वातावरणातील हवेमध्ये नायट्रोजन (77.99%), ऑक्सिजन (21%), अक्रिय वायू (1%) आणि कार्बन डायऑक्साइड (0.01%) असतात. इंधनाच्या ज्वलनाची उत्पादने वातावरणात सोडली जातात या वस्तुस्थितीमुळे कार्बन डाय ऑक्साईडचे प्रमाण कालांतराने वाढते आणि त्याव्यतिरिक्त, कार्बन डाय ऑक्साईड शोषून घेणारे आणि ऑक्सिजन सोडणारे जंगलांचे क्षेत्र कमी होते.

वातावरणात ओझोनची थोडीशी मात्रा देखील असते, जी सुमारे 25-30 किमी उंचीवर केंद्रित असते आणि तथाकथित ओझोन थर बनवते. हा थर सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गात अडथळा निर्माण करतो, जो पृथ्वीवरील सजीवांसाठी धोकादायक आहे.

याव्यतिरिक्त, वातावरणात पाण्याची वाफ आणि विविध अशुद्धता असतात - धूळ कण, ज्वालामुखीची राख, काजळी इ. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळ आणि विशिष्ट भागात अशुद्धतेचे प्रमाण जास्त आहे: मोठ्या शहरांमध्ये, वाळवंटांमध्ये.

ट्रोपोस्फियर- कमी, त्यात बहुतेक हवा आणि. या थराची उंची समान नाही: विषुववृत्ताजवळ 8-10 किमी ते विषुववृत्ताजवळ 16-18 किमी. ट्रोपोस्फियरमध्ये ते उंचीसह कमी होते: 6°C प्रति किलोमीटरने. ट्रॉपोस्फियरमध्ये हवामान तयार होते, वारा, पर्जन्य, ढग, चक्रीवादळ आणि अँटीसायक्लोन तयार होतात.

वातावरणाचा पुढील स्तर आहे स्ट्रॅटोस्फियर. त्यातील हवा खूपच दुर्मिळ आहे, त्यात पाण्याची वाफ खूपच कमी आहे. स्ट्रॅटोस्फियरच्या खालच्या भागात तापमान -60 - -80 डिग्री सेल्सियस आहे आणि वाढत्या उंचीसह कमी होते. ओझोनचा थर स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये असतो. स्ट्रॅटोस्फियर उच्च वाऱ्याच्या गतीने (80-100 मी/से पर्यंत) वैशिष्ट्यीकृत आहे.

मेसोस्फियर- 50 ते S0-S5 किमी उंचीवर स्ट्रॅटोस्फियरच्या वर पडलेला वातावरणाचा मधला थर. खालच्या सीमेवर 0°C पासून वरच्या सीमेवर -90°C पर्यंत उंचीसह सरासरी तापमानात घट झाल्यामुळे मेसोस्फियरचे वैशिष्ट्य आहे. मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेजवळ, रात्रीच्या वेळी सूर्याद्वारे प्रकाशित, निशाचर ढगांचे निरीक्षण केले जाते. मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेवरील हवेचा दाब पृथ्वीच्या पृष्ठभागापेक्षा 200 पट कमी आहे.

थर्मोस्फियर- मेसोस्फियरच्या वर स्थित, SO ते 400-500 किमी उंचीवर, त्यात प्रथम हळूहळू तापमान, आणि नंतर त्वरीत पुन्हा वाढू लागते. याचे कारण म्हणजे 150-300 किमी उंचीवर सूर्यापासून होणारे अतिनील किरणांचे शोषण. थर्मोस्फियरमध्ये, तापमान सुमारे 400 किमी उंचीपर्यंत सतत वाढते, जेथे ते 700-1500 डिग्री सेल्सियस (सौर क्रियाकलापांवर अवलंबून) पोहोचते. अल्ट्राव्हायोलेट आणि एक्स-रे आणि कॉस्मिक रेडिएशनच्या कृती अंतर्गत, हवेचे आयनीकरण देखील होते ("ध्रुवीय दिवे"). आयनोस्फियरचे मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फियरमध्ये आहेत.

एक्सोस्फियर- वातावरणाचा बाह्य, सर्वात दुर्मिळ थर, तो 450-000 किमीच्या उंचीपासून सुरू होतो आणि त्याची वरची सीमा पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून कित्येक हजार किमी अंतरावर स्थित आहे, जिथे कणांची एकाग्रता आंतरग्रहांसारखीच होते. जागा एक्सोस्फियरमध्ये आयनीकृत वायू (प्लाझ्मा) असतात; एक्सोस्फियरचे खालचे आणि मध्यम भाग प्रामुख्याने ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनने बनलेले आहेत; उंचीच्या वाढीसह, प्रकाश वायूंची सापेक्ष एकाग्रता, विशेषत: आयनीकृत हायड्रोजन, वेगाने वाढते. एक्सोस्फियरमध्ये तापमान 1300-3000°C आहे; ते उंचीसह हळूहळू वाढते. एक्सोस्फियरमध्ये पृथ्वीचे रेडिएशन बेल्ट असतात.

वातावरणाची जाडी पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून सुमारे 120 किमी आहे. वातावरणातील हवेचे एकूण वस्तुमान (5.1-5.3) 10 18 किलो आहे. यापैकी, कोरड्या हवेचे वस्तुमान 5.1352 ± 0.0003 10 18 किलो आहे, पाण्याच्या वाफेचे एकूण वस्तुमान सरासरी 1.27 10 16 किलो आहे.

ट्रॉपोपॉज

ट्रॉपोस्फियरपासून स्ट्रॅटोस्फियरपर्यंतचा संक्रमणकालीन स्तर, वातावरणाचा थर ज्यामध्ये उंचीसह तापमानात घट थांबते.

स्ट्रॅटोस्फियर

वातावरणाचा थर 11 ते 50 किमी उंचीवर आहे. 11-25 किमीच्या (स्ट्रॅटोस्फियरचा खालचा थर) तापमानात थोडासा बदल आणि 25-40 किमीच्या थरात −56.5 ते 0.8 ° (वरच्या स्ट्रॅटोस्फियर किंवा उलथापालथ क्षेत्र) मध्ये होणारी वाढ हे वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. सुमारे 40 किमी उंचीवर सुमारे 273 K (जवळजवळ 0 °C) मूल्य गाठल्यानंतर, तापमान सुमारे 55 किमी उंचीपर्यंत स्थिर राहते. स्थिर तापमानाच्या या प्रदेशाला स्ट्रॅटोपॉज म्हणतात आणि तो स्ट्रॅटोस्फियर आणि मेसोस्फियर यांच्यातील सीमा आहे.

स्ट्रॅटोपॉज

स्ट्रॅटोस्फियर आणि मेसोस्फियरमधील वातावरणाचा सीमावर्ती स्तर. उभ्या तापमान वितरणात कमाल आहे (सुमारे 0 °C).

मेसोस्फियर

पृथ्वीचे वातावरण

पृथ्वीच्या वातावरणाची सीमा

थर्मोस्फियर

वरची मर्यादा सुमारे 800 किमी आहे. तापमान 200-300 किमीच्या उंचीवर वाढते, जेथे ते 1500 के ऑर्डरच्या मूल्यांपर्यंत पोहोचते, त्यानंतर ते उच्च उंचीपर्यंत जवळजवळ स्थिर राहते. अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरण सौर किरणोत्सर्ग आणि वैश्विक किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, हवा आयनीकृत ("ध्रुवीय दिवे") केली जाते - आयनोस्फियरचे मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फियरच्या आत असतात. 300 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, अणु ऑक्सिजनचे वर्चस्व असते. थर्मोस्फियरची वरची मर्यादा मुख्यत्वे सूर्याच्या वर्तमान क्रियाकलापांद्वारे निर्धारित केली जाते. कमी क्रियाकलापांच्या काळात - उदाहरणार्थ, 2008-2009 मध्ये - या थराच्या आकारात लक्षणीय घट झाली आहे.

थर्मोपॉज

थर्मोस्फियरच्या वरच्या वातावरणाचा प्रदेश. या प्रदेशात, सौर किरणोत्सर्गाचे शोषण नगण्य आहे आणि तापमान प्रत्यक्षात उंचीनुसार बदलत नाही.

एक्सोस्फियर (फैलावचे क्षेत्र)

100 किमी उंचीपर्यंत, वातावरण हे वायूंचे एकसंध, चांगले मिश्रित मिश्रण आहे. उच्च स्तरांमध्ये, उंचीमध्ये वायूंचे वितरण त्यांच्या आण्विक वस्तुमानांवर अवलंबून असते, जड वायूंचे एकाग्रता पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून अंतरासह वेगाने कमी होते. वायूची घनता कमी झाल्यामुळे, स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये तापमान 0 °C वरून मेसोस्फियरमध्ये −110 °C पर्यंत खाली येते. तथापि, 200-250 किमी उंचीवरील वैयक्तिक कणांची गतिज ऊर्जा ~150 °C तापमानाशी संबंधित आहे. 200 किमीच्या वर, तापमान आणि वायूच्या घनतेमध्ये वेळ आणि जागेत लक्षणीय चढ-उतार दिसून येतात.

