पृथ्वीची रचना. हवा

हवा हे विविध वायूंचे यांत्रिक मिश्रण आहे जे पृथ्वीचे वातावरण बनवते. सजीवांच्या श्वासोच्छ्वासासाठी हवा आवश्यक आहे आणि उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

स्कॉटिश शास्त्रज्ञ जोसेफ ब्लॅक यांच्या प्रयोगांदरम्यान हवा हे मिश्रण आहे, एकसंध पदार्थ नाही हे सिद्ध झाले आहे. त्यापैकी एका दरम्यान, शास्त्रज्ञाने शोधून काढले की जेव्हा पांढरा मॅग्नेशिया (मॅग्नेशियम कार्बोनेट) गरम केला जातो तेव्हा "बाउंड हवा", म्हणजेच कार्बन डायऑक्साइड सोडला जातो आणि जळलेला मॅग्नेशिया (मॅग्नेशियम ऑक्साईड) तयार होतो. याउलट, जेव्हा चुनखडी उडवली जाते तेव्हा “बांधलेली हवा” काढून टाकली जाते. या प्रयोगांच्या आधारे, शास्त्रज्ञाने असा निष्कर्ष काढला की कार्बनिक आणि कॉस्टिक अल्कालिसमधील फरक म्हणजे कार्बन डायऑक्साइडचा समावेश आहे, जो हवेच्या घटकांपैकी एक आहे. आज आपल्याला माहित आहे की कार्बन डायऑक्साइड व्यतिरिक्त, पृथ्वीच्या हवेच्या रचनेत हे समाविष्ट आहे:

टेबलमध्ये दर्शविलेल्या पृथ्वीच्या वातावरणातील वायूंचे प्रमाण त्याच्या खालच्या स्तरांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, 120 किमी उंचीपर्यंत. या भागांमध्ये एक मिश्रित, एकसंध प्रदेश आहे, ज्याला होमोस्फीअर म्हणतात. होमोस्फियरच्या वर हेटरोस्फियर आहे, जे अणू आणि आयनांमध्ये गॅस रेणूंचे विघटन करून वैशिष्ट्यीकृत आहे. टर्बोपॉजद्वारे प्रदेश एकमेकांपासून वेगळे केले जातात.

ज्या रासायनिक अभिक्रियामध्ये, सौर आणि वैश्विक किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, रेणू अणूंमध्ये विघटित होतात, त्याला फोटोडिसोसिएशन म्हणतात. आण्विक ऑक्सिजनच्या क्षय दरम्यान, अणू ऑक्सिजन तयार होतो, जो 200 किमीपेक्षा जास्त उंचीवर वातावरणाचा मुख्य वायू आहे. 1200 किमीपेक्षा जास्त उंचीवर, हायड्रोजन आणि हेलियम, जे सर्वात हलके वायू आहेत, प्रबळ होऊ लागतात.

हवेचा बराचसा भाग 3 खालच्या वायुमंडलीय स्तरांमध्ये केंद्रित असल्याने, 100 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर हवेच्या रचनेतील बदलांचा वातावरणाच्या एकूण रचनेवर लक्षणीय परिणाम होत नाही.

नायट्रोजन हा सर्वात सामान्य वायू आहे, जो पृथ्वीच्या हवेच्या तीन चतुर्थांशपेक्षा जास्त आहे. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान तयार होणाऱ्या आण्विक ऑक्सिजनसह सुरुवातीच्या अमोनिया-हायड्रोजन वातावरणाच्या ऑक्सिडेशनमुळे आधुनिक नायट्रोजन तयार झाला. सध्या, विनायट्रिफिकेशनच्या परिणामी, नायट्रोजनची एक छोटी मात्रा वातावरणात प्रवेश करते - नायट्रेट्सचे नायट्रेट्समध्ये घट होण्याची प्रक्रिया, त्यानंतर वायू ऑक्साइड आणि आण्विक नायट्रोजन तयार होते, जे अॅनारोबिक प्रोकेरियोट्सद्वारे तयार होते. ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान काही नायट्रोजन वातावरणात प्रवेश करतात.

वरच्या वातावरणात, ओझोनच्या सहभागासह विद्युत स्त्रावांच्या संपर्कात असताना, आण्विक नायट्रोजनचे नायट्रोजन मोनोऑक्साइडमध्ये ऑक्सीकरण केले जाते:

N 2 + O 2 → 2NO

सामान्य परिस्थितीत, मोनोऑक्साइड लगेच ऑक्सिजनसह नायट्रस ऑक्साईड तयार करण्यासाठी प्रतिक्रिया देते:

2NO + O 2 → 2N 2 O

नायट्रोजन हा पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्वात महत्वाचा रासायनिक घटक आहे. नायट्रोजन हा प्रथिनांचा भाग आहे, वनस्पतींना खनिज पोषण प्रदान करतो. हे जैवरासायनिक अभिक्रियांचा दर ठरवते, ऑक्सिजन डायल्युंटची भूमिका बजावते.

ऑक्सिजन हा पृथ्वीच्या वातावरणातील दुसऱ्या क्रमांकाचा सर्वात मुबलक वायू आहे. या वायूची निर्मिती वनस्पती आणि जीवाणूंच्या प्रकाशसंश्लेषण क्रियाशी संबंधित आहे. आणि जितके अधिक वैविध्यपूर्ण आणि असंख्य प्रकाशसंश्लेषक जीव बनले, तितकीच वातावरणातील ऑक्सिजन सामग्रीची प्रक्रिया अधिक महत्त्वपूर्ण होत गेली. आवरणाच्या डिगॅसिंग दरम्यान थोड्या प्रमाणात जड ऑक्सिजन सोडला जातो.

ट्रोपोस्फियर आणि स्ट्रॅटोस्फियरच्या वरच्या थरांमध्ये, अल्ट्राव्हायोलेट सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली (आम्ही ते hν म्हणून दर्शवतो), ओझोन तयार होतो:

O 2 + hν → 2O

त्याच अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या क्रियेच्या परिणामी, ओझोनचा क्षय होतो:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

पहिल्या प्रतिक्रियेच्या परिणामी, अणू ऑक्सिजन तयार होतो, दुसर्‍याच्या परिणामी - आण्विक ऑक्सिजन. सर्व 4 प्रतिक्रियांना 1930 मध्ये ब्रिटीश शास्त्रज्ञ सिडनी चॅपमन यांनी शोधून काढल्यानंतर त्यांना चॅपमन यंत्रणा म्हणतात.

ऑक्सिजनचा उपयोग सजीवांच्या श्वासोच्छवासासाठी केला जातो. त्याच्या मदतीने, ऑक्सिडेशन आणि ज्वलन प्रक्रिया होते.

ओझोन अतिनील किरणोत्सर्गापासून सजीवांचे संरक्षण करते, ज्यामुळे अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन होते. तथाकथित ओझोनच्या खालच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये सर्वाधिक एकाग्रता दिसून येते. ओझोन थर किंवा ओझोन स्क्रीन 22-25 किमी उंचीवर आहे. ओझोनचे प्रमाण कमी आहे: सामान्य दाबाने, पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्व ओझोन फक्त 2.91 मिमी जाडीचा थर व्यापतो.

वातावरणातील तिसरा सर्वात सामान्य वायू, आर्गॉन, तसेच निऑन, हेलियम, क्रिप्टन आणि झेनॉन, ज्वालामुखीचा उद्रेक आणि किरणोत्सर्गी घटकांच्या क्षयशी संबंधित आहे.

विशेषतः, हेलियम हे युरेनियम, थोरियम आणि रेडियमच्या किरणोत्सर्गी क्षयचे उत्पादन आहे: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (या प्रतिक्रियांमध्ये, α- कण एक हेलियम न्यूक्लियस आहे, जो ऊर्जा कमी होण्याच्या प्रक्रियेत इलेक्ट्रॉन पकडतो आणि 4 He होतो).

पोटॅशियमच्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकेच्या क्षय दरम्यान आर्गॉन तयार होतो: 40 K → 40 Ar + γ.

आग्नेय खडकांपासून निऑन सुटतो.

क्रिप्टन हे युरेनियम (235 U आणि 238 U) आणि थोरियम Th च्या क्षयचे अंतिम उत्पादन म्हणून तयार होते.

वातावरणातील क्रिप्टॉनचा मोठा भाग पृथ्वीच्या उत्क्रांतीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात विलक्षण लहान अर्धायुष्य असलेल्या ट्रान्सयुरेनियम घटकांच्या क्षयमुळे तयार झाला होता किंवा अंतराळातून आला होता, ज्यामध्ये क्रिप्टॉनची सामग्री पृथ्वीपेक्षा दहा दशलक्ष पट जास्त आहे. .

झेनॉन हा युरेनियमच्या विखंडनाचा परिणाम आहे, परंतु यातील बहुतेक वायू पृथ्वीच्या निर्मितीच्या सुरुवातीच्या अवस्थेपासून, प्राथमिक वातावरणातून शिल्लक आहे.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकाच्या परिणामी आणि सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनाच्या प्रक्रियेत कार्बन डाय ऑक्साईड वातावरणात प्रवेश करतो. पृथ्वीच्या मध्यम अक्षांशांच्या वातावरणातील त्याची सामग्री वर्षाच्या ऋतूंवर अवलंबून मोठ्या प्रमाणात बदलते: हिवाळ्यात, CO 2 चे प्रमाण वाढते आणि उन्हाळ्यात ते कमी होते. हे उतार-चढ़ाव प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत कार्बन डायऑक्साइड वापरणाऱ्या वनस्पतींच्या क्रियाकलापांशी जोडलेले आहे.

सौर किरणोत्सर्गामुळे पाण्याचे विघटन झाल्यामुळे हायड्रोजन तयार होतो. परंतु, वातावरण बनवणाऱ्या वायूंपैकी सर्वात हलके असल्याने ते सतत बाह्य अवकाशात पळून जातात आणि त्यामुळे वातावरणातील त्याची सामग्री फारच कमी असते.

तलाव, नद्या, समुद्र आणि जमिनीच्या पृष्ठभागावरील पाण्याच्या बाष्पीभवनाचा परिणाम म्हणजे पाण्याची वाफ.

पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड वगळता वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये मुख्य वायूंचे प्रमाण स्थिर असते. कमी प्रमाणात, वातावरणात सल्फर ऑक्साईड SO 2, अमोनिया NH 3, कार्बन मोनोऑक्साइड CO, ओझोन O 3, हायड्रोजन क्लोराईड HCl, हायड्रोजन फ्लोराइड HF, नायट्रोजन मोनोऑक्साइड NO, हायड्रोकार्बन्स, पारा वाष्प Hg, आणि इतर अनेक असतात. ट्रोपोस्फियरच्या खालच्या वातावरणातील थरामध्ये सतत मोठ्या प्रमाणात निलंबित घन आणि द्रव कण असतात.

पृथ्वीच्या वातावरणातील कणांचे स्त्रोत म्हणजे ज्वालामुखीचा उद्रेक, वनस्पतींचे परागकण, सूक्ष्मजीव आणि अलीकडे मानवी क्रियाकलाप जसे की उत्पादन प्रक्रियेत जीवाश्म इंधन जाळणे. धुळीचे सर्वात लहान कण, जे संक्षेपणाचे केंद्रक आहेत, धुके आणि ढगांच्या निर्मितीचे कारण आहेत. वातावरणात सतत घन कण असल्याशिवाय, पृथ्वीवर पर्जन्यवृष्टी होणार नाही.

वातावरण शेकडो किलोमीटरपर्यंत वरच्या दिशेने पसरते. त्याची वरची सीमा, सुमारे 2000-3000 च्या उंचीवर किमी,काही प्रमाणात सशर्त, कारण ते बनवणारे वायू हळूहळू दुर्मिळ होऊन जागतिक अवकाशात जातात. वातावरणाची रासायनिक रचना, दाब, घनता, तापमान आणि त्याचे इतर भौतिक गुणधर्म उंचीनुसार बदलतात. आधी सांगितल्याप्रमाणे, 100 च्या उंचीपर्यंत हवेची रासायनिक रचना किमीलक्षणीय बदल होत नाही. काहीसे उंचावर असलेल्या वातावरणात मुख्यतः नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचा समावेश होतो. पण 100-110 उंचीवर किमी,सूर्यापासून अतिनील किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, ऑक्सिजनचे रेणू अणूंमध्ये विभागले जातात आणि अणू ऑक्सिजन दिसतात. 110-120 च्या वर किमीजवळजवळ सर्व ऑक्सिजन अणू बनते. असे गृहीत धरले जाते की 400-500 च्या वर किमीवातावरण तयार करणारे वायू देखील अणु अवस्थेत असतात.

हवेचा दाब आणि घनता उंचीसह झपाट्याने कमी होते. जरी वातावरण शेकडो किलोमीटरपर्यंत वरच्या दिशेने पसरले असले तरी, त्यातील बहुतेक भाग त्याच्या सर्वात खालच्या भागात पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला लागून असलेल्या पातळ थरात स्थित आहे. तर, समुद्रसपाटी आणि 5-6 उंचीच्या दरम्यानच्या थरात किमीवातावरणाच्या वस्तुमानाचा अर्धा भाग 0-16 लेयरमध्ये केंद्रित आहे किमी-90%, आणि स्तर 0-30 मध्ये किमी- 99%. हवेच्या वस्तुमानात समान जलद घट 30 च्या वर येते किमीजर वजन १ मी 3पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर हवा 1033 ग्रॅम आहे, नंतर 20 च्या उंचीवर किमीते 43 ग्रॅम इतके आहे आणि 40 च्या उंचीवर आहे किमीफक्त 4 वर्षे

300-400 च्या उंचीवर किमीआणि वर, हवा इतकी दुर्मिळ आहे की दिवसा तिची घनता अनेक वेळा बदलते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की घनतेतील हा बदल सूर्याच्या स्थितीशी संबंधित आहे. हवेची सर्वाधिक घनता दुपारच्या सुमारास असते, रात्री सर्वात कमी असते. सूर्याच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनमधील बदलांवर वातावरणाच्या वरच्या थरांची प्रतिक्रिया असते या वस्तुस्थितीद्वारे हे अंशतः स्पष्ट केले जाते.

उंचीसह हवेच्या तापमानातील बदल देखील असमान आहे. उंचीसह तापमानातील बदलाच्या स्वरूपानुसार, वातावरण अनेक गोलाकारांमध्ये विभागले गेले आहे, ज्यामध्ये संक्रमणकालीन स्तर आहेत, तथाकथित विराम आहेत, जेथे तापमान उंचीसह थोडेसे बदलते.

गोलाकार आणि संक्रमण स्तरांची नावे आणि मुख्य वैशिष्ट्ये येथे आहेत.

चला या गोलांच्या भौतिक गुणधर्मांवरील मूलभूत डेटा सादर करूया.

ट्रोपोस्फियर. ट्रॉपोस्फियरचे भौतिक गुणधर्म मुख्यत्वे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या प्रभावाद्वारे निर्धारित केले जातात, जी तिची खालची सीमा आहे. विषुववृत्तीय आणि उष्णकटिबंधीय झोनमध्ये ट्रॉपोस्फियरची सर्वोच्च उंची दिसून येते. येथे ते 16-18 पर्यंत पोहोचते किमीआणि दैनंदिन आणि हंगामी बदलांच्या तुलनेने कमी अधीन. ध्रुवीय आणि लगतच्या प्रदेशांच्या वर, ट्रोपोस्फियरची वरची सीमा सरासरी 8-10 च्या पातळीवर असते. किमीमध्य-अक्षांशांमध्ये, ते 6-8 ते 14-16 पर्यंत असते किमी

ट्रॉपोस्फियरची अनुलंब शक्ती वातावरणातील प्रक्रियेच्या स्वरूपावर लक्षणीय अवलंबून असते. अनेकदा दिवसा, दिलेल्या बिंदू किंवा क्षेत्रावरील ट्रोपोस्फियरची वरची सीमा अनेक किलोमीटरने खाली येते किंवा वाढते. हे प्रामुख्याने हवेच्या तापमानातील बदलांमुळे होते.

पृथ्वीच्या वातावरणाच्या 4/5 पेक्षा जास्त वस्तुमान आणि त्यात असलेली जवळजवळ सर्व पाण्याची वाफ ट्रॉपोस्फियरमध्ये केंद्रित आहेत. याशिवाय, पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून ट्रॉपोस्फियरच्या वरच्या मर्यादेपर्यंत, तापमान प्रत्येक 100 मीटरसाठी सरासरी 0.6° किंवा 1 साठी 6° कमी होते. किमीउत्थान . हे ट्रॉपोस्फियरमधील हवा मुख्यतः पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून गरम आणि थंड होते या वस्तुस्थितीमुळे आहे.

सौरऊर्जेच्या प्रवाहाच्या अनुषंगाने विषुववृत्तापासून ध्रुवापर्यंत तापमान कमी होते. अशा प्रकारे, विषुववृत्तावर पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळ हवेचे सरासरी तापमान +26°, ध्रुवीय प्रदेशात -34°, हिवाळ्यात -36° आणि उन्हाळ्यात सुमारे 0° पर्यंत पोहोचते. अशा प्रकारे, विषुववृत्त आणि ध्रुव यांच्यातील तापमानाचा फरक हिवाळ्यात 60° आणि उन्हाळ्यात फक्त 26° असतो. हे खरे आहे की, हिवाळ्यात आर्क्टिकमध्ये असे कमी तापमान केवळ पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळ बर्फाच्या विस्तारावरील हवा थंड झाल्यामुळे दिसून येते.

हिवाळ्यात, मध्य अंटार्क्टिकामध्ये, बर्फाच्या पृष्ठभागावरील हवेचे तापमान आणखी कमी असते. ऑगस्ट 1960 मध्ये वोस्टोक स्टेशनवर, जगातील सर्वात कमी तापमान -88.3° नोंदवले गेले आणि बहुतेकदा मध्य अंटार्क्टिकामध्ये ते -45°, -50° होते.

उंचीवरून, विषुववृत्त आणि ध्रुव यांच्यातील तापमानाचा फरक कमी होतो. उदाहरणार्थ, 5 उंचीवर किमीविषुववृत्तावर तापमान -2°, -4°, आणि मध्य आर्क्टिकमध्ये त्याच उंचीवर -37°, हिवाळ्यात -39° आणि उन्हाळ्यात -19°, -20°; परिणामी, हिवाळ्यात तापमानात फरक 35-36° आणि उन्हाळ्यात 16-17° असतो. दक्षिण गोलार्धात हे फरक काहीसे मोठे आहेत.

विषुववृत्त-ध्रुव तापमान कॉन्ट्रॅक्टद्वारे वातावरणीय अभिसरणाची ऊर्जा निर्धारित केली जाऊ शकते. हिवाळ्यात तापमानाचा विरोधाभास जास्त असल्याने, वातावरणातील प्रक्रिया उन्हाळ्याच्या तुलनेत अधिक तीव्र असतात. हिवाळ्यात ट्रोपोस्फियरमध्ये प्रचलित असलेल्या पश्चिमेकडील वाऱ्यांचा वेग उन्हाळ्याच्या तुलनेत जास्त असतो हे देखील यावरून स्पष्ट होते. या प्रकरणात, वाऱ्याचा वेग, नियमानुसार, उंचीसह वाढतो, ट्रोपोस्फियरच्या वरच्या सीमेवर जास्तीत जास्त पोहोचतो. क्षैतिज वाहतूक उभ्या हवेच्या हालचाली आणि अशांत (विस्कळीत) हालचालींसह आहे. हवेच्या मोठ्या प्रमाणातील वाढ आणि घसरणीमुळे, ढग तयार होतात आणि पसरतात, पर्जन्यवृष्टी होते आणि थांबते. ट्रोपोस्फियर आणि ओव्हरलाइंग स्फेअर दरम्यान संक्रमण स्तर आहे ट्रोपोपॉजत्याच्या वर स्ट्रॅटोस्फियर आहे.

स्ट्रॅटोस्फियर उंची 8-17 ते 50-55 पर्यंत विस्तारते किमीआमच्या शतकाच्या सुरूवातीस ते उघडले गेले. भौतिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, स्ट्रॅटोस्फियर ट्रॉपोस्फियरपेक्षा झपाट्याने भिन्न आहे कारण येथे हवेचे तापमान, एक नियम म्हणून, सरासरी 1-2 ° प्रति किलोमीटर उंचीने आणि वरच्या सीमेवर, 50-55 उंचीवर वाढते. किमी,अगदी सकारात्मक होतो. सूर्याच्या अतिनील किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली तयार होणाऱ्या ओझोन (O 3) च्या उपस्थितीमुळे या भागातील तापमानात वाढ होते. ओझोनचा थर जवळजवळ संपूर्ण स्ट्रॅटोस्फियर व्यापतो. पाण्याच्या वाफेमध्ये स्ट्रॅटोस्फियर खूपच खराब आहे. ढग निर्मितीच्या कोणत्याही हिंसक प्रक्रिया नाहीत आणि पाऊस पडत नाही.

