क्या माहौल है संक्षेप में क्या माहौल है? पृथ्वी का वातावरण: संरचना, अर्थ

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल पृथ्वी का गैसीय आवरण है जिसमें एयरोसोल कण होते हैं, जो पृथ्वी के साथ मिलकर विश्व अंतरिक्ष में एक साथ घूमते हैं और एक ही समय में पृथ्वी के घूर्णन में भाग लेते हैं। वायुमंडल के तल पर, हमारा जीवन अधिकतर होता है।

हमारे सौर मंडल के लगभग सभी ग्रहों का अपना वायुमंडल है, लेकिन केवल पृथ्वी का वातावरण ही जीवन का समर्थन करने में सक्षम है।

जब हमारे ग्रह 4.5 अरब साल पहले बन रहे थे, तब, सबसे अधिक संभावना है, यह एक वातावरण से रहित था। युवा ग्रह के आंत्र से कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और अन्य रसायनों के प्रवेश के साथ जल वाष्प के ज्वालामुखी उत्सर्जन के परिणामस्वरूप वातावरण का गठन किया गया था। लेकिन वातावरण में सीमित मात्रा में नमी हो सकती है, इसलिए संघनन के परिणामस्वरूप इसकी अधिकता ने महासागरों को जन्म दिया। लेकिन तब वातावरण ऑक्सीजन से रहित था। प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया (एच 2 ओ + सीओ 2 \u003d सीएच 2 ओ + ओ 2) के परिणामस्वरूप, महासागर में उत्पन्न और विकसित होने वाले पहले जीवित जीवों ने ऑक्सीजन के छोटे भागों का उत्सर्जन करना शुरू कर दिया, जो वातावरण में प्रवेश करना शुरू कर दिया।

पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन के निर्माण के कारण लगभग 8 - 30 किमी की ऊंचाई पर ओजोन परत का निर्माण हुआ। और इस प्रकार, हमारे ग्रह ने पराबैंगनी अध्ययनों के विनाशकारी प्रभावों से सुरक्षा प्राप्त कर ली है। इस परिस्थिति ने पृथ्वी पर जीवन रूपों के आगे विकास के लिए एक प्रेरणा के रूप में कार्य किया, क्योंकि प्रकाश संश्लेषण में वृद्धि के परिणामस्वरूप, वायुमंडल में ऑक्सीजन की मात्रा तेजी से बढ़ने लगी, जिसने भूमि पर जीवन रूपों के गठन और रखरखाव में योगदान दिया।

आज हमारा वातावरण 78.1% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन, 0.9% आर्गन, 0.04% कार्बन डाइऑक्साइड है। मुख्य गैसों की तुलना में बहुत छोटे अंशों के लिए नियॉन, हीलियम, मीथेन और क्रिप्टन खाते हैं।

वायुमंडल में मौजूद गैस के कण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल से प्रभावित होते हैं। और, यह देखते हुए कि हवा संकुचित है, इसकी घनत्व धीरे-धीरे ऊंचाई के साथ घट जाती है, एक स्पष्ट सीमा के बिना बाहरी स्थान में गुजरती है। पृथ्वी के वायुमंडल के पूरे द्रव्यमान का आधा हिस्सा निचले 5 किमी, तीन तिमाहियों में - निचले 10 किमी, नौ-दसवें हिस्से में - निचले 20 किमी में केंद्रित है। पृथ्वी के वायुमंडल का 99% द्रव्यमान 30 किमी की ऊँचाई से नीचे केंद्रित है, और यह हमारे ग्रह के भूमध्यरेखीय त्रिज्या का केवल 0.5% है।

समुद्र स्तर पर, हवा के प्रति घन सेंटीमीटर परमाणुओं और अणुओं की संख्या लगभग 2 * 10 19 है, 600 किमी की ऊँचाई पर केवल 2 * 10 7। समुद्र तल पर, एक परमाणु या अणु दूसरे कण से टकराने से पहले लगभग 7 * 10 -6 सेमी उड़ता है। 600 किमी की ऊंचाई पर, यह दूरी लगभग 10 किमी है। और समुद्र तल पर 600 किमी की ऊँचाई पर हर सेकंड लगभग 7 * 10 9 ऐसे टकराव होते हैं - केवल एक मिनट के बारे में!

लेकिन यह सिर्फ दबाव नहीं है जो ऊंचाई के साथ बदलता है। तापमान में भी बदलाव होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक ऊंचे पर्वत के पैर में यह काफी गर्म हो सकता है, जबकि पहाड़ की चोटी बर्फ से ढकी होती है और वहां का तापमान शून्य से नीचे एक ही समय में होता है। और यह विमान द्वारा लगभग 10-11 किमी की ऊंचाई तक जाने के लायक है, जैसा कि आप यह संदेश सुन सकते हैं कि यह -50 डिग्री ओवरबोर्ड है, जबकि पृथ्वी की सतह पर यह 60-70 डिग्री गर्म है ...

वैज्ञानिकों ने शुरू में मान लिया था कि जब तक यह पूर्ण शून्य (-273.16 ° C) तक नहीं पहुंच जाता, तापमान ऊंचाई के साथ कम होता जाता है। पर ये स्थिति नहीं है।

पृथ्वी के वायुमंडल में चार परतें शामिल हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, आयनोस्फीयर (थर्मोस्फीयर)। परतों में यह विभाजन ऊंचाई के साथ तापमान में परिवर्तन के आंकड़ों के आधार पर भी लिया जाता है। सबसे कम परत, जहां हवा का तापमान ऊंचाई से गिरता है, ट्रोपोस्फीयर कहा जाता है। क्षोभमंडल के ऊपर की परत, जहां तापमान में गिरावट रुक जाती है, को इज़ोटेर्म द्वारा बदल दिया जाता है, और अंत में, तापमान बढ़ना शुरू होता है, जिसे स्ट्रैटोस्फीयर कहा जाता है। समताप मंडल के ऊपर की परत, जिसमें तापमान फिर से तेजी से गिरता है, मेसोस्फीयर है। और अंत में, परत जहां तापमान फिर से बढ़ जाता है उसे आयनोस्फीयर या थर्मोस्फीयर कहा जाता था।

क्षोभमंडल निचले 12 किमी में औसत पर फैली हुई है। इसमें यह है कि हमारा मौसम बनता है। सबसे अधिक बादल (सिरस) ट्रोपोस्फीयर की ऊपर की परतों में बनते हैं। ट्रोपोस्फीयर में तापमान ऊंचाई के साथ एडियाबिक रूप से कम हो जाता है, अर्थात। तापमान परिवर्तन ऊंचाई के साथ दबाव में कमी के कारण होता है। क्षोभमंडल का तापमान प्रोफ़ाइल काफी हद तक पृथ्वी की सतह पर आने वाले सौर विकिरण के कारण है। सूर्य द्वारा पृथ्वी की सतह को गर्म करने के परिणामस्वरूप, ऊपर की ओर निर्देशित संवहन और अशांत प्रवाह बनते हैं, जो मौसम का निर्माण करते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि क्षोभमंडल की निचली परतों पर अंतर्निहित सतह का प्रभाव लगभग 1.5 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। बेशक, पर्वतीय क्षेत्रों को छोड़कर।