सुमारे 2000-3500 किमी उंचीवर, बाह्यमंडल हळूहळू तथाकथित मध्ये जातो स्पेस व्हॅक्यूम जवळ, जे आंतरग्रहीय वायूच्या अत्यंत दुर्मिळ कणांनी भरलेले असते, प्रामुख्याने हायड्रोजन अणू. परंतु हा वायू आंतरग्रहीय पदार्थाचाच भाग आहे. दुसरा भाग धूमकेतू आणि उल्काजन्य उत्पत्तीच्या धूलिकण कणांनी बनलेला आहे. अत्यंत दुर्मिळ धुळीसारख्या कणांव्यतिरिक्त, सौर आणि गॅलेक्टिक उत्पत्तीचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि कॉर्पस्क्युलर रेडिएशन या जागेत प्रवेश करतात.

ट्रोपोस्फियरचा वाटा वातावरणाच्या वस्तुमानाच्या सुमारे 80% आहे, स्ट्रॅटोस्फियरचा वाटा सुमारे 20% आहे; मेसोस्फियरचे वस्तुमान 0.3% पेक्षा जास्त नाही, थर्मोस्फियर वातावरणाच्या एकूण वस्तुमानाच्या 0.05% पेक्षा कमी आहे. वातावरणातील विद्युतीय गुणधर्मांवर आधारित, न्यूट्रोस्फियर आणि आयनोस्फियर वेगळे केले जातात. सध्या असे मानले जाते की वातावरण 2000-3000 किमी उंचीपर्यंत पसरलेले आहे.

वातावरणातील वायूच्या रचनेनुसार ते उत्सर्जित करतात homosphereआणि heterosphere. heterosphere- हे असे क्षेत्र आहे जेथे गुरुत्वाकर्षण वायूंच्या पृथक्करणावर परिणाम करते, कारण इतक्या उंचीवर त्यांचे मिश्रण नगण्य आहे. म्हणून हेटरोस्फियरच्या परिवर्तनीय रचनेचे अनुसरण करते. त्याच्या खाली वातावरणाचा एक चांगला मिश्रित, एकसंध भाग आहे, ज्याला होमोस्फीअर म्हणतात. या थरांमधील सीमेला टर्बोपॉज म्हणतात, ती सुमारे 120 किमी उंचीवर आहे.

वातावरणातील शारीरिक आणि इतर गुणधर्म

आधीच समुद्रसपाटीपासून 5 किमी उंचीवर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ती ऑक्सिजन उपासमार विकसित करते आणि, अनुकूलन न करता, एखाद्या व्यक्तीची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होते. इथेच वातावरणाचा फिजियोलॉजिकल झोन संपतो. 9 किमी उंचीवर मानवी श्वास घेणे अशक्य होते, जरी सुमारे 115 किमी पर्यंत वातावरणात ऑक्सिजन असते.

वातावरण आपल्याला श्वास घेण्यासाठी आवश्यक असलेला ऑक्सिजन प्रदान करतो. तथापि, आपण उंचीवर जाताना वातावरणाचा एकूण दाब कमी झाल्यामुळे, ऑक्सिजनचा आंशिक दाब देखील त्यानुसार कमी होतो.

हवेच्या दुर्मिळ थरांमध्ये, आवाजाचा प्रसार अशक्य आहे. 60-90 किमीच्या उंचीपर्यंत, नियंत्रित वायुगतिकीय उड्डाणासाठी हवेचा प्रतिकार आणि लिफ्ट वापरणे अद्याप शक्य आहे. परंतु 100-130 किमीच्या उंचीपासून, एम क्रमांकाच्या संकल्पना आणि प्रत्येक पायलटला परिचित ध्वनी अडथळा त्यांचा अर्थ गमावतात: तेथे सशर्त कर्मन लाइन जाते, ज्याच्या पलीकडे पूर्णपणे बॅलिस्टिक फ्लाइटचे क्षेत्र सुरू होते, जे केवळ प्रतिक्रियात्मक शक्ती वापरून नियंत्रित केले जाऊ शकते.

100 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, वातावरण आणखी एक उल्लेखनीय गुणधर्मापासून वंचित आहे - संवहन (म्हणजे, हवेच्या मिश्रणाद्वारे) थर्मल ऊर्जा शोषून घेण्याची, चालवण्याची आणि हस्तांतरित करण्याची क्षमता. याचा अर्थ असा की उपकरणांचे विविध घटक, ऑर्बिटल स्पेस स्टेशनची उपकरणे बाहेरून थंड करता येणार नाहीत ज्या प्रकारे ते सहसा विमानात केले जाते - एअर जेट्स आणि एअर रेडिएटर्सच्या मदतीने. अशा उंचीवर, सर्वसाधारणपणे अवकाशाप्रमाणे, उष्णता हस्तांतरित करण्याचा एकमेव मार्ग म्हणजे थर्मल रेडिएशन.

वातावरणाच्या निर्मितीचा इतिहास

सर्वात सामान्य सिद्धांतानुसार, पृथ्वीचे वातावरण कालांतराने तीन वेगवेगळ्या रचनांमध्ये आहे. सुरुवातीला, त्यात आंतरग्रहीय अवकाशातून मिळवलेले हलके वायू (हायड्रोजन आणि हेलियम) होते. हे तथाकथित प्राथमिक वातावरण(सुमारे चार अब्ज वर्षांपूर्वी). पुढच्या टप्प्यावर, सक्रिय ज्वालामुखी क्रियाकलाप हायड्रोजन (कार्बन डायऑक्साइड, अमोनिया, पाण्याची वाफ) व्यतिरिक्त इतर वायूंसह वातावरणातील संपृक्ततेकडे नेले. असे आहे दुय्यम वातावरण(आमच्या दिवसांपूर्वी सुमारे तीन अब्ज वर्षांपूर्वी). हे वातावरण चैतन्यमय होते. पुढे, वातावरण निर्मितीची प्रक्रिया खालील घटकांद्वारे निर्धारित केली गेली:

• इंटरप्लॅनेटरी स्पेसमध्ये हलक्या वायूंची (हायड्रोजन आणि हेलियम) गळती;
• अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्ग, विजेचा स्त्राव आणि इतर काही घटकांच्या प्रभावाखाली वातावरणात होणारी रासायनिक प्रतिक्रिया.

हळुहळू या घटकांमुळे निर्मिती झाली तृतीयांश वातावरण, हायड्रोजनची कमी सामग्री आणि नायट्रोजन आणि कार्बन डाय ऑक्साईडची जास्त सामग्री (अमोनिया आणि हायड्रोकार्बन्सच्या रासायनिक अभिक्रियांमुळे तयार झालेली) द्वारे वैशिष्ट्यीकृत.

नायट्रोजन

मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजन N 2 ची निर्मिती अमोनिया-हायड्रोजन वातावरणाच्या आण्विक ऑक्सिजन O 2 द्वारे ऑक्सीकरण झाल्यामुळे होते, जे 3 अब्ज वर्षांपूर्वीपासून प्रकाशसंश्लेषणाच्या परिणामी ग्रहाच्या पृष्ठभागावर येऊ लागले. नायट्रेट्स आणि इतर नायट्रोजन-युक्त संयुगेच्या विनायटीकरणाच्या परिणामी नायट्रोजन N 2 देखील वातावरणात सोडले जाते. वरच्या वातावरणात नायट्रोजनचे ओझोन द्वारे ऑक्सीकरण केले जाते.

नायट्रोजन एन 2 केवळ विशिष्ट परिस्थितीत (उदाहरणार्थ, विजेच्या स्त्राव दरम्यान) प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करते. इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज दरम्यान ओझोनद्वारे आण्विक नायट्रोजनचे ऑक्सीकरण, नायट्रोजन खतांच्या औद्योगिक उत्पादनात कमी प्रमाणात वापरले जाते. कमी ऊर्जेच्या वापरासह त्याचे ऑक्सिडीकरण केले जाऊ शकते आणि सायनोबॅक्टेरिया (निळा-हिरवा शैवाल) आणि नोड्यूल बॅक्टेरियाद्वारे जैविक दृष्ट्या सक्रिय स्वरूपात रूपांतरित केले जाऊ शकते जे शेंगांसह राइझोबियल सिम्बायोसिस तयार करतात, तथाकथित. हिरवे खत.

ऑक्सिजन

प्रकाशसंश्लेषणाच्या परिणामी, ऑक्सिजन सोडणे आणि कार्बन डाय ऑक्साईडचे शोषण यासह पृथ्वीवरील सजीवांच्या आगमनाने वातावरणाची रचना आमूलाग्र बदलू लागली. सुरुवातीला, ऑक्सिजन कमी झालेल्या संयुगे - अमोनिया, हायड्रोकार्बन्स, महासागरांमध्ये असलेले लोहाचे फेरस स्वरूप इत्यादींच्या ऑक्सिडेशनवर खर्च केले गेले. या टप्प्याच्या शेवटी, वातावरणातील ऑक्सिजनचे प्रमाण वाढू लागले. हळूहळू, ऑक्सिडायझिंग गुणधर्मांसह एक आधुनिक वातावरण तयार झाले. यामुळे वातावरण, लिथोस्फियर आणि बायोस्फियरमध्ये होणार्‍या अनेक प्रक्रियांमध्ये गंभीर आणि आकस्मिक बदल होत असल्याने, या घटनेला ऑक्सिजन आपत्ती असे म्हणतात.