अगदी अलीकडे, असे गृहीत धरले गेले होते की स्ट्रॅटोस्फियर हे तुलनेने शांत वातावरण आहे, जेथे ट्रॉपोस्फियरप्रमाणे हवेचे मिश्रण होत नाही. म्हणून, असे मानले जात होते की स्ट्रॅटोस्फियरमधील वायू त्यांच्या विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणानुसार स्तरांमध्ये विभागलेले आहेत. म्हणून स्ट्रॅटोस्फियरचे नाव ("स्ट्रॅटस" - स्तरित). असेही मानले जात होते की स्ट्रॅटोस्फियरमधील तापमान रेडिएटिव्ह समतोलच्या प्रभावाखाली तयार होते, म्हणजे, शोषलेले आणि परावर्तित सौर विकिरण समान असतात.

रेडिओसोंडेस आणि हवामानशास्त्रीय रॉकेटद्वारे प्राप्त झालेल्या नवीन डेटावरून असे दिसून आले आहे की वरच्या ट्रोपोस्फियरप्रमाणेच स्ट्रॅटोस्फियरमध्येही तापमान आणि वाऱ्यातील मोठ्या बदलांसह हवेचे तीव्र परिसंचरण होते. येथे, ट्रॉपोस्फियरप्रमाणे, हवेला लक्षणीय उभ्या हालचाली, मजबूत क्षैतिज वायु प्रवाहांसह अशांत हालचालींचा अनुभव येतो. हे सर्व एकसमान तापमान वितरणाचा परिणाम आहे.

स्ट्रॅटोस्फियर आणि आच्छादित गोल यांच्यातील संक्रमण स्तर आहे स्ट्रॅटोपॉजतथापि, वातावरणाच्या उच्च स्तरांच्या वैशिष्ट्यांकडे जाण्यापूर्वी, तथाकथित ओझोनोस्फियरशी परिचित होऊ या, ज्याच्या सीमा जवळजवळ स्ट्रॅटोस्फियरच्या सीमांशी संबंधित आहेत.

वातावरणातील ओझोन. ओझोन स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये तापमान व्यवस्था आणि वायु प्रवाह तयार करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. ओझोन (O 3) गडगडाटी वादळानंतर आपल्याला जाणवते जेव्हा आपण स्वच्छ हवा श्वास घेतो. तथापि, येथे आपण वादळानंतर तयार झालेल्या या ओझोनबद्दल बोलणार नाही, तर 10-60 थरामध्ये असलेल्या ओझोनबद्दल बोलू. किमीजास्तीत जास्त 22-25 उंचीवर किमीओझोन सूर्याच्या अतिनील किरणांच्या क्रियेने तयार होतो आणि त्याचे एकूण प्रमाण नगण्य असले तरी वातावरणात महत्त्वाची भूमिका बजावते. ओझोनमध्ये सूर्याची अतिनील किरणे शोषून घेण्याची क्षमता आहे आणि त्यामुळे प्राणी आणि वनस्पती जगाला त्याच्या हानिकारक प्रभावापासून संरक्षण मिळते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोचणाऱ्या अतिनील किरणांचा तो छोटासा अंशसुद्धा जेव्हा एखाद्या व्यक्तीला सूर्यस्नानाची खूप आवड असते तेव्हा शरीराला खूप जळते.

पृथ्वीच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये ओझोनचे प्रमाण सारखे नसते. उच्च अक्षांशांमध्ये अधिक ओझोन असते, मध्यम आणि निम्न अक्षांशांमध्ये कमी असते आणि हे प्रमाण वर्षाच्या ऋतूंच्या बदलानुसार बदलते. वसंत ऋतूमध्ये अधिक ओझोन, शरद ऋतूतील कमी. याव्यतिरिक्त, त्याचे नियतकालिक चढ-उतार वातावरणाच्या क्षैतिज आणि उभ्या अभिसरणावर अवलंबून असतात. वातावरणातील अनेक प्रक्रियांचा ओझोन घटकाशी जवळचा संबंध असतो, कारण त्याचा थेट परिणाम तापमान क्षेत्रावर होतो.

हिवाळ्यात, ध्रुवीय रात्री, उच्च अक्षांशांवर, ओझोन थर उत्सर्जित करतो आणि हवा थंड करतो. परिणामी, उच्च अक्षांशांच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये (आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिकमध्ये) एक थंड प्रदेश हिवाळ्यात तयार होतो, मोठ्या क्षैतिज तापमान आणि दाब ग्रेडियंटसह एक स्ट्रॅटोस्फेरिक चक्रवाती भोवरा, ज्यामुळे जगाच्या मध्य अक्षांशांवर पश्चिमेचे वारे वाहतात.

उन्हाळ्यात, ध्रुवीय दिवसाच्या परिस्थितीत, उच्च अक्षांशांवर, ओझोनचा थर सौर उष्णता शोषून घेतो आणि हवा गरम करतो. उच्च अक्षांशांच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये तापमान वाढीच्या परिणामी, एक उष्ण प्रदेश आणि एक स्ट्रॅटोस्फेरिक अँटीसायक्लोनिक भोवरा तयार होतो. म्हणून, 20 वरील जगाच्या सरासरी अक्षांशांवर किमीउन्हाळ्यात, स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये पूर्वेकडील वारे वाहतात.

मेसोस्फियर. हवामानशास्त्रीय रॉकेट आणि इतर पद्धतींच्या निरिक्षणांनी हे सिद्ध केले आहे की स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये एकूण तापमान वाढ 50-55 च्या उंचीवर संपते. किमीया थराच्या वर, तापमान पुन्हा कमी होते आणि मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेजवळ (सुमारे 80 किमी)-75°, -90° पर्यंत पोहोचते. पुढे, उंचीसह तापमान पुन्हा वाढते.

हे लक्षात घेणे मनोरंजक आहे की उंचीसह तापमानात घट, मेसोस्फियरचे वैशिष्ट्य, वेगवेगळ्या अक्षांशांवर आणि वर्षभर वेगवेगळ्या प्रकारे होते. कमी अक्षांशांवर, उच्च अक्षांशांपेक्षा तापमानात घट अधिक हळूहळू होते: मेसोस्फियरसाठी सरासरी उभ्या तापमानाचा ग्रेडियंट अनुक्रमे 0.23° - 0.31° प्रति 100 आहे. मीकिंवा 2.3°-3.1° प्रति 1 किमीउन्हाळ्यात ते हिवाळ्याच्या तुलनेत खूप मोठे असते. उच्च अक्षांशांमधील ताज्या संशोधनानुसार, उन्हाळ्यात मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेवरील तापमान हिवाळ्याच्या तुलनेत अनेक दहा अंशांनी कमी असते. वरच्या मेसोस्फियरमध्ये सुमारे 80 उंचीवर किमीमेसोपॉज लेयरमध्ये, उंचीसह तापमानात घट थांबते आणि त्याची वाढ सुरू होते. येथे, संधिप्रकाशाच्या वेळी किंवा स्वच्छ हवामानात सूर्योदयापूर्वी उलट्या थराखाली, क्षितिजाच्या खाली सूर्याद्वारे प्रकाशित चमकदार पातळ ढग दिसतात. आकाशाच्या गडद पार्श्वभूमीवर, ते चांदीच्या-निळ्या प्रकाशाने चमकतात. त्यामुळे या ढगांना चंदेरी म्हणतात.

निशाचर ढगांचे स्वरूप अद्याप चांगले समजलेले नाही. बर्याच काळापासून असे मानले जात होते की ते ज्वालामुखीच्या धूळांपासून बनलेले होते. तथापि, वास्तविक ज्वालामुखीच्या ढगांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण ऑप्टिकल घटनांच्या अनुपस्थितीमुळे या गृहीतकाला नकार दिला गेला. मग असे सुचवले गेले की निशाचर ढग वैश्विक धूळ बनलेले आहेत. अलिकडच्या वर्षांत, एक गृहितक प्रस्तावित केले गेले आहे की हे ढग सामान्य सिरस ढगांप्रमाणे बर्फाच्या स्फटिकांनी बनलेले आहेत. noctilucent ढग स्थान पातळी मुळे विलंब थर द्वारे केले जाते तापमान उलथापालथसुमारे 80 उंचीवर मेसोस्फियरपासून थर्मोस्फियरमध्ये संक्रमण दरम्यान किमीसबइन्व्हर्शन लेयरमधील तापमान -80°C आणि त्याहून कमी असल्याने, पाण्याच्या वाफेच्या संक्षेपणासाठी येथे सर्वात अनुकूल परिस्थिती निर्माण केली जाते, जी उभ्या हालचालीमुळे किंवा अशांत प्रसरणामुळे स्ट्रॅटोस्फियरमधून येथे प्रवेश करते. निशाचर ढग सहसा उन्हाळ्यात, कधीकधी खूप मोठ्या संख्येने आणि कित्येक महिन्यांपर्यंत पाळले जातात.

निशाचर ढगांच्या निरीक्षणांवरून असे सिद्ध झाले आहे की उन्हाळ्यात त्यांच्या पातळीवर वारे खूप बदलू शकतात. वाऱ्याचा वेग मोठ्या प्रमाणात बदलतो: 50-100 ते कित्येक शंभर किलोमीटर प्रति तास.

उंचीवर तापमान. उत्तर गोलार्धात हिवाळ्यात आणि उन्हाळ्यात, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या आणि 90-100 किमी उंचीच्या दरम्यान, उंचीसह तापमान वितरणाच्या स्वरूपाचे दृश्य प्रतिनिधित्व आकृती 5 मध्ये दिले आहे. गोलाकारांना वेगळे करणारे पृष्ठभाग येथे ठळकपणे चित्रित केले आहेत. डॅश ओळी. अगदी तळाशी, ट्रॉपोस्फियर चांगले उभे आहे, उंचीसह तापमानात वैशिष्ट्यपूर्ण घट. ट्रॉपोपॉजच्या वर, स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये, त्याउलट, तापमान सामान्यतः आणि 50-55 च्या उंचीसह वाढते. किमी+ 10°, -10° पर्यंत पोहोचते. चला एका महत्त्वाच्या तपशीलाकडे लक्ष द्या. हिवाळ्यात, उच्च अक्षांशांच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये, ट्रोपोपॉजच्या वरचे तापमान -60 ते -75 ° आणि फक्त 30 पेक्षा जास्त होते किमीपुन्हा -15° पर्यंत वाढते. उन्हाळ्यात, ट्रोपोपॉजपासून सुरू होऊन, तापमान उंचीसह आणि 50 पर्यंत वाढते किमी+ 10° पर्यंत पोहोचते. स्ट्रॅटोपॉजच्या वर, तापमान पुन्हा उंचीसह कमी होऊ लागते आणि 80 च्या पातळीवर किमीते -70°, -90° पेक्षा जास्त नाही.

आकृती 5 वरून ते 10-40 लेयरमध्ये येते किमीउच्च अक्षांशांमध्ये हिवाळ्यात आणि उन्हाळ्यात हवेचे तापमान अगदी वेगळे असते. हिवाळ्यात, ध्रुवीय रात्री येथे तापमान -60°, -75° पर्यंत पोहोचते आणि उन्हाळ्यात किमान -45° ट्रोपोपॉज जवळ असते. ट्रोपोपॉजच्या वर, तापमान वाढते आणि 30-35 च्या उंचीवर किमीफक्त -30°, -20° आहे, जे ध्रुवीय दिवसादरम्यान ओझोन थरातील हवा गरम झाल्यामुळे होते. आकृतीवरून हे देखील लक्षात येते की एका हंगामात आणि त्याच पातळीवर तापमान सारखे नसते. भिन्न अक्षांशांमधील त्यांचा फरक 20-30° पेक्षा जास्त आहे. या प्रकरणात, कमी-तापमानाच्या थरात (18-30) विषमता विशेषतः लक्षणीय आहे किमी)आणि कमाल तापमानाच्या थरात (50-60 किमी)स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये, तसेच वरच्या मेसोस्फियरमधील कमी तापमानाच्या थरात (75-85किमी).

आकृती 5 मध्ये दर्शविलेले सरासरी तापमान हे उत्तर गोलार्धातील निरीक्षणांवर आधारित आहे, परंतु उपलब्ध माहितीनुसार, ते दक्षिण गोलार्धाला देखील कारणीभूत ठरू शकते. काही फरक प्रामुख्याने उच्च अक्षांशांवर अस्तित्वात आहेत. हिवाळ्यात अंटार्क्टिकामध्ये, ट्रोपोस्फियर आणि खालच्या स्ट्रॅटोस्फियरमधील हवेचे तापमान मध्य आर्क्टिकपेक्षा लक्षणीयपणे कमी असते.

उंचावर वारे. तापमानाचे हंगामी वितरण स्ट्रॅटोस्फियर आणि मेसोस्फियरमधील हवेच्या प्रवाहांची एक जटिल प्रणाली निर्धारित करते.

आकृती 6 पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या आणि 90 च्या उंचीच्या दरम्यानच्या वातावरणातील पवन क्षेत्राचा उभ्या भाग दर्शविते किमीउत्तर गोलार्धात हिवाळा आणि उन्हाळा. आयसोलीन प्रचलित वाऱ्याचा सरासरी वेग दर्शवतात (मध्ये मी/से).स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये हिवाळ्यात आणि उन्हाळ्यात वाऱ्याची व्यवस्था एकदम वेगळी असते हे आकृतीवरून दिसून येते. हिवाळ्यात, ट्रोपोस्फियर आणि स्ट्रॅटोस्फियर या दोन्ही ठिकाणी, पश्चिमेकडील वारे जास्तीत जास्त वेगाने सुमारे समान असतात.

100 मी/से 60-65 च्या उंचीवर किमीउन्हाळ्यात, पश्चिमेचे वारे फक्त 18-20 उंचीपर्यंतच असतात किमीउच्च ते पूर्वेकडील बनतात, कमाल गती 70 पर्यंत असते मी/से 55-60 च्या उंचीवरकिमी

उन्हाळ्यात, मेसोस्फियरच्या वर, वारे पश्चिमेकडे जातात आणि हिवाळ्यात, ते पूर्वेकडे होतात.

थर्मोस्फियर. मेसोस्फियरच्या वर थर्मोस्फियर आहे, जे तापमानात वाढ द्वारे दर्शविले जाते सहउंची प्राप्त माहितीनुसार, प्रामुख्याने रॉकेटच्या मदतीने असे आढळून आले की थर्मोस्फियरमध्ये ते आधीच 150 च्या पातळीवर आहे. किमीहवेचे तापमान 220-240 ° आणि 200 च्या पातळीवर पोहोचते किमी 500° पेक्षा जास्त. वर, तापमान वाढतच आहे आणि 500-600 च्या पातळीवर किमी 1500° पेक्षा जास्त. कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहांच्या प्रक्षेपणाच्या वेळी मिळालेल्या डेटाच्या आधारे, असे आढळून आले आहे की वरच्या थर्मोस्फियरमध्ये तापमान सुमारे 2000° पर्यंत पोहोचते आणि दिवसभरात लक्षणीय चढ-उतार होते. वातावरणाच्या उंच थरांमध्ये एवढ्या उच्च तापमानाचे स्पष्टीकरण कसे द्यायचे असा प्रश्न पडतो. लक्षात ठेवा की वायूचे तापमान हे रेणूंच्या सरासरी वेगाचे मोजमाप आहे. वातावरणाच्या खालच्या, घनदाट भागात, वायू बनवणारे वायूचे रेणू हालचाल करताना एकमेकांना आदळतात आणि त्वरित गतीज ऊर्जा एकमेकांना हस्तांतरित करतात. त्यामुळे, दाट माध्यमातील गतिज ऊर्जा सरासरी सारखीच असते. उच्च स्तरांमध्ये, जेथे हवेची घनता खूप कमी असते, मोठ्या अंतरावर असलेल्या रेणूंमधील टक्कर कमी वारंवार होतात. जेव्हा ऊर्जा शोषली जाते, तेव्हा टक्करांमधील मध्यांतरातील रेणूंचा वेग मोठ्या प्रमाणात बदलतो; याव्यतिरिक्त, हलक्या वायूंचे रेणू जड वायूंच्या रेणूंपेक्षा जास्त वेगाने फिरतात. परिणामी, वायूंचे तापमान भिन्न असू शकते.

दुर्मिळ वायूंमध्ये, अगदी लहान आकाराचे (हलके वायू) तुलनेने कमी रेणू असतात. जर ते उच्च वेगाने फिरत असतील तर हवेच्या दिलेल्या खंडातील तापमान जास्त असेल. थर्मोस्फियरमध्ये, प्रत्येक घन सेंटीमीटर हवेमध्ये विविध वायूंचे दहापट आणि लाखो रेणू असतात, तर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर त्यापैकी सुमारे शंभर दशलक्ष अब्ज आहेत. म्हणून, वातावरणाच्या उच्च स्तरांमध्ये अति उच्च तापमान, या अत्यंत पातळ माध्यमात रेणूंच्या हालचालीचा वेग दर्शविते, येथे स्थित शरीराला थोडेसे गरम देखील होऊ शकत नाही. ज्याप्रमाणे एखाद्या व्यक्तीला विजेचे दिवे चमकवताना उष्णता जाणवत नाही, जरी दुर्मिळ माध्यमातील फिलामेंट्स काही हजार अंशांपर्यंत त्वरित गरम होतात.

खालच्या थर्मोस्फियर आणि मेसोस्फियरमध्ये, उल्कावर्षावांचा मुख्य भाग पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचण्यापूर्वी जळून जातो.

60-80 वरील वातावरणीय स्तरांबद्दल उपलब्ध माहिती किमीरचना, व्यवस्था आणि त्यांच्यामध्ये विकसित होणाऱ्या प्रक्रियांबद्दल अंतिम निष्कर्ष काढण्यासाठी ते अद्याप अपुरे आहेत. तथापि, हे ज्ञात आहे की अप्पर मेसोस्फियर आणि लोअर थर्मोस्फियरमध्ये, आण्विक ऑक्सिजन (O 2) चे अणू ऑक्सिजन (O) मध्ये रूपांतर झाल्यामुळे तापमान व्यवस्था तयार केली जाते, जी अल्ट्राव्हायोलेट सौर किरणोत्सर्गाच्या कृती अंतर्गत होते. थर्मोस्फियरमध्ये, तापमान प्रणालीवर कॉर्पस्क्युलर, एक्स-रे आणि रेडिएशनचा मोठ्या प्रमाणावर प्रभाव पडतो. सूर्यापासून अतिनील किरणे. येथे, दिवसा देखील तापमान आणि वाऱ्यामध्ये तीव्र बदल होतात.

वायुमंडलीय आयनीकरण. 60-80 वरील वातावरणातील सर्वात मनोरंजक वैशिष्ट्य किमीती आहे आयनीकरण,म्हणजेच, मोठ्या संख्येने विद्युतभारित कण - आयन तयार होण्याची प्रक्रिया. वायूंचे आयनीकरण हे खालच्या थर्मोस्फियरचे वैशिष्ट्य असल्याने त्याला आयनोस्फीअर असेही म्हणतात.

आयनोस्फियरमधील वायू बहुतेक अणु अवस्थेत असतात. सूर्याच्या अल्ट्राव्हायोलेट आणि कॉर्पस्क्युलर किरणोत्सर्गाच्या कृती अंतर्गत, ज्यामध्ये उच्च ऊर्जा असते, तटस्थ अणू आणि हवेच्या रेणूंमधून इलेक्ट्रॉन विभाजित करण्याची प्रक्रिया होते. असे अणू आणि रेणू ज्यांनी एक किंवा अधिक इलेक्ट्रॉन गमावले आहेत ते सकारात्मक चार्ज होतात आणि एक मुक्त इलेक्ट्रॉन तटस्थ अणू किंवा रेणूला पुन्हा जोडू शकतो आणि त्यांना त्याचे नकारात्मक चार्ज देऊ शकतो. या सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केलेल्या अणू आणि रेणू म्हणतात आयन,आणि वायू आयनीकृत,म्हणजे, इलेक्ट्रिक चार्ज प्राप्त करणे. आयनच्या उच्च एकाग्रतेवर, वायू विद्युत प्रवाहक बनतात.

आयनीकरण प्रक्रिया 60-80 आणि 220-400 च्या उंचीने मर्यादित असलेल्या जाड थरांमध्ये सर्वात तीव्रतेने होते. किमीया थरांमध्ये, आयनीकरणासाठी इष्टतम परिस्थिती आहेत. येथे, हवेची घनता वरच्या वातावरणाच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे आणि सूर्यापासून अतिनील आणि कॉर्पस्क्युलर रेडिएशनचा प्रवाह आयनीकरण प्रक्रियेसाठी पुरेसा आहे.

आयनोस्फियरचा शोध ही विज्ञानाची सर्वात महत्वाची आणि चमकदार कामगिरी आहे. शेवटी, आयनोस्फीअरचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे रेडिओ लहरींच्या प्रसारावर त्याचा प्रभाव. आयनीकृत स्तरांमध्ये, रेडिओ लहरी परावर्तित होतात, आणि त्यामुळे लांब पल्ल्याच्या रेडिओ संप्रेषण शक्य होते. चार्ज केलेले अणू-आयन लहान रेडिओ लहरींना परावर्तित करतात आणि ते पुन्हा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर परत येतात, परंतु रेडिओ प्रसारणाच्या ठिकाणापासून खूप अंतरावर आहेत. साहजिकच, लहान रेडिओ लहरी हा मार्ग अनेक वेळा बनवतात आणि त्यामुळे लांब पल्ल्याच्या रेडिओ संप्रेषणाची खात्री होते. आयनोस्फीअरसाठी नसल्यास, लांब अंतरावर रेडिओ स्टेशन सिग्नलच्या प्रसारणासाठी महागड्या रेडिओ रिले लाइन तयार करणे आवश्यक आहे.