क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा ट्रोपोपॉज है - इज़ोटेर्मल परत। थंडरक्लाउड के विशिष्ट प्रकार को याद रखें, जिनमें से शीर्ष सिरस बादलों का एक "प्रकोप" है जिसे "एनविल" कहा जाता है। यह "एनविल" ट्रोपोपॉज़ के नीचे "फैलता है", क्योंकि इज़ोटेर्म के कारण, आरोही हवा की धाराएं काफी कमजोर हो जाती हैं, और बादल लंबवत विकसित होता है। लेकिन विशेष, दुर्लभ मामलों में, क्यूम्यलोनिम्बस बादलों के शीर्ष समताप मंडल की निचली परतों पर हमला कर सकते हैं, ट्रोपोपोज़ को पार कर सकते हैं।

ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई अक्षांश पर निर्भर करती है। तो, भूमध्य रेखा पर, यह लगभग 16 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, और इसका तापमान लगभग -80 ° C है। ध्रुवों पर, ट्रोपोपॉज़ नीचे स्थित है - 8 किमी की ऊंचाई पर। गर्मियों में, इसका तापमान –40 ° C और सर्दियों में -60 ° C होता है। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह पर उच्च तापमान के बावजूद, उष्णकटिबंधीय ट्रोपोपॉज़ ध्रुवों की तुलना में बहुत ठंडा है।

गैस का खोल जो हमारे ग्रह पृथ्वी को चारों ओर से घेरे हुए है, जिसे वायुमंडल के रूप में जाना जाता है, पाँच मुख्य परतों से बना है। ये परतें समुद्र तल से (कभी-कभी नीचे) ग्रह की सतह पर उत्पन्न होती हैं, और निम्नलिखित क्रम में बाहरी स्थान पर बढ़ती हैं:

• क्षोभ मंडल;
• स्ट्रैटोस्फियर;
• Mesosphere;
• बाह्य वायुमंडल;
• बहिर्मंडल।

पृथ्वी के वायुमंडल की मुख्य परतों का आरेख

इन पांच मुख्य परतों में से प्रत्येक में "पॉज़" नामक संक्रमण क्षेत्र होते हैं जहाँ तापमान, संरचना और वायु घनत्व में परिवर्तन होते हैं। पॉज़ के साथ, पृथ्वी के वायुमंडल में कुल 9 परतें शामिल हैं।

ट्रोपोस्फीयर: जहां मौसम होता है

वायुमंडल की सभी परतों में से, क्षोभमंडल वह है जिसके साथ हम सबसे परिचित हैं (चाहे आप इसे महसूस करें या नहीं), क्योंकि हम इसके तल पर रहते हैं - ग्रह की सतह। यह पृथ्वी की सतह को कवर करता है और कई किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैलता है। ट्रोपोस्फीयर शब्द का अर्थ है "दुनिया को बदलना।" एक बहुत उपयुक्त नाम, क्योंकि यह परत वह जगह है जहां हमारा दैनिक मौसम होता है।

ग्रह की सतह से शुरू होकर, क्षोभमंडल 6 से 20 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। परत के निचले तीसरे, हमारे सबसे करीब, सभी वायुमंडलीय गैसों का 50% शामिल है। यह वायुमंडल की संपूर्ण रचना का एकमात्र हिस्सा है जो सांस लेता है। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी की सतह से हवा नीचे से गर्म होती है, जो अवशोषित होती है तापीय ऊर्जा बढ़ती ऊंचाई के साथ सूर्य, क्षोभमंडल के तापमान और दबाव में कमी आती है।

शीर्ष पर ट्रोपोपॉज़ नामक एक पतली परत होती है, जो ट्रोपोस्फीयर और स्ट्रैटोस्फीयर के बीच एक बफर है।

समताप मंडल: ओजोन का घर

समताप मंडल वायुमंडल की अगली परत है। यह पृथ्वी की सतह से 6-20 किमी से 50 किमी ऊपर तक फैला है। यह वह परत है जिसमें अधिकांश वाणिज्यिक एयरलाइनर उड़ान भरते हैं और गर्म हवा के गुब्बारे यात्रा करते हैं।

यहां, हवा ऊपर और नीचे नहीं बहती है, लेकिन बहुत तेज हवा की धाराओं में सतह के समानांतर चलती है। तापमान बढ़ने के साथ-साथ आप प्राकृतिक ओजोन (O 3) की प्रचुरता के कारण सौर विकिरण और ऑक्सीजन का उपोत्पाद बना लेते हैं, जो सूर्य की हानिकारक पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करने की क्षमता रखता है (मौसम विज्ञान में ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि को "उलटा" के रूप में जाना जाता है) ...

चूंकि स्ट्रैटोस्फियर के तल में गर्म तापमान होता है और शीर्ष पर कूलर, संवहन (ऊर्ध्वाधर आंदोलनों) हवाई जनता) वायुमंडल के इस हिस्से में दुर्लभ है। वास्तव में, आप समताप मंडल से क्षोभमंडल में एक तूफान उग्रता देख सकते हैं, क्योंकि परत एक संवहन "कैप" के रूप में कार्य करती है, जिसके माध्यम से तूफान बादलों में प्रवेश नहीं कर सकता है।

स्ट्रैटोस्फियर के बाद, फिर से एक बफर परत होती है, इस समय को स्ट्रैटोपॉज़ कहा जाता है।

मेसोस्फीयर: मध्य वातावरण

मेसोस्फीयर पृथ्वी की सतह से लगभग 50-80 किमी दूर स्थित है। ऊपरी मेसोस्फीयर पृथ्वी पर सबसे ठंडा प्राकृतिक स्थान है, जहां तापमान -143 डिग्री सेल्सियस से नीचे जा सकता है।

थर्मोस्फेयर: ऊपरी वायुमंडल

मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़ का अनुसरण थर्मोस्फीयर द्वारा किया जाता है, जो ग्रह की सतह से 80 और 700 किमी ऊपर स्थित है, और वायुमंडलीय लिफाफे में सभी वायु का 0.01% से कम हिस्सा है। यहाँ तापमान + 2000 ° C तक पहुँच जाता है, लेकिन हवा के मजबूत रेयरफिकेशन और गर्मी हस्तांतरण के लिए गैस अणुओं की कमी के कारण, इन उच्च तापमानों को बहुत ठंडा माना जाता है।

एक्सोस्फेयर: वायुमंडल और अंतरिक्ष की सीमा

पृथ्वी की सतह से लगभग 700-10,000 किमी की ऊँचाई पर, एक बाह्यमंडल है - वायुमंडल का बाहरी किनारा, सीमावर्ती स्थान। यहां मौसम विज्ञान के उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं।

आयनमंडल के बारे में कैसे?