उदात्त वायू

वायू प्रदूषण

अलीकडे, मानवाने वातावरणाच्या उत्क्रांतीवर प्रभाव टाकण्यास सुरुवात केली आहे. त्याच्या क्रियाकलापांचा परिणाम म्हणजे मागील भूवैज्ञानिक युगांमध्ये जमा झालेल्या हायड्रोकार्बन इंधनाच्या ज्वलनामुळे वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या सामग्रीमध्ये सतत लक्षणीय वाढ झाली. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान CO 2 मोठ्या प्रमाणात वापरला जातो आणि जगातील महासागरांद्वारे शोषला जातो. कार्बोनेट खडक आणि वनस्पती आणि प्राणी उत्पत्तीच्या सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन, तसेच ज्वालामुखी आणि मानवी उत्पादन क्रियाकलापांमुळे हा वायू वातावरणात प्रवेश करतो. गेल्या 100 वर्षांत, वातावरणातील CO 2 ची सामग्री 10% वाढली आहे, ज्याचा मुख्य भाग (360 अब्ज टन) इंधनाच्या ज्वलनातून येतो. जर इंधनाच्या ज्वलनाचा वाढीचा दर असाच चालू राहिला, तर पुढील 200-300 वर्षांत वातावरणातील CO 2 चे प्रमाण दुप्पट होईल आणि त्यामुळे जागतिक हवामान बदल होऊ शकतात.

इंधनाचे ज्वलन हा प्रदूषक वायूंचा मुख्य स्त्रोत आहे (СО,, SO 2). सल्फर डायऑक्साइड वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे SO 3 वरच्या वातावरणात ऑक्सिडाइझ केला जातो, जो पाण्याची वाफ आणि अमोनियाशी संवाद साधतो आणि परिणामी सल्फ्यूरिक ऍसिड (H 2 SO 4) आणि अमोनियम सल्फेट (NH 4) 2 SO 4 वर परत येतो. तथाकथित स्वरूपात पृथ्वीची पृष्ठभाग. आम्ल वर्षा. अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या वापरामुळे नायट्रोजन ऑक्साइड, हायड्रोकार्बन्स आणि शिसे संयुगे (टेट्राएथिल लीड Pb (CH 3 CH 2) 4%) सह लक्षणीय वायु प्रदूषण होते.

वातावरणातील एरोसोल प्रदूषण नैसर्गिक कारणांमुळे (ज्वालामुखीचा उद्रेक, धुळीची वादळे, समुद्रातील पाण्याचे थेंब आणि वनस्पतींचे परागकण इ.) आणि मानवी आर्थिक क्रियाकलाप (खनिज आणि बांधकाम साहित्याचे उत्खनन, इंधन ज्वलन, सिमेंट उत्पादन इ.) या दोन्हींमुळे होते. .). वातावरणातील घन कणांचे तीव्र मोठ्या प्रमाणावर काढणे हे ग्रहावरील हवामान बदलाचे एक संभाव्य कारण आहे.

देखील पहा

• जॅकिया (वातावरण मॉडेल)

नोट्स

दुवे

साहित्य

1. व्ही.व्ही. परिन, एफ.पी. कोस्मोलिंस्की, बी.ए. दुश्कोव्ह"अंतरिक्ष जीवशास्त्र आणि औषध" (दुसरी आवृत्ती, सुधारित आणि पूरक), एम.: "प्रोस्वेश्चेनी", 1975, 223 पृष्ठे.
2. एन.व्ही. गुसाकोवा"पर्यावरणाचे रसायनशास्त्र", रोस्तोव-ऑन-डॉन: फिनिक्स, 2004, 192 ISBN 5-222-05386-5 सह
3. सोकोलोव्ह व्ही. ए.नैसर्गिक वायूंचे भू-रसायनशास्त्र, एम., 1971;
4. मॅकवेन एम, फिलिप्स एल.वातावरणातील रसायनशास्त्र, एम., 1978;
5. वार्क के., वॉर्नर एस.वायू प्रदूषण. स्रोत आणि नियंत्रण, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एम. 1980;
6. नैसर्गिक वातावरणाच्या पार्श्वभूमी प्रदूषणाचे निरीक्षण. व्ही. 1, एल., 1982.

पृथ्वी
पृथ्वीचा इतिहास	पृथ्वीचे वय पृथ्वीचा भूगर्भशास्त्रीय इतिहास भूगर्भीय वेळ स्केल पृथ्वीवरील जीवसृष्टीचा इतिहास पृथ्वीवरील हिमनदी अशक्त तरुण सूर्याचा विरोधाभास जायंट प्रभाव सिद्धांत उत्क्रांतीची टाइमलाइन
भूगोल आणि भूविज्ञान	ऑस्ट्रेलिया आशिया अंटार्क्टिका आफ्रिका युरोप उत्तर अमेरिका दक्षिण अमेरिका अटलांटिक महासागर हिंद महासागर आर्क्टिक महासागर

आपल्या ग्रहाच्या विकासाच्या एका किंवा दुसर्या काळात पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना आणि रचना ही नेहमीच स्थिर मूल्ये नसतात. आज, या घटकाची अनुलंब रचना, ज्याची एकूण "जाडी" 1.5-2.0 हजार किमी आहे, अनेक मुख्य स्तरांद्वारे दर्शविली जाते, यासह:

1. ट्रोपोस्फियर.
2. ट्रोपोपॉज
3. स्ट्रॅटोस्फियर.
4. स्ट्रॅटोपॉज.
5. मेसोस्फियर आणि मेसोपॉज.
6. थर्मोस्फियर.
7. exosphere

वातावरणातील मूलभूत घटक

ट्रॉपोस्फियर हा एक थर आहे ज्यामध्ये मजबूत अनुलंब आणि क्षैतिज हालचाली दिसून येतात, येथेच हवामान, पर्जन्य आणि हवामान परिस्थिती तयार होते. हे ग्रहाच्या पृष्ठभागापासून जवळजवळ सर्वत्र 7-8 किलोमीटरपर्यंत पसरते, ध्रुवीय प्रदेशांचा अपवाद वगळता (तेथे - 15 किमी पर्यंत). ट्रॉपोस्फियरमध्ये, तापमानात हळूहळू घट होत आहे, प्रत्येक किलोमीटर उंचीसह अंदाजे 6.4 ° से. ही आकृती वेगवेगळ्या अक्षांश आणि ऋतूंसाठी भिन्न असू शकते.

या भागात पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना खालील घटकांद्वारे आणि त्यांच्या टक्केवारीद्वारे दर्शविली जाते:

नायट्रोजन - सुमारे 78 टक्के;

ऑक्सिजन - जवळजवळ 21 टक्के;

आर्गॉन - सुमारे एक टक्के;

कार्बन डायऑक्साइड - ०.०५% पेक्षा कमी.

90 किलोमीटर उंचीपर्यंत एकल रचना

याशिवाय, धूळ, पाण्याचे थेंब, पाण्याची वाफ, ज्वलन उत्पादने, बर्फाचे स्फटिक, समुद्रातील क्षार, अनेक एरोसोलचे कण इ. येथे आढळतात. पृथ्वीच्या वातावरणाची ही रचना अंदाजे नव्वद किलोमीटर उंचीपर्यंत आढळते, त्यामुळे हवा रासायनिक रचनेत अंदाजे समान आहे, केवळ ट्रोपोस्फियरमध्येच नाही तर वरच्या थरांमध्ये देखील. पण तिथल्या वातावरणात मूलभूतपणे भिन्न भौतिक गुणधर्म आहेत. सामान्य रासायनिक रचना असलेल्या थराला होमोस्फीअर म्हणतात.

पृथ्वीच्या वातावरणात इतर कोणते घटक आहेत? टक्केवारीनुसार (वॉल्यूमनुसार, कोरड्या हवेत), क्रिप्टॉन (सुमारे 1.14 x 10 -4), झेनॉन (8.7 x 10 -7), हायड्रोजन (5.0 x 10 -5), मिथेन (सुमारे 1.7 x 10 -) सारखे वायू 4), नायट्रस ऑक्साईड (5.0 x 10 -5), इ. सूचीबद्ध घटकांच्या वस्तुमान टक्केवारीच्या बाबतीत, नायट्रस ऑक्साईड आणि हायड्रोजन सर्वात जास्त आहेत, त्यानंतर हीलियम, क्रिप्टॉन इ.