तथापि, हे ज्ञात आहे की कधीकधी शॉर्टवेव्ह रेडिओ संप्रेषण विस्कळीत होते. हे सूर्यावरील क्रोमोस्फेरिक फ्लेअर्सच्या परिणामी उद्भवते, ज्यामुळे सूर्याच्या अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गात झपाट्याने वाढ होते, ज्यामुळे आयनोस्फियर आणि पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये तीव्र अडथळा निर्माण होतो - चुंबकीय वादळे. चुंबकीय वादळांमध्ये, रेडिओ संप्रेषण विस्कळीत होते, कारण चार्ज केलेल्या कणांची हालचाल चुंबकीय क्षेत्रावर अवलंबून असते. चुंबकीय वादळांमध्ये, आयनोस्फीअर रेडिओ लहरींना अधिक वाईट परावर्तित करते किंवा त्यांना अवकाशात पाठवते. मुख्यतः सौर क्रियाकलापातील बदलासह, अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गात वाढ, आयनोस्फियरची इलेक्ट्रॉन घनता आणि दिवसा रेडिओ लहरींचे शोषण वाढते, ज्यामुळे शॉर्ट-वेव्ह रेडिओ संप्रेषणात व्यत्यय येतो.

नवीन संशोधनानुसार, शक्तिशाली आयनीकृत लेयरमध्ये असे क्षेत्र आहेत जेथे मुक्त इलेक्ट्रॉनची एकाग्रता शेजारच्या स्तरांपेक्षा किंचित जास्त एकाग्रतेपर्यंत पोहोचते. असे चार झोन ज्ञात आहेत, जे सुमारे 60-80, 100-120, 180-200 आणि 300-400 उंचीवर आहेत. किमीआणि अक्षरांनी चिन्हांकित आहेत डी, इ, एफ 1 आणि एफ 2 . सूर्यापासून वाढत्या किरणोत्सर्गामुळे, पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली चार्ज केलेले कण (कॉर्पसल्स) उच्च अक्षांशांकडे विचलित होतात. वातावरणात प्रवेश केल्यावर, कॉर्पसल्स वायूंचे आयनीकरण इतके तीव्र करतात की त्यांची चमक सुरू होते. असे आहे auroras- सुंदर बहु-रंगीत आर्क्सच्या रूपात जे रात्रीच्या आकाशात, प्रामुख्याने पृथ्वीच्या उच्च अक्षांशांमध्ये प्रकाशतात. Auroras मजबूत चुंबकीय वादळ दाखल्याची पूर्तता आहेत. अशा परिस्थितीत, ऑरोरा मध्यम अक्षांशांमध्ये दृश्यमान होतात आणि क्वचित प्रसंगी अगदी उष्णकटिबंधीय झोनमध्ये देखील दिसतात. अशाप्रकारे, उदाहरणार्थ, 21-22 जानेवारी 1957 रोजी पाहिलेला तीव्र अरोरा आपल्या देशाच्या जवळजवळ सर्व दक्षिणेकडील प्रदेशांमध्ये दृश्यमान होता.

अनेक दहा किलोमीटर अंतरावर असलेल्या दोन बिंदूंवरून अरोरांचे छायाचित्रण करून, अरोराची उंची अत्यंत अचूकतेने निश्चित केली जाते. ऑरोरा साधारणतः 100 उंचीवर असतात किमी,बर्‍याचदा ते शंभर किलोमीटरच्या उंचीवर आणि कधीकधी सुमारे 1000 च्या पातळीवर आढळतात. किमीजरी ऑरोरासचे स्वरूप स्पष्ट केले गेले असले तरी, या घटनेशी संबंधित अनेक निराकरण न झालेले मुद्दे आहेत. अरोरांच्या स्वरूपाच्या विविधतेची कारणे अद्याप अज्ञात आहेत.

तिसऱ्या सोव्हिएत उपग्रहानुसार, 200 आणि 1000 च्या दरम्यान किमीदिवसा, विभाजित आण्विक ऑक्सिजनचे सकारात्मक आयन, म्हणजे, अणू ऑक्सिजन (O), प्रबळ असतात. सोव्हिएत शास्त्रज्ञ कॉसमॉस मालिकेच्या कृत्रिम उपग्रहांच्या मदतीने आयनोस्फीअरचा अभ्यास करत आहेत. अमेरिकन शास्त्रज्ञ देखील उपग्रहांच्या मदतीने आयनोस्फियरचा अभ्यास करत आहेत.

थर्मोस्फियरला एक्सोस्फियरपासून वेगळे करणारी पृष्ठभाग सौर क्रियाकलाप आणि इतर घटकांमधील बदलांवर अवलंबून असते. अनुलंब, हे चढउतार 100-200 पर्यंत पोहोचतात किमीआणि अधिक.

एक्सोस्फियर (विखुरणारा गोल) - वातावरणाचा सर्वात वरचा भाग, 800 च्या वर स्थित आहे किमीतिचा अभ्यास कमी आहे. निरीक्षणे आणि सैद्धांतिक गणनेच्या आकडेवारीनुसार, बहिर्मंडलातील तापमान उंचीसह संभाव्यतः 2000° पर्यंत वाढते. खालच्या आयनोस्फियरच्या उलट, एक्सोस्फियरमध्ये वायू इतके दुर्मिळ आहेत की त्यांचे कण, प्रचंड वेगाने फिरणारे, जवळजवळ कधीही एकमेकांना भेटत नाहीत.

तुलनेने अलीकडे पर्यंत, असे मानले जात होते की वातावरणाची सशर्त सीमा सुमारे 1000 उंचीवर स्थित आहे. किमीतथापि, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहांच्या क्षीणतेवर आधारित, हे स्थापित केले गेले आहे की 700-800 उंचीवर किमी 1 मध्ये सेमी 3अणु ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनचे 160 हजार सकारात्मक आयन असतात. हे गृहीत धरण्यास कारण देते की वातावरणाचे चार्ज केलेले स्तर खूप जास्त अंतरापर्यंत अंतराळात पसरतात.

उच्च तापमानात, वातावरणाच्या सशर्त सीमेवर, वायू कणांचा वेग अंदाजे 12 पर्यंत पोहोचतो. किमी/सेया वेगात, वायू हळूहळू पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रदेश सोडून आंतरग्रहीय अवकाशात जातात. हे बर्‍याच दिवसांपासून सुरू आहे. उदाहरणार्थ, हायड्रोजन आणि हेलियमचे कण अनेक वर्षांमध्ये आंतरग्रहीय अवकाशात काढले जातात.

वातावरणाच्या उच्च स्तरांच्या अभ्यासात, कॉसमॉस आणि इलेक्ट्रॉन मालिकेतील उपग्रह आणि भूभौतिकीय रॉकेट आणि मार्स-1, लूना-4, इत्यादि स्पेस स्टेशन्समधून समृद्ध डेटा प्राप्त झाला. अंतराळवीरांचे प्रत्यक्ष निरीक्षण देखील मौल्यवान होते. तर, व्ही. निकोलायवा-तेरेशकोव्हा यांनी अंतराळात घेतलेल्या छायाचित्रांनुसार, 19 उंचीवर असल्याचे आढळून आले. किमीपृथ्वीवरून धुळीचा थर आहे. व्होसखोड अंतराळयानाच्या क्रूने मिळवलेल्या डेटाद्वारे देखील याची पुष्टी केली गेली. वरवर पाहता, धूळ थर आणि तथाकथित यांच्यात जवळचा संबंध आहे मोत्याचे ढग,कधीकधी सुमारे 20-30 च्या उंचीवर पाहिले जातेकिमी

वातावरणापासून बाह्य अवकाशापर्यंत. पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेर, इंटरप्लॅनेटरीमध्ये असे पूर्वीचे गृहितक

जागा, वायू अत्यंत दुर्मिळ आहेत आणि कणांची एकाग्रता 1 मध्ये अनेक युनिट्सपेक्षा जास्त नाही सेमी 3,न्याय्य नव्हते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की पृथ्वीजवळची जागा चार्ज केलेल्या कणांनी भरलेली आहे. या आधारावर, पृथ्वीभोवती झोनच्या अस्तित्वाविषयी एक गृहीतक मांडण्यात आले होते ज्यामध्ये चार्ज केलेल्या कणांची संख्या लक्षणीय वाढली आहे, म्हणजे. रेडिएशन बेल्ट- अंतर्गत आणि बाह्य. नवीन डेटा स्पष्ट करण्यात मदत केली. असे दिसून आले की आतील आणि बाहेरील रेडिएशन बेल्टमध्ये चार्ज केलेले कण देखील आहेत. त्यांची संख्या भूचुंबकीय आणि सौर क्रियाकलापांवर अवलंबून असते. अशा प्रकारे, नवीन गृहीतकानुसार, रेडिएशन बेल्ट्सऐवजी, स्पष्टपणे परिभाषित सीमांशिवाय रेडिएशन झोन आहेत. सौर क्रियाकलापांवर अवलंबून रेडिएशन झोनच्या सीमा बदलतात. त्याच्या तीव्रतेसह, म्हणजे, जेव्हा सूर्यावर डाग आणि वायूचे जेट्स दिसतात, शेकडो हजारो किलोमीटरवर बाहेर पडतात, तेव्हा वैश्विक कणांचा प्रवाह वाढतो, जे पृथ्वीच्या रेडिएशन झोनला पोसतात.

रेडिएशन झोन अंतराळयानातून उडणाऱ्या लोकांसाठी धोकादायक असतात. म्हणून, अंतराळात उड्डाण करण्यापूर्वी, रेडिएशन झोनची स्थिती आणि स्थिती निर्धारित केली जाते आणि अवकाशयानाची कक्षा अशा प्रकारे निवडली जाते की ती वाढलेल्या रेडिएशनच्या क्षेत्राबाहेर जाते. तथापि, वातावरणाच्या उच्च स्तरांचा, तसेच पृथ्वीच्या जवळ असलेल्या बाह्य अवकाशाचा अद्याप पुरेसा अभ्यास झालेला नाही.

वातावरणाच्या उच्च स्तरांचा आणि पृथ्वीच्या जवळच्या अवकाशाच्या अभ्यासात, कॉसमॉस मालिकेतील उपग्रह आणि अंतराळ स्थानकांकडून मिळालेला समृद्ध डेटा वापरला जातो.

वातावरणाच्या उच्च स्तरांचा कमीत कमी अभ्यास केला जातो. तथापि, त्याचा अभ्यास करण्याच्या आधुनिक पद्धती आपल्याला आशा करू देतात की येत्या काही वर्षांत एखाद्या व्यक्तीला तो राहत असलेल्या वातावरणाच्या संरचनेचे बरेच तपशील माहित असतील.

शेवटी, आम्ही वातावरणाचा एक योजनाबद्ध अनुलंब विभाग सादर करतो (चित्र 7). येथे, किलोमीटरमधील उंची आणि मिलिमीटरमध्ये हवेचा दाब अनुलंब प्लॉट केला जातो आणि तापमान क्षैतिजरित्या प्लॉट केले जाते. घन वक्र उंचीसह हवेच्या तापमानातील बदल दर्शविते. संबंधित उंचीवर, वातावरणात पाहिल्या गेलेल्या सर्वात महत्त्वाच्या घटना, तसेच रेडिओसॉन्ड्स आणि वातावरणाचा आवाज करण्याच्या इतर माध्यमांनी गाठलेल्या कमाल उंचीची नोंद केली गेली.

प्रत्येक साक्षर व्यक्तीला हे माहित असले पाहिजे की ग्रह विविध वायूंच्या मिश्रणाच्या वातावरणाने वेढलेला आहे, परंतु पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून असमान अंतरावर असलेल्या वातावरणाचे विविध स्तर आहेत.

आकाशाचे निरीक्षण करताना, आपल्याला त्याची जटिल रचना, किंवा त्याची विषम रचना किंवा डोळ्यांपासून लपलेल्या इतर गोष्टी दिसत नाहीत. परंतु हवेच्या थराच्या जटिल आणि बहु-घटक रचनेचे तंतोतंत आभार आहे की ग्रहाभोवती अशी परिस्थिती आहे ज्यामुळे येथे जीवन निर्माण होऊ दिले, वनस्पती फुलू शकली, जे काही येथे आहे ते सर्व काही दिसू लागले.

संभाषणाच्या विषयाबद्दल ज्ञान शाळेत 6 व्या वर्गात असलेल्या लोकांना आधीच दिले जाते, परंतु काहींनी अद्याप त्यांचा अभ्यास पूर्ण केलेला नाही आणि काही इतके लांब आहेत की ते आधीच सर्वकाही विसरले आहेत. तरीसुद्धा, प्रत्येक सुशिक्षित व्यक्तीला हे माहित असले पाहिजे की त्याच्या सभोवतालचे जग काय आहे, विशेषत: त्याचा तो भाग ज्यावर त्याच्या सामान्य जीवनाची शक्यता थेट अवलंबून असते.

वातावरणाच्या प्रत्येक थराचे नाव काय आहे, ते कोणत्या उंचीवर स्थित आहे, ते कोणती भूमिका बजावते? या सर्व प्रश्नांवर खाली चर्चा केली जाईल.

पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना

आकाशाकडे पाहताना, विशेषत: जेव्हा ते पूर्णपणे ढगविरहित असते, तेव्हा त्याची कल्पना करणेही फार कठीण आहे की त्याची रचना इतकी गुंतागुंतीची आणि बहुस्तरीय आहे की वेगवेगळ्या उंचीवर तेथील तापमान खूप वेगळे असते आणि ते तिथे, उंचीवर असते. सर्व वनस्पती आणि प्राण्यांसाठी सर्वात महत्वाच्या प्रक्रिया जमिनीवर होतात.

जर ग्रहाच्या वायूच्या आवरणाची अशी जटिल रचना नसती तर येथे जीवन नसते आणि त्याच्या उत्पत्तीची शक्यता देखील नसते.

आजूबाजूच्या जगाच्या या भागाचा अभ्यास करण्याचा पहिला प्रयत्न प्राचीन ग्रीक लोकांनी केला होता, परंतु त्यांच्याकडे आवश्यक तांत्रिक आधार नसल्यामुळे ते त्यांच्या निष्कर्षात फार पुढे जाऊ शकले नाहीत. त्यांना वेगवेगळ्या स्तरांच्या सीमा दिसल्या नाहीत, त्यांचे तापमान मोजता आले नाही, घटकांच्या रचनेचा अभ्यास करता आला नाही, इ.

हे बहुतेक हवामानाच्या घटना होत्या ज्यामुळे सर्वात प्रगतीशील मनांना असे वाटले की दृश्यमान आकाश दिसते तितके सोपे नाही.

असे मानले जाते की पृथ्वीभोवती आधुनिक वायूच्या आवरणाची रचना तीन टप्प्यांत तयार झाली होती.प्रथम बाह्य अवकाशातून हायड्रोजन आणि हेलियमचे प्राथमिक वातावरण होते.

मग ज्वालामुखीच्या उद्रेकाने हवा इतर कणांच्या वस्तुमानाने भरली आणि दुय्यम वातावरण निर्माण झाले. सर्व मुख्य रासायनिक अभिक्रिया आणि कण शिथिलता प्रक्रियेतून गेल्यानंतर, सद्य परिस्थिती उद्भवली.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून क्रमाने वातावरणाचे स्तर आणि त्यांची वैशिष्ट्ये

ग्रहाच्या वायूच्या आवरणाची रचना खूपच गुंतागुंतीची आणि वैविध्यपूर्ण आहे. चला अधिक तपशीलवार विचार करूया, हळूहळू उच्च पातळी गाठू.

ट्रोपोस्फियर

सीमा स्तराव्यतिरिक्त, ट्रॉपोस्फियर हा वातावरणाचा सर्वात खालचा थर आहे. हे ध्रुवीय प्रदेशात पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून अंदाजे 8-10 किमी उंचीपर्यंत, समशीतोष्ण हवामानात 10-12 किमी आणि उष्णकटिबंधीय भागांमध्ये 16-18 किमीपर्यंत पसरते.

मनोरंजक तथ्य:हे अंतर वर्षाच्या वेळेनुसार बदलू शकते - हिवाळ्यात ते उन्हाळ्याच्या तुलनेत काहीसे कमी असते.

ट्रॉपोस्फियरच्या हवेमध्ये पृथ्वीवरील सर्व जीवनासाठी मुख्य जीवन देणारी शक्ती असते.त्यात सर्व उपलब्ध वातावरणातील हवेपैकी सुमारे 80%, पाण्याची वाफ 90% पेक्षा जास्त आहे, येथेच ढग, चक्रीवादळे आणि इतर वातावरणीय घटना तयार होतात.

आपण ग्रहाच्या पृष्ठभागावरून वर येत असताना तापमानात हळूहळू घट होत असल्याचे लक्षात घेणे मनोरंजक आहे. शास्त्रज्ञांनी गणना केली आहे की प्रत्येक 100 मीटर उंचीवर तापमान सुमारे 0.6-0.7 अंशांनी कमी होते.

स्ट्रॅटोस्फियर

पुढील सर्वात महत्त्वाचा थर म्हणजे स्ट्रॅटोस्फियर. स्ट्रॅटोस्फियरची उंची अंदाजे 45-50 किलोमीटर आहे.हे 11 किमीपासून सुरू होते आणि नकारात्मक तापमान आधीच येथे प्रचलित आहे, -57 ° С पर्यंत पोहोचते.

हा थर मानव, सर्व प्राणी आणि वनस्पतींसाठी का महत्त्वाचा आहे? येथे, 20-25 किलोमीटरच्या उंचीवर, ओझोनचा थर स्थित आहे - तो सूर्यापासून निघणाऱ्या अतिनील किरणांना अडकवतो आणि वनस्पती आणि जीवजंतूंवर त्यांचा विध्वंसक परिणाम स्वीकार्य मूल्यापर्यंत कमी करतो.

हे लक्षात घेणे खूप मनोरंजक आहे की स्ट्रॅटोस्फियर सूर्य, इतर तारे आणि बाह्य अवकाशातून पृथ्वीवर येणारे अनेक प्रकारचे रेडिएशन शोषून घेते. या कणांमधून मिळणारी ऊर्जा येथे स्थित रेणू आणि अणूंच्या आयनीकरणाकडे जाते, विविध रासायनिक संयुगे दिसतात.

हे सर्व उत्तर दिवे म्हणून प्रसिद्ध आणि रंगीबेरंगी इंद्रियगोचर ठरते.

मेसोस्फियर

मेसोस्फियर सुमारे 50 वाजता सुरू होते आणि 90 किलोमीटरपर्यंत विस्तारते.उंचीतील बदलासह ग्रेडियंट किंवा तापमानात घट, खालच्या स्तरांइतकी मोठी नाही. या शेलच्या वरच्या सीमेवर, तापमान सुमारे -80 डिग्री सेल्सियस असते. या प्रदेशाच्या रचनामध्ये अंदाजे 80% नायट्रोजन, तसेच 20% ऑक्सिजन समाविष्ट आहे.

हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की मेसोस्फियर हे कोणत्याही उडणाऱ्या उपकरणांसाठी एक प्रकारचे डेड झोन आहे. येथे विमाने उडू शकत नाहीत, कारण हवा अत्यंत दुर्मिळ आहे, तर उपग्रह इतक्या कमी उंचीवर उडू शकत नाहीत, कारण त्यांच्यासाठी उपलब्ध हवेची घनता खूप जास्त आहे.

मेसोस्फियरचे आणखी एक मनोरंजक वैशिष्ट्य आहे येथेच ग्रहावर आदळणाऱ्या उल्का जळून जातात.पृथ्वीपासून दूर असलेल्या अशा थरांचा अभ्यास विशेष रॉकेटच्या साहाय्याने केला जातो, परंतु प्रक्रियेची कार्यक्षमता कमी असते, त्यामुळे त्या प्रदेशाचे ज्ञान हवे तसे बरेच काही सोडते.

थर्मोस्फियर

विचारात घेतलेला थर लगेच येतो थर्मोस्फियर, ज्याची किमी मध्ये उंची 800 किमी पर्यंत पसरते.एक प्रकारे ही जवळपास मोकळी जागा आहे. कॉस्मिक रेडिएशन, रेडिएशन, सोलर रेडिएशनचा आक्रमक प्रभाव आहे.

हे सर्व अरोरा बोरेलिस सारख्या आश्चर्यकारक आणि सुंदर घटनेला जन्म देते.

थर्मोस्फियरचा सर्वात खालचा थर सुमारे 200 K किंवा त्याहून अधिक तापमानापर्यंत गरम होतो. हे अणू आणि रेणू यांच्यातील प्राथमिक प्रक्रिया, त्यांचे पुनर्संयोजन आणि रेडिएशनमुळे होते.

येथे वाहणारे चुंबकीय वादळ, एकाच वेळी निर्माण होणारे विद्युत प्रवाह यांमुळे वरचा थर तापलेला असतो. बेडचे तापमान एकसमान नसते आणि त्यात लक्षणीय चढ-उतार होऊ शकतात.

बहुतेक कृत्रिम उपग्रह, बॅलिस्टिक बॉडी, मानवयुक्त स्टेशन इ. थर्मोस्फियरमध्ये उडतात. यात विविध शस्त्रे आणि क्षेपणास्त्रांच्या प्रक्षेपणाची चाचणीही घेतली जाते.

