समुद्र तल पर 1013.25 hPa (लगभग 760 मिमी बुध). पृथ्वी की सतह पर वैश्विक औसत हवा का तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है, उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में तापमान लगभग 57 डिग्री सेल्सियस से लेकर अंटार्कटिका में -89 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। वायु घनत्व और दबाव घातांक के करीब एक नियम के अनुसार ऊंचाई के साथ घटते हैं।

वायुमंडल की संरचना. ऊर्ध्वाधर रूप से, वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है, जो मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (आंकड़ा) की विशेषताओं से निर्धारित होती है, जो भौगोलिक स्थिति, मौसम, दिन के समय आदि पर निर्भर करती है। वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - की विशेषता ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किमी) है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से लेकर उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक है। ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में तेजी से कमी के कारण, वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% क्षोभमंडल में स्थित है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है - एक परत जिसकी विशेषता है सामान्य वृद्धिऊंचाई के साथ तापमान. क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच की संक्रमण परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। निचले समताप मंडल में, लगभग 20 किमी के स्तर तक, तापमान ऊंचाई (तथाकथित इज़ोटेर्मल क्षेत्र) के साथ थोड़ा बदलता है और अक्सर थोड़ा कम भी हो जाता है। इससे ऊपर, ओजोन द्वारा सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है, पहले धीरे-धीरे और 34-36 किमी के स्तर से तेजी से बढ़ता है। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊँचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहाँ तापमान फिर से ऊँचाई के साथ गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाती है, इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - गर्मियों में तापमान 150-160 K और 200-230 तक पहुँच जाता है; सर्दियों में के। मेसोपॉज़ के ऊपर, थर्मोस्फीयर शुरू होता है - तापमान में तेजी से वृद्धि की विशेषता वाली एक परत, 250 किमी की ऊंचाई पर 800-1200 K तक पहुंचती है, थर्मोस्फीयर में, सूर्य से कोरपसकुलर और एक्स-रे विकिरण अवशोषित होता है। उल्काओं की गति धीमी हो जाती है और वे जल जाती हैं, इसलिए यह पृथ्वी की सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करती है। इससे भी ऊंचा बाह्यमंडल है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण बाहरी अंतरिक्ष में फैल जाती हैं और जहां वायुमंडल से अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है।

वायुमंडलीय रचना. लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल रासायनिक संरचना में लगभग सजातीय है और हवा का औसत आणविक भार (लगभग 29) स्थिर है। पृथ्वी की सतह के पास, वायुमंडल में नाइट्रोजन (आयतन के हिसाब से लगभग 78.1%) और ऑक्सीजन (लगभग 20.9%) शामिल है, और इसमें थोड़ी मात्रा में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), नियॉन और अन्य स्थायी और परिवर्तनशील घटक भी हैं (वायु देखें) ).

इसके अलावा, वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, अमोनिया, रेडॉन आदि होते हैं। हवा के मुख्य घटकों की सापेक्ष सामग्री समय के साथ स्थिर होती है और विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में एक समान होती है। जलवाष्प और ओजोन की सामग्री स्थान और समय में परिवर्तनशील है; उनकी कम सामग्री के बावजूद, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

100-110 किमी से ऊपर, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के अणुओं का पृथक्करण होता है, इसलिए हवा का आणविक द्रव्यमान कम हो जाता है। लगभग 1000 किमी की ऊंचाई पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होने लगती हैं, और इससे भी अधिक ऊंचाई पर पृथ्वी का वायुमंडल धीरे-धीरे अंतरग्रहीय गैस में बदल जाता है।

वायुमंडल का सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक जलवाष्प है, जो पानी और नम मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण के साथ-साथ पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करता है। जलवाष्प की सापेक्ष सामग्री भिन्न-भिन्न होती है पृथ्वी की सतहउष्णकटिबंधीय में 2.6% से लेकर ध्रुवीय अक्षांशों में 0.2% तक। यह ऊंचाई के साथ तेजी से गिरता है, 1.5-2 किमी की ऊंचाई पर पहले से ही आधे से कम हो जाता है। समशीतोष्ण अक्षांशों पर वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में लगभग 1.7 सेमी "अवक्षेपित जल परत" होती है। जब जल वाष्प संघनित होता है, तो बादल बनते हैं, जिससे वायुमंडलीय वर्षा वर्षा, ओले और बर्फ के रूप में गिरती है।

एक महत्वपूर्ण घटक वायुमंडलीय वायुओजोन है, जिसका 90% समताप मंडल (10 से 50 किमी के बीच) में केंद्रित है, इसका लगभग 10% क्षोभमंडल में है। ओजोन कठोर यूवी विकिरण (290 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ) का अवशोषण प्रदान करता है, और यह जीवमंडल के लिए इसकी सुरक्षात्मक भूमिका है। कुल ओजोन सामग्री का मान अक्षांश और मौसम के आधार पर 0.22 से 0.45 सेमी (दबाव पी = 1 एटीएम और तापमान टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर ओजोन परत की मोटाई) के बीच भिन्न होता है। 1980 के दशक की शुरुआत से अंटार्कटिका में वसंत ऋतु में देखे गए ओजोन छिद्रों में, ओजोन सामग्री 0.07 सेमी तक गिर सकती है, यह भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक बढ़ जाती है और वसंत में अधिकतम और शरद ऋतु में न्यूनतम और आयाम के साथ एक वार्षिक चक्र होता है। वार्षिक प्रगतिउष्ण कटिबंध में छोटा और उच्च अक्षांशों की ओर बढ़ता है। वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसकी वायुमंडल में सामग्री पिछले 200 वर्षों में 35% बढ़ गई है, जिसे मुख्य रूप से समझाया गया है मानवजनित कारक. इसकी अक्षांशीय और मौसमी परिवर्तनशीलता देखी जाती है, जो पौधों के प्रकाश संश्लेषण और समुद्री जल में घुलनशीलता से जुड़ी होती है (हेनरी के नियम के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ पानी में गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है)।

ग्रह की जलवायु को आकार देने में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायुमंडलीय एरोसोल द्वारा निभाई जाती है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण जिनका आकार कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक होता है। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल हैं। एरोसोल का निर्माण पौधों के जीवन और मानव आर्थिक गतिविधि, ज्वालामुखी विस्फोटों के उत्पादों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में होता है, जो ग्रह की सतह से, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से हवा द्वारा उठने वाली धूल के परिणामस्वरूप होता है, और यह भी होता है वायुमंडल की ऊपरी परतों में गिरने वाली ब्रह्मांडीय धूल से निर्मित। अधिकांश एरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित होता है; ज्वालामुखी विस्फोटों से निकलने वाला एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंग परत बनाता है। सबसे बड़ी मात्रामानवजनित एरोसोल वाहनों और थर्मल पावर प्लांटों के संचालन, रासायनिक उत्पादन, ईंधन दहन आदि के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करता है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में, वायुमंडल की संरचना सामान्य हवा से काफी भिन्न होती है, जिसके निर्माण की आवश्यकता होती है वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर के अवलोकन और निगरानी के लिए विशेष सेवा।

वातावरण का विकास. आधुनिक वायुमंडल स्पष्ट रूप से द्वितीयक उत्पत्ति का है: इसका निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले ग्रह के निर्माण के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस आवरण द्वारा छोड़ी गई गैसों से हुआ था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, कई कारकों के प्रभाव में वायुमंडल की संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं: गैसों का अपव्यय (अस्थिरीकरण), मुख्य रूप से हल्की गैसें, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखी गतिविधि के परिणामस्वरूप स्थलमंडल से गैसों का निकलना; रासायनिक प्रतिक्रिएंवायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में वायुमंडल में ही फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतरग्रहीय माध्यम से पदार्थ का अभिवृद्धि (कब्जा करना) (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ)। वायुमंडल के विकास का भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से और पिछले 3-4 अरब वर्षों में जीवमंडल की गतिविधि से भी गहरा संबंध है। आधुनिक वायुमंडल (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प) बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ज्वालामुखीय गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुआ, जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से ले गया। लगभग 2 अरब वर्ष पहले ऑक्सीजन प्रशंसनीय मात्रा में प्रकाश संश्लेषक जीवों के परिणामस्वरूप प्रकट हुई जो मूल रूप से समुद्र के सतही जल में उत्पन्न हुए थे।

कार्बोनेट जमा की रासायनिक संरचना के आंकड़ों के आधार पर, भूवैज्ञानिक अतीत के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान प्राप्त किया गया था। फ़ैनरोज़ोइक (पृथ्वी के इतिहास के पिछले 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा ज्वालामुखीय गतिविधि के स्तर, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण की दर के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न थी। इस समय के अधिकांश समय में, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आज की तुलना में काफी अधिक (10 गुना तक) थी। फ़ैनरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया, इसकी वृद्धि की प्रवृत्ति प्रचलित रही। प्रीकैम्ब्रियन वायुमंडल में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान फ़ैनरोज़ोइक वातावरण की तुलना में छोटा था। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का अतीत में जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती सांद्रता के साथ ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि हुई, जिससे आधुनिक युग की तुलना में फ़ैनरोज़ोइक के मुख्य भाग में जलवायु अधिक गर्म हो गई।