विविध वायुमंडलीय स्तरांचे भौतिक गुणधर्म

ट्रॉपोस्फियरचे भौतिक गुणधर्म त्याच्या ग्रहाच्या पृष्ठभागाशी संलग्नतेशी जवळून संबंधित आहेत. येथून, इन्फ्रारेड किरणांच्या रूपात परावर्तित होणारी सौर उष्णता थर्मल वहन आणि संवहन प्रक्रियेसह परत पाठविली जाते. त्यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून अंतरानुसार तापमान कमी होत आहे. ही घटना स्ट्रॅटोस्फियरच्या उंचीपर्यंत (11-17 किलोमीटर) पाळली जाते, त्यानंतर तापमान 34-35 किमीच्या पातळीपर्यंत व्यावहारिकरित्या अपरिवर्तित होते आणि त्यानंतर पुन्हा 50 किलोमीटर उंचीपर्यंत तापमानात वाढ होते ( स्ट्रॅटोस्फियरची वरची सीमा). स्ट्रॅटोस्फियर आणि ट्रोपोस्फियर दरम्यान ट्रॉपोपॉजचा एक पातळ मध्यवर्ती स्तर आहे (1-2 किमी पर्यंत), जेथे विषुववृत्ताच्या वर स्थिर तापमान पाळले जाते - सुमारे उणे 70 ° से आणि खाली. ध्रुवांच्या वर, ट्रोपोपॉज उन्हाळ्यात उणे 45°C पर्यंत "उबदार होतो", हिवाळ्यात येथे तापमान -65°C च्या आसपास चढ-उतार होते.

पृथ्वीच्या वातावरणातील वायूच्या रचनेत ओझोनसारख्या महत्त्वाच्या घटकाचा समावेश होतो. पृष्ठभागाजवळ त्याचे प्रमाण तुलनेने कमी आहे (टक्क्याच्या दहा ते उणे सहाव्या पॉवर), कारण वातावरणाच्या वरच्या भागात अणु ऑक्सिजनपासून सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली वायू तयार होतो. विशेषतः, बहुतेक ओझोन सुमारे 25 किमी उंचीवर आहे आणि संपूर्ण "ओझोन स्क्रीन" ध्रुवांच्या प्रदेशात 7-8 किमी, विषुववृत्तापासून 18 किमी आणि पन्नास किमीपर्यंतच्या भागात स्थित आहे. सर्वसाधारणपणे ग्रहाच्या पृष्ठभागाच्या वर.

वातावरण सौर विकिरणांपासून संरक्षण करते

पृथ्वीच्या वातावरणातील हवेची रचना जीवसृष्टीच्या संवर्धनामध्ये खूप महत्वाची भूमिका बजावते, कारण वैयक्तिक रासायनिक घटक आणि रचना पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आणि त्यावर राहणारे लोक, प्राणी आणि वनस्पतींवर सौर किरणोत्सर्गाचा प्रवेश यशस्वीरित्या मर्यादित करतात. उदाहरणार्थ, पाण्याच्या वाफेचे रेणू 8 ते 13 मायक्रॉनच्या श्रेणीतील लांबी वगळता, इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या जवळजवळ सर्व श्रेणी प्रभावीपणे शोषून घेतात. दुसरीकडे, ओझोन 3100 A च्या तरंगलांबीपर्यंत अल्ट्राव्हायोलेट शोषून घेतो. त्याच्या पातळ थराशिवाय (पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर ठेवल्यास सरासरी 3 मिमी), फक्त 10 मीटरपेक्षा जास्त खोलीवर पाणी आणि भूमिगत गुहा, जेथे सौर विकिरण पोहोचत नाही, तेथे वस्ती करता येते.

स्ट्रॅटोपॉजवर शून्य सेल्सिअस

वातावरणाच्या पुढील दोन स्तरांमध्ये, स्ट्रॅटोस्फियर आणि मेसोस्फियर, एक उल्लेखनीय स्तर आहे - स्ट्रॅटोपॉज. हे अंदाजे ओझोन मॅक्सिमाच्या उंचीशी संबंधित आहे आणि येथे मानवांसाठी तुलनेने आरामदायक तापमान पाळले जाते - सुमारे 0 डिग्री सेल्सियस. स्ट्रॅटोपॉजच्या वर, मेसोस्फियरमध्ये (50 किमी उंचीवर कुठेतरी सुरू होते आणि 80-90 किमीच्या उंचीवर संपते), पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून वाढत्या अंतरासह तापमानात पुन्हा घट होते (उणे 70-80 ° पर्यंत). सी). मेसोस्फियरमध्ये, उल्का सहसा पूर्णपणे जळून जातात.

थर्मोस्फियरमध्ये - अधिक 2000 के!

थर्मोस्फियरमध्ये पृथ्वीच्या वातावरणाची रासायनिक रचना (सुमारे 85-90 ते 800 किमी उंचीपासून मेसोपॉजनंतर सुरू होते) अशा घटनेची शक्यता निश्चित करते जसे की सौरच्या प्रभावाखाली अत्यंत दुर्मिळ "हवे" च्या थरांचे हळूहळू गरम होणे. रेडिएशन ग्रहाच्या "एअर ब्लँकेट" च्या या भागात, 200 ते 2000 के पर्यंतचे तापमान उद्भवते, जे ऑक्सिजनच्या आयनीकरण (300 किमीच्या वर अणू ऑक्सिजन आहे), तसेच ऑक्सिजन अणूंचे रेणूंमध्ये पुनर्संयोजन झाल्यामुळे प्राप्त होते. , उष्णता मोठ्या प्रमाणात प्रकाशन दाखल्याची पूर्तता. थर्मोस्फियर हे आहे जेथे ऑरोरा उगम पावतात.

थर्मोस्फियरच्या वर एक्सोस्फियर आहे - वातावरणाचा बाह्य स्तर, ज्यामधून प्रकाश आणि वेगाने हलणारे हायड्रोजन अणू बाह्य अवकाशात जाऊ शकतात. पृथ्वीच्या वातावरणाची रासायनिक रचना खालच्या थरातील वैयक्तिक ऑक्सिजन अणू, मध्यभागी हेलियम अणू आणि वरच्या भागात जवळजवळ केवळ हायड्रोजन अणूंद्वारे दर्शविली जाते. येथे उच्च तापमान प्रचलित आहे - सुमारे 3000 के आणि वातावरणाचा दाब नाही.

पृथ्वीचे वातावरण कसे तयार झाले?

परंतु, वर नमूद केल्याप्रमाणे, ग्रहावर नेहमीच वातावरणाची अशी रचना नसते. एकूण, या घटकाच्या उत्पत्तीच्या तीन संकल्पना आहेत. प्रथम गृहीतक असे गृहीत धरते की वातावरण प्रोटोप्लॅनेटरी ढगातून वाढीच्या प्रक्रियेत घेतले गेले होते. तथापि, आज हा सिद्धांत महत्त्वपूर्ण टीकेच्या अधीन आहे, कारण असे प्राथमिक वातावरण आपल्या ग्रह प्रणालीतील ताऱ्याच्या सौर "वारा" द्वारे नष्ट केले गेले असावे. याव्यतिरिक्त, असे गृहित धरले जाते की अस्थिर घटक खूप जास्त तापमानामुळे स्थलीय समूहासारख्या ग्रहांच्या निर्मितीच्या क्षेत्रात राहू शकत नाहीत.

दुसऱ्या गृहीतकाने सुचविल्याप्रमाणे पृथ्वीच्या प्राथमिक वातावरणाची रचना, विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात सौरमालेच्या परिसरातून आलेल्या लघुग्रह आणि धूमकेतूंच्या पृष्ठभागावर सक्रिय भडिमारामुळे तयार होऊ शकते. या संकल्पनेची पुष्टी करणे किंवा खंडन करणे खूप कठीण आहे.

IDG RAS येथे प्रयोग

सर्वात प्रशंसनीय तिसरी गृहितक आहे, ज्याचा असा विश्वास आहे की सुमारे 4 अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वीच्या कवचातून वायू बाहेर पडल्यामुळे वातावरण दिसून आले. या संकल्पनेची चाचणी रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या भूगर्भशास्त्र आणि भू-रसायनशास्त्र संस्थेत "त्सारेव्ह 2" नावाच्या प्रयोगादरम्यान करण्यात आली, जेव्हा व्हॅक्यूममध्ये उल्कायुक्त पदार्थाचा नमुना गरम केला गेला. नंतर H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 इत्यादी वायूंचे उत्सर्जन नोंदवले गेले. त्यामुळे पृथ्वीच्या प्राथमिक वातावरणाच्या रासायनिक रचनेत पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइड, हायड्रोजन फ्लोराईड वाफ यांचा समावेश होतो, असे वैज्ञानिकांनी योग्यच मानले. (HF), कार्बन मोनोऑक्साइड वायू (CO), हायड्रोजन सल्फाइड (H 2 S), नायट्रोजन संयुगे, हायड्रोजन, मिथेन (CH 4), अमोनिया वाष्प (NH 3), आर्गॉन, इ. प्राथमिक वातावरणातील पाण्याची वाफ यात सहभागी झाली. हायड्रोस्फियरची निर्मिती, कार्बन डायऑक्साइड सेंद्रिय पदार्थ आणि खडकांमध्ये अधिक बंधनकारक स्थितीत निघाले, नायट्रोजन आधुनिक हवेच्या रचनेत, तसेच पुन्हा गाळाच्या खडकांमध्ये आणि सेंद्रिय पदार्थांमध्ये गेले.

