वायुमंडल: वायुमंडल पर निबंध (1560 शब्द)

वायुमंडल में वायुमंडल, वायुमंडल की संरचना और ऊर्जा संतुलन के बारे में जानने के लिए इस निबंध को पढ़ें!

वायुमंडल:

वायुमंडल पृथ्वी के चारों ओर विभिन्न गैसों (जैसे एक सुरक्षात्मक कंबल) का एक बहुस्तरीय लिफाफा है जो पृथ्वी पर जीवन धारण करता है और बाहरी अंतरिक्ष के हानिकारक वातावरण से बचाता है।

यह पृथ्वी की सतह से लगभग 1600 किलोमीटर की ऊँचाई तक फैला हुआ है।

(ए) वायुमंडल की संरचना:

तापमान, घनत्व आदि जैसी भौतिक विशेषताओं के आधार पर, वातावरण को पांच संकेंद्रित परतों में विभाजित किया जाता है।

य़े हैं:

(ए) ट्रोपोस्फीयर;

(बी) स्ट्रैटोस्फियर;

(c) मेसोस्फीयर;

(d) थर्मोस्फीयर या आयनोस्फीयर;

(e) एक्सोस्फेयर।

(ए) ट्रोपोस्फीयर:

वायुमंडल की सबसे निचली परत जो पृथ्वी की सतह के सबसे करीब है, ट्रोपोस्फीयर के रूप में जानी जाती है। सभी जीवित जीव अपने अस्तित्व के लिए इस परत पर निर्भर हैं। इसकी लंबाई 8 किलोमीटर तक होती है। (पोल के पास) से 18 कि.मी. (भूमध्य रेखा के पास)। इस क्षेत्र में ज्यादातर नाइट्रोजन (N 2 ), ऑक्सीजन (O 2 ) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO 2 ) के साथ-साथ अन्य निष्क्रिय गैसों के निशान भी हैं।

ट्रोपोस्फीयर की विशेषता है तापमान में लगातार कमी के साथ लगभग 6.5 ° C प्रति किमी की दर से ऊंचाई में वृद्धि। क्षोभमंडल की सबसे ऊपरी परत पर, तापमान -60 डिग्री सेल्सियस तक नीचे जा सकता है। क्षोभमंडल के शीर्ष पर एक पतली परत जिसका तापमान -60 ° C के आसपास होता है और जो समताप मंडल से क्षोभमंडल को अलग करता है, ट्रोपोपॉज़ के रूप में जाना जाता है।

इस क्षेत्र में होने वाले कुछ महत्वपूर्ण ऑपरेशन इस प्रकार हैं:

(i) पर्यावरण और जीव के बीच पदार्थ का संचलन।

(ii) मौसम और जलवायु परिस्थितियों में परिवर्तन।

(बी) स्ट्रैटोस्फियर:

ट्रोपोपॉज के ऊपर स्थित वायुमंडलीय परत को स्ट्रैटोस्फियर के रूप में जाना जाता है। समताप मंडल की मोटाई भूमध्य रेखा पर लगभग 62 किलोमीटर, ध्रुवों पर 72 किलोमीटर और पृथ्वी की सतह से 80 किलोमीटर तक फैली हुई है। इस परत का तापमान -55 डिग्री सेल्सियस से 5 डिग्री सेल्सियस के बीच भिन्न होता है और यह ऊंचाई में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

यह परत किसी भी जल वाष्प, धूल के बादलों से रहित है; हालांकि, कभी-कभी छोटे बर्फ के क्रिस्टल से बने पतले बादल देखे जा सकते हैं। इस परत के प्रमुख घटक को समताप मंडल के भीतर ओजोनोस्फीयर कहा जाता है। ओजोन नीचे दिए गए समीकरणों के अनुसार ऑक्सीजन की फोटो-रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा तैयार किया गया है:

O z + सौर ऊर्जा → 2O

+ ओ → ओ म्

ओजोन परत एक छतरी की तरह काम करती है और सूरज की अल्ट्रा-वायलेट आर को अवशोषित करती है। इसलिए यह जीवित दुनिया को यूवी विकिरण के हानिकारक प्रभाव से बचाता है। दरअसल यह कारण है कि पृथ्वी से बढ़ती दूरी के साथ समताप मंडल गर्म हो जाता है, ओजोन द्वारा अवशोषित यूवी-विकिरण गर्मी में तब्दील हो जाता है।

ओजोन के अलावा, समताप मंडल के भीतर मौजूद अन्य रासायनिक प्रजातियां हैं: नाइट्रोजन (एन 2 ), ऑक्सीजन (ओ 2 ), नवजात ऑक्सीजन (ओ), आदि।

(c) मेसोस्फीयर:

मेसोस्फीयर समताप मंडल से ऊपर है और यह पृथ्वी की सतह से 80-90 किलोमीटर ऊपर तक फैला हुआ है। इस परत का तापमान ऊंचाई में वृद्धि के साथ घटता जाता है और उच्चतम सीमा पर न्यूनतम -95 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। जिस परत पर तापमान -95 ° C हो जाता है उसे मेसोपॉज के रूप में जाना जाता है। मेसोपॉज में कम तापमान को यूवी-विकिरण की कम मात्रा के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।

मेसोस्फीयर के भीतर मौजूद रासायनिक प्रजातियां नाइट्रोजन (M 2 ), ऑक्सीजन (O 2 ), नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) आदि हो सकती हैं। इस परत की विशेषता भी बहुत कम दबाव है।

(d) आयनमंडल या थर्मोस्फीयर:

यह परत मेसोस्फीयर के ऊपर है और यह पृथ्वी की सतह से 500 किलोमीटर ऊपर तक फैली हुई है। ऊंचाई में वृद्धि के साथ, इस परत का तापमान बढ़ता है। सूरज की यूवी और कॉस्मिक विकिरण इस परत के भीतर मौजूद अणुओं या परमाणुओं के आयनाइजेशन का कारण बनती है, जिससे बड़ी संख्या में आयनों जैसे ऑक्सीजन अणु cation (O 2 + ), ऑक्सीजन परमाणु cation (O + ), नाइट्रोसियम आयन (NO + ) होता है।, आदि।

O 2 + hv → O 2 + + ई

ओ + एचवी → ओ + + ई

न + हव → न + + ई

चूंकि इस परत में कई आयन होते हैं, इसलिए इसे आयनोस्फीयर के रूप में जाना जाता है। आयन पृथ्वी की सतह पर वापस रेडियो तरंग को दर्शाते हैं और इस तरह हमें वायरलेस संचार करने में सक्षम बनाते हैं। चूंकि इस परत में अधिकतर आयन होते हैं जो व्यापक रूप से फैलाए जाते हैं, उच्च आवृत्ति ऑडियो ध्वनि तरंगों को नहीं किया जा सकता।

(() एक्सोस्फेयर:

थर्मोस्फेयर के ऊपर वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत को एक्सोस्फीयर या बाहरी स्थान के रूप में जाना जाता है। यह परत पृथ्वी की सतह से 1600 किलोमीटर तक फैली हुई है। चूंकि यह सूर्य के करीब है, इसलिए इसका तापमान बहुत अधिक है। इसमें केवल परमाणु होते हैं, जैसे हाइड्रोजन, हीलियम आदि।

(बी) वायुमंडल की संरचना:

वायुमंडल पृथ्वी के चारों ओर घने सुरक्षात्मक गैसीय मूसल है जो पृथ्वी पर जीवन का निर्वाह करता है और इसे बाहरी अंतरिक्ष के शत्रुतापूर्ण वातावरण से बचाता है। यह गंधहीन, रंगहीन और बेस्वाद गैसों की एक मोटी परत है जो गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा पृथ्वी पर रखी जाती है। संपूर्ण वायुमंडल को घटक की तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है अर्थात् प्रमुख घटक, लघु घटक और ट्रेस घटक।