वातावरण और जीवन. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वायुमंडल और संबंधित जलवायु और मौसम के साथ निकट संपर्क में होता है। संपूर्ण ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में नगण्य (लगभग दस लाख में एक भाग), वायुमंडल सभी प्रकार के जीवन के लिए एक अनिवार्य शर्त है। जीवों के जीवन के लिए वायुमंडलीय गैसों में सबसे महत्वपूर्ण हैं ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन। जब कार्बन डाइऑक्साइड को प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ बनता है, जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित प्राणियों द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए ऊर्जा का प्रवाह कार्बनिक पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा प्रदान किया जाता है। कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर) द्वारा आत्मसात किया गया नाइट्रोजन, पौधों के खनिज पोषण के लिए आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य से कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करता है, जीवन के लिए हानिकारक सौर विकिरण के इस हिस्से को काफी कमजोर कर देता है। वायुमंडल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का बनना और उसके बाद वर्षा होना वायुमंडलीय वर्षावे भूमि को जल की आपूर्ति करते हैं, जिसके बिना कोई भी जीवन संभव नहीं है। जलमंडल में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि काफी हद तक पानी में घुली वायुमंडलीय गैसों की मात्रा और रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। चूँकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना महत्वपूर्ण रूप से जीवों की गतिविधियों पर निर्भर करती है, जीवमंडल और वायुमंडल को एक ही प्रणाली का हिस्सा माना जा सकता है, जिसका रखरखाव और विकास (जैव भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्वपूर्ण था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वायुमंडल।

विकिरण, थर्मल और जल संतुलनवायुमंडल. सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से वायुमंडल में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। वायुमंडल के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव है: वायुमंडल सौर विकिरण को पृथ्वी की सतह पर काफी अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन सक्रिय रूप से पृथ्वी की सतह से थर्मल लंबी-तरंग विकिरण को अवशोषित करता है, जिसका एक हिस्सा सतह पर वापस आ जाता है। काउंटर विकिरण के रूप में, पृथ्वी की सतह से विकिरण गर्मी की हानि की भरपाई (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वायुमंडल की अनुपस्थिति में, पृथ्वी की सतह का औसत तापमान -18°C होगा, लेकिन वास्तव में यह 15°C है। आने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होता है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एयरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा भी बिखरा हुआ है (लगभग 7%) . पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 23%) इससे परावर्तित होता है। परावर्तन गुणांक अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता, तथाकथित अल्बेडो द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, सौर विकिरण के अभिन्न प्रवाह के लिए पृथ्वी का अल्बेडो 30% के करीब है। ताजी गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (सूखी मिट्टी और काली मिट्टी) से लेकर 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरणीय ताप विनिमय महत्वपूर्ण रूप से अल्बेडो पर निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वायुमंडल के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित होता है। बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने और इसे वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाह के बीजगणितीय योग को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

वायुमंडल और पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषण के बाद सौर विकिरण का परिवर्तन एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के ताप संतुलन को निर्धारित करता है। मुख्य स्त्रोतवायुमंडल के लिए ऊष्मा - पृथ्वी की सतह; इससे गर्मी न केवल लंबी-तरंग विकिरण के रूप में स्थानांतरित होती है, बल्कि संवहन द्वारा भी होती है, और जल वाष्प के संघनन के दौरान भी निकलती है। इन ऊष्मा प्रवाहों का हिस्सा क्रमशः औसतन 20%, 7% और 23% है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण के अवशोषण के कारण लगभग 20% ऊष्मा भी यहाँ जुड़ जाती है। सूर्य की किरणों के लंबवत और वायुमंडल के बाहर पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी पर स्थित एकल क्षेत्र (तथाकथित सौर स्थिरांक) के माध्यम से प्रति इकाई समय में सौर विकिरण का प्रवाह 1367 W/m2 के बराबर है, परिवर्तन हैं सौर गतिविधि के चक्र के आधार पर 1-2 W/m2। लगभग 30% की ग्रहीय अल्बेडो के साथ, ग्रह पर सौर ऊर्जा का समय-औसत वैश्विक प्रवाह 239 W/m2 है। चूंकि एक ग्रह के रूप में पृथ्वी अंतरिक्ष में औसतन समान मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित करती है, तो स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन कानून के अनुसार, आउटगोइंग थर्मल लॉन्ग-वेव विकिरण का प्रभावी तापमान 255 K (-18 ° C) है। वहीं पृथ्वी की सतह का औसत तापमान 15°C होता है. 33°C का अंतर ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण है।

वायुमंडल का जल संतुलन आम तौर पर पृथ्वी की सतह से वाष्पित होने वाली नमी की मात्रा और पृथ्वी की सतह पर गिरने वाली वर्षा की मात्रा की समानता से मेल खाता है। महासागरों के ऊपर का वातावरण भूमि की तुलना में वाष्पीकरण प्रक्रियाओं से अधिक नमी प्राप्त करता है, और वर्षा के रूप में 90% नमी खो देता है। महासागरों के ऊपर से अतिरिक्त जलवाष्प को वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों तक पहुँचाया जाता है। महासागरों से महाद्वीपों तक वायुमंडल में स्थानांतरित जलवाष्प की मात्रा महासागरों में बहने वाली नदियों की मात्रा के बराबर होती है।

वायु संचलन. पृथ्वी गोलाकार है, इसलिए उष्णकटिबंधीय की तुलना में इसके उच्च अक्षांशों तक बहुत कम सौर विकिरण पहुँचता है। परिणामस्वरूप, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। तापमान वितरण भी इससे काफी प्रभावित होता है आपसी व्यवस्थामहासागर और महाद्वीप. समुद्र के पानी के विशाल द्रव्यमान और पानी की उच्च ताप क्षमता के कारण, समुद्र की सतह के तापमान में मौसमी उतार-चढ़ाव भूमि की तुलना में बहुत कम होता है। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, गर्मियों में महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में काफी कम होता है, और सर्दियों में अधिक होता है।

विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में वायुमंडल के असमान तापन के कारण वायुमंडलीय दबाव का स्थानिक रूप से अमानवीय वितरण होता है। समुद्र तल पर, दबाव वितरण को भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मूल्यों की विशेषता है, जो उपोष्णकटिबंधीय (बेल्ट) में बढ़ रहा है उच्च दबाव) तथा मध्य एवं उच्च अक्षांशों में कमी आती है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है और गर्मियों में कम हो जाता है, जो तापमान वितरण से जुड़ा होता है। दबाव प्रवणता के प्रभाव के तहत, हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर निर्देशित त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। गतिमान वायु द्रव्यमान पृथ्वी के घूर्णन के विक्षेपक बल (कोरिओलिस बल), घर्षण बल, जो ऊंचाई के साथ घटता है, और, घुमावदार प्रक्षेपवक्र के लिए, केन्द्रापसारक बल से भी प्रभावित होता है। हवा का अशांत मिश्रण बहुत महत्वपूर्ण है (वायुमंडल में अशांति देखें)।

ग्रहों के दबाव वितरण से संबद्ध एक जटिल प्रणालीवायु धाराएँ (सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण)। मेरिडियनल तल में, औसतन दो या तीन मेरिडियनल परिसंचरण कोशिकाओं का पता लगाया जा सकता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा उपोष्णकटिबंधीय में उठती और गिरती है, जिससे हेडली सेल बनता है। रिवर्स फेरेल सेल की हवा भी वहीं उतरती है। उच्च अक्षांशों पर, एक सीधी ध्रुवीय कोशिका अक्सर दिखाई देती है। मेरिडियनल परिसंचरण वेग 1 मीटर/सेकेंड या उससे कम के क्रम पर हैं। वायुमंडल के अधिकांश भाग में कोरिओलिस बलों की क्रिया के कारण, पछुआ हवाएँमध्य क्षोभमंडल में लगभग 15 मीटर/सेकेंड की गति के साथ। यहाँ अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियाँ हैं। इनमें व्यापारिक हवाएँ शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय में उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से भूमध्य रेखा तक ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम तक) के साथ चलने वाली हवाएँ। मानसून काफी स्थिर होते हैं - वायु धाराएँ जिनमें स्पष्ट रूप से परिभाषित मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि की ओर और सर्दियों में विपरीत दिशा में चलती हैं। मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं हिंद महासागर. मध्य अक्षांशों में वायुराशियों की गति मुख्यतः पश्चिमी (पश्चिम से पूर्व की ओर) होती है। यह वायुमंडलीय मोर्चों का एक क्षेत्र है जिस पर बड़े-बड़े भंवर उठते हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो कई सैकड़ों और यहां तक ​​कि हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी चक्रवात आते हैं; यहां वे अपने छोटे आकार, लेकिन बहुत तेज़ हवा की गति, तूफान बल (33 मीटर/सेकेंड या अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवातों तक पहुंचने से पहचाने जाते हैं। अटलांटिक में और पूर्व में प्रशांत महासागरउन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत क्षेत्र में - टाइफून। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समतापमंडल में, प्रत्यक्ष हैडली मेरिडियनल सर्कुलेशन सेल और रिवर्स फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तेजी से परिभाषित सीमाओं के साथ जेट धाराएं अक्सर देखी जाती हैं, जिसके भीतर हवा 100-150 तक पहुंच जाती है। और यहां तक ​​कि 200 मीटर/ के साथ.