आयनमंडल एक अलग परत नहीं है, लेकिन वास्तव में यह शब्द 60 से 1000 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल को संदर्भित करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसमें मेसोस्फीयर के ऊपरी भाग, पूरे थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर के कुछ भाग शामिल हैं। आयनमंडल को इसका नाम इसलिए मिला है क्योंकि वायुमंडल के इस हिस्से में, सूर्य से विकिरण तब आयनित होता है जब वह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है और यह घटना जमीन से उत्तरी रोशनी की तरह देखी जाती है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और संरचना, यह कहा जाना चाहिए, हमारे ग्रह के विकास में हमेशा एक समय या किसी अन्य पर निरंतर मूल्य नहीं थे। आज, इस तत्व की ऊर्ध्वाधर संरचना, जिसमें 1.5-2.0 हजार किमी की कुल "मोटाई" है, को कई मुख्य परतों द्वारा दर्शाया गया है, जिसमें शामिल हैं:

1. क्षोभ मंडल।
2. Tropopause।
3. स्ट्रैटोस्फियर।
4. Stratopause।
5. मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़।
6. बाह्य वायुमंडल।
7. बहिर्मंडल।

वातावरण के मूल तत्व

क्षोभमंडल एक परत है जिसमें मजबूत ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज आंदोलनों को देखा जाता है, यह यहां है कि मौसम, अवसादी घटनाएं वातावरण की परिस्थितियाँ... यह ध्रुवीय क्षेत्रों (वहां 15 किमी तक) के अपवाद के साथ लगभग हर जगह ग्रह की सतह से 7-8 किलोमीटर तक फैला हुआ है। क्षोभमंडल में, प्रत्येक किलोमीटर की ऊंचाई के साथ लगभग 6.4 डिग्री सेल्सियस तापमान में धीरे-धीरे कमी होती है। यह आंकड़ा विभिन्न अक्षांशों और मौसमों के लिए भिन्न हो सकता है।

इस भाग में पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना को निम्नलिखित तत्वों और उनके प्रतिशत द्वारा दर्शाया गया है:

नाइट्रोजन - लगभग 78 प्रतिशत;

ऑक्सीजन - लगभग 21 प्रतिशत;

आर्गन - लगभग एक प्रतिशत;

कार्बन डाइऑक्साइड - 0.05% से कम।

90 किलोमीटर तक सिंगल ट्रेन

इसके अलावा, यहां आप धूल, पानी की बूंदें, जल वाष्प, दहन उत्पाद, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, कई एयरोसोल कण आदि पा सकते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की यह संरचना लगभग नब्बे किलोमीटर की ऊंचाई तक देखी जाती है, इसलिए हवा केवल रासायनिक संरचना में ही नहीं है क्षोभमंडल में, लेकिन यह भी overlying परतों में। लेकिन वहां के वातावरण में मौलिक रूप से विभिन्न भौतिक गुण हैं। वह परत जिसमें एक आम है रासायनिक संरचनाहोमोस्फीयर कहा जाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में कौन से अन्य तत्व शामिल हैं? प्रतिशत के रूप में (शुष्क हवा में) क्रिप्टन (लगभग 1.14 x 10 -4), क्सीनन (8.7 x 10 -7), हाइड्रोजन (5.0 x 10 -5), मीथेन (लगभग 1.7 x 10) जैसी गैसें। 4), नाइट्रस ऑक्साइड (5.0 x 10 -5), आदि सभी नाइट्रस ऑक्साइड और हाइड्रोजन के अधिकांश सूचीबद्ध घटकों के वजन के प्रतिशत में, इसके बाद हीलियम, क्रिप्टन, आदि।

विभिन्न वायुमंडलीय परतों के भौतिक गुण

क्षोभमंडल के भौतिक गुण ग्रह की सतह के इसके पालन से निकटता से संबंधित हैं। यहाँ से, इन्फ्रारेड किरणों के रूप में परावर्तित सौर ऊष्मा को ऊष्मा चालन और संवहन की प्रक्रियाओं सहित ऊपर की ओर निर्देशित किया जाता है। इसीलिए, दूरी से पृथ्वी की सतह तापमान गिरता है। यह घटना स्ट्रैटोस्फीयर (11-17 किलोमीटर) की ऊंचाई तक देखी जाती है, फिर तापमान व्यावहारिक रूप से 34-35 किमी तक अपरिवर्तित हो जाता है, और फिर तापमान 50 किलोमीटर (स्ट्रैटोस्फीयर की ऊपरी सीमा) तक फिर से ऊंचाइयों तक पहुंच जाता है। समताप मंडल और क्षोभमंडल के बीच ट्रोपोपॉज़ (1-2 किमी तक) की एक पतली मध्यवर्ती परत होती है, जहां भूमध्य रेखा के ऊपर लगातार तापमान मनाया जाता है - माइनस 70 डिग्री सेल्सियस और नीचे। ध्रुवों के ऊपर, गर्मियों में तापमान 45 ° C तक ट्रोपोपॉज़ "गर्म" होता है, यहाँ सर्दियों के तापमान में -65 ° C तक उतार-चढ़ाव होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की गैस संरचना में ओजोन जैसे महत्वपूर्ण तत्व शामिल हैं। यह सतह के पास अपेक्षाकृत छोटा है (एक प्रतिशत की छठी शक्ति), क्योंकि वायुमंडल के ऊपरी हिस्सों में परमाणु ऑक्सीजन से सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में गैस का निर्माण होता है। विशेष रूप से, अधिकांश ओजोन लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर है, और पूरे "ओजोन स्क्रीन" ध्रुव क्षेत्र में 7-8 किमी, भूमध्य रेखा पर 18 किमी और ग्रह की सतह से कुल पचास किलोमीटर ऊपर क्षेत्रों में स्थित है।

वातावरण सौर विकिरण से बचाता है

पृथ्वी के वायुमंडल की वायु की संरचना व्यक्ति के जीवन के संरक्षण में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है रासायनिक तत्व और रचनाएँ पृथ्वी की सतह और लोगों, जानवरों और उस पर रहने वाले पौधों तक सौर विकिरण की पहुंच को सफलतापूर्वक सीमित करती हैं। उदाहरण के लिए, जल वाष्प के अणु लगभग सभी अवरक्त रेंज को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं, जिसकी लंबाई 8 से 13 माइक्रोन तक होती है। ओजोन पराबैंगनी प्रकाश को 3100 ए की तरंग दैर्ध्य तक अवशोषित करता है। इसकी पतली परत के बिना (यह औसतन केवल 3 मिमी होगा यदि यह ग्रह की सतह पर स्थित है), केवल 10 मीटर से अधिक की गहराई पर पानी और भूमिगत विकिरण जहां सौर विकिरण तक नहीं पहुंच सकता है ...