एक्सोस्फियर

एक्सोस्फियर, किंवा त्याला स्कॅटरिंग स्फियर देखील म्हणतात, आपल्या वातावरणाची सर्वोच्च पातळी आहे, त्याची मर्यादा, त्यानंतर आंतरग्रहीय बाह्य अवकाश आहे. एक्सोस्फियर सुमारे 800-1000 किलोमीटर उंचीपासून सुरू होते.

दाट थर मागे सोडले जातात आणि येथे हवा अत्यंत दुर्मिळ आहे, बाजूला पडणारे कोणतेही कण गुरुत्वाकर्षणाच्या अत्यंत कमकुवत क्रियेमुळे अंतराळात वाहून जातात.

हे कवच अंदाजे 3000-3500 किमी उंचीवर संपते, आणि येथे जवळजवळ कोणतेही कण नाहीत. या झोनला जवळची जागा व्हॅक्यूम म्हणतात. येथे प्रचलित त्यांच्या नेहमीच्या अवस्थेतील वैयक्तिक कण नसतात, परंतु प्लाझ्मा, बहुतेकदा पूर्णपणे आयनीकृत असतात.

पृथ्वीच्या जीवनात वातावरणाचे महत्त्व

आपल्या ग्रहाच्या वातावरणाच्या संरचनेचे सर्व मुख्य स्तर कसे दिसतात. त्याच्या तपशीलवार योजनेत इतर प्रदेशांचा समावेश असू शकतो, परंतु ते आधीपासूनच दुय्यम महत्त्वाचे आहेत.

हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे पृथ्वीवरील जीवनासाठी वातावरण महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.त्याच्या स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये भरपूर ओझोन वनस्पती आणि जीवजंतूंना किरणोत्सर्ग आणि अवकाशातील किरणोत्सर्गाच्या घातक प्रभावांपासून वाचू देते.

तसेच, येथेच हवामान तयार होते, सर्व वातावरणीय घटना घडतात, चक्रीवादळे, वारे उद्भवतात आणि मरतात, हा किंवा तो दबाव स्थापित केला जातो. या सर्वांचा थेट परिणाम मनुष्याच्या स्थितीवर, सर्व सजीवांवर आणि वनस्पतींवर होतो.

सर्वात जवळचा थर, ट्रोपोस्फियर, आपल्याला श्वास घेण्याची संधी देते, सर्व जीवन ऑक्सिजनसह संतृप्त करते आणि जगण्याची परवानगी देते. वातावरणाच्या संरचनेत आणि रचनेतील लहान विचलन देखील सर्व सजीवांवर सर्वात हानिकारक प्रभाव पाडू शकतात.

त्यामुळेच आता कार आणि उत्पादनातून होणाऱ्या हानिकारक उत्सर्जनाच्या विरोधात अशी मोहीम सुरू करण्यात आली आहे, पर्यावरणवादी ओझोन थराच्या जाडीबद्दल धोक्याची घंटा वाजवत आहेत, ग्रीन पार्टी आणि यासारख्या इतर पक्ष निसर्गाच्या जास्तीत जास्त संवर्धनासाठी उभे आहेत. पृथ्वीवरील सामान्य जीवन लांबवण्याचा आणि हवामानाच्या दृष्टीने ते असह्य न करण्याचा हा एकमेव मार्ग आहे.

> पृथ्वीचे वातावरण

वर्णन पृथ्वीचे वातावरणसर्व वयोगटातील मुलांसाठी: हवेमध्ये काय असते, वायूंची उपस्थिती, फोटो स्तर, हवामान आणि सौर यंत्रणेतील तिसऱ्या ग्रहाचे हवामान.

लहानांसाठीहे आधीच ज्ञात आहे की पृथ्वी हा आपल्या प्रणालीतील एकमेव ग्रह आहे ज्यामध्ये व्यवहार्य वातावरण आहे. गॅस ब्लँकेट केवळ हवेत समृद्ध नाही तर अति उष्णता आणि सौर किरणोत्सर्गापासून देखील आपले संरक्षण करते. महत्वाचे मुलांना समजावून सांगाकी सिस्टम आश्चर्यकारकपणे डिझाइन केलेले आहे, कारण ते स्वीकार्य संतुलन राखून दिवसा पृष्ठभाग उबदार आणि रात्री थंड होऊ देते.

सुरू मुलांसाठी स्पष्टीकरणहे शक्य आहे की पृथ्वीच्या वातावरणाचा ग्लोब 480 किमी पेक्षा जास्त पसरलेला आहे, परंतु त्यातील बहुतेक भाग पृष्ठभागापासून 16 किमी अंतरावर आहे. उंची जितकी जास्त तितका दाब कमी. जर आपण समुद्रसपाटी घेतली, तर तेथे दाब 1 किलो प्रति चौरस सेंटीमीटर आहे. परंतु 3 किमीच्या उंचीवर, ते बदलेल - 0.7 किलो प्रति चौरस सेंटीमीटर. अर्थात, अशा परिस्थितीत श्वास घेणे अधिक कठीण असते ( मुलेतुम्ही कधी पर्वतांमध्ये फिरायला गेलात तर ते जाणवू शकते).

पृथ्वीच्या हवेची रचना - मुलांसाठी स्पष्टीकरण

वायूंचा समावेश होतो:

• नायट्रोजन - 78%.
• ऑक्सिजन - 21%.
• आर्गॉन - 0.93%.
• कार्बन डायऑक्साइड - 0.038%.
• कमी प्रमाणात पाण्याची वाफ आणि इतर वायू अशुद्धी देखील आहेत.

पृथ्वीचे वातावरणीय स्तर - मुलांसाठी स्पष्टीकरण

पालककिंवा शिक्षक शाळेतस्मरण करून दिले पाहिजे की पृथ्वीचे वातावरण 5 स्तरांमध्ये विभागलेले आहे: एक्सोस्फियर, थर्मोस्फियर, मेसोस्फियर, स्ट्रॅटोस्फियर आणि ट्रॉपोस्फियर. प्रत्येक थरासह, वातावरण अधिकाधिक विरघळते, जोपर्यंत वायू शेवटी अंतराळात विखुरत नाहीत.

ट्रोपोस्फियर पृष्ठभागाच्या सर्वात जवळ आहे. 7-20 किमी जाडीसह, ते पृथ्वीच्या वातावरणाचा अर्धा भाग बनवते. पृथ्वीच्या जवळ, हवा अधिक गरम होते. जवळजवळ सर्व पाण्याची वाफ आणि धूळ येथे गोळा केली जाते. या स्तरावर ढग तरंगतात याचे मुलांना आश्चर्य वाटणार नाही.

स्ट्रॅटोस्फियर ट्रॉपोस्फियरपासून सुरू होते आणि पृष्ठभागापासून 50 किमी वर वाढते. येथे भरपूर ओझोन आहे, जे वातावरण तापवते आणि हानिकारक सौर विकिरणांपासून वाचवते. हवा समुद्रसपाटीपेक्षा 1000 पट पातळ आणि असामान्यपणे कोरडी आहे. त्यामुळे इथे विमाने छान वाटतात.

मेसोस्फियर: पृष्ठभागापासून 50 किमी ते 85 किमी. शीर्षस्थानाला मेसोपॉज म्हणतात आणि ते पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्वात थंड ठिकाण आहे (-90°C). हे शोधणे फार कठीण आहे कारण जेट विमाने तेथे पोहोचू शकत नाहीत आणि उपग्रहांची कक्षीय उंची खूप जास्त आहे. शास्त्रज्ञांना फक्त हे माहित आहे की येथेच उल्का जळतात.

थर्मोस्फियर: 90 किमी आणि 500-1000 किमी दरम्यान. तापमान 1500 डिग्री सेल्सियस पर्यंत पोहोचते. तो पृथ्वीच्या वातावरणाचा भाग मानला जातो, पण तो महत्त्वाचा आहे मुलांना समजावून सांगाकी येथे हवेची घनता इतकी कमी आहे की त्यातील बहुतेक भाग आधीच बाह्य अवकाश म्हणून समजला जातो. खरं तर, याच ठिकाणी स्पेस शटल आणि इंटरनॅशनल स्पेस स्टेशन आहेत. याव्यतिरिक्त, येथे अरोरा तयार होतात. चार्ज केलेले वैश्विक कण थर्मोस्फियरच्या अणू आणि रेणूंच्या संपर्कात येतात, त्यांना उच्च ऊर्जा स्तरावर स्थानांतरित करतात. यामुळे, आपल्याला प्रकाशाचे हे फोटॉन ऑरोराच्या रूपात दिसतात.

एक्सोस्फियर हा सर्वात उंच थर आहे. जागेसह वातावरणाच्या विलीनीकरणाची आश्चर्यकारकपणे पातळ रेषा. मोठ्या प्रमाणात विखुरलेल्या हायड्रोजन आणि हेलियम कणांचा समावेश आहे.

पृथ्वीचे हवामान आणि हवामान - मुलांसाठी स्पष्टीकरण

लहानांसाठीगरज आहे स्पष्ट करणेप्रादेशिक हवामानामुळे पृथ्वी अनेक सजीव प्रजातींना आधार देते, जे ध्रुवांवर अत्यंत थंड आणि विषुववृत्तावर उष्णकटिबंधीय उष्णता द्वारे दर्शविले जाते. मुलेहे माहित असले पाहिजे की प्रादेशिक हवामान हे असे हवामान आहे जे एखाद्या विशिष्ट भागात 30 वर्षे अपरिवर्तित राहते. अर्थात, काहीवेळा ते कित्येक तास बदलू शकते, परंतु बहुतेक भाग ते स्थिर राहते.

याव्यतिरिक्त, जागतिक स्थलीय हवामान देखील वेगळे केले जाते - प्रादेशिक हवामानाची सरासरी. संपूर्ण मानवी इतिहासात तो बदलला आहे. आज वेगाने तापमानवाढ होत आहे. शास्त्रज्ञ अलार्म वाजवत आहेत कारण मानवामुळे होणारे हरितगृह वायू वातावरणात उष्णता अडकवतात, ज्यामुळे आपला ग्रह शुक्रात बदलण्याचा धोका असतो.

वातावरण
खगोलीय शरीराभोवती वायूयुक्त लिफाफा. त्याची वैशिष्ट्ये आकार, वस्तुमान, तापमान, परिभ्रमण गती आणि दिलेल्या खगोलीय शरीराची रासायनिक रचना यावर अवलंबून असतात आणि त्याच्या जन्माच्या क्षणापासून त्याच्या निर्मितीच्या इतिहासाद्वारे देखील निर्धारित केले जातात. पृथ्वीचे वातावरण वायु नावाच्या वायूंच्या मिश्रणाने बनलेले आहे. त्याचे मुख्य घटक नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन अंदाजे 4:1 च्या प्रमाणात आहेत. एखाद्या व्यक्तीवर प्रामुख्याने वातावरणाच्या खालच्या 15-25 किमीच्या अवस्थेचा परिणाम होतो, कारण या खालच्या थरामध्ये हवेचा बराचसा भाग केंद्रित असतो. वातावरणाचा अभ्यास करणाऱ्या विज्ञानाला हवामानशास्त्र म्हणतात, जरी या शास्त्राचा विषय हवामान आणि त्याचा मानवावर होणारा परिणाम हा आहे. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून 60 ते 300 आणि अगदी 1000 किमी उंचीवर असलेल्या वातावरणाच्या वरच्या थरांची स्थिती देखील बदलत आहे. येथे जोरदार वारे, वादळे विकसित होतात आणि अरोरासारख्या आश्चर्यकारक विद्युत घटना दिसतात. यातील अनेक घटना सौर किरणोत्सर्ग, वैश्विक विकिरण आणि पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संबंधित आहेत. वातावरणाचे उच्च स्तर देखील एक रासायनिक प्रयोगशाळा आहेत, कारण तेथे, व्हॅक्यूमच्या जवळच्या परिस्थितीत, काही वायुमंडलीय वायू, सौर उर्जेच्या शक्तिशाली प्रवाहाच्या प्रभावाखाली, रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश करतात. या परस्परसंबंधित घटना आणि प्रक्रियांचा अभ्यास करणाऱ्या विज्ञानाला वातावरणाच्या उच्च स्तरांचे भौतिकशास्त्र म्हणतात.
पृथ्वीच्या वातावरणाची सामान्य वैशिष्ट्ये
परिमाण.रॉकेट आणि कृत्रिम उपग्रहांनी पृथ्वीच्या त्रिज्यापेक्षा कितीतरी पटीने जास्त अंतरावरील वातावरणाच्या बाह्य स्तरांचा शोध घेईपर्यंत, असे मानले जात होते की आपण पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून दूर जात असताना, वातावरण हळूहळू अधिक दुर्मिळ होत जाते आणि सहजतेने आंतरग्रहीय अवकाशात जाते. . आता हे स्थापित केले गेले आहे की सूर्याच्या खोल थरांमधून उर्जेचा प्रवाह पृथ्वीच्या कक्षेच्या पलीकडे, सौर मंडळाच्या बाह्य मर्यादेपर्यंत बाह्य अवकाशात प्रवेश करतो. हे तथाकथित. सौर वारा पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राभोवती वाहतो, एक लांबलचक "पोकळी" तयार करतो ज्यामध्ये पृथ्वीचे वातावरण केंद्रित आहे. पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र सूर्यासमोरील दिवसाच्या बाजूला लक्षणीयरीत्या संकुचित होते आणि एक लांब जीभ बनते, बहुधा चंद्राच्या कक्षाच्या पलीकडे, विरुद्ध, रात्रीच्या बाजूला पसरलेली असते. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या सीमेला मॅग्नेटोपॉज म्हणतात. दिवसाच्या बाजूने, ही सीमा पृष्ठभागापासून सुमारे सात पृथ्वी त्रिज्या अंतरावर जाते, परंतु वाढत्या सौर क्रियाकलापांच्या काळात ती पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या अगदी जवळ असते. मॅग्नेटोपॉज ही पृथ्वीच्या वातावरणाची सीमा आहे, ज्याच्या बाह्य कवचाला मॅग्नेटोस्फियर देखील म्हणतात, कारण त्यात चार्ज केलेले कण (आयन) असतात, ज्याची हालचाल पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे होते. वातावरणातील वायूंचे एकूण वजन अंदाजे 4.5*1015 टन आहे. अशा प्रकारे, वातावरणाचे "वजन" प्रति युनिट क्षेत्रफळ, किंवा वातावरणाचा दाब, समुद्रसपाटीवर अंदाजे 11 टन/m2 आहे.
जीवनासाठी महत्त्व.वरीलवरून असे दिसून येते की पृथ्वी एका शक्तिशाली संरक्षणात्मक थराने आंतरग्रहीय अवकाशापासून विभक्त झाली आहे. बाह्य अवकाशात सूर्यापासून येणारे शक्तिशाली अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरण विकिरण आणि त्याहूनही कठीण वैश्विक किरणोत्सर्गाने व्यापलेले आहे आणि या प्रकारचे किरणोत्सर्ग सर्व सजीवांसाठी हानिकारक आहेत. वातावरणाच्या बाहेरील काठावर, किरणोत्सर्गाची तीव्रता प्राणघातक असते, परंतु त्यातील महत्त्वपूर्ण भाग पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून दूर असलेल्या वातावरणाद्वारे राखून ठेवला जातो. या किरणोत्सर्गाचे शोषण वातावरणातील उच्च स्तरांचे अनेक गुणधर्म आणि विशेषत: तेथे उद्भवणाऱ्या विद्युत घटनांचे स्पष्टीकरण देते. पृथ्वीच्या घन, द्रव आणि वायूच्या कवचाच्या संपर्काच्या ठिकाणी राहणाऱ्या व्यक्तीसाठी वातावरणाचा सर्वात खालचा, पृष्ठभागाचा थर विशेषतः महत्वाचा आहे. "घन" पृथ्वीच्या वरच्या शेलला लिथोस्फियर म्हणतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचा सुमारे 72% भाग महासागरांच्या पाण्याने व्यापलेला आहे, जे बहुतेक हायड्रोस्फियर बनवतात. वातावरण लिथोस्फियर आणि हायड्रोस्फियर या दोन्ही सीमांना लागून आहे. मनुष्य वायु महासागराच्या तळाशी आणि जल महासागराच्या पातळीच्या जवळ किंवा वर राहतो. या महासागरांचा परस्परसंवाद हा वातावरणाची स्थिती ठरवणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे.
कंपाऊंड.वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये वायूंचे मिश्रण असते (टेबल पहा). टेबलमध्ये सूचीबद्ध केलेल्या व्यतिरिक्त, इतर वायू देखील हवेतील लहान अशुद्धतेच्या रूपात उपस्थित असतात: ओझोन, मिथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), नायट्रोजन आणि सल्फर ऑक्साईड्स, अमोनियासारखे पदार्थ.