जलवायु एवं मौसम. विभिन्न अक्षांशों पर पहुंचने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर भिन्न-भिन्न होता है भौतिक गुणपृथ्वी की सतह, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करती है। भूमध्य रेखा से लेकर उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह पर हवा का तापमान औसतन 25-30 डिग्री सेल्सियस होता है और पूरे वर्ष इसमें थोड़ा बदलाव होता है। में भूमध्यरेखीय बेल्टआमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जिससे वहां अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा हो जाती है। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में वर्षा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। यहाँ पृथ्वी के विशाल रेगिस्तान हैं।

उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, हवा का तापमान पूरे वर्ष काफी भिन्न होता है, और महासागरों से दूर महाद्वीपों के क्षेत्रों में गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से बड़ा होता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में, वार्षिक वायु तापमान सीमा 65°C तक पहुँच जाती है। इन अक्षांशों में आर्द्रीकरण की स्थितियाँ बहुत विविध हैं, मुख्य रूप से सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण के शासन पर निर्भर करती हैं और साल-दर-साल काफी भिन्न होती हैं।

ध्रुवीय अक्षांशों में, पूरे वर्ष तापमान कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी बदलाव हो। यह महासागरों और भूमि और पर्माफ्रॉस्ट पर बर्फ के आवरण के व्यापक वितरण में योगदान देता है, जो रूस में इसके 65% से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है, मुख्य रूप से साइबेरिया में।

पिछले दशकों में, वैश्विक जलवायु में परिवर्तन तेजी से ध्यान देने योग्य हो गए हैं। निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर तापमान अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की तुलना में रात में अधिक. 20वीं सदी के लिए औसत वार्षिक तापमानरूस में पृथ्वी की सतह पर हवा के तापमान में 1.5-2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई, और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि देखी गई। यह सूक्ष्म गैसों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि से जुड़ा है।

मौसम का निर्धारण वायुमंडलीय परिसंचरण स्थितियों और से होता है भौगोलिक स्थितिभूभाग, यह उष्ण कटिबंध में सबसे अधिक स्थिर है और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील है। वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और वर्षा ले जाने वाले प्रतिचक्रवातों और बढ़ी हुई हवा के पारित होने के कारण बदलती वायुराशियों के क्षेत्रों में मौसम सबसे अधिक बदलता है। मौसम की भविष्यवाणी के लिए डेटा ज़मीन-आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों और मौसम संबंधी उपग्रहों से एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।

वायुमंडल में ऑप्टिकल, ध्वनिक और विद्युत घटनाएं. जब वायु और विभिन्न कणों (एरोसोल, बर्फ के क्रिस्टल, पानी की बूंदों) द्वारा प्रकाश के अपवर्तन, अवशोषण और प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप विद्युत चुम्बकीय विकिरण वायुमंडल में फैलता है, तो विभिन्न ऑप्टिकल घटना: इंद्रधनुष, मुकुट, प्रभामंडल, मृगतृष्णा, आदि। प्रकाश का प्रकीर्णन आकाश की स्पष्ट ऊंचाई और आकाश के नीले रंग को निर्धारित करता है। वस्तुओं की दृश्यता सीमा वायुमंडल में प्रकाश प्रसार की स्थितियों से निर्धारित होती है (वायुमंडलीय दृश्यता देखें)। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर वायुमंडल की पारदर्शिता संचार सीमा और उपकरणों के साथ वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता निर्धारित करती है, जिसमें पृथ्वी की सतह से खगोलीय अवलोकन की संभावना भी शामिल है। समताप मंडल और मेसोस्फीयर की ऑप्टिकल असमानताओं के अध्ययन के लिए, गोधूलि घटना एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान से गोधूलि की तस्वीर लेने से एयरोसोल परतों का पता लगाना संभव हो जाता है। वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की विशेषताएं इसके मापदंडों की रिमोट सेंसिंग के तरीकों की सटीकता निर्धारित करती हैं। इन सभी प्रश्नों का, कई अन्य प्रश्नों की तरह, वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा अध्ययन किया जाता है। रेडियो तरंगों का अपवर्तन और प्रकीर्णन रेडियो रिसेप्शन की संभावनाओं को निर्धारित करता है (रेडियो तरंगों का प्रसार देखें)।

वायुमंडल में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह दूरस्थ विधियों द्वारा वायुमंडलीय संवेदन के लिए रुचिकर है। ऊपरी वायुमंडल में रॉकेटों द्वारा प्रक्षेपित आवेशों के विस्फोटों ने समताप मंडल और मध्यमंडल में पवन प्रणालियों और तापमान भिन्नता के बारे में समृद्ध जानकारी प्रदान की। एक स्थिर स्तरीकृत वातावरण में, जब तापमान एडियाबेटिक ग्रेडिएंट (9.8 K/किमी) की तुलना में धीमी ऊंचाई के साथ घटता है, तो तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें समताप मंडल में ऊपर की ओर और यहां तक ​​कि मध्यमंडल में भी फैल सकती हैं, जहां वे क्षीण हो जाती हैं, जिससे हवाओं और अशांति में वृद्धि होती है।

पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और परिणामी विद्युत क्षेत्र, वायुमंडल, विद्युत आवेशित आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ बनाते हैं। बादलों का बनना और आंधी बिजली इसमें अहम भूमिका निभाती है। बिजली गिरने के खतरे के कारण इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार की बिजली सुरक्षा के तरीकों के विकास की आवश्यकता हो गई है। यह घटना विमानन के लिए एक विशेष खतरा पैदा करती है। बिजली के निर्वहन से वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप होता है, जिसे वायुमंडल कहा जाता है (व्हिस्लिंग वायुमंडल देखें)। विद्युत क्षेत्र की ताकत में तेज वृद्धि के दौरान, चमकदार डिस्चार्ज देखे जाते हैं जो पृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुओं की युक्तियों और तेज कोनों, पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों आदि पर दिखाई देते हैं (एल्मा लाइट्स)। विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर वायुमंडल में हमेशा प्रकाश और भारी आयनों की बहुत भिन्न मात्रा होती है, जो वायुमंडल की विद्युत चालकता को निर्धारित करते हैं। पृथ्वी की सतह के निकट वायु के मुख्य आयनकारक उसमें निहित रेडियोधर्मी पदार्थों का विकिरण हैं भूपर्पटीऔर वायुमंडल में, साथ ही कॉस्मिक किरणें भी। वायुमंडलीय बिजली भी देखें।

वातावरण पर मानव का प्रभाव।पिछली शताब्दियों में मानव आर्थिक गतिविधियों के कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि हुई है। को PERCENTAGEकार्बन डाइऑक्साइड दो सौ साल पहले 2.8-10 2 से बढ़कर 2005 में 3.8-10 2 हो गई, मीथेन सामग्री - लगभग 300-400 साल पहले 0.7-10 1 से बढ़कर 21वीं सदी की शुरुआत में 1.8-10 -4 हो गई; पिछली सदी में ग्रीनहाउस प्रभाव में लगभग 20% वृद्धि फ़्रीऑन से हुई, जो 20वीं सदी के मध्य तक वायुमंडल में व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थे। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन क्षरणकर्ता के रूप में मान्यता प्राप्त है, और उनका उत्पादन 1987 मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा निषिद्ध है। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि कोयला, तेल, गैस और अन्य प्रकार के कार्बन ईंधन की लगातार बढ़ती मात्रा के जलने के साथ-साथ जंगलों की कटाई के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप अवशोषण होता है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाती है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस उत्पादन में वृद्धि (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और बड़े जानवरों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है। पशु. यह सब जलवायु के गर्म होने में योगदान देता है।

मौसम को बदलने के लिए वायुमंडलीय प्रक्रियाओं को सक्रिय रूप से प्रभावित करने के तरीके विकसित किए गए हैं। इनका उपयोग गरज वाले बादलों में विशेष अभिकर्मकों को फैलाकर कृषि पौधों को ओलों से बचाने के लिए किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरा फैलाने, पौधों को पाले से बचाने, वर्षा बढ़ाने के लिए बादलों को प्रभावित करने के भी तरीके हैं सही स्थानों परया सार्वजनिक कार्यक्रमों के दौरान बादलों को तितर-बितर करने के लिए।