पृथ्वीच्या प्राथमिक वातावरणाची रचना आधुनिक लोकांना श्वासोच्छवासाच्या उपकरणाशिवाय त्यात राहू देणार नाही, कारण त्यावेळी आवश्यक प्रमाणात ऑक्सिजन नव्हता. आपल्या ग्रहावरील सर्वात जुने रहिवासी असलेल्या निळ्या-हिरव्या आणि इतर एकपेशीय वनस्पतींमध्ये प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेच्या विकासाच्या संबंधात हा घटक दीड अब्ज वर्षांपूर्वी लक्षणीय प्रमाणात दिसून आला.

ऑक्सिजन किमान

पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना सुरुवातीला जवळजवळ अॅनॉक्सिक होती या वस्तुस्थितीवरून दर्शविले जाते की सहजपणे ऑक्सिडाइझ केले जाते, परंतु ऑक्सिडीकृत नसलेले ग्रेफाइट (कार्बन) सर्वात प्राचीन (काटार्चियन) खडकांमध्ये आढळतात. त्यानंतर, तथाकथित बँडेड लोह अयस्क दिसू लागले, ज्यात समृद्ध लोह ऑक्साईडचे आंतरलेयर्स समाविष्ट होते, ज्याचा अर्थ आण्विक स्वरूपात ऑक्सिजनच्या शक्तिशाली स्त्रोताच्या ग्रहावर देखावा होता. परंतु हे घटक वेळोवेळी आढळतात (कदाचित तेच एकपेशीय वनस्पती किंवा इतर ऑक्सिजन उत्पादक एनॉक्सिक वाळवंटात लहान बेटांच्या रूपात दिसू लागले), तर उर्वरित जग अॅनारोबिक होते. नंतरचे या वस्तुस्थितीद्वारे समर्थित आहे की रासायनिक अभिक्रियांच्या खुणाशिवाय प्रवाहाद्वारे प्रक्रिया केलेल्या खड्यांच्या स्वरूपात सहजपणे ऑक्सिडायझ करण्यायोग्य पायराइट आढळले. वाहत्या पाण्याला खराब वायुवीजन करता येत नसल्यामुळे, प्री-कॅम्ब्रियन वातावरणात आजच्या रचनेच्या एक टक्क्यापेक्षा कमी ऑक्सिजन असल्याचे मत विकसित झाले आहे.

हवेच्या रचनेत क्रांतिकारक बदल

प्रोटेरोझोइकच्या मध्यभागी (१.८ अब्ज वर्षांपूर्वी), "ऑक्सिजन क्रांती" घडली, जेव्हा जग एरोबिक श्वासोच्छवासाकडे वळले, ज्या दरम्यान 38 एका पोषक रेणूपासून (ग्लूकोज) मिळवता येतात, दोन नव्हे (जसे की) अॅनारोबिक श्वसन) ऊर्जेची एकके. पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना, ऑक्सिजनच्या बाबतीत, आधुनिक वातावरणाच्या एक टक्का ओलांडू लागली आणि ओझोनचा थर दिसू लागला, जीवांचे किरणोत्सर्गापासून संरक्षण केले. तिच्याकडूनच जाड शेलखाली "लपलेले" होते, उदाहरणार्थ, ट्रायलोबाइट्ससारखे प्राचीन प्राणी. तेव्हापासून आमच्या काळापर्यंत, मुख्य "श्वासोच्छ्वास" घटकाची सामग्री हळूहळू आणि हळूहळू वाढली आहे, ज्यामुळे ग्रहावरील विविध प्रकारच्या जीवनाचा विकास होतो.

पृथ्वीच्या निर्मितीसोबत वातावरण तयार होऊ लागले. ग्रहाच्या उत्क्रांतीदरम्यान आणि त्याचे मापदंड आधुनिक मूल्यांच्या जवळ येत असताना, त्याच्या रासायनिक रचना आणि भौतिक गुणधर्मांमध्ये मूलभूतपणे गुणात्मक बदल झाले. उत्क्रांती मॉडेलनुसार, सुरुवातीच्या टप्प्यावर, पृथ्वी वितळलेल्या अवस्थेत होती आणि सुमारे 4.5 अब्ज वर्षांपूर्वी एक घन शरीर म्हणून तयार झाली होती. हा टप्पा भूवैज्ञानिक कालगणनेची सुरुवात म्हणून घेतला जातो. तेव्हापासून वातावरणाची संथ उत्क्रांती सुरू झाली. काही भूगर्भीय प्रक्रिया (उदाहरणार्थ, ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान लावा बाहेर पडणे) पृथ्वीच्या आतड्यांमधून वायू सोडण्यासोबत होते. त्यात नायट्रोजन, अमोनिया, मिथेन, पाण्याची वाफ, CO2 ऑक्साईड आणि CO2 कार्बन डायऑक्साइड यांचा समावेश होता. सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली, पाण्याची वाफ हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते, परंतु सोडलेल्या ऑक्सिजनची कार्बन मोनोऑक्साइडशी प्रतिक्रिया होते, ज्यामुळे कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो. अमोनियाचे नायट्रोजन आणि हायड्रोजनमध्ये विघटन होते. प्रसरण प्रक्रियेत हायड्रोजन वर आला आणि वातावरणातून बाहेर पडला, तर जड नायट्रोजन बाहेर पडू शकला नाही आणि हळूहळू जमा झाला, मुख्य घटक बनला, जरी त्यातील काही रासायनिक अभिक्रियांच्या परिणामी रेणूंमध्ये बांधले गेले ( सेमी. वातावरणाचे रसायनशास्त्र). अल्ट्राव्हायोलेट किरण आणि विद्युत स्त्राव यांच्या प्रभावाखाली, पृथ्वीच्या मूळ वातावरणात असलेल्या वायूंचे मिश्रण रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश करते, परिणामी सेंद्रिय पदार्थ, विशेषत: अमीनो ऍसिड तयार होतात. आदिम वनस्पतींच्या आगमनाने, ऑक्सिजनच्या प्रकाशासह प्रकाशसंश्लेषणाची प्रक्रिया सुरू झाली. हा वायू, विशेषत: वरच्या वातावरणात पसरल्यानंतर, त्याच्या खालच्या थरांचे आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे जीवघेणे अतिनील आणि क्ष-किरण विकिरणांपासून संरक्षण करू लागला. सैद्धांतिक अंदाजानुसार, ऑक्सिजनचे प्रमाण, जे आताच्या तुलनेत 25,000 पट कमी आहे, आधीच ओझोनच्या थराची निर्मिती होऊ शकते जे आता आहे तेवढेच अर्धे आहे. तथापि, अतिनील किरणांच्या हानिकारक प्रभावांपासून जीवांचे एक अतिशय महत्त्वपूर्ण संरक्षण प्रदान करण्यासाठी हे आधीच पुरेसे आहे.

प्राथमिक वातावरणात भरपूर कार्बन डायऑक्साइड असण्याची शक्यता आहे. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान त्याचा वापर केला गेला आणि वनस्पती जगाच्या उत्क्रांतीमुळे आणि काही भूवैज्ञानिक प्रक्रियेदरम्यान शोषण झाल्यामुळे त्याची एकाग्रता कमी झाली असावी. कारण द हरितगृह परिणामवातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या उपस्थितीशी संबंधित, त्याच्या एकाग्रतेतील चढउतार हे पृथ्वीच्या इतिहासातील अशा मोठ्या प्रमाणात हवामान बदलांचे एक महत्त्वाचे कारण आहे, जसे की हिमयुग.

आधुनिक वातावरणात असलेले हेलियम हे मुख्यतः युरेनियम, थोरियम आणि रेडियमच्या किरणोत्सर्गी क्षयचे उत्पादन आहे. हे किरणोत्सर्गी घटक ए-कण उत्सर्जित करतात, जे हेलियम अणूंचे केंद्रक आहेत. कोणतेही विद्युत शुल्क तयार होत नसल्यामुळे आणि किरणोत्सर्गी क्षय दरम्यान अदृश्य होत नसल्यामुळे, प्रत्येक ए-कणाच्या निर्मितीसह, दोन इलेक्ट्रॉन दिसतात, जे एक-कणांसह पुन्हा एकत्रित होऊन, 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 निश्चित मात्रा एक्सोस्फियरमध्ये वर येते, परंतु पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून सतत येणा-या प्रवाहामुळे, वातावरणातील या वायूचे प्रमाण जवळजवळ अपरिवर्तित राहते. 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. यावरून असे दिसून येते की पृथ्वीच्या वातावरणात वरवर पाहता मूळतः अस्तित्वात असलेल्या आणि रासायनिक अभिक्रियांमध्ये पुन्हा भरल्या जात नसलेल्या या निष्क्रिय वायूंचे प्रमाण खूप कमी झाले आहे, कदाचित पृथ्वीचे प्राथमिक वातावरण नष्ट होण्याच्या टप्प्यावरही. अक्रिय वायू आर्गॉन हा अपवाद आहे, कारण तो अजूनही पोटॅशियम समस्थानिकेच्या किरणोत्सर्गी क्षय प्रक्रियेत 40 एआर समस्थानिकेच्या स्वरूपात तयार होतो.