वातावरणाची रचना

वातावरणाच्या उच्च स्तरांमध्ये, सूर्यापासून कठोर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली हवेची रचना बदलते, ज्यामुळे ऑक्सिजन रेणू अणूंमध्ये मोडतात. अणु ऑक्सिजन हा वातावरणाच्या उच्च स्तरांचा मुख्य घटक आहे. शेवटी, पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून वातावरणाच्या सर्वात दूरच्या स्तरांमध्ये, सर्वात हलके वायू, हायड्रोजन आणि हेलियम हे मुख्य घटक बनतात. 30 किमीच्या खालच्या भागात जास्त प्रमाणात पदार्थ केंद्रित असल्याने, 100 किमीपेक्षा जास्त उंचीवर हवेच्या रचनेतील बदलांचा वातावरणाच्या एकूण रचनेवर लक्षणीय परिणाम होत नाही.
ऊर्जा विनिमय.सूर्य हा पृथ्वीवर येणार्‍या ऊर्जेचा मुख्य स्त्रोत आहे. अंतरावर असल्याने. सूर्यापासून 150 दशलक्ष किमी अंतरावर, पृथ्वीला ती उत्सर्जित होणाऱ्या उर्जापैकी सुमारे एक दोन अब्जांश ऊर्जा प्राप्त करते, प्रामुख्याने स्पेक्ट्रमच्या दृश्य भागामध्ये, ज्याला मनुष्य "प्रकाश" म्हणतो. यातील बहुतांश ऊर्जा वातावरण आणि लिथोस्फीअरद्वारे शोषली जाते. पृथ्वी देखील ऊर्जा विकिरण करते, मुख्यतः दूर अवरक्त किरणोत्सर्गाच्या स्वरूपात. अशाप्रकारे, सूर्यापासून प्राप्त होणारी ऊर्जा, पृथ्वी आणि वातावरणाची उष्णता आणि अवकाशात पसरलेल्या थर्मल ऊर्जेचा उलटा प्रवाह यांच्यात संतुलन स्थापित केले जाते. या संतुलनाची यंत्रणा अत्यंत गुंतागुंतीची आहे. धूळ आणि वायूचे रेणू प्रकाश पसरवतात, अंशतः ते जागतिक अवकाशात परावर्तित करतात. येणारे किरणोत्सर्ग ढग अधिक प्रतिबिंबित करतात. ऊर्जेचा काही भाग थेट वायूच्या रेणूंद्वारे शोषला जातो, परंतु मुख्यतः खडक, वनस्पती आणि पृष्ठभागावरील पाण्याद्वारे. वातावरणातील पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड दृश्यमान किरणोत्सर्ग प्रसारित करतात परंतु अवरक्त विकिरण शोषून घेतात. औष्णिक ऊर्जा प्रामुख्याने वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये जमा होते. ग्रीनहाऊसमध्ये असाच परिणाम होतो जेव्हा काच प्रकाश टाकते आणि माती तापते. काच अवरक्त किरणोत्सर्गासाठी तुलनेने अपारदर्शक असल्याने, ग्रीनहाऊसमध्ये उष्णता जमा होते. पाण्याची वाफ आणि कार्बन डाय ऑक्साईड यांच्या उपस्थितीमुळे खालच्या वातावरणातील गरम होण्याला अनेकदा हरितगृह परिणाम म्हणून संबोधले जाते. वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये उष्णतेचे संरक्षण करण्यात ढगाळपणा महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. जर ढग विखुरले किंवा हवेच्या वस्तुमानाची पारदर्शकता वाढली, तर तापमान अपरिहार्यपणे कमी होईल कारण पृथ्वीची पृष्ठभाग मुक्तपणे औष्णिक ऊर्जा आसपासच्या जागेत पसरते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील पाणी सौर ऊर्जा शोषून घेते आणि बाष्पीभवन करते, वायूमध्ये बदलते - पाण्याची वाफ, जे खालच्या वातावरणात मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा वाहून नेते. जेव्हा पाण्याची वाफ घनरूप होऊन ढग किंवा धुके बनते तेव्हा ही ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात सोडली जाते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचणारी सुमारे अर्धी सौर ऊर्जा पाण्याच्या बाष्पीभवनावर खर्च होते आणि खालच्या वातावरणात प्रवेश करते. अशा प्रकारे, हरितगृह परिणाम आणि पाण्याच्या बाष्पीभवनामुळे, वातावरण खालून गरम होते. हे अंशतः जागतिक महासागराच्या अभिसरणाच्या तुलनेत त्याच्या अभिसरणाच्या उच्च क्रियाकलापांचे स्पष्टीकरण देते, जे केवळ वरून गरम होते आणि म्हणूनच वातावरणापेक्षा बरेच स्थिर असते.
हवामानशास्त्र आणि हवामानशास्त्र देखील पहा. सौर "प्रकाश" द्वारे वातावरणाच्या सामान्य तापाव्यतिरिक्त, सूर्याच्या अतिनील आणि एक्स-रे किरणोत्सर्गामुळे त्याच्या काही थरांचे महत्त्वपूर्ण गरम होते. रचना. द्रव आणि घन पदार्थांच्या तुलनेत, वायू पदार्थांमध्ये, रेणूंमधील आकर्षण शक्ती कमी असते. रेणूंमधील अंतर जसजसे वाढत जाते, तसतसे वायू अनिश्चित काळासाठी विस्तारण्यास सक्षम असतात जर त्यांना काहीही प्रतिबंधित केले नाही. वातावरणाची खालची सीमा पृथ्वीची पृष्ठभाग आहे. काटेकोरपणे सांगायचे तर, हा अडथळा अभेद्य आहे, कारण वायु आणि पाणी आणि हवा आणि खडक यांच्यामध्ये देखील गॅस एक्सचेंज होते, परंतु या प्रकरणात या घटकांकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. वातावरण हे एक गोलाकार कवच असल्यामुळे, त्याला कोणत्याही बाजूच्या सीमा नसतात, परंतु आंतरग्रहीय जागेच्या बाजूने फक्त खालची सीमा आणि वरची (बाह्य) सीमा उघडते. बाह्य सीमेद्वारे, काही तटस्थ वायू बाहेर पडतात, तसेच आसपासच्या बाह्य अवकाशातून पदार्थाचा प्रवाह देखील होतो. उच्च-ऊर्जा कॉस्मिक किरणांचा अपवाद वगळता बहुतेक चार्ज केलेले कण एकतर चुंबकीय क्षेत्राद्वारे पकडले जातात किंवा त्याद्वारे दूर केले जातात. वातावरणावर देखील गुरुत्वाकर्षण शक्तीचा परिणाम होतो, ज्यामुळे हवेचे कवच पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर असते. वातावरणातील वायू त्यांच्या स्वतःच्या वजनाने संकुचित होतात. हे कॉम्प्रेशन वातावरणाच्या खालच्या सीमेवर जास्तीत जास्त आहे आणि म्हणून हवेची घनता येथे सर्वात जास्त आहे. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या वरच्या कोणत्याही उंचीवर, हवेच्या संकुचिततेची डिग्री ओव्हरलाईंग एअर कॉलमच्या वस्तुमानावर अवलंबून असते, म्हणून हवेची घनता उंचीसह कमी होते. दाब, प्रति युनिट क्षेत्रफळ असलेल्या हवेच्या स्तंभाच्या वस्तुमानाच्या बरोबरीचा, थेट घनतेशी संबंधित असतो आणि म्हणून, उंचीसह देखील कमी होतो. जर वातावरण एक "आदर्श वायू" असेल ज्याची स्थिर रचना उंची, स्थिर तापमान आणि त्यावर कार्य करणारी गुरुत्वाकर्षणाची स्थिर शक्ती असेल, तर प्रत्येक 20 किमी उंचीसाठी दबाव 10 च्या घटकाने कमी होईल. वास्तविक वातावरण सुमारे 100 किमी पर्यंतच्या आदर्श वायूपेक्षा थोडेसे वेगळे असते आणि नंतर हवेची रचना बदलल्यामुळे दबाव अधिक हळूहळू कमी होतो. वर्णन केलेल्या मॉडेलमधील लहान बदल देखील पृथ्वीच्या केंद्रापासून अंतर असलेल्या गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीमध्ये घट झाल्यामुळे, अंदाजे रक्कम म्हणून ओळखले जाते. प्रत्येक 100 किमी उंचीसाठी 3%. वायुमंडलीय दाबाप्रमाणे, उंचीसह तापमान सतत कमी होत नाही. अंजीर मध्ये दाखवल्याप्रमाणे. 1, ते अंदाजे 10 किमी पर्यंत कमी होते आणि नंतर पुन्हा वाढू लागते. जेव्हा ऑक्सिजन अल्ट्राव्हायोलेट सौर विकिरण शोषून घेतो तेव्हा हे घडते. या प्रकरणात, ओझोन वायू तयार होतो, ज्याच्या रेणूंमध्ये तीन ऑक्सिजन अणू (O3) असतात. ते अतिनील किरणे देखील शोषून घेते आणि त्यामुळे वातावरणाचा हा थर, ज्याला ओझोनोस्फियर म्हणतात, गरम होते. उच्च, तापमान पुन्हा कमी होते, कारण तेथे खूप कमी वायूचे रेणू असतात आणि उर्जा शोषण त्याच प्रकारे कमी होते. अगदी वरच्या थरांमध्ये, सर्वात कमी तरंगलांबीच्या अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरणांच्या किरणोत्सर्गाचे वातावरण वातावरणाद्वारे शोषण केल्यामुळे तापमान पुन्हा वाढते. या शक्तिशाली रेडिएशनच्या प्रभावाखाली, वातावरण आयनीकृत आहे, म्हणजे. गॅस रेणू इलेक्ट्रॉन गमावतो आणि सकारात्मक विद्युत शुल्क प्राप्त करतो. असे रेणू सकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनतात. मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि आयनच्या उपस्थितीमुळे, वातावरणाचा हा थर विद्युत वाहकाचे गुणधर्म प्राप्त करतो. असे मानले जाते की जेथे दुर्मिळ वातावरण आंतरग्रहीय अवकाशात जाते तेथे तापमान सतत उंचीवर वाढते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून कित्येक हजार किलोमीटर अंतरावर, 5,000° ते 10,000° C पर्यंतचे तापमान शक्य आहे. जरी रेणू आणि अणूंची हालचाल खूप जास्त असते आणि त्यामुळे तापमान जास्त असले तरी हा दुर्मिळ वायू "गरम" नसतो. नेहमीच्या अर्थाने.. उच्च उंचीवर रेणूंच्या अल्प संख्येमुळे, त्यांची एकूण थर्मल ऊर्जा फारच कमी आहे. अशाप्रकारे, वातावरणात स्वतंत्र स्तर असतात (म्हणजे, एकाग्र कवचांची मालिका, किंवा गोलाकार), ज्याची निवड कोणत्या मालमत्तेवर सर्वात जास्त स्वारस्य आहे यावर अवलंबून असते. सरासरी तापमान वितरणाच्या आधारावर, हवामानशास्त्रज्ञांनी एक आदर्श "मध्यम वातावरण" च्या संरचनेसाठी एक योजना विकसित केली आहे (चित्र 1 पहा).

ट्रोपोस्फियर - वातावरणाचा खालचा थर, प्रथम थर्मल मिनिमम (तथाकथित ट्रोपोपॉज) पर्यंत विस्तारित आहे. ट्रोपोस्फियरची वरची मर्यादा भौगोलिक अक्षांश (उष्ण कटिबंधात - 18-20 किमी, समशीतोष्ण अक्षांशांमध्ये - सुमारे 10 किमी) आणि वर्षाच्या वेळेवर अवलंबून असते. यूएस नॅशनल वेदर सर्व्हिसने दक्षिण ध्रुवाजवळ ध्वनी काढले आणि ट्रॉपोपॉजच्या उंचीमध्ये हंगामी बदल उघड केले. मार्चमध्ये, ट्रॉपोपॉज अंदाजे उंचीवर असतो. 7.5 किमी. मार्च ते ऑगस्ट किंवा सप्टेंबर या काळात ट्रॉपोस्फियरमध्ये स्थिर थंडी असते आणि त्याची सीमा ऑगस्ट किंवा सप्टेंबरमध्ये थोड्या काळासाठी अंदाजे 11.5 किमी उंचीपर्यंत वाढते. नंतर सप्टेंबर ते डिसेंबरपर्यंत ते वेगाने घसरते आणि सर्वात खालच्या स्थानावर पोहोचते - 7.5 किमी, जिथे ते मार्चपर्यंत राहते, फक्त 0.5 किमीच्या आत चढ-उतार होते. हे ट्रोपोस्फियरमध्ये आहे की हवामान प्रामुख्याने तयार होते, जे मानवी अस्तित्वाची परिस्थिती निर्धारित करते. बहुतेक वातावरणातील पाण्याची वाफ ट्रॉपोस्फियरमध्ये केंद्रित असते आणि म्हणूनच ढग प्रामुख्याने येथे तयार होतात, जरी त्यापैकी काही बर्फाच्या स्फटिकांनी बनलेले असतात, ते उच्च स्तरांमध्ये देखील आढळतात. ट्रॉपोस्फियर हे अशांतता आणि शक्तिशाली वायु प्रवाह (वारा) आणि वादळ द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. वरच्या ट्रोपोस्फियरमध्ये, काटेकोरपणे परिभाषित दिशेने मजबूत वायु प्रवाह आहेत. लहान व्हर्लपूल्स सारख्या अशांत एडीज, मंद आणि वेगवान हवेच्या लोकांमधील घर्षण आणि गतिशील संवादाच्या प्रभावाखाली तयार होतात. या उंच थरांमध्ये सहसा ढगांचे आवरण नसल्यामुळे या अशांततेला "क्लीअर एअर टर्ब्युलन्स" असे संबोधले जाते.
स्ट्रॅटोस्फियर. वातावरणाच्या वरच्या थराला तुलनेने स्थिर तापमान असलेला थर असे अनेकदा चुकीने वर्णन केले जाते, जेथे वारे कमी-अधिक प्रमाणात वाहतात आणि जेथे हवामान घटक थोडे बदलतात. ऑक्सिजन आणि ओझोन सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणे शोषून घेतात म्हणून स्ट्रॅटोस्फियरचे वरचे स्तर गरम होतात. स्ट्रॅटोस्फियरची वरची सीमा (स्ट्रॅटोपॉज) काढली जाते जेथे तापमान किंचित वाढते, मध्यवर्ती कमाल पोहोचते, जे बहुतेक वेळा पृष्ठभागावरील हवेच्या थराच्या तापमानाशी तुलना करता येते. स्थिर उंचीवर उडण्यासाठी अनुकूल विमाने आणि फुग्यांद्वारे केलेल्या निरीक्षणांवर आधारित, स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये अशांत अडथळा आणि वेगवेगळ्या दिशेने वाहणारे जोरदार वारे स्थापित केले गेले आहेत. ट्रॉपोस्फियर प्रमाणेच, शक्तिशाली हवाई भोवरे लक्षात घेतले जातात, जे विशेषतः हाय-स्पीड विमानांसाठी धोकादायक असतात. जोरदार वारे, ज्याला जेट स्ट्रीम म्हणतात, ध्रुवाकडे तोंड करून समशीतोष्ण अक्षांशांच्या सीमारेषेवरील अरुंद झोनमध्ये वाहतात. तथापि, हे क्षेत्र बदलू शकतात, अदृश्य होऊ शकतात आणि पुन्हा दिसू शकतात. जेट प्रवाह सामान्यतः ट्रोपोपॉजमध्ये प्रवेश करतात आणि वरच्या ट्रोपोस्फियरमध्ये दिसतात, परंतु कमी होत असलेल्या उंचीसह त्यांची गती वेगाने कमी होते. हे शक्य आहे की स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये प्रवेश करणार्या ऊर्जेचा काही भाग (प्रामुख्याने ओझोनच्या निर्मितीवर खर्च केला जातो) ट्रोपोस्फियरमधील प्रक्रियांवर परिणाम करतो. विशेषत: सक्रिय मिश्रण वातावरणीय आघाडीशी संबंधित आहे, जेथे स्ट्रॅटोस्फियरिक हवेचा विस्तृत प्रवाह ट्रॉपोपॉजच्या खाली लक्षणीयरीत्या नोंदविला गेला होता आणि ट्रॉपोस्फेरिक हवा स्ट्रॅटोस्फीअरच्या खालच्या स्तरांमध्ये खेचली गेली होती. 25-30 किमी उंचीवर रेडिओसॉन्ड्स प्रक्षेपित करण्याच्या तंत्रात सुधारणा करण्याच्या संबंधात वातावरणाच्या खालच्या स्तरांच्या उभ्या संरचनेच्या अभ्यासात लक्षणीय प्रगती झाली आहे. स्ट्रॅटोस्फियरच्या वर स्थित मेसोस्फियर, एक कवच आहे ज्यामध्ये, 80-85 किमी उंचीपर्यंत, संपूर्ण वातावरणासाठी तापमान कमीतकमी कमी होते. फोर्ट चर्चिल (कॅनडा) येथे यूएस-कॅनडियन स्थापनेवरून प्रक्षेपित केलेल्या हवामानशास्त्रीय रॉकेटद्वारे -110°C पर्यंत कमी तापमानाची नोंद करण्यात आली. मेसोस्फियरची वरची मर्यादा (मेसोपॉज) अंदाजे क्ष-किरणांच्या सक्रिय शोषणाच्या क्षेत्राच्या खालच्या मर्यादेशी आणि सूर्याच्या सर्वात लहान तरंगलांबीच्या अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाशी एकरूप आहे, जी गॅसच्या गरम आणि आयनीकरणासह असते. उन्हाळ्यात ध्रुवीय प्रदेशात, मेसोपॉजमध्ये मेघ प्रणाली बहुतेकदा दिसून येते, ज्याने एक मोठा क्षेत्र व्यापला आहे, परंतु त्यांचा थोडा उभ्या विकास होतो. रात्रीच्या वेळी चमकणारे असे ढग अनेकदा मेसोस्फियरमध्ये मोठ्या प्रमाणात लहरी हवेच्या हालचाली शोधणे शक्य करतात. या ढगांची रचना, आर्द्रता आणि संक्षेपण केंद्रकांचे स्त्रोत, गतिशीलता आणि हवामानशास्त्रीय घटकांशी संबंध यांचा अद्याप अपुरा अभ्यास केला गेला आहे. थर्मोस्फियर हा वातावरणाचा एक थर आहे ज्यामध्ये तापमान सतत वाढते. त्याची शक्ती 600 किमीपर्यंत पोहोचू शकते. दबाव आणि परिणामी, वायूची घनता उंचीसह सतत कमी होते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळ, 1 m3 हवेमध्ये अंदाजे असते. 2.5x1025 रेणू, अंदाजे उंचीवर. 100 किमी, थर्मोस्फियरच्या खालच्या थरांमध्ये - अंदाजे 1019, 200 किमीच्या उंचीवर, आयनोस्फियरमध्ये - 5 * 10 15 आणि गणनानुसार, अंदाजे उंचीवर. 850 किमी - अंदाजे 1012 रेणू. इंटरप्लॅनेटरी स्पेसमध्ये, रेणूंची एकाग्रता 10 8-10 9 प्रति 1 एम 3 आहे. अंदाजे उंचीवर. 100 किमी, रेणूंची संख्या कमी आहे आणि ते क्वचितच एकमेकांशी टक्कर घेतात. यादृच्छिकपणे फिरणाऱ्या रेणूने दुसर्‍या समान रेणूला टक्कर देण्यापूर्वी केलेल्या सरासरी अंतराला त्याचा मध्य मुक्त मार्ग म्हणतात. ज्या थरामध्ये हे मूल्य इतके वाढते की आंतर-आण्विक किंवा आंतर-परमाणू टक्कर होण्याची शक्यता दुर्लक्षित केली जाऊ शकते तो थर थर्मोस्फियर आणि ओव्हरलायंग शेल (एक्सोस्फीअर) यांच्या सीमेवर स्थित असतो आणि त्याला थर्मल पॉज म्हणतात. थर्मोपॉज पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून अंदाजे 650 किमी अंतरावर आहे. एका विशिष्ट तापमानात, रेणूच्या हालचालीचा वेग त्याच्या वस्तुमानावर अवलंबून असतो: हलके रेणू जड लोकांपेक्षा वेगाने फिरतात. खालच्या वातावरणात, जेथे मुक्त मार्ग खूपच लहान आहे, तेथे वायूंचे त्यांच्या आण्विक वजनानुसार कोणतेही लक्षणीय पृथक्करण नाही, परंतु ते 100 किमीच्या वर व्यक्त केले जाते. याव्यतिरिक्त, सूर्याच्या अल्ट्राव्हायोलेट आणि एक्स-रे रेडिएशनच्या प्रभावाखाली, ऑक्सिजनचे रेणू अणूंमध्ये विभाजित होतात, ज्याचे वस्तुमान रेणूच्या अर्ध्या वस्तुमान असते. म्हणून, जसजसे आपण पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून दूर जात असतो, तसतसे अणु ऑक्सिजन वातावरणाच्या रचनेत आणि अंदाजे उंचीवर अधिकाधिक महत्त्वाचे बनत जाते. 200 किमी हा त्याचा मुख्य घटक बनतो. उच्च, पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून सुमारे 1200 किमी अंतरावर, हलके वायू - हेलियम आणि हायड्रोजन - प्रबळ असतात. ते वातावरणाचे बाह्य स्तर आहेत. वजनानुसार हे पृथक्करण, ज्याला डिफ्यूज सेपरेशन म्हणतात, ते सेंट्रीफ्यूज वापरून मिश्रणाच्या पृथक्करणासारखे दिसते. एक्सोस्फियर हा वातावरणाचा बाह्य स्तर आहे, जो तापमानातील बदल आणि तटस्थ वायूच्या गुणधर्मांच्या आधारावर वेगळा केला जातो. एक्सोस्फियरमधील रेणू आणि अणू गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली बॅलिस्टिक कक्षामध्ये पृथ्वीभोवती फिरतात. यातील काही कक्षा पॅराबोलिक आहेत आणि प्रोजेक्टाइलच्या प्रक्षेपकाप्रमाणे आहेत. रेणू पृथ्वीभोवती आणि उपग्रहांप्रमाणे लंबवर्तुळाकार कक्षेत फिरू शकतात. काही रेणू, मुख्यत्वे हायड्रोजन आणि हेलियम, उघडे मार्गक्रमण करतात आणि बाह्य अवकाशात पळून जातात (चित्र 2).