वातावरण का अध्ययन. वायुमंडल में भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी मुख्य रूप से मौसम संबंधी टिप्पणियों से प्राप्त होती है, जो स्थायी वैश्विक नेटवर्क द्वारा की जाती हैं मौसम स्टेशनऔर पोस्ट सभी महाद्वीपों और कई द्वीपों पर स्थित हैं। दैनिक अवलोकन हवा के तापमान और आर्द्रता के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं, वायु - दाबऔर वर्षा, बादल, हवा, आदि। सौर विकिरण और उसके परिवर्तनों का अवलोकन एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर किया जाता है। वायुमंडल के अध्ययन के लिए एयरोलॉजिकल स्टेशनों के नेटवर्क का बहुत महत्व है, जिन पर रेडियोसॉन्डेस का उपयोग करके 30-35 किमी की ऊंचाई तक मौसम संबंधी माप किए जाते हैं। कई स्टेशनों पर, वायुमंडलीय ओजोन, वायुमंडल में विद्युत घटना और हवा की रासायनिक संरचना का अवलोकन किया जाता है।

ग्राउंड स्टेशनों के डेटा को महासागरों पर टिप्पणियों द्वारा पूरक किया जाता है, जहां "मौसम जहाज" संचालित होते हैं, जो लगातार विश्व महासागर के कुछ क्षेत्रों में स्थित होते हैं, साथ ही अनुसंधान और अन्य जहाजों से प्राप्त मौसम संबंधी जानकारी भी होती है।

हाल के दशकों में, मौसम संबंधी उपग्रहों का उपयोग करके वायुमंडल के बारे में बढ़ती मात्रा में जानकारी प्राप्त की गई है, जो बादलों की तस्वीरें खींचने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरण ले जाते हैं। उपग्रह तापमान, बादल और इसकी जल आपूर्ति, वायुमंडल के विकिरण संतुलन के तत्वों, समुद्र की सतह के तापमान आदि के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं। नेविगेशन उपग्रहों की एक प्रणाली से रेडियो संकेतों के अपवर्तन के माप का उपयोग करके, यह घनत्व, दबाव और तापमान के साथ-साथ वातावरण में नमी की मात्रा के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल को निर्धारित करना संभव है। उपग्रहों की सहायता से, पृथ्वी के सौर स्थिरांक और ग्रहीय अल्बेडो के मूल्य को स्पष्ट करना, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के विकिरण संतुलन के मानचित्र बनाना, छोटे वायुमंडलीय प्रदूषकों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना और समाधान करना संभव हो गया है। वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की कई अन्य समस्याएं।

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पृथ्वी की संरचना. वायु

वायु विभिन्न गैसों का एक यांत्रिक मिश्रण है जो पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण करती है। साँस लेने के लिए वायु आवश्यक है जीवित प्राणी, उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

तथ्य यह है कि हवा एक मिश्रण है, न कि एक सजातीय पदार्थ, स्कॉटिश वैज्ञानिक जोसेफ ब्लैक के प्रयोगों के दौरान साबित हुआ था। उनमें से एक के दौरान, वैज्ञानिक ने पाया कि जब सफेद मैग्नेशिया (मैग्नीशियम कार्बोनेट) को गर्म किया जाता है, तो "बंधी हुई हवा" निकलती है, यानी कार्बन डाइऑक्साइड, और जली हुई मैग्नेशिया (मैग्नीशियम ऑक्साइड) बनती है। इसके विपरीत, चूना पत्थर जलाने पर, "बंधी हुई हवा" निकल जाती है। इन प्रयोगों के आधार पर, वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला कि कार्बन डाइऑक्साइड और कास्टिक क्षार के बीच अंतर यह है कि पूर्व में कार्बन डाइऑक्साइड होता है, जो इनमें से एक है अवयववायु। आज हम जानते हैं कि कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, पृथ्वी की वायु की संरचना में शामिल हैं:

तालिका में दर्शाए गए पृथ्वी के वायुमंडल में गैसों का अनुपात 120 किमी की ऊंचाई तक इसकी निचली परतों के लिए विशिष्ट है। इन क्षेत्रों में एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय क्षेत्र स्थित है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। होमोस्फीयर के ऊपर हेटरोस्फियर स्थित है, जो गैस अणुओं के परमाणुओं और आयनों में अपघटन की विशेषता है। टर्बो पॉज़ द्वारा क्षेत्रों को एक दूसरे से अलग किया जाता है।

वह रासायनिक प्रतिक्रिया जिसमें सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में अणु परमाणुओं में विघटित हो जाते हैं, फोटोडिसोसिएशन कहलाते हैं। आणविक ऑक्सीजन के क्षय से परमाणु ऑक्सीजन उत्पन्न होती है, जो 200 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर वायुमंडल की मुख्य गैस है। 1200 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, हाइड्रोजन और हीलियम, जो गैसों में सबसे हल्की हैं, प्रबल होने लगती हैं।

चूंकि हवा का बड़ा हिस्सा 3 निचली वायुमंडलीय परतों में केंद्रित है, इसलिए 100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर हवा की संरचना में परिवर्तन का वायुमंडल की समग्र संरचना पर कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है।

नाइट्रोजन सबसे आम गैस है, जो पृथ्वी की वायु मात्रा के तीन-चौथाई से अधिक के लिए जिम्मेदार है। आधुनिक नाइट्रोजन का निर्माण आणविक ऑक्सीजन द्वारा प्रारंभिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण से हुआ था, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनता है। वर्तमान में, नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है - नाइट्रेट को नाइट्राइट में कम करने की प्रक्रिया, जिसके बाद गैसीय ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन का निर्माण होता है, जो एनारोबिक प्रोकैरियोट्स द्वारा उत्पादित होता है। ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान कुछ नाइट्रोजन वायुमंडल में प्रवेश करती है।

में ऊपरी परतेंवायुमंडल में, जब ओजोन की भागीदारी के साथ विद्युत निर्वहन के संपर्क में आते हैं, तो आणविक नाइट्रोजन नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है:

एन 2 + ओ 2 → 2एनओ

सामान्य परिस्थितियों में, मोनोऑक्साइड तुरंत ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रस ऑक्साइड बनाता है:

2NO + O 2 → 2N 2 O

नाइट्रोजन पृथ्वी के वायुमंडल में सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व है। नाइट्रोजन प्रोटीन का हिस्सा है और पौधों को खनिज पोषण प्रदान करता है। यह जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करता है और ऑक्सीजन मंदक की भूमिका निभाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में दूसरी सबसे आम गैस ऑक्सीजन है। इस गैस का निर्माण पौधों और जीवाणुओं की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि से जुड़ा है। और जितने अधिक विविध और असंख्य प्रकाश संश्लेषक जीव बने, वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री की प्रक्रिया उतनी ही महत्वपूर्ण हो गई। मेंटल के डीगैसिंग के दौरान थोड़ी मात्रा में भारी ऑक्सीजन निकलती है।

क्षोभमंडल और समतापमंडल की ऊपरी परतों में, पराबैंगनी सौर विकिरण (हम इसे hν के रूप में दर्शाते हैं) के प्रभाव में, ओजोन बनता है:

ओ 2 + एचν → 2ओ

उसी पराबैंगनी विकिरण के परिणामस्वरूप, ओजोन विघटित हो जाता है:

O 3 + hν → O 2 + O

ओ 3 + ओ → 2 ओ 2

पहली प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, परमाणु ऑक्सीजन बनती है, और दूसरी के परिणामस्वरूप, आणविक ऑक्सीजन बनती है। सभी 4 प्रतिक्रियाओं को "चैपमैन तंत्र" कहा जाता है, जिसका नाम ब्रिटिश वैज्ञानिक सिडनी चैपमैन के नाम पर रखा गया है जिन्होंने 1930 में उनकी खोज की थी।

ऑक्सीजन का उपयोग जीवित जीवों के श्वसन के लिए किया जाता है। इसकी मदद से ऑक्सीकरण और दहन प्रक्रियाएं होती हैं।

ओजोन जीवित जीवों को पराबैंगनी विकिरण से बचाने का काम करता है, जो अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन का कारण बनता है। तथाकथित के भीतर निचले समताप मंडल में ओजोन की उच्चतम सांद्रता देखी जाती है। ओजोन परत या ओजोन स्क्रीन, 22-25 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। ओजोन की मात्रा छोटी है: सामान्य दबाव में, पृथ्वी के वायुमंडल में सभी ओजोन केवल 2.91 मिमी मोटी परत पर कब्जा कर लेगा।

वायुमंडल में तीसरी सबसे आम गैस, आर्गन, साथ ही नियॉन, हीलियम, क्रिप्टन और क्सीनन का निर्माण ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से जुड़ा है।

विशेष रूप से, हीलियम यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (इन प्रतिक्रियाओं में α-कण हीलियम नाभिक है, जो ऊर्जा हानि की प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करता है और 4 He) बन जाता है।

आर्गन पोटेशियम के रेडियोधर्मी आइसोटोप के क्षय के दौरान बनता है: 40 K → 40 Ar + γ।

नियॉन आग्नेय चट्टानों से बच जाता है।

क्रिप्टन यूरेनियम (235 यू और 238 यू) और थोरियम थ के क्षय के अंतिम उत्पाद के रूप में बनता है।

वायुमंडलीय क्रिप्टन का बड़ा हिस्सा पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में बेहद कम आधे जीवन वाले ट्रांसयूरानिक तत्वों के क्षय के परिणामस्वरूप बना था या अंतरिक्ष से आया था, जहां क्रिप्टन सामग्री पृथ्वी की तुलना में दस मिलियन गुना अधिक है।