ज़ीरो सेल्सियस स्ट्रैटोपॉज़ पर

वायुमंडल के अगले दो स्तरों, स्ट्रैटोस्फीयर और मेसोस्फीयर के बीच, एक उल्लेखनीय परत है - स्ट्रैटोपॉज़। यह लगभग ओजोन मैक्सिमा की ऊंचाई से मेल खाती है, और मनुष्यों के लिए अपेक्षाकृत आरामदायक तापमान है - लगभग 0 डिग्री सेल्सियस। समताप मंडल के ऊपर, मेसोस्फीयर में (यह 50 किमी की ऊंचाई पर कहीं से शुरू होता है और 80-90 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होता है), फिर से पृथ्वी की सतह से दूरी बढ़ने के साथ तापमान में गिरावट होती है (70-80 डिग्री सेल्सियस तक)। मेसोस्फीयर में, उल्का आमतौर पर पूरी तरह से जल जाती है।

थर्मोस्फीयर में - प्लस 2000 K!

थर्मोस्फेयर में पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना (लगभग 85-90 से 800 किमी की ऊंचाई से मेसोपॉज के बाद शुरू होती है) सौर विकिरण के प्रभाव में बहुत दुर्लभ "हवा" की परतों के क्रमिक हीटिंग के रूप में इस तरह की घटना की संभावना निर्धारित करती है। ग्रह के "वायु घूंघट" के इस भाग में 200 से 2000 K तक के तापमान होते हैं, जो ऑक्सीजन के आयनीकरण के संबंध में प्राप्त होते हैं (परमाणु ऑक्सीजन 300 किमी से ऊपर स्थित होता है), साथ ही अणुओं में ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन के साथ बड़ी मात्रा में गर्मी भी निकलती है। थर्मोस्फेयर ऑरोरस का मूल है।

थर्मोस्फीयर के ऊपर एक्सोस्फीयर है - वायुमंडल की बाहरी परत जहां से प्रकाश और तेजी से बढ़ने वाले हाइड्रोजन परमाणु अंतरिक्ष में बच सकते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना का प्रतिनिधित्व यहाँ निम्न परतों में व्यक्तिगत ऑक्सीजन परमाणुओं, मध्य में हीलियम परमाणुओं और ऊपरी तौर पर हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा लगभग विशेष रूप से किया जाता है। उच्च तापमान यहाँ रहता है - लगभग 3000 K और कोई वायुमंडलीय दबाव नहीं है।

पृथ्वी का वातावरण कैसे बना?

लेकिन, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ग्रह हमेशा वायुमंडल की ऐसी संरचना नहीं था। कुल में, इस तत्व की उत्पत्ति की तीन अवधारणाएं हैं। पहली परिकल्पना बताती है कि वायुमंडल में अभिवृद्धि के दौरान एक प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड से लिया गया था। हालांकि, आज यह सिद्धांत महत्वपूर्ण आलोचना के अधीन है, क्योंकि इस तरह के प्राथमिक वातावरण को हमारे ग्रह मंडल में सूर्य से सौर "हवा" द्वारा नष्ट कर दिया जाना चाहिए था। इसके अलावा, यह माना जाता है कि अस्थिर तत्व बहुत अधिक तापमान के कारण स्थलीय ग्रहों के गठन क्षेत्र में नहीं रह सकते हैं।

दूसरी परिकल्पना के अनुसार पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण की संरचना, क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं द्वारा सतह की सक्रिय बमबारी के कारण बनाई जा सकती थी, जो विकास के प्रारंभिक चरण में सौर मंडल के आसपास के क्षेत्र से आए थे। इस अवधारणा की पुष्टि या खंडन करना काफी मुश्किल है।

आईडीजी आरएएस में प्रयोग

तीसरी परिकल्पना सबसे अधिक प्रशंसनीय लगती है, जो यह मानती है कि लगभग 4 बिलियन वर्ष पहले पृथ्वी की पपड़ी के कण से गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप वायुमंडल दिखाई दिया था। इस अवधारणा को "Tsarev 2" नामक एक प्रयोग के दौरान रूसी विज्ञान अकादमी के भूविज्ञान और भूविज्ञान संस्थान में सत्यापित किया गया था, जब उल्कापिंड का एक नमूना एक वैक्यूम में गरम किया गया था। फिर, गैसों की रिहाई जैसे एच 2, सीएच 4, सीओ, एच 2 ओ, एन 2, आदि दर्ज किए गए। इसलिए, वैज्ञानिकों ने सही माना कि पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण की रासायनिक संरचना में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ) वाष्प, कार्बन मोनोऑक्साइड शामिल हैं। गैस (CO), हाइड्रोजन सल्फाइड (H 2 S), नाइट्रोजन यौगिक, हाइड्रोजन, मीथेन (CH 4), अमोनिया वाष्प (NH 3), आर्गन, आदि। प्राथमिक वायुमंडल से जल वाष्प ने जलमंडल के निर्माण में भाग लिया, कार्बन डाइऑक्साइड अधिक हद तक दिखाई दिया। कार्बनिक पदार्थों और चट्टानों में एक बाध्य अवस्था में, नाइट्रोजन आधुनिक हवा की संरचना में पारित हो गया, और फिर से तलछटी चट्टानों और कार्बनिक पदार्थों में भी।

पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण की संरचना की अनुमति नहीं होगी आधुनिक लोग साँस लेने के उपकरण के बिना इसमें होना चाहिए, क्योंकि तब आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन नहीं था। यह तत्व डेढ़ अरब साल पहले महत्वपूर्ण मात्रा में दिखाई दिया, यह माना जाता है, नीले-हरे और अन्य शैवाल में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विकास के संबंध में, जो हमारे ग्रह के सबसे प्राचीन निवासी हैं।