बैरी और चोरली (1976) के अनुसार, प्रमुख घटकों में मुख्य रूप से नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और पानी के वाष्प होते हैं, छोटे घटकों में आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं, और ट्रेस घटकों में नियॉन, हीलियम, मीथेन, क्रिप्टन, नाइट्रस ऑक्साइड, हाइड्रोजन, क्सीनन जैसी गैसें होती हैं, सल्फर डाइऑक्साइड, ओजोन, अमोनिया, कार्बन मोनोऑक्साइड, आयोडीन आदि।

दृष्टिकोण के साथ विभिन्न गैसों की मात्रा काफी भिन्न होती है। वातावरण की घनत्व बढ़ती ऊंचाई के साथ तीव्र कमी दर्शाती है। समुद्र के स्तर पर एक वायुमंडल से दबाव घटकर 3 x 10 -7 वायुमंडल है जो समुद्र तल से 100 किमी ऊपर है।

इसी प्रकार तापमान -100 डिग्री सेल्सियस से 1200 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। वायुमंडल का कुल द्रव्यमान लगभग 5x 10 15 टन है जो पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का लगभग दस लाखवाँ भाग है। वायुमंडल का तापमान प्रोफ़ाइल अंजीर में दिखाया गया है। 7.1।

ऊर्जा संतुलन:

सूर्य एक महान इंजन (ऊर्जा का स्रोत) है जो पृथ्वी के वायुमंडल पर हवाओं को चलाता है, महासागरीय धाराएँ, बहिर्जात या विध्वंसक प्रक्रियाएँ और जीवमंडल में जीवन को बनाए रखता है। पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल पर सौर प्रवाह की घटना 1340 वाट एनआर 2 मिनट -1 है । यदि यह सारी ऊर्जा पृथ्वी द्वारा अवशोषित हो जाती, तो यह बहुत पहले ही वाष्पित हो जाती थी। लेकिन विभिन्न जटिल तंत्र हैं जिनके माध्यम से पृथ्वी संकीर्ण सीमाओं के भीतर अपनी ऊर्जा संतुलन बनाए रखने का प्रबंधन करती है और इस तरह से जीवन का समर्थन करने के लिए अनुकूलतम जलवायु परिस्थितियों को बनाए रखती है।

पृथ्वी इस पर सौर ऊर्जा की घटना का लगभग 65% (यानी 19.5 k cal m -2 मिनट -1 ) को अवशोषित करती है, जबकि यह सौर ऊर्जा के बाहरी अंतरिक्ष में 35% (अल्बेडो) में वापस आती है।

ऊर्जा परिवहन पृथ्वी के विकिरण संतुलन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो मुख्य रूप से तीन तंत्रों के माध्यम से आगे बढ़ता है:

(a) पृथ्वी से अवरक्त क्षेत्र में ऊर्जा का विकिरण।

(b) परमाणुओं और अणुओं के परस्पर क्रिया द्वारा ऊर्जा का प्रवाह।

(c) बड़े पैमाने पर वायु परिसंचरण के माध्यम से ऊर्जा का संवहन।

बाद के दो तंत्र पृथ्वी की सतह से बादल तक परिवहन के माध्यम से गर्मी के नुकसान के लिए जिम्मेदार हैं, और बादल से परिणामस्वरूप विकिरण। इनकमिंग शॉट वेवलेंथ सोलर रेडिएशन (100%) 35% में से बाहरी अंतरिक्ष में वापस भेज दिया जाता है (27% बादलों से परिलक्षित होता है + 2% जमीन से परिलक्षित होता है + 6% वायुमंडल में धूल के कणों से बिखर जाता है और वापस अंतरिक्ष में भेज दिया जाता है = 35%), 51% पृथ्वी की सतह (17% विसरित दिन के उजाले + 34% प्रत्यक्ष विकिरण से प्राप्त) और 14% वायुमंडल द्वारा अवशोषित होती है।