ज़ेनॉन यूरेनियम के विखंडन का परिणाम है, लेकिन इस गैस का बड़ा हिस्सा पृथ्वी के निर्माण के प्रारंभिक चरण से, आदिम वातावरण से बना हुआ है।

कार्बन डाइऑक्साइड ज्वालामुखी विस्फोट के परिणामस्वरूप और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के दौरान वायुमंडल में प्रवेश करती है। पृथ्वी के मध्य अक्षांशों के वातावरण में इसकी सामग्री वर्ष के मौसमों के आधार पर काफी भिन्न होती है: सर्दियों में CO2 की मात्रा बढ़ जाती है, और गर्मियों में यह घट जाती है। यह उतार-चढ़ाव पौधों की गतिविधि से जुड़ा है जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं।

सौर विकिरण द्वारा पानी के अपघटन के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन का निर्माण होता है। लेकिन, वायुमंडल को बनाने वाली गैसों में सबसे हल्की होने के कारण, यह लगातार बाहरी अंतरिक्ष में वाष्पित होती रहती है, और इसलिए वायुमंडल में इसकी सामग्री बहुत कम होती है।

जलवाष्प झीलों, नदियों, समुद्रों और भूमि की सतह से पानी के वाष्पीकरण का परिणाम है।

जलवाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़कर, वायुमंडल की निचली परतों में मुख्य गैसों की सांद्रता स्थिर रहती है। वायुमंडल में कम मात्रा में सल्फर ऑक्साइड एसओ 2, अमोनिया एनएच 3, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ, ओजोन ओ 3, हाइड्रोजन क्लोराइड एचसीएल, हाइड्रोजन फ्लोराइड एचएफ, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड एनओ, हाइड्रोकार्बन, पारा वाष्प एचजी, आयोडीन आई 2 और कई अन्य शामिल हैं। निचली वायुमंडलीय परत, क्षोभमंडल में, हमेशा बड़ी मात्रा में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में कणीय पदार्थ के स्रोत ज्वालामुखी विस्फोट, पौधे पराग, सूक्ष्मजीव और हैं हाल ही मेंऔर मानवीय गतिविधियाँ, जैसे उत्पादन के दौरान जीवाश्म ईंधन का जलना। धूल के सबसे छोटे कण, जो संघनन नाभिक होते हैं, कोहरे और बादलों के निर्माण का कारण बनते हैं। वायुमंडल में लगातार मौजूद कणिकीय पदार्थ के बिना, वर्षा पृथ्वी पर नहीं गिरेगी।

वायुमंडल हमारे ग्रह का गैसीय आवरण है, जो पृथ्वी के साथ-साथ घूमता है। वायुमंडल में मौजूद गैस को वायु कहा जाता है। वायुमंडल जलमंडल के संपर्क में है और आंशिक रूप से स्थलमंडल को कवर करता है। लेकिन ऊपरी सीमा निर्धारित करना कठिन है। यह परंपरागत रूप से स्वीकार किया जाता है कि वायुमंडल लगभग तीन हजार किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। वहां यह वायुहीन अंतरिक्ष में आसानी से प्रवाहित होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना

गठन रासायनिक संरचनावायुमंडल की शुरुआत लगभग चार अरब वर्ष पहले हुई थी। प्रारंभ में, वायुमंडल में केवल हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन शामिल थीं। वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के चारों ओर गैस के गोले के निर्माण के लिए प्रारंभिक शर्तें ज्वालामुखी विस्फोट थीं, जो लावा के साथ भारी मात्रा में गैसों का उत्सर्जन करती थीं। इसके बाद, जलीय स्थानों, जीवित जीवों और उनकी गतिविधियों के उत्पादों के साथ गैस विनिमय शुरू हुआ। हवा की संरचना धीरे-धीरे बदल गई और कई मिलियन वर्ष पहले अपने आधुनिक रूप में स्थिर हो गई।

वायुमंडल के मुख्य घटक नाइट्रोजन (लगभग 79%) और ऑक्सीजन (20%) हैं। शेष प्रतिशत (1%) निम्नलिखित गैसों से बना है: आर्गन, नियॉन, हीलियम, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, क्रिप्टन, क्सीनन, ओजोन, अमोनिया, सल्फर और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, जो शामिल हैं इस एक प्रतिशत में.

इसके अलावा, हवा में जल वाष्प और कण पदार्थ (पराग, धूल, नमक क्रिस्टल, एरोसोल अशुद्धियाँ) होते हैं।

हाल ही में, वैज्ञानिकों ने कुछ वायु अवयवों में गुणात्मक नहीं, बल्कि मात्रात्मक परिवर्तन देखा है। और इसका कारण है मनुष्य और उसकी गतिविधियाँ। अकेले पिछले 100 वर्षों में, कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर काफी बढ़ गया है! यह कई समस्याओं से भरा है, जिनमें से सबसे वैश्विक समस्या जलवायु परिवर्तन है।

मौसम एवं जलवायु का निर्माण

माहौल खेल रहा है महत्वपूर्ण भूमिकापृथ्वी पर जलवायु और मौसम के निर्माण में। बहुत कुछ मात्रा पर निर्भर करता है सूरज की किरणें, अंतर्निहित सतह और वायुमंडलीय परिसंचरण की प्रकृति पर।

आइए कारकों को क्रम से देखें।

1. वायुमंडल सूर्य की किरणों की गर्मी को प्रसारित करता है और हानिकारक विकिरण को अवशोषित करता है। प्राचीन यूनानियों को पता था कि सूर्य की किरणें पृथ्वी के विभिन्न भागों पर अलग-अलग कोणों पर पड़ती हैं। प्राचीन ग्रीक से अनुवादित शब्द "जलवायु" का अर्थ "ढलान" है। अतः भूमध्य रेखा पर सूर्य की किरणें लगभग लंबवत पड़ती हैं, जिसके कारण यहाँ अत्यधिक गर्मी होती है। ध्रुवों के जितना करीब होगा, झुकाव का कोण उतना ही अधिक होगा। और तापमान गिर जाता है.

2. पृथ्वी के असमान तापन के कारण वायुमंडल में वायु धाराएँ बनती हैं। इन्हें उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। सबसे छोटी (दसियों और सैकड़ों मीटर) स्थानीय हवाएँ हैं। इसके बाद मानसून और व्यापारिक हवाएँ, चक्रवात और प्रतिचक्रवात, और ग्रहीय ललाट क्षेत्र आते हैं।

इन सभी वायुराशिलगातार गतिशील. उनमें से कुछ काफी स्थिर हैं. उदाहरण के लिए, व्यापारिक हवाएँ जो उपोष्णकटिबंधीय से भूमध्य रेखा की ओर चलती हैं। दूसरों की गति काफी हद तक वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है।

3. वायुमंडलीय दबाव जलवायु निर्माण को प्रभावित करने वाला एक अन्य कारक है। यह पृथ्वी की सतह पर वायुदाब है। जैसा कि ज्ञात है, वायुराशि उच्च वायुमंडलीय दबाव वाले क्षेत्र से ऐसे क्षेत्र की ओर बढ़ती है जहां यह दबाव कम होता है।

कुल 7 जोन आवंटित किये गये हैं. भूमध्य रेखा - क्षेत्र कम दबाव. इसके अलावा, भूमध्य रेखा के दोनों ओर तीसवें अक्षांश तक उच्च दबाव का क्षेत्र होता है। 30° से 60° तक - पुनः निम्न दबाव। तथा 60° से ध्रुवों तक उच्च दाब क्षेत्र है। इन क्षेत्रों के बीच वायुराशियाँ प्रसारित होती हैं। जो समुद्र से ज़मीन पर आते हैं वे बारिश और ख़राब मौसम लाते हैं, और जो महाद्वीपों से उड़ते हैं वे साफ़ और शुष्क मौसम लाते हैं। उन स्थानों पर जहां वायु धाराएं टकराती हैं, वायुमंडलीय अग्र क्षेत्र बनते हैं, जो वर्षा और खराब, हवादार मौसम की विशेषता रखते हैं।

वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि किसी व्यक्ति की भलाई भी वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। अंतर्राष्ट्रीय मानकों के अनुसार, सामान्य वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। 0°C के तापमान पर स्तंभ। इस सूचक की गणना भूमि के उन क्षेत्रों के लिए की जाती है जो समुद्र तल के लगभग समतल हैं। ऊंचाई के साथ दबाव कम होता जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सेंट पीटर्सबर्ग के लिए 760 मिमी एचजी। - यह आदर्श है. लेकिन मॉस्को के लिए, जो उच्चतर स्थित है, सामान्य दबाव 748 मिमी एचजी है।

दबाव न केवल लंबवत रूप से बदलता है, बल्कि क्षैतिज रूप से भी बदलता है। यह विशेष रूप से चक्रवातों के गुजरने के दौरान महसूस किया जाता है।

वायुमंडल की संरचना

माहौल याद दिलाने वाला है स्तरित केक. और प्रत्येक परत की अपनी-अपनी विशेषताएँ होती हैं।