ऑक्सीजन न्यूनतम

तथ्य यह है कि पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना शुरू में लगभग ऑक्सीजन-मुक्त थी, इस तथ्य से संकेत मिलता है कि आसानी से ऑक्सीकरण होता है, लेकिन सबसे प्राचीन (कतार्चियन) चट्टानों में ऑक्सीकृत ग्रेफाइट (कार्बन) नहीं पाया जाता है। इसके बाद, तथाकथित बैंडेड लौह अयस्क, जिसमें समृद्ध लौह आक्साइड की परतें शामिल थीं, जिसका अर्थ है आणविक रूप में ऑक्सीजन के एक शक्तिशाली स्रोत के ग्रह पर उपस्थिति। लेकिन ये तत्व समय-समय पर (शायद एक ही शैवाल या अन्य ऑक्सीजन उत्पादकों को एनोक्सिक रेगिस्तान में छोटे द्वीपों के रूप में दिखाई दिए), जबकि दुनिया के बाकी हिस्से अवायवीय थे। उत्तरार्द्ध इस तथ्य से समर्थित है कि आसानी से ऑक्सीकरण योग्य पाइराइट को बिना निशान के प्रवाह द्वारा इलाज किए गए कंकड़ के रूप में पाया गया था। रसायनिक प्रतिक्रिया... चूंकि बहते पानी को खराब नहीं किया जा सकता है, इसलिए यह तर्क दिया गया है कि कैम्ब्रियन के पहले के वातावरण में आज की संरचना का एक प्रतिशत से कम ऑक्सीजन था।

हवाई रचना में क्रांतिकारी परिवर्तन

लगभग प्रोटेरोज़ोइक (1.8 बिलियन साल पहले) के बीच में, "ऑक्सीजन क्रांति" हुई, जब दुनिया एरोबिक श्वसन में बदल गई, जिसके दौरान एक अणु पुष्टिकर (ग्लूकोज) आप 38 प्राप्त कर सकते हैं, और दो नहीं (एनारोबिक श्वसन के साथ) ऊर्जा की इकाइयाँ। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना, ऑक्सीजन के संदर्भ में, वर्तमान के एक प्रतिशत से अधिक होने लगी, एक ओजोन परत दिखाई देने लगी, जो जीवों को विकिरण से बचाती है। यह उससे था कि इस तरह के प्राचीन जानवर त्रिलोबाइट्स के रूप में मोटे गोले के नीचे "छिपते" थे। तब से और हमारे समय तक, मुख्य "श्वसन" तत्व की सामग्री धीरे-धीरे और धीरे-धीरे बढ़ी है, जो ग्रह पर जीवन रूपों के विभिन्न विकास प्रदान करती है।

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

वायुमंडल रचना

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

आरंभिक इतिहास

वर्तमान में, विज्ञान पृथ्वी के गठन के सभी चरणों में पूर्ण सटीकता के साथ पता नहीं लगा सकता है। सबसे व्यापक सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वातावरण चार अलग-अलग रचनाओं में था। इसमें मूल रूप से प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का समावेश होता है जो इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर की जाती हैं। यह तथाकथित है प्राथमिक वातावरण... अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि ने हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, जल वाष्प) के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण को संतृप्त किया। इसलिए इसका गठन किया गया था द्वितीयक वातावरण... माहौल संयमित था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

• इंटरप्लेनेटरी स्पेस 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 ने गठन का नेतृत्व किया तृतीयक वातावरण, बहुत कम हाइड्रोजन सामग्री और बहुत अधिक नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) द्वारा विशेषता है।

जीवन और ऑक्सीजन का उद्भव

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप पृथ्वी पर रहने वाले जीवों की उपस्थिति के साथ, ऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ, वातावरण की संरचना बदलना शुरू हुई। हालाँकि, डेटा (वायुमंडलीय ऑक्सीजन के समस्थानिक संरचना का विश्लेषण और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी) हैं, जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन के भूवैज्ञानिक उत्पत्ति के पक्ष में गवाही देते हैं।

प्रारंभ में, ऑक्सीजन को कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - हाइड्रोकार्बन, महासागरों में मौजूद लौह का लौह रूप आदि, इस चरण के अंत में, वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री बढ़ने लगी।

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

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा प्राथमिक अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो कि प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से बहना शुरू हुआ, जैसा कि यह माना जाता है, लगभग 3 बिलियन पहले (एक अन्य संस्करण के अनुसार, वायुमंडलीय ऑक्सीजन भूवैज्ञानिक उत्पत्ति का है)। नाइट्रोजन को ऊपरी वायुमंडल में NO के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है, उद्योग में उपयोग किया जाता है और नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया द्वारा बाध्य होता है, जबकि एन 2 नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप वातावरण में जारी किया जाता है।

नाइट्रोजन एन 2 एक अक्रिय गैस है और केवल विशिष्ट परिस्थितियों में (उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के दौरान) प्रतिक्रिया करता है। साइनोबैक्टीरिया, कुछ बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, नोड्यूल, फलियों के साथ एक राइजोबियल सिम्बायोसिस बनाने वाले) इसे ऑक्सीकरण कर सकते हैं और इसे जैविक रूप में परिवर्तित कर सकते हैं।

इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है, और इसने चिली के अटाकामा रेगिस्तान में नाइट्रेट की अनूठी जमावट का भी नेतृत्व किया।

उत्कृष्ट गैस

ईंधन दहन प्रदूषणकारी गैसों का मुख्य स्रोत है (CO, NO, SO 2)। सल्फर डाइऑक्साइड वायु के ओ 2 से वायुमंडल की ऊपरी परतों में 3 ओ में ऑक्सीकृत हो जाता है, जो एच 2 ओ और एनएच 3 के वाष्पों के साथ बातचीत करता है, और परिणामस्वरूप एच 2 एसओ 4 और (एनएच 4) 2 एसओ 4 पृथ्वी की सतह पर एक साथ लौटते हैं वायुमंडलीय वर्षा... आंतरिक दहन इंजन के उपयोग से नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और पीबी यौगिकों के साथ वायुमंडल का महत्वपूर्ण प्रदूषण होता है।

वायुमंडल का वायु प्रदूषण दोनों प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखी विस्फोट) के कारण होता है, तूफानी धूल, बहाव समुद्र का पानी और पौधे पराग कण, आदि), और आर्थिक क्रियाकलाप मानव (अयस्कों का खनन और निर्माण सामग्री, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि)। बड़े पैमाने पर ठोस कणों को वायुमंडल में निकालना इनमें से एक है संभावित कारण ग्रह का जलवायु परिवर्तन।