सौर-स्थलीय संबंध आणि त्यांचा वातावरणावरील प्रभाव
वातावरणातील भरती. सूर्य आणि चंद्राच्या आकर्षणामुळे वातावरणात भरती-ओहोटी निर्माण होतात, जसे की स्थलीय आणि समुद्रातील भरती. परंतु वातावरणातील भरतींमध्ये लक्षणीय फरक आहे: वातावरण सूर्याच्या आकर्षणावर सर्वात तीव्र प्रतिक्रिया देते, तर पृथ्वीचे कवच आणि महासागर - चंद्राच्या आकर्षणावर. हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की वातावरण सूर्याद्वारे गरम होते आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या भरतीव्यतिरिक्त, एक शक्तिशाली थर्मल भरती उद्भवते. सर्वसाधारणपणे, वायुमंडलीय आणि समुद्राच्या भरती-ओहोटीच्या निर्मितीची यंत्रणा सारखीच असते, त्याशिवाय गुरुत्वाकर्षण आणि थर्मल इफेक्ट्सवर हवेच्या प्रतिक्रियेचा अंदाज लावण्यासाठी, त्याची संकुचितता आणि तापमान वितरण लक्षात घेणे आवश्यक आहे. हे पूर्णपणे स्पष्ट नाही की वातावरणातील अर्ध-दिवसीय (12-तास) सौर भरती दैनंदिन सौर आणि अर्ध-दिवसीय चंद्राच्या भरतींवर का प्रबळ असतात, जरी नंतरच्या दोन प्रक्रियांची प्रेरक शक्ती अधिक शक्तिशाली आहे. पूर्वी, असे मानले जात होते की वातावरणात अनुनाद होतो, जो 12-तासांच्या कालावधीसह दोलनांना अचूकपणे वाढवतो. तथापि, भूभौतिकीय रॉकेटच्या मदतीने केलेल्या निरीक्षणांवरून असे दिसून येते की अशा अनुनादासाठी तापमानाची कोणतीही कारणे नाहीत. या समस्येचे निराकरण करताना, एखाद्याने वातावरणातील सर्व हायड्रोडायनामिक आणि थर्मल वैशिष्ट्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. विषुववृत्ताजवळील पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर, जेथे भरती-ओहोटीच्या चढउतारांचा प्रभाव जास्तीत जास्त असतो, तो वातावरणाच्या दाबात ०.१% बदल घडवून आणतो. भरती-ओहोटीच्या वाऱ्यांचा वेग अंदाजे आहे. ०.३ किमी/ता. वातावरणाच्या जटिल थर्मल रचनेमुळे (विशेषत: मेसोपॉजमध्ये किमान तापमानाची उपस्थिती), भरतीचे वायु प्रवाह तीव्र होतात आणि उदाहरणार्थ, 70 किमी उंचीवर त्यांचा वेग पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या तुलनेत सुमारे 160 पट जास्त असतो. , ज्याचे महत्त्वपूर्ण भूभौतिकीय परिणाम आहेत. असे मानले जाते की आयनोस्फियरच्या खालच्या भागात (लेयर ई) भरतीचे दोलन पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये आयनीकृत वायू अनुलंब हलवतात आणि म्हणूनच, येथे विद्युत प्रवाह उद्भवतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील प्रवाहांच्या या सतत उदयोन्मुख प्रणाली चुंबकीय क्षेत्राच्या गोंधळामुळे स्थापित केल्या जातात. चुंबकीय क्षेत्राची दैनंदिन भिन्नता गणना केलेल्या मूल्यांशी चांगल्या प्रकारे सहमत आहे, जी "वातावरणीय डायनॅमो" च्या भरती-ओहोटीच्या यंत्रणेच्या सिद्धांताच्या बाजूने खात्रीपूर्वक साक्ष देते. आयनोस्फीअर (लेयर ई) च्या खालच्या भागात उद्भवणारे विद्युत प्रवाह कुठेतरी हलले पाहिजेत आणि म्हणूनच, सर्किट बंद करणे आवश्यक आहे. जर आपण येणार्‍या हालचालीला इंजिनचे कार्य मानले तर डायनॅमोशी साधर्म्य पूर्ण होते. असे गृहीत धरले जाते की विद्युत प्रवाहाचे उलटे परिसंचरण आयनोस्फीअर (एफ) च्या उच्च स्तरामध्ये चालते आणि हा काउंटर प्रवाह या थराची काही विलक्षण वैशिष्ट्ये स्पष्ट करू शकतो. शेवटी, भरती-ओहोटीच्या परिणामामुळे E स्तरामध्ये आणि त्यामुळे F स्तरामध्ये क्षैतिज प्रवाह देखील निर्माण होणे आवश्यक आहे.
आयनोस्फीअर. 19 व्या शतकातील शास्त्रज्ञ, ऑरोरासच्या घटनेची यंत्रणा स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. असे सुचवले की वातावरणात विद्युत चार्ज केलेल्या कणांसह एक झोन आहे. 20 व्या शतकात 85 ते 400 किमी उंचीवर रेडिओ लहरी परावर्तित करणार्‍या थराच्या अस्तित्वासाठी प्रायोगिकदृष्ट्या खात्रीलायक पुरावे मिळाले. आता हे ज्ञात आहे की त्याचे विद्युत गुणधर्म वायुमंडलीय वायू आयनीकरणाचे परिणाम आहेत. म्हणून, या थराला सहसा आयनोस्फीअर म्हणतात. रेडिओ लहरींवर होणारा परिणाम मुख्यतः आयनोस्फियरमध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन्सच्या उपस्थितीमुळे होतो, जरी रेडिओ लहरींच्या प्रसाराची यंत्रणा मोठ्या आयनांच्या उपस्थितीशी संबंधित आहे. नंतरचे वातावरणातील रासायनिक गुणधर्मांच्या अभ्यासात देखील स्वारस्य आहेत, कारण ते तटस्थ अणू आणि रेणूंपेक्षा अधिक सक्रिय आहेत. आयनोस्फियरमध्ये होणार्‍या रासायनिक अभिक्रिया त्याच्या उर्जा आणि विद्युत संतुलनात महत्त्वाची भूमिका बजावतात.
सामान्य ionosphere.भूभौतिकीय रॉकेट आणि उपग्रहांच्या मदतीने केलेल्या निरिक्षणांनी बरीच नवीन माहिती दिली आहे, जे सूचित करते की वातावरणाचे आयनीकरण ब्रॉड-स्पेक्ट्रम सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली होते. त्याचा मुख्य भाग (90% पेक्षा जास्त) स्पेक्ट्रमच्या दृश्य भागामध्ये केंद्रित आहे. सूर्याच्या वातावरणाच्या (क्रोमोस्फियर) आतील भागात हायड्रोजनद्वारे कमी तरंगलांबी आणि जांभळ्या किरणांपेक्षा जास्त ऊर्जा असलेले अल्ट्राव्हायोलेट किरणे उत्सर्जित होते आणि क्ष-किरण किरणोत्सर्ग, ज्यात जास्त ऊर्जा असते, ते सूर्याच्या बाह्य कवचातील वायूंद्वारे उत्सर्जित होते. (कोरोना). आयनोस्फियरची सामान्य (सरासरी) स्थिती सतत शक्तिशाली रेडिएशनमुळे होते. पृथ्वीच्या दैनंदिन परिभ्रमणाच्या प्रभावाखाली आणि दुपारच्या वेळी सूर्याच्या किरणांच्या घटनांच्या कोनात हंगामी फरक यांच्या प्रभावाखाली सामान्य आयनोस्फियरमध्ये नियमित बदल होतात, परंतु आयनोस्फियरच्या स्थितीत अप्रत्याशित आणि अचानक बदल देखील होतात.
ionosphere मध्ये अडथळा. ज्ञात आहे की, शक्तिशाली चक्रीय पुनरावृत्ती होणारी विकृती सूर्यावर उद्भवतात, जी दर 11 वर्षांनी जास्तीत जास्त पोहोचतात. इंटरनॅशनल जिओफिजिकल इयर (IGY) च्या कार्यक्रमांतर्गत निरीक्षणे पद्धतशीर हवामानविषयक निरीक्षणांच्या संपूर्ण कालावधीसाठी सर्वोच्च सौर क्रियाकलापांच्या कालावधीशी जुळतात, म्हणजे. 18 व्या शतकाच्या सुरुवातीपासून उच्च क्रियाकलापांच्या काळात, सूर्यावरील काही भागांची चमक अनेक पटींनी वाढते आणि ते अतिनील आणि क्ष-किरण किरणोत्सर्गाच्या शक्तिशाली डाळी बाहेर पाठवतात. अशा घटनांना सोलर फ्लेअर्स म्हणतात. ते काही मिनिटांपासून एक किंवा दोन तासांपर्यंत टिकतात. फ्लेअर दरम्यान, सौर वायू (बहुधा प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन) बाहेर पडतात आणि प्राथमिक कण बाह्य अवकाशात धावतात. अशा ज्वाळांच्या क्षणी सूर्याच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि कॉर्पस्क्युलर रेडिएशनचा पृथ्वीच्या वातावरणावर तीव्र प्रभाव पडतो. प्रखर अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरण विकिरण पृथ्वीवर पोहोचल्यावर फ्लॅशच्या 8 मिनिटांनंतर प्रारंभिक प्रतिक्रिया दिसून येते. परिणामी, आयनीकरण झपाट्याने वाढते; क्ष-किरण आयनोस्फीअरच्या खालच्या सीमेपर्यंत वातावरणात प्रवेश करतात; या थरांमधील इलेक्ट्रॉनची संख्या इतकी वाढते की रेडिओ सिग्नल जवळजवळ पूर्णपणे शोषले जातात ("विझलेले"). किरणोत्सर्गाच्या अतिरिक्त शोषणामुळे वायू गरम होते, ज्यामुळे वाऱ्याच्या विकासास हातभार लागतो. आयनीकृत वायू हा विद्युत वाहक आहे आणि जेव्हा तो पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रात फिरतो तेव्हा डायनॅमो प्रभाव दिसून येतो आणि विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. अशा प्रवाहांमुळे चुंबकीय क्षेत्रामध्ये लक्षणीय विकृती निर्माण होऊ शकतात आणि चुंबकीय वादळांच्या रूपात प्रकट होऊ शकतात. या सुरुवातीच्या टप्प्यात फक्त थोडा वेळ लागतो, सौर भडकण्याच्या कालावधीशी संबंधित. सूर्यावरील शक्तिशाली फ्लेअर्स दरम्यान, प्रवेगक कणांचा प्रवाह बाह्य अवकाशात जातो. जेव्हा ते पृथ्वीच्या दिशेने निर्देशित केले जाते, तेव्हा दुसरा टप्पा सुरू होतो, ज्याचा वातावरणाच्या स्थितीवर मोठा प्रभाव असतो. अनेक नैसर्गिक घटना, ज्यामध्ये ऑरोरास सर्वोत्कृष्ट ओळखले जातात, असे सूचित करतात की मोठ्या संख्येने चार्ज केलेले कण पृथ्वीवर पोहोचतात (ध्रुवीय प्रकाश देखील पहा). तरीही, सूर्यापासून या कणांच्या विभक्त होण्याच्या प्रक्रिया, आंतरग्रहीय अवकाशातील त्यांचे मार्ग आणि पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र आणि चुंबकीय क्षेत्र यांच्याशी परस्परसंवादाची यंत्रणा अद्याप अपुरापणे अभ्यासली गेली आहे. 1958 मध्ये जेम्स व्हॅन अॅलन यांनी भूचुंबकीय क्षेत्राद्वारे धारण केलेल्या कवचांचा शोध लावल्यानंतर ही समस्या अधिक गुंतागुंतीची झाली, ज्यामध्ये चार्ज केलेले कण होते. हे कण एका गोलार्धातून दुसऱ्या गोलार्धात जातात, चुंबकीय क्षेत्र रेषांभोवती सर्पिलमध्ये फिरतात. पृथ्वीजवळ, शक्तीच्या रेषांच्या आकारावर आणि कणांच्या ऊर्जेवर अवलंबून असलेल्या उंचीवर, "प्रतिबिंबाचे बिंदू" आहेत, ज्यामध्ये कण त्यांच्या गतीची दिशा विरुद्ध दिशेने बदलतात (चित्र 3). पृथ्वीपासूनच्या अंतरावर चुंबकीय क्षेत्राची ताकद कमी होत असल्याने, हे कण ज्या कक्षेत फिरतात त्या काहीशा विकृत झाल्या आहेत: इलेक्ट्रॉन पूर्वेकडे आणि प्रोटॉन पश्चिमेकडे विचलित होतात. म्हणून, ते जगभरात बेल्टच्या स्वरूपात वितरीत केले जातात.

सूर्यामुळे वातावरण तापण्याचे काही परिणाम.सौरऊर्जेचा संपूर्ण वातावरणावर परिणाम होतो. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये चार्ज केलेल्या कणांद्वारे तयार झालेल्या पट्ट्यांचा आणि त्याभोवती फिरणाऱ्या पट्ट्यांचा उल्लेख आपण आधीच केला आहे. हे पट्टे गोलाकार प्रदेशात पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या सर्वात जवळ आहेत (चित्र 3 पहा), जेथे ऑरोरा दिसले आहेत. आकृती 1 दर्शविते की कॅनडातील ऑरोरल प्रदेशांमध्ये अमेरिकेच्या नैऋत्य भागांपेक्षा थर्मोस्फेरिक तापमान लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. अशी शक्यता आहे की पकडले गेलेले कण त्यांची काही ऊर्जा वातावरणात सोडून देतात, विशेषत: परावर्तन बिंदूंजवळील वायूच्या रेणूंशी टक्कर झाल्यावर आणि त्यांच्या पूर्वीच्या कक्षा सोडतात. अशा प्रकारे अरोरा झोनमध्ये वातावरणाचे उच्च स्तर गरम केले जातात. कृत्रिम उपग्रहांच्या कक्षेचा अभ्यास करताना आणखी एक महत्त्वाचा शोध लागला. स्मिथसोनियन अॅस्ट्रोफिजिकल ऑब्झर्व्हेटरीमधील खगोलशास्त्रज्ञ लुइगी इयाचिया यांचा असा विश्वास आहे की या कक्षांचे लहान विचलन हे सूर्याद्वारे गरम झाल्यामुळे वातावरणाच्या घनतेतील बदलांमुळे होते. त्यांनी 200 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर आयनोस्फियरमध्ये जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉन घनतेचे अस्तित्व सुचवले, जे सौर दुपारशी जुळत नाही, परंतु घर्षण शक्तींच्या प्रभावाखाली ते सुमारे दोन तास मागे होते. यावेळी, वायुमंडलीय घनतेची मूल्ये, 600 किमी उंचीसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण, अंदाजे स्तरावर पाळली जातात. 950 किमी. याव्यतिरिक्त, सूर्यापासून अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरण किरणोत्सर्गाच्या अल्पकालीन चमकांमुळे जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉन एकाग्रतेमध्ये अनियमित चढ-उतारांचा अनुभव येतो. एल. याक्किया यांनी हवेच्या घनतेतील अल्पकालीन चढउतार देखील शोधून काढले, जे सौर ज्वलंत आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या व्यत्ययाशी संबंधित आहेत. या घटना पृथ्वीच्या वातावरणात सौर उत्पत्तीच्या कणांच्या घुसखोरीद्वारे आणि त्या थरांना गरम करून स्पष्ट केल्या आहेत जेथे उपग्रह परिभ्रमण करतात.
वायुमंडलीय विद्युत
वातावरणाच्या पृष्ठभागाच्या थरामध्ये, रेणूंचा एक छोटासा भाग वैश्विक किरणांच्या प्रभावाखाली आयनीकरण, किरणोत्सर्गी खडकांपासून होणारे विकिरण आणि हवेतच रेडियम (प्रामुख्याने रेडॉन) च्या क्षय उत्पादनांमधून जातो. आयनीकरण प्रक्रियेत, अणू एक इलेक्ट्रॉन गमावतो आणि सकारात्मक चार्ज प्राप्त करतो. एक मुक्त इलेक्ट्रॉन त्वरीत दुसर्‍या अणूशी जोडला जातो, नकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनवतो. अशा जोडलेल्या सकारात्मक आणि नकारात्मक आयनांना आण्विक परिमाण असतात. वातावरणातील रेणू या आयनांच्या भोवती गुच्छ असतात. आयनसह एकत्रित केलेले अनेक रेणू एक जटिल तयार करतात ज्याला सामान्यतः "प्रकाश आयन" म्हणून संबोधले जाते. वातावरणात रेणूंचे संकुल देखील असतात, ज्याला हवामानशास्त्रात कंडेन्सेशन न्यूक्ली म्हणून ओळखले जाते, ज्याभोवती जेव्हा हवा ओलावाने संतृप्त होते तेव्हा संक्षेपण प्रक्रिया सुरू होते. हे केंद्रक म्हणजे मीठ आणि धूळ यांचे कण तसेच औद्योगिक आणि इतर स्रोतांमधून हवेत सोडले जाणारे प्रदूषक असतात. हलके आयन अनेकदा अशा केंद्रकांना जोडून "जड आयन" तयार करतात. विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली, प्रकाश आणि जड आयन वातावरणाच्या एका भागातून दुसर्‍या भागात जातात, विद्युत शुल्क हस्तांतरित करतात. जरी वातावरण हे सामान्यतः विद्युत प्रवाहकीय माध्यम मानले जात नसले तरी त्यात कमी प्रमाणात चालकता असते. म्हणून, हवेत सोडलेले चार्ज केलेले शरीर हळूहळू त्याचे चार्ज गमावते. कॉस्मिक किरणांची तीव्रता वाढल्यामुळे, कमी दाबाच्या परिस्थितीत आयन कमी होणे (आणि त्यामुळे जास्त काळ म्हणजे मोकळा मार्ग) आणि कमी जड केंद्रकांमुळे वातावरणातील चालकता उंचीसह वाढते. वातावरणाची चालकता अंदाजे उंचीवर त्याच्या कमाल मूल्यापर्यंत पोहोचते. 50 किमी, तथाकथित. "भरपाई पातळी". हे ज्ञात आहे की पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आणि "भरपाई पातळी" दरम्यान नेहमीच अनेक शंभर किलोव्होल्ट्सचा संभाव्य फरक असतो, म्हणजे. स्थिर विद्युत क्षेत्र. असे दिसून आले की हवेतील विशिष्ट बिंदू आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या अनेक मीटरच्या उंचीमधील संभाव्य फरक खूप मोठा आहे - 100 V पेक्षा जास्त. वातावरणात सकारात्मक चार्ज आहे आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर नकारात्मक चार्ज आहे. विद्युत क्षेत्र हे क्षेत्र असल्याने, ज्याच्या प्रत्येक बिंदूवर विशिष्ट संभाव्य मूल्य असते, आपण संभाव्य ग्रेडियंटबद्दल बोलू शकतो. स्वच्छ हवामानात, खालच्या काही मीटरच्या आत, वातावरणातील विद्युत क्षेत्राची ताकद जवळजवळ स्थिर असते. पृष्ठभागाच्या थरातील हवेच्या विद्युत चालकतेतील फरकांमुळे, संभाव्य ग्रेडियंट दैनंदिन चढउतारांच्या अधीन आहे, ज्याचा अभ्यासक्रम वेगवेगळ्या ठिकाणी लक्षणीय बदलतो. वायू प्रदूषणाच्या स्थानिक स्त्रोतांच्या अनुपस्थितीत - महासागरांवर, पर्वतांमध्ये किंवा ध्रुवीय प्रदेशात - स्वच्छ हवामानातील संभाव्य ग्रेडियंटचा दैनिक अभ्यासक्रम समान असतो. ग्रेडियंटची परिमाण सार्वत्रिक, किंवा ग्रीनविच मीन, टाइम (UT) वर अवलंबून असते आणि कमाल 19:00 E वाजता पोहोचते. ऍपलटनने सुचवले की ही जास्तीत जास्त विद्युत चालकता कदाचित ग्रहांच्या स्केलवरील सर्वात मोठ्या वादळाच्या क्रियाकलापांशी जुळते. गडगडाटी वादळाच्या वेळी विजेचा स्त्राव पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर नकारात्मक चार्ज असतो, कारण सर्वात सक्रिय क्यूम्युलोनिम्बस मेघगर्जना च्या तळांवर लक्षणीय नकारात्मक चार्ज असतो. गडगडाटी ढगांच्या शीर्षांवर सकारात्मक चार्ज असतो, जो होल्झर आणि सॅक्सनच्या गणनेनुसार, गडगडाटी वादळाच्या वेळी त्यांच्या शीर्षस्थानावरून वाहतो. सतत भरपाई न करता, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील शुल्क वातावरणाच्या चालकतेद्वारे तटस्थ केले जाईल. गडगडाटी वादळांमुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि "भरपाई पातळी" मधील संभाव्य फरक राखला जातो या गृहितकाला सांख्यिकीय डेटाद्वारे समर्थन दिले जाते. उदाहरणार्थ, नदीच्या खोऱ्यात गडगडाटी वादळांची सर्वाधिक संख्या दिसून येते. ऍमेझॉन. बर्याचदा, दिवसाच्या शेवटी गडगडाटी वादळे येतात, म्हणजे. ठीक आहे. 19:00 ग्रीनविच मीन टाईम, जेव्हा संभाव्य ग्रेडियंट जगात कुठेही कमाल आहे. शिवाय, संभाव्य ग्रेडियंटच्या दैनंदिन भिन्नतेच्या वक्रांच्या आकारातील हंगामी भिन्नता देखील वादळांच्या जागतिक वितरणावरील डेटाशी पूर्ण सहमत आहेत. काही संशोधकांचा असा युक्तिवाद आहे की पृथ्वीच्या विद्युत क्षेत्राचा स्त्रोत बाह्य उत्पत्तीचा असू शकतो, कारण विद्युत क्षेत्र आयनोस्फियर आणि मॅग्नेटोस्फियरमध्ये अस्तित्वात असल्याचे मानले जाते. ही परिस्थिती कदाचित बॅकस्टेज आणि कमानींप्रमाणेच अरोरासच्या अतिशय अरुंद लांबलचक स्वरूपाचे स्पष्टीकरण देते.
(ध्रुवीय दिवे देखील पहा). "भरपाई पातळी" आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या दरम्यान वातावरणाच्या संभाव्य ग्रेडियंट आणि चालकतेमुळे, चार्ज केलेले कण हलू लागतात: सकारात्मक चार्ज केलेले आयन - पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या दिशेने, आणि नकारात्मक चार्ज केलेले - त्यापासून वरच्या दिशेने. हा वर्तमान अंदाजे आहे. 1800 A. जरी हे मूल्य मोठे वाटत असले तरी हे लक्षात ठेवले पाहिजे की ते पृथ्वीच्या संपूर्ण पृष्ठभागावर वितरीत केले गेले आहे. 1 मीटर 2 च्या बेस क्षेत्रासह हवेच्या स्तंभातील वर्तमान ताकद फक्त 4 * 10 -12 A आहे. दुसरीकडे, विजेच्या स्त्राव दरम्यान वर्तमान ताकद अनेक अँपिअरपर्यंत पोहोचू शकते, जरी, अर्थातच, असा स्त्राव कमी कालावधी असतो - एका सेकंदाच्या अपूर्णांकांपासून ते संपूर्ण सेकंदापर्यंत किंवा पुनरावृत्ती स्त्रावसह थोडे अधिक. विद्युल्लता ही केवळ निसर्गाची एक विलक्षण घटना म्हणूनच नव्हे तर खूप स्वारस्य आहे. अनेक शंभर दशलक्ष व्होल्टच्या व्होल्टेजवर आणि अनेक किलोमीटरच्या इलेक्ट्रोडमधील अंतरावर वायू माध्यमात विद्युत डिस्चार्ज पाहणे शक्य करते. 1750 मध्ये, बी. फ्रँकलिन यांनी लंडनच्या रॉयल सोसायटीला इन्सुलेटिंग बेसवर लोखंडी रॉड लावून एका उंच टॉवरवर बसवण्याचा प्रयोग करण्याचा प्रस्ताव दिला. त्याने अपेक्षा केली की जेव्हा मेघगर्जना टॉवरजवळ येईल तेव्हा विरुद्ध चिन्हाचा एक चार्ज सुरुवातीला तटस्थ रॉडच्या वरच्या टोकाला केंद्रित केला जाईल आणि ढगाच्या पायथ्याशी असलेल्या समान चिन्हाचा चार्ज खालच्या टोकावर केंद्रित होईल. . जर विजेच्या स्त्राव दरम्यान विद्युत क्षेत्राची ताकद पुरेशी वाढली, तर रॉडच्या वरच्या टोकाचा चार्ज अंशतः हवेत जाईल आणि रॉडला ढगाच्या पायाप्रमाणेच चार्ज मिळेल. फ्रँकलिनने प्रस्तावित केलेला प्रयोग इंग्लंडमध्ये करण्यात आला नव्हता, परंतु फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ जीन डी'अलेमबर्ट यांनी पॅरिसजवळील मार्ली येथे १७५२ मध्ये त्याची स्थापना केली होती. त्यांनी काचेच्या बाटलीमध्ये १२ मीटर लांबीचा लोखंडी रॉड वापरला होता. इन्सुलेटर), पण तो टॉवरवर ठेवला नाही. 10 मे रोजी त्याच्या सहाय्यकाने नोंदवले की जेव्हा रॉडवर गडगडाट झाला तेव्हा त्यावर ग्राउंड वायर आणल्यावर ठिणग्या निर्माण झाल्या. फ्रँकलिनला स्वतःला, फ्रान्समध्ये झालेल्या यशस्वी अनुभवाची माहिती नव्हती, त्या वर्षीच्या जूनमध्ये पतंगावर त्याचा प्रसिद्ध प्रयोग केला आणि त्याला बांधलेल्या तारेच्या शेवटी विद्युत ठिणग्यांचे निरीक्षण केले. पुढच्या वर्षी, रॉडवरून गोळा केलेल्या शुल्काचा अभ्यास करताना, फ्रँकलिनला असे आढळून आले की मेघगर्जनेच्या तळांवर सहसा नकारात्मक चार्ज होतो. .विजेचा अधिक तपशीलवार अभ्यास 19व्या शतकाच्या उत्तरार्धात फोटोग्राफिक पद्धतींमध्ये झालेल्या सुधारणांमुळे शक्य झाला, विशेषत: फिरत्या लेन्ससह यंत्राचा शोध लागल्यानंतर, ज्यामुळे वेगाने विकसित होणाऱ्या प्रक्रियांचे निराकरण करणे शक्य झाले. स्पार्क डिस्चार्जच्या अभ्यासात अशा कॅमेराचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला. असे आढळून आले की विजेचे अनेक प्रकार आहेत, ज्यामध्ये सर्वात सामान्य रेखीय, सपाट (इंट्रा-क्लाउड) आणि गोलाकार (हवा स्त्राव) आहेत. रेखीय विद्युल्लता म्हणजे ढग आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागादरम्यान खालच्या बाजूच्या फांद्या असलेल्या वाहिनीच्या मागे एक ठिणगीचा स्त्राव. गडगडाटाच्या आत सपाट विजा पडते आणि विखुरलेल्या प्रकाशाच्या चमकांसारखी दिसते. गडगडाटापासून सुरू होणार्‍या बॉल लाइटनिंगचे हवेचे डिस्चार्ज बहुतेक वेळा क्षैतिज दिशेने निर्देशित केले जातात आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचत नाहीत.