. क्षोभ मंडल-पृथ्वी के सबसे निकट की परत। इस परत की "मोटाई" भूमध्य रेखा से दूरी के साथ बदलती रहती है। भूमध्य रेखा के ऊपर, परत 16-18 किमी तक ऊपर की ओर फैली हुई है तापमान क्षेत्र- 10-12 किमी पर, ध्रुवों पर - 8-10 किमी पर।

यहीं पर कुल वायु द्रव्यमान का 80% और 90% जलवाष्प निहित है। यहां बादल बनते हैं, चक्रवात और प्रतिचक्रवात उठते हैं। हवा का तापमान क्षेत्र की ऊंचाई पर निर्भर करता है। औसतन, प्रत्येक 100 मीटर पर यह 0.65°C घट जाता है।

. ट्रोपोपॉज़- वायुमंडल की संक्रमण परत। इसकी ऊंचाई कई सौ मीटर से लेकर 1-2 किमी तक होती है। गर्मियों में हवा का तापमान सर्दियों की तुलना में अधिक होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में ध्रुवों के ऊपर तापमान -65°C होता है। और वर्ष के किसी भी समय भूमध्य रेखा के ऊपर यह -70°C होता है।

. स्ट्रैटोस्फियर- यह एक परत है जिसकी ऊपरी सीमा 50-55 किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित है। यहां अशांति कम है, हवा में जलवाष्प की मात्रा नगण्य है। लेकिन ओजोन बहुत है. इसकी अधिकतम सघनता 20-25 किमी की ऊंचाई पर होती है। समताप मंडल में, हवा का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है और +0.8 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ओजोन परत पराबैंगनी विकिरण के साथ संपर्क करती है।

. स्ट्रैटोपॉज़- समतापमंडल और इसके बाद आने वाले मध्यमंडल के बीच एक निचली मध्यवर्ती परत।

. मीसोस्फीयर- इस परत की ऊपरी सीमा 80-85 किलोमीटर है। मुक्त कणों से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं यहां होती हैं। वे ही हैं जो हमारे ग्रह को वह हल्की नीली चमक प्रदान करते हैं, जो अंतरिक्ष से दिखाई देती है।

अधिकांश धूमकेतु और उल्कापिंड मध्यमंडल में जल जाते हैं।

. मेसोपॉज़- अगली मध्यवर्ती परत, जिसमें हवा का तापमान कम से कम -90° हो।

. बाह्य वायुमंडल- निचली सीमा 80-90 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है, और परत की ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी पर चलती है। हवा का तापमान बढ़ रहा है. यह +500°C से +1000°C तक भिन्न हो सकता है। दिन के दौरान, तापमान में उतार-चढ़ाव सैकड़ों डिग्री तक होता है! लेकिन यहाँ की हवा इतनी दुर्लभ है कि "तापमान" शब्द को हमारी कल्पना के अनुसार समझना यहाँ उचित नहीं है।

. योण क्षेत्र- मेसोस्फीयर, मेसोपॉज़ और थर्मोस्फीयर को जोड़ती है। यहां की हवा में मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन अणु, साथ ही अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा शामिल हैं। आयनमंडल में प्रवेश करने वाली सूर्य की किरणें हवा के अणुओं को दृढ़ता से आयनित करती हैं। निचली परत में (90 किमी तक) आयनीकरण की मात्रा कम होती है। जितना अधिक होगा, आयनीकरण उतना ही अधिक होगा। तो, 100-110 किमी की ऊंचाई पर, इलेक्ट्रॉन केंद्रित होते हैं। यह छोटी और मध्यम रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करने में मदद करता है।

आयनमंडल की सबसे महत्वपूर्ण परत ऊपरी परत है, जो 150-400 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसकी ख़ासियत यह है कि यह रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करता है, और इससे काफी दूरी तक रेडियो संकेतों के प्रसारण की सुविधा मिलती है।

यह आयनमंडल में है कि अरोरा जैसी घटना घटित होती है।

. बहिर्मंडल- इसमें ऑक्सीजन, हीलियम और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। इस परत में गैस बहुत दुर्लभ है और हाइड्रोजन परमाणु अक्सर बाहरी अंतरिक्ष में भाग जाते हैं। इसलिए, इस परत को "फैलाव क्षेत्र" कहा जाता है।

हमारे वायुमंडल में भार है, यह सुझाव देने वाले पहले वैज्ञानिक इतालवी ई. टोरिसेली थे। उदाहरण के लिए, ओस्टाप बेंडर ने अपने उपन्यास "द गोल्डन काफ़" में शोक व्यक्त किया है कि प्रत्येक व्यक्ति 14 किलो वजनी हवा के एक स्तंभ द्वारा दबाया जाता है! लेकिन महान योजनाकार थोड़ा गलत था। एक वयस्क को 13-15 टन का दबाव अनुभव होता है! लेकिन हमें यह भारीपन महसूस नहीं होता, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव व्यक्ति के आंतरिक दबाव से संतुलित होता है। हमारे वायुमंडल का भार 5,300,000,000,000,000 टन है। यह आंकड़ा बहुत बड़ा है, हालांकि यह हमारे ग्रह के वजन का केवल दस लाखवां हिस्सा है।

पृथ्वी का वायुमंडल विषम है: अलग-अलग ऊंचाई पर अलग-अलग वायु घनत्व और दबाव, तापमान और गैस संरचना में परिवर्तन होते हैं। परिवेशी वायु तापमान के व्यवहार के आधार पर (अर्थात, ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता या घटता है), इसमें निम्नलिखित परतें प्रतिष्ठित हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। परतों के बीच की सीमाओं को विराम कहा जाता है: उनमें से 4 हैं, क्योंकि बहिर्मंडल की ऊपरी सीमा बहुत धुंधली है और अक्सर निकट अंतरिक्ष को संदर्भित करती है। साथ सामान्य संरचनावातावरण संलग्न चित्र में पाया जा सकता है।

चित्र.1 पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना. श्रेय: वेबसाइट

सबसे निचली वायुमंडलीय परत क्षोभमंडल है, जिसकी ऊपरी सीमा, जिसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है, भौगोलिक अक्षांश के आधार पर भिन्न होती है और 8 किमी तक होती है। ध्रुवीय में 20 किमी तक। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में. मध्य या समशीतोष्ण अक्षांशों में, इसकी ऊपरी सीमा 10-12 किमी की ऊंचाई पर होती है। वर्ष के दौरान, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा सौर विकिरण के प्रवाह के आधार पर उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। तो, जांच के परिणामस्वरूप दक्षिणी ध्रुवपृथ्वी, अमेरिकी मौसम विज्ञान सेवा ने खुलासा किया है कि मार्च से अगस्त या सितंबर तक क्षोभमंडल का लगातार ठंडा होना होता है, जिसके परिणामस्वरूप अगस्त या सितंबर में थोड़े समय के लिए इसकी सीमा 11.5 किमी तक बढ़ जाती है। फिर, सितंबर से दिसंबर की अवधि में, यह तेजी से घटता है और अपनी सबसे निचली स्थिति - 7.5 किमी तक पहुंच जाता है, जिसके बाद मार्च तक इसकी ऊंचाई लगभग अपरिवर्तित रहती है। वे। क्षोभमंडल गर्मियों में अपनी अधिकतम मोटाई और सर्दियों में सबसे पतले स्तर पर पहुंच जाता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि, मौसमी के अलावा, ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई में दैनिक उतार-चढ़ाव भी होते हैं। इसके अलावा, इसकी स्थिति चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों से प्रभावित होती है: सबसे पहले, यह गिरती है, क्योंकि उनमें दबाव आसपास की हवा की तुलना में कम होता है, और दूसरी बात, यह तदनुसार बढ़ जाता है।

क्षोभमंडल में पृथ्वी की वायु के कुल द्रव्यमान का 90% और कुल जल वाष्प का 9/10 भाग होता है। यहाँ अशांति अत्यधिक विकसित होती है, विशेषकर निकट-सतह और उच्चतम परतों में, सभी स्तरों के बादल विकसित होते हैं, और चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं। और पृथ्वी की सतह से परावर्तित सूर्य के प्रकाश की ग्रीनहाउस गैसों (कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, जल वाष्प) के संचय के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव विकसित होता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव ऊंचाई के साथ क्षोभमंडल में हवा के तापमान में कमी के साथ जुड़ा हुआ है (क्योंकि गर्म पृथ्वी सतह परतों को अधिक गर्मी देती है)। औसत ऊर्ध्वाधर ढाल 0.65°/100 मीटर है (अर्थात, प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि के लिए हवा का तापमान 0.65° सेल्सियस कम हो जाता है)। इसलिए, यदि भूमध्य रेखा के पास पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक वायु तापमान +26° है, तो ऊपरी सीमा पर यह -70° है। ऊपर ट्रोपोपॉज़ के पास तापमान उत्तरी ध्रुवपूरे वर्ष यह गर्मियों में -45° से लेकर सर्दियों में -65° तक बदलता रहता है।

जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, हवा का दबाव भी कम हो जाता है, जो क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर सतह के निकट स्तर का केवल 12-20% रह जाता है।