बॅरोमेट्रिक दबाव वितरण.

वातावरणातील वायूंचे एकूण वजन अंदाजे 4.5 10 15 टन आहे. अशाप्रकारे, समुद्रसपाटीवर वातावरणाचे "वजन" प्रति युनिट क्षेत्र, किंवा वातावरणाचा दाब, अंदाजे 11 t/m 2 = 1.1 kg/cm 2 आहे. P 0 \u003d 1033.23 g/cm 2 \u003d 1013.250 mbar \u003d 760 mm Hg समान दाब. कला. = 1 atm, मानक सरासरी वायुमंडलीय दाब म्हणून घेतले. हायड्रोस्टॅटिक समतोल वातावरणासाठी, आमच्याकडे आहे: डी पी= -rgd h, याचा अर्थ असा की पासून उंचीच्या अंतरावर hआधी h+d hउद्भवते वातावरणीय दाब बदलामधील समानता d पीआणि एकक क्षेत्रफळ, घनता r आणि जाडी d सह वातावरणातील संबंधित घटकाचे वजन hदबाव दरम्यान एक गुणोत्तर म्हणून आरआणि तापमान टघनता r असलेल्या आदर्श वायूच्या अवस्थेचे समीकरण, जे पृथ्वीच्या वातावरणाला अगदी लागू आहे, वापरले जाते: पी= आर आर ट/m, जेथे m हे आण्विक वजन आहे आणि R = 8.3 J/(K mol) हा सार्वत्रिक वायू स्थिरांक आहे. मग dlog पी= – (m g/RT)d h= -bd h= – डी h/H, जेथे दाब ग्रेडियंट लॉगरिदमिक स्केलवर असतो. H च्या परस्परसंबंधाला वातावरणाच्या उंचीचे प्रमाण असे म्हटले जाते.

समतापीय वातावरणासाठी हे समीकरण एकत्रित करताना ( ट= const) किंवा त्याच्या भागासाठी, जेथे असा अंदाज स्वीकार्य आहे, उंचीसह दाब वितरणाचा बॅरोमेट्रिक नियम प्राप्त होतो: पी = पी 0 खर्च (- h/एच 0), जेथे उंची वाचन hमहासागर सपाटीपासून तयार होतो, जेथे मानक सरासरी दाब असतो पी 0 अभिव्यक्ती एच 0=R ट/ mg, याला उंची स्केल म्हणतात, जे वातावरणाची व्याप्ती दर्शवते, जर त्यातील तापमान सर्वत्र समान असेल (आयसोथर्मल वातावरण). जर वातावरण समतापीय नसेल, तर उंची आणि मापदंडासह तापमानातील बदल लक्षात घेऊन समाकलित करणे आवश्यक आहे. एच- वातावरणाच्या थरांची काही स्थानिक वैशिष्ट्ये, त्यांच्या तापमानावर आणि माध्यमाच्या गुणधर्मांवर अवलंबून.

मानक वातावरण.

वातावरणाच्या पायथ्याशी असलेल्या मानक दाबाशी संबंधित मॉडेल (मुख्य पॅरामीटर्सच्या मूल्यांचे सारणी) आर 0 आणि रासायनिक रचनाला मानक वातावरण म्हणतात. अधिक स्पष्टपणे, हे वातावरणाचे एक सशर्त मॉडेल आहे, ज्यासाठी तापमान, दाब, घनता, चिकटपणा आणि समुद्रसपाटीपासून 2 किमी खाली उंचीवर असलेल्या इतर हवेच्या वैशिष्ट्यांसाठी अक्षांश 45° 32° 33І ची सरासरी मूल्ये दिली आहेत. पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाह्य सीमेपर्यंत. सर्व उंचीवरील मध्यम वातावरणाचे मापदंड राज्याचे आदर्श वायू समीकरण आणि बॅरोमेट्रिक नियम वापरून मोजले गेले. समुद्रसपाटीवर दाब 1013.25 hPa (760 mmHg) आणि तापमान 288.15 K (15.0°C) आहे असे गृहीत धरले. उभ्या तापमान वितरणाच्या स्वरूपानुसार, सरासरी वातावरणात अनेक स्तर असतात, ज्या प्रत्येकामध्ये तापमान उंचीच्या रेखीय कार्याद्वारे अंदाजे केले जाते. सर्वात खालच्या थरांमध्ये - ट्रोपोस्फियर (h Ј 11 किमी), तापमान प्रत्येक किलोमीटरच्या चढाईसह 6.5 ° से कमी होते. उच्च उंचीवर, उभ्या तपमान ग्रेडियंटचे मूल्य आणि चिन्ह थर ते थर बदलते. 790 किमी वर, तापमान सुमारे 1000 के आहे आणि व्यावहारिकदृष्ट्या उंचीसह बदलत नाही.

मानक वातावरण हे वेळोवेळी अद्यतनित केलेले, कायदेशीर मानक आहे, जे टेबलच्या स्वरूपात जारी केले जाते.

तक्ता 1. मानक पृथ्वी वायुमंडल मॉडेल

तक्ता 1. मानक पृथ्वी वायुमंडल मॉडेल. टेबल दाखवते: h- समुद्रसपाटीपासून उंची, आर- दबाव, ट- तापमान, आर - घनता, एनप्रति युनिट व्हॉल्यूम रेणू किंवा अणूंची संख्या आहे, एच- उंची स्केल, lमुक्त मार्गाची लांबी आहे. 80-250 किमी उंचीवरील दाब आणि तापमान, रॉकेट डेटावरून मिळवलेले, कमी मूल्ये आहेत. 250 किमी पेक्षा जास्त उंचीसाठी एक्सट्रापोलेटेड मूल्ये फारशी अचूक नाहीत.
h(किमी)	पी(mbar)	ट(°C)	आर (g/cm 3)	एन(सेमी -3)	एच(किमी)	l(सेमी)
0	1013	288	1.22 10 -3	2.55 10 19	8,4	७.४ १० -६
1	899	281	1.11 10 -3	2.31 10 19		८.१ १० -६
2	795	275	1.01 10 -3	2.10 10 19		८.९ १० -६
3	701	268	९.१ १० -४	1.89 10 19		९.९ १० -६
4	616	262	८.२ १० -४	1.70 10 19		1.1 10 -5
5	540	255	७.४ १० -४	1.53 10 19	7,7	1.2 10 -5
6	472	249	६.६ १० -४	1.37 10 19		1.4 10 -5
8	356	236	५.२ १० -४	1.09 10 19		1.7 10 -5
10	264	223	४.१ १० -४	८.६ १० १८	6,6	2.2 10 -5
15	121	214	1.93 10 -4	४.० १० १८		४.६ १० -५
20	56	214	८.९ १० -५	1.85 10 18	6,3	1.0 10 -4
30	12	225	1.9 10 -5	३.९ १० १७	6,7	४.८ १० -४
40	2,9	268	३.९ १० -६	७.६ १० १६	7,9	2.4 10 -3
50	0,97	276	1.15 10 -6	2.4 10 16	8,1	८.५ १० -३
60	0,28	260	३.९ १० -७	७.७ १० १५	7,6	0,025
70	0,08	219	1.1 10 -7	2.5 10 15	6,5	0,09
80	0,014	205	2.7 10 -8	५.० १० १४	6,1	0,41
90	2.8 10 -3	210	५.० १० -९	9 10 13	6,5	2,1
100	५.८ १० -४	230	८.८ १० -१०	1.8 10 13	7,4	9
110	1.7 10 -4	260	2.1 10 –10	५.४ १० १२	8,5	40
120	6 10 -5	300	५.६ १० -११	1.8 10 12	10,0	130
150	५ १० -६	450	३.२ १० -१२	9 10 10	15	१.८ १० ३
200	५ १० -७	700	1.6 10 -13	5 10 9	25	३ १० ४
250	9 10 -8	800	3 10 -14	8 10 8	40	३ १० ५
300	४ १० -८	900	8 10 -15	3 10 8	50
400	8 10 -9	1000	1 10 -15	५ १० ७	60
500	2 10 -9	1000	2 10 -16	1 10 7	70
700	2 10 -10	1000	2 10 -17	1 10 6	80
1000	1 10 -11	1000	1 10 -18	1 10 5	80

ट्रोपोस्फियर.