लाइटनिंग डिस्चार्जमध्ये सहसा तीन किंवा अधिक पुनरावृत्ती होणारे डिस्चार्ज असतात - त्याच मार्गावर चालणारे आवेग. 1/100 ते 1/10 s (यामुळे वीज चमकते). सर्वसाधारणपणे, फ्लॅश सुमारे एक सेकंद किंवा त्यापेक्षा कमी काळ टिकतो. विद्युल्लता विकास प्रक्रियेचे खालीलप्रमाणे वर्णन केले जाऊ शकते. प्रथम, एक कमकुवत चमकदार डिस्चार्ज-लीडर वरून पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर धावतो. जेव्हा तो त्याच्यापर्यंत पोहोचतो, तेव्हा नेत्याने घातलेल्या चॅनेलमधून एक तेजस्वी चमकणारा उलटा किंवा मुख्य डिस्चार्ज पृथ्वीवरून जातो. डिस्चार्ज-लीडर, एक नियम म्हणून, झिगझॅग पद्धतीने फिरतो. त्याच्या प्रसाराचा वेग शंभर ते शंभर किलोमीटर प्रति सेकंद इतका असतो. त्याच्या मार्गावर, ते हवेच्या रेणूंचे आयनीकरण करते, वाढीव चालकतेसह एक चॅनेल तयार करते, ज्याद्वारे रिव्हर्स डिस्चार्ज लीडर डिस्चार्जपेक्षा सुमारे शंभरपट जास्त वेगाने वर सरकतो. चॅनेलचा आकार निश्चित करणे कठीण आहे, परंतु लीडर डिस्चार्जचा व्यास 1-10 मीटर आणि रिव्हर्स डिस्चार्जचा, अनेक सेंटीमीटर इतका अंदाज आहे. लाइटनिंग डिस्चार्ज 30 kHz ते अल्ट्रा-लो फ्रिक्वेन्सीपर्यंत - रेडिओ लहरींच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये उत्सर्जित करून रेडिओ हस्तक्षेप तयार करतात. रेडिओ लहरींचे सर्वात मोठे विकिरण कदाचित 5 ते 10 kHz च्या श्रेणीत आहे. असा कमी-फ्रिक्वेंसी रेडिओ हस्तक्षेप आयनोस्फियरच्या खालच्या सीमा आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या दरम्यानच्या जागेत "केंद्रित" असतो आणि स्त्रोतापासून हजारो किलोमीटर अंतरापर्यंत प्रसार करण्यास सक्षम असतो.
वातावरणातील बदल
उल्का आणि उल्का यांचा प्रभाव.जरी कधीकधी उल्कावर्षाव त्यांच्या प्रकाश प्रभावाने खोल छाप पाडतात, वैयक्तिक उल्का क्वचितच दिसतात. त्याहूनही अधिक संख्येने अदृश्य उल्का आहेत, ज्या क्षणी ते वातावरणाने गिळले आहेत त्या क्षणी दिसण्यासाठी फारच लहान आहेत. काही लहान उल्का कदाचित अजिबात गरम होत नाहीत, परंतु केवळ वातावरणाद्वारे कॅप्चर केल्या जातात. काही मिलिमीटर ते एक मिलिमीटरच्या दहा-हजारव्या भागापर्यंतच्या या लहान कणांना मायक्रोमेटिओराइट्स म्हणतात. वातावरणात दररोज येणार्‍या उल्का द्रव्यांचे प्रमाण १०० ते १०,००० टन इतके आहे, यातील बहुतेक पदार्थ मायक्रोमेटिओराइट्स आहेत. वातावरणात उल्काजन्य पदार्थ अंशतः जळत असल्याने, त्याची वायू रचना विविध रासायनिक घटकांच्या ट्रेससह पुन्हा भरली जाते. उदाहरणार्थ, दगडी उल्का वातावरणात लिथियम आणतात. धातूच्या उल्कांच्या ज्वलनामुळे लहान गोलाकार लोह, लोह-निकेल आणि इतर थेंब तयार होतात जे वातावरणातून जातात आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर जमा होतात. ते ग्रीनलँड आणि अंटार्क्टिकामध्ये आढळू शकतात, जिथे बर्फाचे आवरण वर्षानुवर्षे जवळजवळ अपरिवर्तित राहतात. समुद्रशास्त्रज्ञ त्यांना तळाच्या समुद्राच्या गाळात शोधतात. वातावरणात प्रवेश करणारे बहुतेक उल्का कण अंदाजे 30 दिवसांच्या आत जमा होतात. काही शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की ही वैश्विक धूळ पावसासारख्या वातावरणीय घटनेच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते, कारण ती पाण्याच्या बाष्प संक्षेपणाचे केंद्रक म्हणून काम करते. म्हणून, असे मानले जाते की पर्जन्यवृष्टी मोठ्या उल्कावर्षावांशी सांख्यिकीयदृष्ट्या संबंधित आहे. तथापि, काही तज्ञांचा असा विश्वास आहे की उल्कापाताचे एकूण इनपुट हे सर्वात मोठ्या उल्कावर्षावाच्या तुलनेत अनेक दशपटींनी जास्त असल्याने, अशा एका शॉवरच्या परिणामी या सामग्रीच्या एकूण प्रमाणात होणारा बदल दुर्लक्षित केला जाऊ शकतो. तथापि, यात काही शंका नाही की सर्वात मोठे मायक्रोमेटिओराइट्स आणि अर्थातच, दृश्यमान उल्का वातावरणाच्या उच्च स्तरांमध्ये, मुख्यतः आयनोस्फीअरमध्ये आयनीकरणाचे लांब ट्रेस सोडतात. अशा ट्रेसचा वापर लांब-अंतराच्या रेडिओ संप्रेषणासाठी केला जाऊ शकतो, कारण ते उच्च-फ्रिक्वेंसी रेडिओ लहरी प्रतिबिंबित करतात. वातावरणात प्रवेश करणार्‍या उल्काची उर्जा मुख्यतः आणि कदाचित पूर्णपणे गरम होण्यावर खर्च केली जाते. वातावरणाच्या उष्णतेच्या समतोलातील हा एक किरकोळ घटक आहे.
औद्योगिक उत्पत्तीचा कार्बन डायऑक्साइड.कार्बोनिफेरस कालावधीत, पृथ्वीवर वृक्षाच्छादित वनस्पती मोठ्या प्रमाणात पसरली होती. त्या वेळी वनस्पतींद्वारे शोषून घेतलेला बहुतेक कार्बन डायऑक्साइड कोळशाच्या साठ्यांमध्ये आणि तेल-वाहक ठेवींमध्ये जमा होता. लोक या खनिजांच्या प्रचंड साठ्याचा ऊर्जेचा स्रोत म्हणून वापर करण्यास शिकले आहेत आणि आता ते पदार्थांच्या अभिसरणात वेगाने कार्बन डायऑक्साइड परत करत आहेत. जीवाश्म बहुधा सीए आहे. 4*10 13 टन कार्बन. गेल्या शतकात, मानवजातीने इतके जीवाश्म इंधन जाळले आहे की अंदाजे 4 * 10 11 टन कार्बन पुन्हा वातावरणात प्रवेश केला आहे. सध्या अंदाजे आहेत. 2 * 10 12 टन कार्बन, आणि जीवाश्म इंधन जळल्यामुळे पुढील शंभर वर्षांत हा आकडा दुप्पट होऊ शकतो. तथापि, सर्व कार्बन वातावरणात राहणार नाहीत: त्यातील काही समुद्राच्या पाण्यात विरघळतील, काही वनस्पतींद्वारे शोषले जातील आणि काही खडकांच्या हवामानाच्या प्रक्रियेत बांधले जातील. वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड किती असेल किंवा त्याचा जगाच्या हवामानावर काय परिणाम होईल हे सांगता येत नाही. तथापि, असे मानले जाते की त्याच्या सामग्रीमध्ये कोणत्याही वाढीमुळे तापमानवाढ होईल, जरी कोणत्याही तापमानवाढीचा हवामानावर लक्षणीय परिणाम होईल हे अजिबात आवश्यक नाही. वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडची एकाग्रता, मोजमापांच्या परिणामांनुसार, मंद गतीने जरी लक्षणीय वाढ होत आहे. अंटार्क्टिकामधील रॉस आइस शेल्फवरील स्वालबार्ड आणि लिटिल अमेरिका स्टेशनसाठी हवामान डेटा अंदाजे 50 वर्षांच्या कालावधीत सरासरी वार्षिक तापमानात अनुक्रमे 5° आणि 2.5°C ने वाढ दर्शवतो.
कॉस्मिक रेडिएशनचा प्रभाव.जेव्हा उच्च-ऊर्जा वैश्विक किरण वातावरणातील वैयक्तिक घटकांशी संवाद साधतात तेव्हा किरणोत्सर्गी समस्थानिक तयार होतात. त्यापैकी, 14C कार्बन आयसोटोप, जे वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊतींमध्ये जमा होते, ते वेगळे आहे. कार्बनिक पदार्थांची किरणोत्सर्गीता मोजून ज्यांनी कार्बनची पर्यावरणाशी दीर्घकाळ देवाणघेवाण केली नाही, त्यांचे वय ठरवता येते. रेडिओकार्बन पद्धतीने स्वतःला जीवाश्म जीव आणि भौतिक संस्कृतीच्या वस्तूंच्या डेटिंगसाठी सर्वात विश्वासार्ह पद्धत म्हणून स्थापित केले आहे, ज्याचे वय 50 हजार वर्षांपेक्षा जास्त नाही. रेडिओअ‍ॅक्टिव्हिटीच्या अत्यंत कमी पातळीचे मोजमाप करण्याच्या मूलभूत समस्येचे निराकरण झाल्यास, दीर्घ अर्धायुष्य असलेल्या इतर किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा वापर शेकडो हजारो वर्षे जुन्या सामग्रीसाठी केला जाऊ शकतो.
(रेडिओकार्बन डेटिंग देखील पहा).
पृथ्वीच्या वातावरणाची उत्पत्ती
वातावरणाच्या निर्मितीचा इतिहास अद्याप पूर्णपणे विश्वसनीयरित्या पुनर्संचयित केला गेला नाही. तरीसुद्धा, त्याच्या रचनेत काही संभाव्य बदल ओळखले गेले आहेत. पृथ्वीच्या निर्मितीनंतर लगेचच वातावरणाची निर्मिती सुरू झाली. प्रा-पृथ्वीच्या उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेत आणि आधुनिक परिमाणे आणि वस्तुमानाच्या जवळ येण्याच्या प्रक्रियेत, त्याचे मूळ वातावरण जवळजवळ पूर्णपणे गमावले आहे यावर विश्वास ठेवण्याची बरीच चांगली कारणे आहेत. असे मानले जाते की सुरुवातीच्या काळात पृथ्वी वितळलेल्या अवस्थेत होती आणि सी.ए. 4.5 अब्ज वर्षांपूर्वी, ते घन शरीरात आकार घेत होते. हा टप्पा भूवैज्ञानिक कालगणनेची सुरुवात म्हणून घेतला जातो. तेव्हापासून वातावरणाची हळूहळू उत्क्रांती होत आहे. काही भूगर्भीय प्रक्रिया, जसे की ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान लावाचा उद्रेक, पृथ्वीच्या आतड्यांमधून वायू सोडण्यासोबत होते. त्यात बहुधा नायट्रोजन, अमोनिया, मिथेन, पाण्याची वाफ, कार्बन मोनोऑक्साइड आणि कार्बन डायऑक्साइड यांचा समावेश होतो. सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, पाण्याची वाफ हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते, परंतु सोडलेल्या ऑक्सिजनची कार्बन मोनोऑक्साइडशी प्रतिक्रिया होऊन कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो. अमोनियाचे नायट्रोजन आणि हायड्रोजनमध्ये विघटन होते. प्रसाराच्या प्रक्रियेत हायड्रोजन वर आला आणि वातावरणातून बाहेर पडला, तर जड नायट्रोजन बाहेर पडू शकला नाही आणि हळूहळू जमा झाला, त्याचा मुख्य घटक बनला, जरी त्यातील काही रासायनिक अभिक्रियांदरम्यान बांधले गेले. अल्ट्राव्हायोलेट किरण आणि विद्युत स्त्राव यांच्या प्रभावाखाली, वायूंचे मिश्रण, बहुधा पृथ्वीच्या मूळ वातावरणात, रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश केला, ज्याच्या परिणामी सेंद्रिय पदार्थ, विशेषत: अमीनो ऍसिड तयार झाले. परिणामी, जीवनाची उत्पत्ती आधुनिक वातावरणापेक्षा मूलभूतपणे भिन्न वातावरणात होऊ शकते. आदिम वनस्पतींच्या आगमनाने, प्रकाशसंश्लेषणाची प्रक्रिया सुरू झाली (फोटोसिंथेसिस देखील पहा), मुक्त ऑक्सिजनच्या प्रकाशनासह. हा वायू, विशेषत: वरच्या वातावरणात पसरल्यानंतर, त्याच्या खालच्या थरांचे आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे जीवघेणे अतिनील आणि क्ष-किरण विकिरणांपासून संरक्षण करू लागला. असा अंदाज आहे की आजच्या ऑक्सिजनच्या 0.00004 इतक्‍या कमी प्रमाणामुळे सध्याच्या ओझोनच्या निम्म्या एकाग्रतेसह एक थर तयार होऊ शकतो, ज्याने अतिनील किरणांपासून खूप महत्त्वपूर्ण संरक्षण प्रदान केले. प्राथमिक वातावरणात भरपूर कार्बन डायऑक्साइड असण्याचीही शक्यता आहे. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान त्याचा वापर केला गेला आणि वनस्पती जगाच्या उत्क्रांतीमुळे आणि काही भूवैज्ञानिक प्रक्रियेदरम्यान शोषण झाल्यामुळे त्याची एकाग्रता कमी झाली असावी. हरितगृह परिणाम वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या उपस्थितीशी संबंधित असल्याने, काही शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की त्याच्या एकाग्रतेतील चढउतार हे हिमयुग सारख्या पृथ्वीच्या इतिहासात मोठ्या प्रमाणात हवामान बदलांचे एक महत्त्वाचे कारण आहे. आधुनिक वातावरणात असलेले हेलियम बहुधा युरेनियम, थोरियम आणि रेडियमच्या किरणोत्सर्गी क्षयचे उत्पादन आहे. हे किरणोत्सर्गी घटक अल्फा कण उत्सर्जित करतात, जे हेलियम अणूंचे केंद्रक आहेत. किरणोत्सर्गी क्षय दरम्यान कोणतेही विद्युत शुल्क तयार किंवा नष्ट होत नसल्यामुळे, प्रत्येक अल्फा कणासाठी दोन इलेक्ट्रॉन असतात. परिणामी, ते त्यांच्याशी एकत्रित होते, तटस्थ हेलियम अणू तयार करतात. किरणोत्सर्गी घटक खडकांच्या जाडीत विखुरलेल्या खनिजांमध्ये असतात, म्हणून किरणोत्सर्गी क्षयमुळे तयार झालेल्या हेलियमचा महत्त्वपूर्ण भाग त्यांच्यामध्ये साठवला जातो, वातावरणात अतिशय हळूवारपणे अस्थिर होतो. प्रसरणामुळे हीलियमची एक विशिष्ट मात्रा एक्सोस्फियरमध्ये वर येते, परंतु पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून सतत येणा-या प्रवाहामुळे, वातावरणातील या वायूचे प्रमाण अपरिवर्तित आहे. तार्‍यांचे वर्णक्रमीय विश्लेषण आणि उल्कापिंडांच्या अभ्यासावर आधारित, विश्वातील विविध रासायनिक घटकांच्या सापेक्ष विपुलतेचा अंदाज लावणे शक्य आहे. अंतराळातील निऑनची एकाग्रता पृथ्वीपेक्षा दहा अब्ज पट जास्त आहे, क्रिप्टॉन - दहा दशलक्ष पट आणि झेनॉन - दशलक्ष पट. हे असे आहे की या अक्रिय वायूंचे प्रमाण, जे मूळत: पृथ्वीच्या वातावरणात होते आणि रासायनिक अभिक्रियांमध्ये पुन्हा भरले गेले नाही, मोठ्या प्रमाणात कमी झाले, कदाचित पृथ्वीचे प्राथमिक वातावरण गमावण्याच्या टप्प्यावर देखील. अक्रिय वायू आर्गॉन हा अपवाद आहे, कारण तो अजूनही पोटॅशियम समस्थानिकेच्या किरणोत्सर्गी क्षय प्रक्रियेत 40Ar समस्थानिकेच्या स्वरूपात तयार होतो.
ऑप्टिकल phenomena
वातावरणातील ऑप्टिकल घटनांची विविधता विविध कारणांमुळे आहे. सर्वात सामान्य घटनांमध्ये विजा (वर पहा) आणि अतिशय नयनरम्य अरोरा बोरेलिस आणि अरोरा बोरेलिस (ध्रुवीय दिवे देखील पहा) यांचा समावेश होतो. याव्यतिरिक्त, इंद्रधनुष्य, गॅल, पार्हेलियन (खोटा सूर्य) आणि आर्क्स, मुकुट, हॅलोस आणि ब्रोकेनचे भूत, मृगजळ, सेंट एल्मोचे आग, चमकदार ढग, हिरवे आणि संधिप्रकाश किरण विशेष स्वारस्य आहेत. इंद्रधनुष्य ही सर्वात सुंदर वातावरणीय घटना आहे. सहसा ही एक प्रचंड कमान असते, ज्यामध्ये बहु-रंगीत पट्टे असतात, जेव्हा सूर्य फक्त आकाशाचा काही भाग प्रकाशित करतो आणि हवा पाण्याच्या थेंबांनी भरलेली असते, उदाहरणार्थ, पावसाच्या वेळी. बहु-रंगीत आर्क्स स्पेक्ट्रम अनुक्रमात (लाल, केशरी, पिवळा, हिरवा, निळसर, नील, व्हायलेट) व्यवस्थित केले जातात, परंतु रंग जवळजवळ कधीही शुद्ध नसतात कारण पट्ट्या ओव्हरलॅप होतात. नियमानुसार, इंद्रधनुष्याची शारीरिक वैशिष्ट्ये लक्षणीयरीत्या बदलतात आणि म्हणूनच ते दिसण्यात खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. त्यांचे सामान्य वैशिष्ट्य म्हणजे कमानीचे केंद्र नेहमी सूर्यापासून निरीक्षकाकडे काढलेल्या सरळ रेषेवर स्थित असते. मुख्य इंद्रधनुष्य एक चाप आहे ज्यामध्ये चमकदार रंग असतात - बाहेरून लाल आणि आतील बाजूस जांभळा. काहीवेळा फक्त एकच चाप दिसतो, परंतु अनेकदा मुख्य इंद्रधनुष्याच्या बाहेरील बाजूस दुय्यम कमानी दिसते. त्यात पहिल्यासारखे चमकदार रंग नाहीत आणि त्यातील लाल आणि जांभळ्या पट्टे जागा बदलतात: लाल आतील बाजूस स्थित आहे. मुख्य इंद्रधनुष्याची निर्मिती दुहेरी अपवर्तन (OPTICS देखील पहा) आणि सूर्यप्रकाशाच्या किरणांचे एकल अंतर्गत प्रतिबिंब (चित्र 5 पहा) द्वारे स्पष्ट केले आहे. पाण्याच्या थेंबाच्या आत (A) भेदून, प्रिझममधून जाताना प्रकाशाचा किरण अपवर्तित आणि विघटित होतो. मग ते ड्रॉप (बी) च्या विरुद्ध पृष्ठभागावर पोहोचते, त्यातून परावर्तित होते आणि ड्रॉपमधून बाहेर (सी) बाहेर पडते. या प्रकरणात, प्रकाशाचा किरण, निरीक्षकापर्यंत पोहोचण्यापूर्वी, दुसऱ्यांदा अपवर्तित होतो. सुरुवातीचे पांढरे तुळई 2° च्या विचलन कोनासह विविध रंगांच्या किरणांमध्ये विघटित होते. जेव्हा दुय्यम इंद्रधनुष्य तयार होते, तेव्हा दुहेरी अपवर्तन आणि सूर्याच्या किरणांचे दुहेरी परावर्तन होते (चित्र 6 पहा). या प्रकरणात, प्रकाश अपवर्तित केला जातो, त्याच्या खालच्या भागातून (A) ड्रॉपच्या आत प्रवेश करतो आणि ड्रॉपच्या आतील पृष्ठभागावरुन, प्रथम B बिंदूवर, नंतर C बिंदूवर. बिंदू D वर, प्रकाश अपवर्तित होतो. , थेंब निरीक्षकाकडे सोडतो.