क्षोभमंडल की सीमा और समतापमंडल की ऊपरी परत पर ट्रोपोपॉज़ की एक परत होती है, जो 1-2 किमी मोटी होती है। ट्रोपोपॉज़ की निचली सीमाओं को आमतौर पर हवा की एक परत के रूप में लिया जाता है जिसमें क्षोभमंडल के अंतर्निहित क्षेत्रों में ऊर्ध्वाधर ढाल घटकर 0.2°/100 मीटर बनाम 0.65°/100 मीटर हो जाती है।

ट्रोपोपॉज़ के भीतर, एक कड़ाई से परिभाषित दिशा के वायु प्रवाह देखे जाते हैं, जिन्हें उच्च-ऊंचाई वाले जेट स्ट्रीम या "जेट स्ट्रीम" कहा जाता है, जो अपनी धुरी के चारों ओर पृथ्वी के घूमने और सौर विकिरण की भागीदारी के साथ वायुमंडल के गर्म होने के प्रभाव में बनता है। . महत्वपूर्ण तापमान अंतर वाले क्षेत्रों की सीमाओं पर धाराएँ देखी जाती हैं। इन धाराओं के स्थानीयकरण के कई केंद्र हैं, उदाहरण के लिए, आर्कटिक, उपोष्णकटिबंधीय, उपध्रुवीय और अन्य। जेट स्ट्रीम के स्थानीयकरण का ज्ञान मौसम विज्ञान और विमानन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है: पहला अधिक सटीक मौसम पूर्वानुमान के लिए स्ट्रीम का उपयोग करता है, दूसरा विमान उड़ान मार्गों के निर्माण के लिए, क्योंकि प्रवाह की सीमाओं पर, छोटे भँवरों के समान मजबूत अशांत भंवर होते हैं, जिन्हें इन ऊंचाइयों पर बादलों की अनुपस्थिति के कारण "स्पष्ट-आकाश अशांति" कहा जाता है।

उच्च-ऊंचाई वाले जेट धाराओं के प्रभाव में, ट्रोपोपॉज़ में अक्सर दरारें बन जाती हैं, और कभी-कभी यह पूरी तरह से गायब हो जाती है, हालांकि फिर यह नए सिरे से बनती है। यह विशेष रूप से अक्सर उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों में देखा जाता है, जहां एक शक्तिशाली उपोष्णकटिबंधीय उच्च-ऊंचाई धारा का प्रभुत्व होता है। इसके अलावा, परिवेश के तापमान में ट्रोपोपॉज़ परतों में अंतर के कारण अंतराल का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, गर्म और निम्न ध्रुवीय ट्रोपोपॉज़ और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के उच्च और ठंडे ट्रोपोपॉज़ के बीच एक बड़ा अंतर मौजूद है। हाल ही में, समशीतोष्ण अक्षांशों के ट्रोपोपॉज़ की एक परत भी उभरी है, जिसमें पिछली दो परतों: ध्रुवीय और उष्णकटिबंधीय के साथ असंतोष है।

पृथ्वी के वायुमंडल की दूसरी परत समताप मंडल है। समताप मंडल को मोटे तौर पर दो क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से पहला, 25 किमी की ऊंचाई तक स्थित है, जिसमें लगभग स्थिर तापमान होता है, जो एक विशेष क्षेत्र में क्षोभमंडल की ऊपरी परतों के तापमान के बराबर होता है। दूसरा क्षेत्र, या उलटा क्षेत्र, हवा के तापमान में लगभग 40 किमी की ऊंचाई तक वृद्धि की विशेषता है। यह ऑक्सीजन और ओजोन द्वारा सौर पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण होता है। समताप मंडल के ऊपरी भाग में, इस तापन के कारण, तापमान अक्सर सकारात्मक या यहां तक ​​कि सतह की हवा के तापमान के बराबर होता है।

व्युत्क्रम क्षेत्र के ऊपर स्थिर तापमान की एक परत होती है, जिसे स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है और यह समताप मंडल और मेसोस्फीयर के बीच की सीमा है। इसकी मोटाई 15 किमी तक पहुंचती है।

क्षोभमंडल के विपरीत, समतापमंडल में अशांत विक्षोभ दुर्लभ हैं, लेकिन ध्रुवों के सामने समशीतोष्ण अक्षांशों की सीमाओं के साथ संकीर्ण क्षेत्रों में तेज क्षैतिज हवाएं या जेट धाराएं बहती हैं। इन क्षेत्रों की स्थिति स्थिर नहीं है: वे स्थानांतरित हो सकते हैं, विस्तारित हो सकते हैं, या पूरी तरह से गायब भी हो सकते हैं। अक्सर जेट धाराएँ क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश करती हैं, या, इसके विपरीत, क्षोभमंडल से वायु द्रव्यमान समतापमंडल की निचली परतों में प्रवेश करती हैं। वायुराशियों का यह मिश्रण वायुमंडलीय मोर्चों के क्षेत्रों में विशेष रूप से विशिष्ट है।

समताप मंडल में जलवाष्प बहुत कम है। यहाँ की हवा बहुत शुष्क है, इसलिए बादल कम बनते हैं। केवल 20-25 किमी की ऊंचाई पर, उच्च अक्षांशों में होने पर, आप बहुत पतले मोती जैसे बादलों को देख सकते हैं जिनमें सुपरकूल पानी की बूंदें होती हैं। दिन के दौरान, ये बादल दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन अंधेरे की शुरुआत के साथ वे सूर्य की रोशनी के कारण चमकने लगते हैं, जो पहले से ही क्षितिज के नीचे स्थापित हो चुका है।

निचले समताप मंडल में समान ऊंचाई (20-25 किमी) पर तथाकथित ओजोन परत होती है - उच्चतम ओजोन सामग्री वाला क्षेत्र, जो पराबैंगनी सौर विकिरण के प्रभाव में बनता है (आप इसके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं) पृष्ठ पर प्रक्रिया)। ओजोन परत या ओजोनोस्फीयर भूमि पर रहने वाले सभी जीवों के जीवन को बनाए रखने के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण है, जो 290 एनएम तक की तरंग दैर्ध्य के साथ घातक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है। यही कारण है कि जीवित जीव ओजोन परत के ऊपर नहीं रहते हैं; यह पृथ्वी पर जीवन के वितरण की ऊपरी सीमा है।

ओजोन में भी परिवर्तन होता है चुंबकीय क्षेत्र, परमाणु अणुओं में विघटित हो जाते हैं, आयनीकरण होता है, गैसों और अन्य रासायनिक यौगिकों का नया निर्माण होता है।

समतापमंडल के ऊपर स्थित वायुमंडल की परत को मेसोस्फीयर कहा जाता है। इसकी विशेषता 0.25-0.3°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में कमी है, जिससे गंभीर अशांति होती है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर, मेसोपॉज़ नामक क्षेत्र में, -138 डिग्री सेल्सियस तक तापमान दर्ज किया गया, जो कि संपूर्ण पृथ्वी के वायुमंडल के लिए पूर्ण न्यूनतम है।

यहां, मेसोपॉज़ के भीतर, सूर्य से एक्स-रे और शॉर्ट-वेव पराबैंगनी विकिरण के सक्रिय अवशोषण के क्षेत्र की निचली सीमा स्थित है। इस ऊर्जा प्रक्रिया को रेडिएंट हीट ट्रांसफर कहा जाता है। परिणामस्वरूप, गैस गर्म और आयनीकृत होती है, जिससे वातावरण चमकने लगता है।

मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमाओं पर 75-90 किमी की ऊंचाई पर, विशेष बादल देखे गए, जो ग्रह के ध्रुवीय क्षेत्रों में विशाल क्षेत्रों पर कब्जा कर रहे थे। इन बादलों को रात्रिचर कहा जाता है क्योंकि शाम के समय इनकी चमक बर्फ के क्रिस्टल से सूर्य के प्रकाश के परावर्तन के कारण होती है जिससे ये बादल बने हैं।

मेसोपॉज़ के भीतर हवा का दबाव पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है। इससे पता चलता है कि वायुमंडल की लगभग सारी हवा इसकी 3 निचली परतों में केंद्रित है: क्षोभमंडल, समतापमंडल और मेसोस्फीयर। ऊपर की परतें, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर, पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का केवल 0.05% हैं।

थर्मोस्फीयर पृथ्वी की सतह से 90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

थर्मोस्फीयर की विशेषता हवा के तापमान में 200-300 किमी की ऊंचाई तक निरंतर वृद्धि है, जहां यह 2500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। गैस अणुओं द्वारा सूर्य से एक्स-रे और लघु-तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण के अवशोषण के कारण तापमान बढ़ता है। समुद्र तल से 300 किमी ऊपर तापमान में वृद्धि रुक ​​जाती है।

इसके साथ ही तापमान में वृद्धि के साथ, दबाव और, परिणामस्वरूप, आसपास की हवा का घनत्व कम हो जाता है। इसलिए यदि थर्मोस्फीयर की निचली सीमाओं पर घनत्व 1.8 × 10 -8 ग्राम/सेमी 3 है, तो ऊपरी सीमाओं पर यह पहले से ही 1.8 × 10 -15 ग्राम/सेमी 3 है, जो लगभग 10 मिलियन - 1 बिलियन कणों से मेल खाता है। प्रति 1 सेमी 3.