वातावरण की संरचना और व्यक्तिगत गोले की विशेषताएं

वातावरण की भौतिक स्थिति मौसम और जलवायु से निर्धारित होती है। वायुमंडल का मुख्य पैरामीटर: वायु घनत्व, दबाव, तापमान और संरचना। बढ़ती ऊंचाई के साथ वायु घनत्व और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। ऊंचाई में बदलाव के साथ तापमान भी बदलता है। वायुमंडल की ऊर्ध्वाधर संरचना अलग-अलग तापमान और विद्युत गुणों की विशेषता है, अलग राज्य वायु। वायुमंडल में तापमान के आधार पर, निम्नलिखित मुख्य परतों को प्रतिष्ठित किया जाता है: ट्रोपोस्फीयर, स्ट्रैटोस्फीयर, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, एक्सोस्फीयर (बिखराव क्षेत्र)। आसन्न गोले 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) के अधिकांश लघु-तरंग वाले भाग को बनाए रखा जाता है और लघु-तरंग ऊर्जा का परिवर्तन होता है। इन किरणों के प्रभाव में, चुंबकीय क्षेत्र बदल जाते हैं, अणु विघटित हो जाते हैं, आयनीकरण होता है, 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 विघटित हो जाते हैं (80 किमी, सीओ 2 और एच 2 अलग हो जाते हैं, 150 किमी से ऊपर - ओ 2, 300 किमी - एच 2 से ऊपर)। 100-400 किमी की ऊँचाई पर, आयन मंडल में गैस आयनीकरण भी होता है, 320 किमी की ऊँचाई पर आवेशित कणों (O + 2, O - 2, N + 2) की सांद्रता तटस्थ कणों की सांद्रता का ~ 1/300 होती है। मुक्त कण ऊपरी वायुमंडल में मौजूद हैं - ओह, हो 2, आदि।

समताप मंडल में लगभग कोई जलवाष्प नहीं होती है।

Mesosphere

100 किमी की ऊंचाई तक, वायुमंडल गैसों का एक सजातीय अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ भारी गैसों की एकाग्रता तेजी से घट जाती है। गैसों के घनत्व में कमी के कारण, तापमान समताप मंडल में 0 ° С से घटकर mesosphere में in110 ° С तक हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर व्यक्तिगत कणों की गतिज ऊर्जा ~ 1500 ° C के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैसों के घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में मनाया जाता है।

लगभग 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित निकट-अंतरिक्ष वैक्यूम में गुजरता है, जो कि इंटरप्लेनेटरी गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों से भरा होता है, मुख्य रूप से हाइड्रोजन परमाणु। लेकिन यह गैस इंटरप्लेनेटरी मैटर का एक अंश मात्र है। दूसरा भाग धूल के कणों जैसे धूमिल और उल्कापिंड मूल से बना है। इन अत्यंत दुर्लभ कणों के अलावा, सौर और गैलेक्टिक मूल के विद्युत चुम्बकीय और corpuscular विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

वायुमंडल द्रव्यमान के लगभग 80%, समताप मंडल के बारे में ट्रॉस्फोस्फीयर खाते हैं - लगभग 20%; मैसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का थर्मोस्फेयर 0.05% से कम है। वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फियर और आयनोस्फीयर प्रतिष्ठित हैं। वर्तमान में, वातावरण 2000-3000 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ माना जाता है।

वातावरण में गैस की संरचना के आधार पर, homosphere तथा heterosphere. Heterosphere - यह वह क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इस ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य है। इसलिए हेट्रोस्फियर की परिवर्तनशील रचना। नीचे यह वातावरण का एक अच्छा मिश्रित भाग है, जिसे समरूप में रचना कहा जाता है। इन परतों के बीच की सीमा को टर्बोपॉज़ कहा जाता है, यह लगभग 120 किमी की ऊँचाई पर स्थित है।

वातावरण के गुण

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति ऑक्सीजन की भुखमरी विकसित करता है और अनुकूलन के बिना, व्यक्ति की कार्य क्षमता काफी कम हो जाती है। यह वह जगह है जहाँ वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 15 किमी की ऊंचाई पर मानव साँस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि वायुमंडल में लगभग 115 किमी तक ऑक्सीजन होता है।

वातावरण हमें ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है जिसे हमें सांस लेने की आवश्यकता होती है। हालांकि, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण जैसे-जैसे यह ऊंचाई पर पहुंचता है, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी अनुसार कम होता जाता है।

मानव फेफड़े में लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। वायुमंडलीय हवा में सामान्य वायुमंडलीय दबाव 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 जीजी। कला। प्राणवायु वायु का दबाव इस मान के बराबर हो जाने पर फेफड़ों तक ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से रुक 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 अंतरालीय द्रव उबलने लगते हैं। दबाव वाले केबिन के बाहर, इन ऊंचाइयों पर, मृत्यु लगभग तुरंत होती 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 समताप मंडल - विकिरण के हानिकारक प्रभावों से हमारी रक्षा करते हैं। 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, हवा की पर्याप्त दुर्लभता के साथ, आयनीकरण विकिरण - प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणों - शरीर पर एक तीव्र प्रभाव पड़ता है; 40 किमी से अधिक ऊंचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी हिस्सा, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

नीला ग्रह ...

यह विषय साइट पर सबसे पहले दिखाई देना चाहिए था। आखिरकार, हेलीकॉप्टर वायुमंडलीय विमान हैं। पृथ्वी का वायुमंडल - उनका निवास स्थान, इसलिए बोलने के लिए :-)। तथा वायु के भौतिक गुण बस इस निवास स्थान की गुणवत्ता का निर्धारण करें :-)। यही है, यह नींव में से एक है। और वे हमेशा पहले आधार के बारे में लिखते हैं। लेकिन मुझे इसका अहसास अब ही हुआ। हालांकि, यह बेहतर है, जैसा कि आप जानते हैं, देर से कभी नहीं ... चलो इस मुद्दे पर स्पर्श करते हैं, लेकिन जंगल में और अनावश्यक कठिनाइयों के बिना :-)।

इसलिए… पृथ्वी का वायुमंडल... यह हमारे नीले ग्रह का गैस लिफ़ाफ़ा है। इस नाम को हर कोई जानता है। नीला क्यों? केवल इसलिए कि "ब्लू" (साथ ही नीले और बैंगनी) सूर्य के प्रकाश का घटक (स्पेक्ट्रम) वायुमंडल में सबसे अच्छी तरह से बिखरा हुआ है, इस प्रकार इसे नीले-नीले रंग का रंग देता है, कभी-कभी बैंगनी टन (धूप वाले दिन, निश्चित रूप से :-)) ...