सूर्योदय आणि सूर्यास्ताच्या वेळी, इंद्रधनुष्याचा अक्ष क्षितिजाच्या समांतर असल्यामुळे, निरीक्षकाला अर्ध्या वर्तुळाच्या कमानीच्या रूपात इंद्रधनुष्य दिसते. जर सूर्य क्षितिजाच्या वर असेल तर इंद्रधनुष्याची चाप अर्ध्या वर्तुळापेक्षा कमी असते. जेव्हा सूर्य क्षितिजापासून ४२° वर येतो तेव्हा इंद्रधनुष्य अदृश्य होते. सर्वत्र, उच्च अक्षांश वगळता, जेव्हा सूर्य खूप जास्त असतो तेव्हा दुपारच्या वेळी इंद्रधनुष्य दिसू शकत नाही. इंद्रधनुष्याच्या अंतराचा अंदाज लावणे मनोरंजक आहे. जरी असे दिसते की बहु-रंगीत चाप त्याच विमानात स्थित आहे, हा एक भ्रम आहे. खरं तर, इंद्रधनुष्याची खोली खूप जास्त आहे आणि ते पोकळ शंकूच्या पृष्ठभागाच्या रूपात दर्शविले जाऊ शकते, ज्याच्या शीर्षस्थानी निरीक्षक आहे. शंकूचा अक्ष सूर्य, निरीक्षक आणि इंद्रधनुष्याचा केंद्र जोडतो. निरीक्षकाला या शंकूच्या पृष्ठभागावर जसे दिसते तसे दिसते. दोन व्यक्ती कधीच एकच इंद्रधनुष्य पाहू शकत नाहीत. अर्थात, सर्वसाधारणपणे एकच परिणाम पाहणे शक्य आहे, परंतु दोन इंद्रधनुष्य वेगवेगळ्या स्थितीत आहेत आणि वेगवेगळ्या पाण्याच्या थेंबांनी तयार होतात. जेव्हा पाऊस किंवा धुके इंद्रधनुष्य बनवतात, तेव्हा संपूर्ण ऑप्टिकल प्रभाव इंद्रधनुष्याच्या शंकूच्या पृष्ठभागाच्या शिखरावर असलेल्या निरीक्षकासह ओलांडणाऱ्या सर्व पाण्याच्या थेंबांच्या एकत्रित परिणामाद्वारे प्राप्त होतो. प्रत्येक थेंबाची भूमिका क्षणभंगुर असते. इंद्रधनुष्य शंकूच्या पृष्ठभागावर अनेक स्तर असतात. त्यांना त्वरीत ओलांडून आणि गंभीर बिंदूंच्या मालिकेतून जात असताना, प्रत्येक थेंब सूर्याच्या किरणांना संपूर्ण स्पेक्ट्रममध्ये काटेकोरपणे परिभाषित क्रमाने विघटित करतो - लाल ते जांभळा. अनेक थेंब शंकूच्या पृष्ठभागावर त्याच प्रकारे ओलांडतात, जेणेकरून इंद्रधनुष्य त्याच्या कमानीच्या बाजूने आणि दोन्ही बाजूने सतत दिसतो. हेलो - पांढरा किंवा इंद्रधनुषी प्रकाश चाप आणि सूर्य किंवा चंद्राच्या डिस्कभोवती वर्तुळे. ते वातावरणातील बर्फ किंवा बर्फाच्या स्फटिकांद्वारे प्रकाशाच्या अपवर्तन किंवा परावर्तनामुळे होतात. प्रभामंडल तयार करणारे क्रिस्टल्स काल्पनिक शंकूच्या पृष्ठभागावर निरीक्षक (शंकूच्या वरपासून) सूर्याकडे निर्देशित केलेल्या अक्षासह स्थित असतात. काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, वातावरण लहान स्फटिकांनी भरलेले असते, ज्यांचे अनेक चेहरे सूर्य, निरीक्षक आणि या स्फटिकांमधून जाणाऱ्या विमानाने काटकोन बनतात. असे पैलू 22 ° च्या विचलनासह येणार्‍या प्रकाश किरणांना परावर्तित करतात, आतील बाजूस लालसर प्रभामंडल बनवतात, परंतु त्यात स्पेक्ट्रमचे सर्व रंग देखील असू शकतात. 46° च्या टोकदार त्रिज्या असलेला प्रभामंडल 22-डिग्रीच्या प्रभामंडलाभोवती केंद्रितपणे स्थित आहे. त्याच्या आतील बाजूसही लालसर रंग असतो. याचे कारण प्रकाशाचे अपवर्तन देखील आहे, जे या प्रकरणात उजवे कोन तयार करणार्‍या क्रिस्टल चेहऱ्यांवर होते. अशा प्रभामंडलाच्या अंगठीची रुंदी 2.5° पेक्षा जास्त आहे. दोन्ही 46-डिग्री आणि 22-डिग्री हॅलो रिंगच्या वरच्या आणि खालच्या बाजूस सर्वात उजळ असतात. दुर्मिळ 90-डिग्री प्रभामंडल एक हलकी चमकदार, जवळजवळ रंगहीन वलय आहे ज्याचे इतर दोन प्रभामंडलांसह समान केंद्र आहे. जर ते रंगीत असेल तर अंगठीच्या बाहेरील बाजूस लाल रंग असतो. या प्रकारच्या प्रभामंडलाच्या स्वरूपाची यंत्रणा पूर्णपणे स्पष्ट केली गेली नाही (चित्र 7).

परहेलिया आणि आर्क्स. पारहेलिक वर्तुळ (किंवा खोट्या सूर्याचे वर्तुळ) - एक पांढरी रिंग जेनिथ पॉईंटवर मध्यभागी असते, क्षितिजाच्या समांतर सूर्यामधून जाते. त्याच्या निर्मितीचे कारण म्हणजे बर्फाच्या स्फटिकांच्या पृष्ठभागाच्या काठावरुन सूर्यप्रकाशाचे प्रतिबिंब. जर क्रिस्टल्स हवेत पुरेसे समान रीतीने वितरीत केले गेले तर एक पूर्ण वर्तुळ दृश्यमान होईल. परहेलिया किंवा खोटे सूर्य हे सूर्यासारखे तेजस्वी तेजस्वी ठिपके आहेत, जे प्रभामंडलासह पारहेलिक वर्तुळाच्या छेदनबिंदूवर तयार होतात, ज्याची कोनीय त्रिज्या 22°, 46° आणि 90° असते. 22-अंश प्रभामंडल असलेल्या छेदनबिंदूवर वारंवार तयार होणारे आणि सर्वात तेजस्वी पारहेलियन तयार होतात, सामान्यतः इंद्रधनुष्याच्या जवळजवळ सर्व रंगांमध्ये रंगलेले असतात. 46- आणि 90-डिग्री हॅलोसह छेदनबिंदूंवर खोटे सूर्य खूप कमी वेळा पाहिले जातात. 90-डिग्री हॅलोस असलेल्या छेदनबिंदूंवर उद्भवणाऱ्या पॅरेलियाला पॅरॅन्थेलिया किंवा खोटे काउंटरसन म्हणतात. कधीकधी एक अँटेलियम (काउंटर-सूर्य) देखील दृश्यमान असतो - सूर्याच्या अगदी विरुद्ध असलेल्या पॅर्हेलियन रिंगवर स्थित एक चमकदार जागा. असे मानले जाते की या घटनेचे कारण सूर्यप्रकाशाचे दुहेरी अंतर्गत प्रतिबिंब आहे. परावर्तित बीम घटना बीम प्रमाणेच मार्ग अनुसरण करतो, परंतु उलट दिशेने. सर्कमझेनिथल चाप, ज्याला कधीकधी चुकीच्या पद्धतीने 46-अंश प्रभामंडलाचा वरचा स्पर्शक चाप म्हणून संबोधले जाते, हे झेनिथ बिंदूवर केंद्रीत 90° किंवा त्यापेक्षा कमी आकाराचे आणि सूर्याच्या अंदाजे 46° वर असते. हे क्वचितच दृश्यमान आहे आणि फक्त काही मिनिटांसाठी, त्यात चमकदार रंग आहेत आणि लाल रंग कमानीच्या बाहेरील बाजूस मर्यादित आहे. सर्कमझेनिथल आर्क त्याच्या रंग, चमक आणि स्पष्ट बाह्यरेखा यासाठी उल्लेखनीय आहे. हॅलो प्रकाराचा आणखी एक जिज्ञासू आणि अत्यंत दुर्मिळ ऑप्टिकल प्रभाव म्हणजे लोविट्झ चाप. ते 22-डिग्री प्रभामंडलाच्या छेदनबिंदूवर पॅरेलियाच्या निरंतरतेच्या रूपात उद्भवतात, प्रभामंडलाच्या बाहेरील बाजूने जातात आणि सूर्याकडे किंचित अवतल असतात. पांढर्‍या प्रकाशाचे खांब, तसेच विविध क्रॉस, काहीवेळा पहाटे किंवा संध्याकाळच्या वेळी, विशेषतः ध्रुवीय प्रदेशात दिसतात आणि सूर्य आणि चंद्र दोन्ही सोबत असू शकतात. काही वेळा, चंद्राचे प्रभामंडल आणि वर वर्णन केलेल्या प्रमाणेच इतर प्रभाव दिसून येतात, सर्वात सामान्य चंद्र प्रभामंडल (चंद्राभोवती वलय) ची कोनीय त्रिज्या 22° असते. खोट्या सूर्याप्रमाणे, खोटे चंद्र उद्भवू शकतात. मुकुट, किंवा मुकुट, सूर्य, चंद्र किंवा इतर तेजस्वी वस्तूंभोवती लहान केंद्रित रंगीत वलय असतात जे वेळोवेळी प्रकाश स्रोत अर्धपारदर्शक ढगांच्या मागे असतात तेव्हा पाहिले जातात. कोरोना त्रिज्या हेलो त्रिज्यापेक्षा लहान आहे आणि अंदाजे आहे. 1-5°, निळा किंवा व्हायलेट रिंग सूर्याच्या सर्वात जवळ आहे. जेव्हा ढग बनवणाऱ्या पाण्याच्या लहान पाण्याच्या थेंबांद्वारे प्रकाश विखुरला जातो तेव्हा कोरोना तयार होतो. काहीवेळा मुकुट सूर्याच्या (किंवा चंद्राच्या) सभोवतालच्या चमकदार स्पॉट (किंवा प्रभामंडल) सारखा दिसतो, जो लालसर रिंगने समाप्त होतो. इतर प्रकरणांमध्ये, प्रभामंडलाच्या बाहेर मोठ्या व्यासाच्या, अगदी कमकुवत रंगाच्या, कमीतकमी दोन केंद्रित रिंग दिसतात. ही घटना इंद्रधनुषी ढगांसह आहे. कधीकधी खूप उंच ढगांच्या कडा चमकदार रंगात रंगवल्या जातात.
ग्लोरिया (हॅलोस).विशेष परिस्थितीत, असामान्य वातावरणीय घटना घडतात. जर सूर्य निरीक्षकाच्या मागे असेल आणि त्याची सावली जवळच्या ढगांवर किंवा धुक्याच्या पडद्यावर प्रक्षेपित झाली असेल तर एखाद्या व्यक्तीच्या डोक्याच्या सावलीभोवती वातावरणाच्या विशिष्ट स्थितीत, आपण एक रंगीत चमकदार वर्तुळ पाहू शकता - एक प्रभामंडल. सामान्यत: गवताळ लॉनवर दव थेंबांनी प्रकाशाच्या परावर्तनामुळे असा प्रभामंडल तयार होतो. ग्लोरिया देखील सामान्यतः विमानाने खाली ढगांवर टाकलेल्या सावलीभोवती आढळतात.
ब्रोकेनची भुते.जगाच्या काही प्रदेशात, जेव्हा सूर्योदय किंवा सूर्यास्ताच्या वेळी एखाद्या टेकडीवरील निरीक्षकाची सावली त्याच्या मागे थोड्या अंतरावर असलेल्या ढगांवर पडते तेव्हा एक धक्कादायक परिणाम दिसून येतो: सावली प्रचंड आकारमान प्राप्त करते. हे धुक्यातील सर्वात लहान पाण्याच्या थेंबाद्वारे प्रकाशाचे परावर्तन आणि अपवर्तन झाल्यामुळे होते. जर्मनीतील हार्ज पर्वतातील शिखरानंतर वर्णन केलेल्या घटनेला "ब्रोकेनचे भूत" म्हटले जाते.
मृगजळ- वेगवेगळ्या घनतेच्या हवेच्या थरांमधून जात असताना प्रकाशाच्या अपवर्तनामुळे होणारा ऑप्टिकल प्रभाव आणि आभासी प्रतिमेच्या स्वरूपात व्यक्त केला जातो. या प्रकरणात, दूरच्या वस्तू त्यांच्या वास्तविक स्थितीच्या तुलनेत उंचावल्या किंवा कमी केल्या जाऊ शकतात आणि विकृत देखील होऊ शकतात आणि अनियमित, विलक्षण आकार प्राप्त करू शकतात. मृगजळ बहुतेकदा उष्ण हवामानात, जसे की वालुकामय मैदानावर आढळतात. निकृष्ट मृगजळ सामान्य आहेत, जेव्हा दूरच्या, जवळजवळ सपाट वाळवंटाचा पृष्ठभाग मोकळ्या पाण्याचा देखावा घेतो, विशेषत: जेव्हा थोड्या उंचीवरून किंवा गरम हवेच्या थरावर पाहिले जाते. असाच भ्रम सामान्यतः गरम झालेल्या पक्क्या रस्त्यावर आढळतो जो पाण्याच्या पृष्ठभागासारखा दिसतो. प्रत्यक्षात, हा पृष्ठभाग आकाशाचे प्रतिबिंब आहे. डोळ्याच्या पातळीच्या खाली, वस्तू, सहसा वरच्या बाजूला, या "पाण्यात" दिसू शकतात. तापलेल्या जमिनीच्या पृष्ठभागाच्या वर एक "एअर पफ केक" तयार होतो आणि पृथ्वीच्या सर्वात जवळचा थर सर्वात जास्त तापलेला असतो आणि इतका दुर्मिळ असतो की त्यातून जाणार्‍या प्रकाश लहरी विकृत होतात, कारण त्यांच्या प्रसाराचा वेग माध्यमाच्या घनतेनुसार बदलतो. कनिष्ठ मृगजळांपेक्षा सुपीरियर मृगजळ कमी सामान्य आणि अधिक निसर्गरम्य असतात. दूरवरच्या वस्तू (बहुतेकदा समुद्राच्या क्षितिजाच्या खाली) आकाशात वरच्या बाजूला दिसतात आणि कधी कधी त्याच वस्तूची थेट प्रतिमा देखील वर दिसते. ही घटना थंड प्रदेशांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, विशेषत: जेव्हा तापमानात लक्षणीय बदल होतो, जेव्हा हवेचा उबदार थर थंड थराच्या वर असतो. हा ऑप्टिकल प्रभाव नॉन-एकसमान घनतेसह हवेच्या थरांमध्ये प्रकाश लहरींच्या पुढील भागाच्या प्रसाराच्या जटिल नमुन्यांच्या परिणामी प्रकट होतो. खूप असामान्य मृगजळ वेळोवेळी घडतात, विशेषतः ध्रुवीय प्रदेशात. जेव्हा जमिनीवर मृगजळ येतात तेव्हा झाडे आणि इतर लँडस्केप घटक उलटे असतात. सर्व प्रकरणांमध्ये, वरच्या मृगजळांमधील वस्तू खालच्या वस्तूंपेक्षा अधिक स्पष्टपणे दृश्यमान असतात. जेव्हा दोन हवेच्या वस्तुमानांची सीमा उभ्या समतल असते तेव्हा बाजूच्या मृगजळांचे निरीक्षण केले जाते.
सेंट एल्मोची आग.वातावरणातील काही ऑप्टिकल घटना (उदाहरणार्थ, चमक आणि सर्वात सामान्य हवामानशास्त्रीय घटना - विद्युल्लता) विद्युतीय असतात. सेंट एल्मो - 30 सेमी ते 1 मीटर किंवा त्याहून अधिक लांबीचे चमकदार फिकट निळे किंवा जांभळे ब्रश, सामान्यत: मास्ट्सच्या शीर्षस्थानी किंवा समुद्रातील जहाजांच्या गजांच्या टोकांवर आग लागणे कमी सामान्य आहे. कधीकधी असे दिसते की जहाजाची संपूर्ण रिगिंग फॉस्फरस आणि चमकाने झाकलेली आहे. एल्मोची आग कधीकधी पर्वत शिखरांवर, तसेच उंच इमारतींच्या कोपऱ्यांवर आणि तीक्ष्ण कोपऱ्यांवर दिसते. ही घटना म्हणजे इलेक्ट्रिकल कंडक्टरच्या टोकांवर ब्रश इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज, जेव्हा त्यांच्या सभोवतालच्या वातावरणात विद्युत क्षेत्राची ताकद मोठ्या प्रमाणात वाढते. विल-ओ'-द-विस्प्स हे निळसर किंवा हिरवट चमक आहेत जे कधीकधी दलदलीत, स्मशानभूमीत आणि क्रिप्ट्समध्ये दिसतात. ते बर्‍याचदा शांतपणे जळत, गरम न होणारी, मेणबत्तीची ज्योत जमिनीपासून सुमारे 30 सेंटीमीटर वर उगवलेली, क्षणभर वस्तूवर घिरट्या घालत असतात. प्रकाश पूर्णपणे मायावी वाटतो आणि जसजसा निरीक्षक जवळ येतो तसतसा तो दुसऱ्या ठिकाणी सरकतो. या घटनेचे कारण म्हणजे सेंद्रिय अवशेषांचे विघटन आणि स्वॅम्प गॅस मिथेन (CH4) किंवा फॉस्फिन (PH3) चे उत्स्फूर्त ज्वलन. भटक्या दिव्यांचा आकार वेगळा असतो, कधी कधी गोलाकारही असतो. हिरवा तुळई - सूर्याचा शेवटचा किरण क्षितिजाच्या खाली अदृश्य होतो त्या क्षणी पन्ना हिरव्या सूर्यप्रकाशाचा फ्लॅश. सूर्यप्रकाशाचा लाल घटक प्रथम नाहीसा होतो, इतर सर्व क्रमाने जातात आणि हिरवा हिरवा रंग शेवटचा राहतो. ही घटना तेव्हाच घडते जेव्हा सोलर डिस्कची फक्त किनार क्षितिजाच्या वर राहते, अन्यथा रंगांचे मिश्रण असते. क्रेपस्क्युलर किरण हे सूर्यप्रकाशाचे वळवणारे किरण आहेत जे उच्च वातावरणात धूळ प्रकाशित करतात तेव्हा दृश्यमान होतात. ढगांच्या सावल्या गडद पट्ट्या तयार करतात आणि किरण त्यांच्यामध्ये पसरतात. सूर्यास्ताच्या आधी किंवा सूर्यास्तानंतर सूर्य क्षितिजावर कमी असताना हा परिणाम होतो.