वातावरणाचा सर्वात खालचा आणि घनदाट थर, ज्यामध्ये तापमान उंचीसह झपाट्याने कमी होते, त्याला ट्रोपोस्फियर म्हणतात. त्यात वातावरणाच्या एकूण वस्तुमानाच्या 80% पर्यंत आहे आणि ध्रुवीय आणि मध्यम अक्षांशांमध्ये 8-10 किमी उंचीपर्यंत आणि उष्ण कटिबंधात 16-18 किमी पर्यंत विस्तारित आहे. जवळजवळ सर्व हवामान-निर्मिती प्रक्रिया येथे विकसित होतात, पृथ्वी आणि त्याचे वातावरण यांच्यात उष्णता आणि आर्द्रतेची देवाणघेवाण होते, ढग तयार होतात, विविध हवामानविषयक घटना घडतात, धुके आणि पर्जन्यवृष्टी होते. पृथ्वीच्या वातावरणाचे हे स्तर संवहनी समतोल आहेत आणि सक्रिय मिश्रणामुळे, एकसंध रासायनिक रचना आहे, प्रामुख्याने आण्विक नायट्रोजन (78%) आणि ऑक्सिजन (21%). बहुतेक नैसर्गिक आणि मानवनिर्मित एरोसोल आणि वायू वायु प्रदूषक ट्रोपोस्फियरमध्ये केंद्रित आहेत. 2 किमी जाडीपर्यंतच्या ट्रोपोस्फियरच्या खालच्या भागाची गतिशीलता पृथ्वीच्या अंतर्निहित पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांवर जोरदार अवलंबून असते, जे उष्ण जमिनीतून उष्णतेच्या हस्तांतरणामुळे हवेच्या (वाऱ्याच्या) क्षैतिज आणि उभ्या हालचालींचे निर्धारण करते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे IR रेडिएशन, जे ट्रोपोस्फियरमध्ये शोषले जाते, मुख्यतः बाष्प पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइड (ग्रीनहाऊस इफेक्ट) द्वारे. अशांत आणि संवहनी मिश्रणाच्या परिणामी उंचीसह तापमानाचे वितरण स्थापित केले जाते. सरासरी, ते सुमारे 6.5 K/km उंचीसह तापमानातील घसरणीशी संबंधित आहे.

पृष्ठभागाच्या सीमा स्तरावरील वाऱ्याचा वेग प्रथम उंचीसह वेगाने वाढतो आणि त्यापेक्षा जास्त तो 2-3 किमी/से प्रति किलोमीटरने वाढतो. कधीकधी ट्रोपोस्फियरमध्ये अरुंद ग्रह प्रवाह (30 किमी / सेकंदांपेक्षा जास्त वेगाने), मध्य अक्षांशांमध्ये पश्चिमेकडे आणि विषुववृत्ताजवळ पूर्वेकडील प्रवाह असतात. त्यांना जेट प्रवाह म्हणतात.

ट्रोपोपॉज

ट्रॉपोस्फियरच्या वरच्या सीमेवर (ट्रोपोपॉज), तापमान खालच्या वातावरणासाठी त्याच्या किमान मूल्यापर्यंत पोहोचते. हा ट्रोपोस्फियर आणि त्याच्या वरील स्ट्रॅटोस्फियरमधील संक्रमण स्तर आहे. ट्रोपोपॉजची जाडी शेकडो मीटर ते 1.5-2 किमी आहे आणि तापमान आणि उंची अनुक्रमे 190 ते 220 के आणि 8 ते 18 किमी पर्यंत आहे, भौगोलिक अक्षांश आणि हंगामावर अवलंबून आहे. समशीतोष्ण आणि उच्च अक्षांशांमध्ये, हिवाळ्यात ते उन्हाळ्याच्या तुलनेत 1-2 किमी कमी आणि 8-15 K अधिक उबदार असते. उष्ण कटिबंधात, हंगामी बदल खूपच कमी असतात (उंची 16-18 किमी, तापमान 180-200 के). वर जेट प्रवाहट्रोपोपॉजचे संभाव्य फुटणे.

पृथ्वीच्या वातावरणात पाणी.

पृथ्वीच्या वातावरणाचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे पाण्याची वाफ आणि थेंबाच्या स्वरूपात पाण्याचे लक्षणीय प्रमाण, जे ढग आणि ढगांच्या संरचनेच्या स्वरूपात सहज लक्षात येते. 10-पॉइंट स्केलवर किंवा टक्केवारीच्या रूपात व्यक्त केलेल्या आकाशाच्या ढगांच्या व्याप्तीची डिग्री (विशिष्ट क्षणी किंवा ठराविक कालावधीत सरासरी) याला ढगाळपणा म्हणतात. ढगांचा आकार आंतरराष्ट्रीय वर्गीकरणाद्वारे निश्चित केला जातो. सरासरी, ढगांनी जगाचा अर्धा भाग व्यापला आहे. ढगाळपणा हा हवामान आणि हवामानाचे वैशिष्ट्य दर्शवणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. हिवाळ्यात आणि रात्री, ढगाळपणामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे तापमान आणि हवेच्या पृष्ठभागाच्या थरात घट होण्यास प्रतिबंध होतो, उन्हाळ्यात आणि दिवसा सूर्याच्या किरणांमुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाची उष्णता कमकुवत होते आणि खंडांमधील हवामान मऊ होते.

ढग.

ढग म्हणजे वातावरणात (पाण्याचे ढग), बर्फाचे स्फटिक (बर्फाचे ढग) किंवा दोन्ही (मिश्र ढग) थांबलेल्या पाण्याच्या थेंबांचे संचय. थेंब आणि स्फटिक जसे मोठे होतात तसे ते पर्जन्याच्या स्वरूपात ढगांमधून बाहेर पडतात. ढग प्रामुख्याने ट्रोपोस्फियरमध्ये तयार होतात. ते हवेमध्ये असलेल्या पाण्याच्या वाफेच्या संक्षेपणामुळे उद्भवतात. ढगांच्या थेंबांचा व्यास अनेक मायक्रॉनच्या क्रमाने असतो. ढगांमध्ये द्रव पाण्याचे प्रमाण अपूर्णांकांपासून अनेक ग्रॅम प्रति एम3 पर्यंत असते. ढग उंचीनुसार ओळखले जातात: आंतरराष्ट्रीय वर्गीकरणानुसार, ढगांच्या 10 पिढ्या आहेत: सिरस, सिरोक्यूमुलस, सिरोस्ट्रॅटस, अल्टोक्यूम्यलस, अल्टोस्ट्रॅटस, स्ट्रॅटोनिंबस, स्ट्रॅटस, स्ट्रॅटोक्यूमुलस, क्यूम्युलोनिंबस, क्यूम्युलस.

स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये मदर-ऑफ-मोत्याचे ढग आणि मेसोस्फियरमध्ये निशाचर ढग देखील दिसतात.

सिरस ढग - पातळ पांढरे धागे किंवा रेशमी चमक असलेल्या बुरख्याच्या स्वरूपात पारदर्शक ढग, सावली देत ​​नाहीत. सिरस ढग बर्फाच्या स्फटिकांनी बनलेले असतात आणि अगदी कमी तापमानात वरच्या ट्रोपोस्फियरमध्ये तयार होतात. काही प्रकारचे सायरस ढग हवामानातील बदलांचे अग्रदूत म्हणून काम करतात.

सिरोक्यूम्युलस ढग हे वरच्या ट्रोपोस्फियरमधील पातळ पांढऱ्या ढगांचे कड किंवा थर असतात. सिरोक्यूम्युलस ढग लहान घटकांपासून तयार केले जातात जे फ्लेक्स, लहरी, सावल्या नसलेले लहान गोळे आणि मुख्यतः बर्फाच्या स्फटिकांसारखे दिसतात.

सिरोस्ट्रॅटस ढग - वरच्या ट्रोपोस्फियरमध्ये एक पांढरा अर्धपारदर्शक बुरखा, सहसा तंतुमय, कधीकधी अस्पष्ट असतो, ज्यामध्ये लहान सुई किंवा स्तंभीय बर्फ क्रिस्टल्स असतात.

ऑल्टोक्यूम्युलस ढग हे ट्रॉपोस्फियरच्या खालच्या आणि मध्यम स्तरांचे पांढरे, राखाडी किंवा पांढरे-राखाडी ढग आहेत. ऑल्टोक्यूम्युलस ढग हे थर आणि कडयासारखे दिसतात, जणू काही एकावर एक पडलेल्या प्लेट्स, गोलाकार वस्तुमान, शाफ्ट, फ्लेक्सपासून बांधलेले असतात. तीव्र संवहनी क्रियेदरम्यान अल्टोक्यूम्युलस ढग तयार होतात आणि त्यात सहसा अति थंड पाण्याचे थेंब असतात.

अल्टोस्ट्रॅटस ढग हे तंतुमय किंवा एकसमान संरचनेचे राखाडी किंवा निळसर ढग असतात. अल्टोस्ट्रॅटस ढग मध्य ट्रोपोस्फियरमध्ये आढळतात, त्यांची उंची अनेक किलोमीटर आणि काहीवेळा क्षैतिज दिशेने हजारो किलोमीटर असते. सामान्यतः, ऑल्टोस्ट्रॅटस ढग हे हवेच्या लोकांच्या चढत्या हालचालींशी संबंधित फ्रंटल क्लाउड सिस्टमचा भाग असतात.

निम्बोस्ट्रॅटस ढग - एकसमान राखाडी रंगाच्या ढगांचा कमी (2 किमी आणि त्याहून अधिक) आकारहीन थर, ज्यामुळे ढगाळ पाऊस किंवा बर्फ पडतो. निम्बोस्ट्रॅटस ढग - उभ्या (अनेक किमी पर्यंत) आणि क्षैतिजरित्या (अनेक हजार किमी) विकसित केलेले, बर्फाच्या पातळ तुकड्यांमध्ये मिसळलेले सुपर कूल केलेले पाण्याचे थेंब असतात, सामान्यत: वातावरणीय आघाडीशी संबंधित असतात.