ऊर्जा प्राप्त करने के बाद पृथ्वी भी लंबी लहरों के माध्यम से अपनी सतह से ऊर्जा को वायुमंडल में प्रसारित करती है। इस प्रकार, 23% ऊर्जा (51% में से) प्रत्यक्ष लंबी लहर निवर्तमान स्थलीय विकिरण के माध्यम से खो जाती है, 9% संवहन और अशांति में खर्च होती है और 19% वाष्पीकरण के माध्यम से खर्च होती है।

वातावरण विभिन्न प्रक्रियाओं के माध्यम से 14% आने वाली सौर विकिरण और पृथ्वी की सतह से 34% प्राप्त करता है। इस प्रकार, सूर्य और पृथ्वी से वायुमंडल को प्राप्त होने वाली कुल ऊर्जा 48% हो जाती है जिसे बाहरी अंतरिक्ष में वापस भेजा जाता है:

पृथ्वी को सीधे सूर्य से ऊर्जा प्राप्त होती है, लेकिन वायुमण्डल अपनी अधिकांश ऊष्मा ऊर्जा पृथ्वी के विकिरण से प्राप्त करता है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि वायुमंडल कम या ज्यादा पारदर्शी होता है, जो सौर विकिरण को कम करता है और इस तरह खिड़की के शीशे की तरह व्यवहार करता है, जो सूर्य के प्रकाश को कमरे के अंदर आने की अनुमति देता है, लेकिन कमरे से भागने के लिए लंबी तरंग दैर्ध्य विकिरणों (अवरक्त विकिरण) को रोकता है।

इसी तरह, वायुमंडल सौर विकिरण को पृथ्वी की सतह तक पहुंचने की अनुमति देता है, लेकिन निचले वायुमंडल से लंबे तरंग दैर्ध्य स्थलीय अवरक्त विकिरण के बहिर्वाह को रोकता है। वायुमंडल के इस प्रभाव को ग्रीन हाउस प्रभाव कहा जाता है जो पृथ्वी की सतह पर जलवायु और तापमान को बनाए रखने में मदद करता है। जल वाष्प (4-8 the) और कार्बन डाइऑक्साइड (12-16.3µ) द्वारा अधिकांश अवरक्त विकिरण (2-40 vapor) के अवशोषण के कारण पृथ्वी का औसत तापमान 15 ° C के आसपास बना रहता है।

बढ़ती कृषि और औद्योगिक आउटपुट सूरज की रोशनी के परिमाण को बदलकर पृथ्वी के विकिरण संतुलन में भारी बदलाव ला सकते हैं और वायुमंडल (एल्बेडो) में वापस बिखर सकते हैं। वनों की कटाई, मिट्टी का कटाव आदि भी पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।

वायुमंडल में कणों का लोडिंग या तो प्राकृतिक प्रक्रियाओं के कारण या मानवजनित गतिविधियों के कारण सौर विकिरण के बढ़ते प्रकीर्णन से वायुमंडलीय तापमान को कम करता है। अंधेरे कण प्रकाश को अवशोषित कर सकते हैं जबकि प्रकाश कण प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं।

पूर्व पृथ्वी के वायुमंडल को गर्म करने में मदद करता है जबकि बाद में गर्मी को दूर करता है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से अपने भोजन की तैयारी के लिए बायोस्फीयर के कुल ऊर्जा बजट का केवल 0.02% का उपयोग करता है। पृथ्वी और उसके वायुमंडल का विकिरण संतुलन चित्र earth.२ में दिखाया गया है और पृथ्वी और वायुमंडल का एक सरलीकृत वैश्विक विकिरण / ताप बजट is.१ में दिया गया है।

तालिका 7.1: वायुमंडल में ऊर्जा संतुलन: