाती है।

वायुमंडल में कई परतें होती हैं:

क्षोभ मंडल;
ट्रोपोपॉज़;
समताप मंडल और समताप मंडल;
मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़;
समुद्र तल से ऊपर एक विशेष रेखा, जिसे कर्मण रेखा कहते हैं;
थर्मोस्फीयर और थर्मोपॉज़;
फैलाव क्षेत्र या एक्सोस्फीयर।

प्रत्येक परत की अपनी विशेषताएं होती हैं, वे परस्पर जुड़ी होती हैं और ग्रह के वायु कवच के कामकाज को सुनिश्चित करती हैं।

वातावरण की सीमा

वायुमंडल का सबसे निचला किनारा जलमंडल और स्थलमंडल की ऊपरी परतों से होकर गुजरता है। ऊपरी सीमा एक्सोस्फीयर में शुरू होती है, जो ग्रह की सतह से 700 किलोमीटर की दूरी पर स्थित है और 1.3 हजार किलोमीटर तक पहुंच जाएगी।

कुछ रिपोर्टों के अनुसार, वातावरण 10 हजार किलोमीटर तक पहुंच जाता है। वैज्ञानिकों ने सहमति व्यक्त की कि वायु परत की ऊपरी सीमा कर्मन रेखा होनी चाहिए, क्योंकि यहां वैमानिकी अब संभव नहीं है।

इस क्षेत्र में निरंतर शोध के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिकों ने पाया है कि वायुमंडल 118 किलोमीटर की ऊंचाई पर आयनमंडल के संपर्क में है।

रासायनिक संरचना

पृथ्वी की इस परत में गैसें और गैस अशुद्धियाँ हैं, जिनमें दहन अवशेष, समुद्री नमक, बर्फ, पानी, धूल शामिल हैं। वायुमंडल में पाई जाने वाली गैसों की संरचना और द्रव्यमान लगभग कभी नहीं बदलते हैं, केवल पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बदल जाती है।

अक्षांश के आधार पर पानी की संरचना 0.2 प्रतिशत से 2.5 प्रतिशत तक भिन्न हो सकती है। अतिरिक्त तत्व क्लोरीन, नाइट्रोजन, सल्फर, अमोनिया, कार्बन, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, हाइड्रोजन फ्लोराइड, हाइड्रोजन ब्रोमाइड, हाइड्रोजन आयोडाइड हैं।

एक अलग हिस्से पर पारा, आयोडीन, ब्रोमीन, नाइट्रिक ऑक्साइड का कब्जा है। इसके अलावा, तरल और ठोस कण, जिन्हें एरोसोल कहा जाता है, क्षोभमंडल में पाए जाते हैं। ग्रह पर सबसे दुर्लभ गैसों में से एक, रेडॉन, वातावरण में पाया जाता है।

रासायनिक संरचना के संदर्भ में, नाइट्रोजन 78% से अधिक वायुमंडल में व्याप्त है, ऑक्सीजन - लगभग 21%, कार्बन डाइऑक्साइड - 0.03%, आर्गन - लगभग 1%, पदार्थ की कुल मात्रा 0.01% से कम है। वायु की ऐसी रचना तब हुई जब ग्रह केवल उत्पन्न हुआ और विकसित होना शुरू हुआ।

मनुष्य के आगमन के साथ, जो धीरे-धीरे उत्पादन में बदल गया, रासायनिक संरचना बदल गई। खासकर कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा लगातार बढ़ रही है।

वायुमंडल कार्य

वायु परत में गैसें कई प्रकार के कार्य करती हैं। सबसे पहले, वे किरणों और उज्ज्वल ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। दूसरे, वे वातावरण और पृथ्वी पर तापमान के गठन को प्रभावित करते हैं। तीसरा, यह पृथ्वी पर जीवन और इसकी दिशा प्रदान करता है।

इसके अलावा, यह परत थर्मोरेग्यूलेशन प्रदान करती है, जो मौसम और जलवायु, गर्मी के वितरण के तरीके और वायुमंडलीय दबाव को निर्धारित करती है। क्षोभमंडल वायु द्रव्यमान के प्रवाह को विनियमित करने, पानी की गति और ऊष्मा विनिमय प्रक्रियाओं को निर्धारित करने में मदद करता है।

वायुमंडल लगातार भूगर्भीय प्रक्रियाओं को प्रदान करते हुए स्थलमंडल, जलमंडल के साथ बातचीत करता है। सबसे महत्वपूर्ण कार्य यह है कि उल्कापिंड की उत्पत्ति की धूल से, अंतरिक्ष और सूर्य के प्रभाव से सुरक्षा है।

जानकारी

ऑक्सीजन पृथ्वी पर ठोस चट्टान के कार्बनिक पदार्थों का अपघटन प्रदान करती है, जो उत्सर्जन, चट्टानों के अपघटन और जीवों के ऑक्सीकरण के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
कार्बन डाइऑक्साइड इस तथ्य में योगदान देता है कि प्रकाश संश्लेषण होता है, और सौर विकिरण की छोटी तरंगों के संचरण में भी योगदान देता है, थर्मल लंबी तरंगों का अवशोषण। यदि ऐसा नहीं होता है, तो तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव देखा जाता है।
वातावरण से जुड़ी मुख्य समस्याओं में से एक प्रदूषण है, जो उद्यमों के काम और वाहन उत्सर्जन के कारण होता है। इसलिए, कई देशों में विशेष पर्यावरण नियंत्रण शुरू किया गया है, और उत्सर्जन और ग्रीनहाउस प्रभाव को विनियमित करने के लिए विशेष तंत्र अंतरराष्ट्रीय स्तर पर किए जा रहे हैं।

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

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

भौतिक गुण

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

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

रासायनिक संरचना

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

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

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

शुष्क हवा की संरचना


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

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

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

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

ट्रोपोपॉज़

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

स्ट्रैटोस्फियर

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

स्ट्रैटोपॉज़

मीसोस्फीयर

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

मेसोपॉज़

कर्मन रेखा

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

पृथ्वी की वायुमंडल सीमा

बाह्य वायुमंडल

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

थर्मोपॉज़

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

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

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

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

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

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

वायुमंडल के अन्य गुण और मानव शरीर पर प्रभाव

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

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

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

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

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

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

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

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

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

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

नाइट्रोजन

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

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

ऑक्सीजन

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

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

कार्बन डाइआक्साइड

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

उत्कृष्ट गैस

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

वायु प्रदुषण

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

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

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वायुमंडल की संरचना

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