थर्मोस्फीयर की सभी विशेषताएं, जैसे हवा की संरचना, इसका तापमान, घनत्व, मजबूत उतार-चढ़ाव के अधीन हैं: भौगोलिक स्थिति, वर्ष के मौसम और दिन के समय के आधार पर। यहां तक ​​कि थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा का स्थान भी बदल जाता है।

वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत को बाह्यमंडल या प्रकीर्णन परत कहा जाता है। इसकी निचली सीमा बहुत व्यापक सीमाओं के भीतर लगातार बदलती रहती है; औसत ऊँचाई 690-800 कि.मी. मानी जाती है। इसे वहां स्थापित किया गया है जहां अंतर-आणविक या अंतर-परमाणु टकराव की संभावना को नजरअंदाज किया जा सकता है, यानी। एक अव्यवस्थित रूप से गतिशील अणु दूसरे समान अणु (तथाकथित मुक्त पथ) से टकराने से पहले जो औसत दूरी तय करेगा वह इतनी अधिक होगी कि वास्तव में अणु शून्य के करीब की संभावना के साथ नहीं टकराएंगे। वह परत जहां वर्णित घटना घटित होती है, थर्मल पॉज़ कहलाती है।

बाह्यमंडल की ऊपरी सीमा 2-3 हजार किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यह बहुत धुंधला हो जाता है और धीरे-धीरे निकट-अंतरिक्ष निर्वात में बदल जाता है। कभी-कभी, इस कारण से, बाह्यमंडल को बाहरी अंतरिक्ष का हिस्सा माना जाता है, और इसकी ऊपरी सीमा 190 हजार किमी की ऊंचाई मानी जाती है, जिस पर हाइड्रोजन परमाणुओं की गति पर सौर विकिरण दबाव का प्रभाव गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से अधिक होता है। धरती। यह तथाकथित है पृथ्वी का मुकुट, जिसमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। पृथ्वी के कोरोना का घनत्व बहुत छोटा है: प्रति घन सेंटीमीटर केवल 1000 कण, लेकिन यह संख्या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में कणों की सांद्रता से 10 गुना अधिक है।

बाह्यमंडल में हवा के अत्यधिक विरलन के कारण, कण एक दूसरे से टकराए बिना अण्डाकार कक्षाओं में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। उनमें से कुछ, ब्रह्मांडीय गति (हाइड्रोजन और हीलियम परमाणु) पर खुले या अतिपरवलयिक प्रक्षेप पथ के साथ चलते हुए, वायुमंडल छोड़ देते हैं और बाहरी अंतरिक्ष में चले जाते हैं, यही कारण है कि बाह्यमंडल को प्रकीर्णन क्षेत्र कहा जाता है।

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

वायुमंडलीय रचना

वायुमंडलीय निर्माण का इतिहास

आरंभिक इतिहास

वर्तमान में, विज्ञान सौ प्रतिशत सटीकता के साथ पृथ्वी के निर्माण के सभी चरणों का पता नहीं लगा सकता है। सबसे आम सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी के वायुमंडल की चार अलग-अलग रचनाएँ हुई हैं। प्रारंभ में, इसमें अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से ली गई हल्की गैसें (हाइड्रोजन और हीलियम) शामिल थीं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण. अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखी गतिविधि के कारण वातावरण हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों से संतृप्त हो गया। इस तरह इसका निर्माण हुआ द्वितीयक वातावरण. यह वातावरण पुनर्स्थापनात्मक था। इसके अलावा, वायुमंडल निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में हाइड्रोजन का निरंतर 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 इसका निर्माण हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

जीवन और ऑक्सीजन का उद्भव

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप पृथ्वी पर जीवित जीवों की उपस्थिति के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वातावरण की संरचना बदलना शुरू हो गई। हालाँकि, डेटा (वायुमंडलीय ऑक्सीजन की समस्थानिक संरचना और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी ऑक्सीजन का विश्लेषण) है जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन की भूवैज्ञानिक उत्पत्ति को इंगित करता है।

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

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

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 के साथ प्राथमिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ, माना जाता है कि लगभग 3 अरब साल पहले (के अनुसार) दूसरे संस्करण के अनुसार, वायुमंडलीय ऑक्सीजन भूवैज्ञानिक मूल की है)। वायुमंडल की ऊपरी परतों में नाइट्रोजन को NO में ऑक्सीकृत किया जाता है, उद्योग में उपयोग किया जाता है और नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया द्वारा बाध्य किया जाता है, जबकि N2 को नाइट्रेट और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विनाइट्रीकरण के परिणामस्वरूप वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

नाइट्रोजन एन 2 एक अक्रिय गैस है और केवल विशिष्ट परिस्थितियों में ही प्रतिक्रिया करती है (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान)। सायनोबैक्टीरिया और कुछ बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, नोड्यूल बैक्टीरिया जो फलीदार पौधों के साथ राइजोबियल सहजीवन बनाते हैं) इसे ऑक्सीकरण कर सकते हैं और इसे जैविक रूप में परिवर्तित कर सकते हैं।

विद्युत निर्वहन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है, और इससे चिली के अटाकामा रेगिस्तान में नाइट्रेट के अद्वितीय भंडार का निर्माण भी हुआ।

उत्कृष्ट गैस

ईंधन दहन प्रदूषणकारी गैसों (CO, NO, SO2) का मुख्य स्रोत है। वायुमंडल की ऊपरी परतों में वायु द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड को O 2 से SO 3 में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो H 2 O और NH 3 वाष्प के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामस्वरूप H 2 SO 4 और (NH 4) 2 SO 4 पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं। साथ में वर्षण. आंतरिक दहन इंजनों के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और पीबी यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायुमंडलीय प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का एयरोसोल प्रदूषण दोनों प्राकृतिक कारणों से होता है (ज्वालामुखीय विस्फोट, तूफानी धूल, समुद्र के पानी की बूंदों और पौधों के पराग कणों आदि को हटाना), और मानव आर्थिक गतिविधियाँ (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन जलाना, सीमेंट बनाना, आदि)। वायुमंडल में ठोस कणों का गहन बड़े पैमाने पर उत्सर्जन इनमें से एक है संभावित कारणग्रह की जलवायु में परिवर्तन।

वायुमंडल की संरचना और व्यक्तिगत कोशों की विशेषताएं

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

क्षोभ मंडल

स्ट्रैटोस्फियर

समताप मंडल में, पराबैंगनी विकिरण (180-200 एनएम) का अधिकांश लघु-तरंग भाग बरकरार रहता है और लघु तरंगों की ऊर्जा परिवर्तित हो जाती है। इन किरणों के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र बदलते हैं, अणु विघटित होते हैं, आयनीकरण होता है और गैसों और अन्य रासायनिक यौगिकों का नया निर्माण होता है। 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 परमाणुओं में विभाजित हो जाते हैं (80 किमी से ऊपर CO 2 और H 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - O 2, 300 किमी से ऊपर - H 2)। 100-400 किमी की ऊंचाई पर, आयनमंडल में गैसों का आयनीकरण भी होता है, 320 किमी की ऊंचाई पर, आवेशित कणों (O + 2, O − 2, N + 2) की सांद्रता ~ 1/300 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।

मीसोस्फीयर

100 किमी की ऊँचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। ऊंची परतों में, ऊंचाई के अनुसार गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है; पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ भारी गैसों की सांद्रता तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0°C से मध्यमंडल में -110°C तक गिर जाता है। हालाँकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~1500°C के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, समय और स्थान में तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव देखा जाता है।

लगभग 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर, बाह्यमंडल धीरे-धीरे तथाकथित निकट-अंतरिक्ष निर्वात में बदल जाता है, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं से भरा होता है। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ के केवल एक भाग का प्रतिनिधित्व करती है। दूसरे भाग में हास्य और उल्कापिंड मूल के धूल के कण होते हैं। इन अत्यंत दुर्लभ कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% है, समतापमंडल - लगभग 20%; 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, न्यूट्रोनोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वायुमंडल 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित होते हैं सममंडलऔर विषममण्डल. हेटेरोस्फीयर- यह वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसका तात्पर्य विषममंडल की परिवर्तनशील संरचना से है। इसके नीचे वायुमंडल का एक अच्छी तरह से मिश्रित, सजातीय भाग स्थित है जिसे होमोस्फीयर कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

वायुमंडलीय गुण

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

वातावरण हमें साँस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। हालाँकि, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव तदनुसार कम हो जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 110 mmHg होता है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड 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 पानी और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल वाष्प दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब परिवेशी वायु का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों को ऑक्सीजन की आपूर्ति पूरी तरह से बंद हो जाएगी।

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 अंतरालीय द्रव उबलने लगते हैं। इन ऊंचाइयों पर दबाव वाले केबिन के बाहर, मृत्यु लगभग तुरंत हो जाती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समतापमंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाती हैं। हवा के पर्याप्त विरलीकरण के साथ, 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, आयनीकृत विकिरण - प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें - का शरीर पर तीव्र प्रभाव पड़ता है; 40 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग मनुष्यों के लिए खतरनाक है।