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना।

वातावरण की रचना पर्याप्त विस्तृत है। मैं पाठ में सभी घटकों को सूचीबद्ध नहीं करूंगा, इसके लिए एक अच्छा चित्रण है। इन सभी गैसों की संरचना व्यावहारिक रूप से स्थिर है, कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के अपवाद के साथ। इसके अलावा, वायुमंडल में वाष्प के रूप में पानी, बूंदों का निलंबन या बर्फ के क्रिस्टल शामिल हैं। पानी की मात्रा स्थिर नहीं है और तापमान पर और कुछ हद तक, हवा के दबाव पर निर्भर करता है। इसके अलावा, पृथ्वी के वायुमंडल (विशेष रूप से वर्तमान एक) में एक निश्चित राशि होती है, मैं कहता हूं "सभी प्रकार की गंदी चीजें" :-)। ये SO 2, NH 3, CO, HCl, NO हैं, इसके अलावा, पारा Hg का वाष्प है। सच है, यह सब कुछ कम मात्रा में है, भगवान को धन्यवाद :-)।

पृथ्वी का वायुमंडल यह सतह के ऊपर ऊंचाई में एक दूसरे के बाद कई क्षेत्रों में विभाजित करने के लिए प्रथागत है।

पृथ्वी के सबसे नजदीक, क्षोभमंडल है। यह सबसे कम और, इसलिए बोलने के लिए, जीवन के लिए मुख्य परत है। अलग प्रकार... इसमें कुल द्रव्यमान का 80% होता है वायुमंडलीय हवा (हालांकि मात्रा के अनुसार यह पूरे वायुमंडल का केवल 1% है) और सभी वायुमंडलीय पानी का लगभग 90% है। सभी हवाओं, बादलों, बारिश और स्नो 🙂 के थोक वहाँ से हैं। क्षोभमंडल उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में लगभग 18 किमी और ध्रुवीय वाले क्षेत्रों में 10 किमी तक की ऊँचाई तक फैला हुआ है। इसमें हवा का तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए लगभग 0.65 every की ऊंचाई तक बढ़ता है।

वायुमंडलीय क्षेत्र।

जोन दो समताप मंडल है। यह कहा जाना चाहिए कि एक और संकीर्ण क्षेत्र क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच प्रतिष्ठित है - ट्रोपोपॉज़। ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट इसमें रुक जाती है। ट्रोपोपॉज़ की औसत मोटाई 1.5-2 किमी होती है, लेकिन इसकी सीमाएं अविरल होती हैं और ट्रोपोस्फीयर अक्सर समताप मंडल को ओवरलैप करता है।

तो समताप मंडल की औसत ऊंचाई 12 किमी से 50 किमी है। इसमें तापमान 25 किमी (लगभग -57 ° C) तक अपरिवर्तित रहता है, फिर कहीं-कहीं 40 किमी तक यह लगभग 0 ° C तक बढ़ जाता है और फिर 50 किमी तक अपरिवर्तित रहता है। समताप मंडल पृथ्वी के वायुमंडल का एक अपेक्षाकृत शांत हिस्सा है। इसमें व्यावहारिक रूप से प्रतिकूल मौसम की स्थिति नहीं होती है। यह समताप मंडल में है कि प्रसिद्ध ओजोन परत 15-20 किमी से 55-60 किमी तक ऊंचाई पर स्थित है।

इसके बाद एक छोटी सी सीमा होती है, समताप मंडल, जहां तापमान लगभग 0 ° C पर रहता है, और फिर अगला क्षेत्र मेसोस्फीयर होता है। यह 80-90 किमी की ऊंचाई तक फैली हुई है, और इसमें तापमान लगभग 80 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। मेसोस्फीयर में, छोटे उल्कापिंड आमतौर पर दिखाई देते हैं, जो उसमें चमकना शुरू करते हैं और वहां जल जाते हैं।

अगली संकरी खाई मेसोपॉज़ है और इसके पीछे थर्मोस्फेयर ज़ोन है। इसकी ऊंचाई 700-800 किमी तक है। यहां तापमान फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है और 300 किमी के क्रम के ऊंचाई पर 1200 डिग्री सेल्सियस के क्रम के मूल्यों तक पहुंच सकता है। इसके अलावा, यह स्थिर रहता है। आयनमंडल लगभग 400 किमी की ऊँचाई तक थर्मोस्फीयर के अंदर स्थित है। यहाँ सौर विकिरण के संपर्क में आने के कारण हवा अत्यधिक आयनीकृत होती है और एक उच्च विद्युत चालकता होती है।

अगला और सामान्य रूप से, अंतिम क्षेत्र एक्सोस्फीयर है। यह तथाकथित बिखरने वाला क्षेत्र है। मुख्य रूप से बहुत ही दुर्लभ हाइड्रोजन और हीलियम (हाइड्रोजन की प्रबलता के साथ) है। लगभग 3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर निकट-अंतरिक्ष वैक्यूम में बदल जाता है।

वह कुछ इस तरह है। क्यों के बारे में? क्योंकि ये परतें पारंपरिक नहीं हैं। ऊंचाई में विभिन्न परिवर्तन, गैसों की संरचना, पानी, तापमान मान, आयनीकरण और इतने पर संभव है। इसके अलावा, कई और शब्द हैं जो पृथ्वी के वातावरण की संरचना और स्थिति को परिभाषित करते हैं।

उदाहरण के लिए होमोस्फीयर और हेटरोस्फीयर। पहले में, वायुमंडलीय गैसों को अच्छी तरह मिलाया जाता है, और उनकी संरचना काफी समान होती है। दूसरा पहले से ऊपर स्थित है और वहां व्यावहारिक रूप से ऐसा कोई मिश्रण नहीं है। इसमें गैसें गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग की जाती हैं। इन परतों के बीच की सीमा 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, और इसे टर्बोपॉज़ कहा जाता है।

मैं शायद शर्तों को समाप्त कर दूंगा, लेकिन मैं निश्चित रूप से जोड़ूंगा कि यह पारंपरिक रूप से माना जाता है कि वायुमंडल की सीमा समुद्र तल से 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इस सीमा को पॉकेट लाइन कहा जाता है।

मैं वातावरण की संरचना को चित्रित करने के लिए दो और चित्र जोड़ूंगा। हालांकि, पहला, जर्मन में है, लेकिन :-) को समझने के लिए पूर्ण और काफी आसान है। यह बढ़े हुए और अच्छी तरह से देखा जा सकता है। दूसरा ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय तापमान में परिवर्तन को दर्शाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना।

ऊंचाई के साथ हवा का तापमान बदल जाता है।

आधुनिक मानव-निर्मित कक्षीय अंतरिक्ष यान लगभग 300-400 किमी की ऊँचाई पर उड़ान भरते हैं। हालांकि, यह अब उड्डयन नहीं है, हालांकि क्षेत्र निश्चित रूप से एक निश्चित अर्थ में निकटता से संबंधित है, और हम निश्चित रूप से इसके बारे में बात करेंगे :-)।

उड्डयन क्षेत्र क्षोभमंडल है। आधुनिक वायुमंडलीय विमान समताप मंडल की निचली परतों में उड़ सकते हैं। उदाहरण के लिए, MIG-25RB की व्यावहारिक छत 23,000 मीटर है।

समताप मंडल में उड़ान।

और बिल्कुल वायु के भौतिक गुण क्षोभमंडल निर्धारित करता है कि उड़ान कैसे होगी, विमान नियंत्रण प्रणाली कितनी प्रभावी होगी, वायुमंडल में अशांति इसे कैसे प्रभावित करेगी, इंजन कैसे काम करेंगे।

पहला मुख्य गुण है हवा का तापमान... गैस की गतिशीलता में, इसे सेल्सियस के पैमाने पर या केल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जा सकता है।

तापमान टी 1 दी गई ऊंचाई पर एच सेल्सियस पैमाने पर परिभाषित किया गया है:

टी 1 \u003d टी - 6.5 एच कहाँ पे टी- जमीन के पास हवा का तापमान।

केल्विन तापमान कहा जाता है निरपेक्ष तापमान, इस पैमाने पर शून्य पूर्ण शून्य है। पूर्ण शून्य पर, अणुओं की तापीय गति रुक \u200b\u200bजाती है। केल्विन पैमाने पर पूर्ण शून्य, सेल्सियस पैमाने पर -273 the से मेल खाता है।

तदनुसार, तापमान टी स्वर्ग में एचकेल्विन पैमाने पर निर्धारित किया जाता है:

टी \u003d 273 के + टी - 6.5 एच

हवा का दबाव. वायुमंडल का दबाव पास्कल (एन / एम 2) में मापा जाता है, वायुमंडलों (एटीएम) में माप की पुरानी प्रणाली में। बैरोमीटर के दबाव जैसी कोई चीज भी होती है। यह एक पारा बैरोमीटर के साथ पारा के मिलीमीटर में मापा जाने वाला दबाव है। 760 मिमी एचजी के बराबर बैरोमीटर का दबाव (समुद्र तल पर दबाव)। कला। मानक कहा जाता है। भौतिकी में, 1 एटीएम। 760 मिमी एचजी के बराबर है।

वायु घनत्व... वायुगतिकी में, सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली अवधारणा हवा का द्रव्यमान घनत्व है। यह 1 मीटर 3 मात्रा में हवा का एक द्रव्यमान है। ऊंचाई के साथ वायु का घनत्व बदल जाता है, हवा अधिक दुर्लभ हो जाती है।

हवा में नमीं... हवा में पानी की मात्रा को दर्शाता है। एक अवधारणा है ” सापेक्षिक आर्द्रता"। यह किसी दिए गए तापमान पर अधिकतम संभव जलवाष्प के द्रव्यमान का अनुपात है। 0% की अवधारणा, अर्थात्, जब हवा पूरी तरह से शुष्क होती है, तो सामान्य रूप से, केवल प्रयोगशाला में ही मौजूद हो सकती है। दूसरी ओर, 100% आर्द्रता वास्तविक है। इसका मतलब है कि हवा ने वह सारा पानी सोख लिया है जिसे वह सोख सकता था। बिल्कुल "पूर्ण स्पंज" जैसा कुछ। उच्च सापेक्ष आर्द्रता हवा के घनत्व को कम करती है, जबकि कम सापेक्ष आर्द्रता इसे तदनुसार बढ़ाती है।

इस तथ्य के कारण कि विमान की उड़ानें विभिन्न वायुमंडलीय परिस्थितियों में होती हैं, एक उड़ान मोड में उनकी उड़ान और वायुगतिकीय पैरामीटर अलग हो सकते हैं। इसलिए, इन मापदंडों के सही मूल्यांकन के लिए, अंतर्राष्ट्रीय मानक वायुमंडल (ISA)... यह हवा की स्थिति में परिवर्तन को दर्शाता है क्योंकि यह ऊंचाई तक बढ़ जाता है।

शून्य आर्द्रता पर हवा की स्थिति के मुख्य मापदंडों को लिया जाता है:

दबाव पी \u003d 760 मिमी एचजी। कला। (101.3 केपीए);

तापमान t \u003d + 15 ° C (288 K);

जन घनत्व ρ \u003d 1.225 किग्रा / मी 3;

आईएसए के लिए यह स्वीकार किया जाता है (जैसा कि इसे ऊपर कहा गया था :-)) कि तापमान प्रति 100 मीटर ऊँचाई में 0.65º तक क्षोभमंडल में गिरता है।

मानक वातावरण (उदाहरण के लिए 10,000 मीटर तक)।

ISA टेबल का उपयोग इंस्ट्रूमेंट कैलिब्रेशन के लिए किया जाता है, साथ ही नेविगेशनल और इंजीनियरिंग गणना के लिए भी।

वायु के भौतिक गुण इसमें जड़ता, चिपचिपाहट और संपीड़ितता जैसी अवधारणाएं भी शामिल हैं।

जड़ता हवा की एक संपत्ति है जो आराम या समान आयताकार आंदोलन की स्थिति में परिवर्तन का विरोध करने की अपनी क्षमता की विशेषता है . जड़ता का माप वायु का द्रव्यमान घनत्व है। जितना अधिक होता है, उतनी ही उच्चता और मध्यम शक्ति का प्रतिरोध बल तब होता है जब विमान उसमें चला जाता है।

श्यानता। जब विमान चल रहा है तो वायु घर्षण प्रतिरोध निर्धारित करता है।

दबाव परिवर्तन के रूप में संपीड़न हवा के घनत्व में परिवर्तन को मापता है। कम गति पर हवाई जहाज (450 किमी / घंटा तक) कोई दबाव परिवर्तन तब नहीं होता है जब इसके चारों ओर हवा का प्रवाह होता है, लेकिन उच्च गति पर संपीडन प्रभाव स्वयं प्रकट होने लगता है। सुपरसाउंड पर इसका प्रभाव विशेष रूप से प्रभावित होता है। यह वायुगतिकी का एक अलग क्षेत्र है और एक अलग लेख :-) के लिए एक विषय है।

खैर, यह सब अब के लिए लगता है ... यह थोड़ा उबाऊ संलयन खत्म करने का समय है, जो, हालांकि, बिना :-) नहीं किया जा सकता है। पृथ्वी का वायुमंडल, इसके पैरामीटर, वायु के भौतिक गुण विमान के मापदंडों के रूप में ही विमान के लिए महत्वपूर्ण है, और उनका उल्लेख नहीं करना असंभव था।

अलविदा, अगली बैठकों तक और अधिक दिलचस्प विषय next ...

अनुलेख एक मधुर व्यवहार के लिए, मैं सुझाव देता हूं कि स्ट्रैटोस्फियर में उड़ान भरते समय MIG-25PU के कॉकपिट से एक वीडियो देखें। यह स्पष्ट रूप से एक पर्यटक था, जिसके पास ऐसी उड़ानों के लिए पैसे थे :-)। मूल रूप से विंडशील्ड के माध्यम से सब कुछ फिल्माया गया। आकाश के रंग पर ध्यान दें ...