स्ट्रॅटस ढग - निश्‍चित बाह्यरेखा नसलेले, राखाडी रंगाचे एकसंध थराच्या स्वरूपात खालच्या स्तराचे ढग. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील स्ट्रॅटस ढगांची उंची 0.5-2 किमी आहे. स्ट्रॅटस ढगांमधून अधूनमधून रिमझिम पाऊस पडतो.

क्यूम्युलस ढग हे दाट, चमकदार पांढरे ढग असतात ज्यात लक्षणीय उभ्या विकासासह (5 किमी किंवा अधिक पर्यंत) क्यूम्युलस ढगांचे वरचे भाग गोलाकार बाह्यरेखा असलेल्या घुमट किंवा बुरुजांसारखे दिसतात. क्यूम्युलस ढग सहसा थंड हवेच्या वस्तुमानात संवहन ढग म्हणून तयार होतात.

स्ट्रॅटोक्यूम्युलस ढग - राखाडी किंवा पांढर्‍या नॉन-तंतुमय थरांच्या स्वरूपात किंवा गोलाकार मोठ्या ब्लॉक्सच्या कडांच्या स्वरूपात कमी (2 किमीच्या खाली) ढग. स्ट्रॅटोक्यूम्युलस ढगांची उभी जाडी लहान असते. कधीकधी, स्ट्रॅटोक्यूम्युलस ढग हलके पर्जन्य देतात.

क्यूम्युलोनिम्बस ढग हे शक्तिशाली आणि दाट ढग आहेत ज्यात मजबूत उभ्या विकासासह (14 किमी उंचीपर्यंत), वादळ, गारपीट, वादळांसह जोरदार पाऊस पडतो. क्यूम्युलोनिम्बस ढग शक्तिशाली क्यूम्युलस ढगांपासून विकसित होतात, वरच्या भागात त्यांच्यापेक्षा वेगळे असतात, ज्यामध्ये बर्फाचे स्फटिक असतात.

स्ट्रॅटोस्फियर.

ट्रॉपोपॉजद्वारे, सरासरी 12 ते 50 किमी उंचीवर, ट्रॉपोस्फियर स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये जातो. खालच्या भागात, सुमारे 10 किमीसाठी, म्हणजे. सुमारे 20 किमी उंचीपर्यंत, ते समतापीय आहे (तापमान सुमारे 220 के). नंतर ते उंचीसह वाढते, 50-55 किमीच्या उंचीवर कमाल 270 K पर्यंत पोहोचते. येथे स्ट्रॅटोस्फियर आणि ओव्हरलाइंग मेसोस्फियर यांच्यातील सीमा आहे, ज्याला स्ट्रॅटोपॉज म्हणतात. .

स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये पाण्याची वाफ खूपच कमी आहे. असे असले तरी, पातळ अर्धपारदर्शक मदर-ऑफ-मोत्याचे ढग अधूनमधून दिसतात, अधूनमधून 20-30 किमी उंचीवर स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये दिसतात. सूर्यास्तानंतर आणि सूर्योदयापूर्वी गडद आकाशात मदर-ऑफ-मोत्याचे ढग दिसतात. आकारात, मोत्याचे मातेचे ढग सायरस आणि सिरोक्यूम्युलस ढगांसारखे असतात.

मध्यम वातावरण (मेसोस्फियर).

सुमारे 50 किमी उंचीवर, मेसोस्फियरची सुरुवात कमाल तापमानाच्या विस्तृत शिखरापासून होते. . या कमाल प्रदेशातील तापमानात वाढ होण्याचे कारण ओझोनच्या विघटनाची एक एक्झोथर्मिक (म्हणजे, उष्णता सोडण्यासोबत) प्रकाशरासायनिक प्रतिक्रिया आहे: O 3 + hv® O 2 + O. आण्विक ऑक्सिजन O 2 च्या फोटोकेमिकल विघटनाच्या परिणामी ओझोन उद्भवतो

सुमारे 2+ hv® O + O आणि अणू आणि ऑक्सिजन रेणूच्या तिहेरी टक्करची त्यानंतरची प्रतिक्रिया काही तिसरा रेणू M.

O + O 2 + M ® O 3 + M

ओझोन अतिनील किरणे 2000 ते 3000Å ​​या प्रदेशातील अतिनील किरणे शोषून घेतो आणि हे किरणोत्सर्ग वातावरण तापवते. ओझोन, वरच्या वातावरणात स्थित, एक प्रकारचे ढाल म्हणून काम करते जे आपल्याला सूर्याच्या अतिनील किरणांच्या क्रियेपासून संरक्षण करते. या ढालशिवाय, पृथ्वीवरील जीवसृष्टीचा त्याच्या आधुनिक स्वरूपात विकास होणे शक्यच झाले नसते.

सर्वसाधारणपणे, संपूर्ण मेसोस्फियरमध्ये, मेसोस्फियरच्या वरच्या सीमेवर वातावरणाचे तापमान त्याच्या किमान मूल्यापर्यंत 180 K पर्यंत कमी होते (याला मेसोपॉज म्हणतात, उंची सुमारे 80 किमी आहे). मेसोपॉजच्या आसपास, 70-90 किमी उंचीवर, बर्फाच्या स्फटिकांचा एक अतिशय पातळ थर आणि ज्वालामुखी आणि उल्का धूलिकणांचे कण दिसू शकतात, जे निशाचर ढगांच्या सुंदर देखाव्याच्या रूपात दिसून येतात. सूर्यास्तानंतर थोड्या वेळाने.

मेसोस्फियरमध्ये, बहुतेक भागांमध्ये, पृथ्वीवर पडणारे लहान घन उल्का कण जाळले जातात, ज्यामुळे उल्काची घटना घडते.

उल्का, उल्का आणि फायरबॉल्स.

पृथ्वीच्या वरच्या वातावरणात 11 किमी / सेकंदाच्या वेगाने आणि त्याहून अधिक घन वैश्विक कण किंवा शरीरात घुसल्यामुळे उद्भवणाऱ्या फ्लेअर्स आणि इतर घटनांना उल्कापिंड म्हणतात. तेथे एक चमकदार उल्का माग आहे; सर्वात शक्तिशाली घटना, अनेकदा उल्का पडणे सह, म्हणतात फायरबॉल्स; उल्का वर्षावांशी संबंधित आहेत.

उल्कापात:

1) अनेक उल्का पडण्याची घटना एका तेजस्वीपासून कित्येक तास किंवा दिवसांत पडते.

२) उल्कापिंडांचा थवा सूर्याभोवती एका कक्षेत फिरतो.

आकाशाच्या एका विशिष्ट प्रदेशात आणि वर्षाच्या काही दिवसांमध्ये उल्कांचं पद्धतशीर स्वरूप, पृथ्वीच्या कक्षेच्या छेदनबिंदूमुळे, अनेक उल्का पिंडांच्या एका सामान्य कक्षासह अंदाजे समान आणि समान निर्देशित वेगाने फिरतात, ज्यामुळे त्यांचे आकाशातील मार्ग एका सामान्य बिंदूतून (तेजस्वी) बाहेर आलेले दिसतात. ज्या नक्षत्रावर तेजोमय आहे त्या नक्षत्रावरून त्यांची नावे आहेत.

उल्कावर्षाव त्यांच्या प्रकाश प्रभावाने खोल छाप पाडतात, परंतु 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 दृश्यमान उल्का वातावरणाच्या उच्च स्तरांमध्ये, प्रामुख्याने आयनोस्फीअरमध्ये आयनीकरणाचे दीर्घ चिन्ह 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.

उल्का हे नैसर्गिक उत्पत्तीचे घन शरीर आहे जे अंतराळातून पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पडले. सामान्यतः दगड, लोखंडी दगड आणि लोखंडी उल्का यांच्यात फरक करा. नंतरचे मुख्यतः लोह आणि निकेलचे बनलेले आहेत. सापडलेल्या उल्कांपैकी बहुतेकांचे वजन अनेक ग्रॅम ते अनेक किलोग्रॅम असते. सापडलेल्यांपैकी सर्वात मोठा, गोबा लोह उल्का सुमारे 60 टन वजनाचा आहे आणि अजूनही तो दक्षिण आफ्रिकेत जिथे सापडला त्याच ठिकाणी आहे. बहुतेक उल्का हे लघुग्रहांचे तुकडे असतात, परंतु काही उल्का चंद्रावरून आणि अगदी मंगळावरून पृथ्वीवर आल्या असतील.

फायरबॉल ही एक अतिशय तेजस्वी उल्का आहे, काहीवेळा दिवसा देखील पाहिली जाते, बहुतेक वेळा धुरकट पायवाट सोडते आणि ध्वनी घटनांसह असते; अनेकदा उल्का पडून संपते.

थर्मोस्फियर.

मेसोपॉजच्या किमान तापमानाच्या वर, थर्मोस्फियर सुरू होते, ज्यामध्ये तापमान, प्रथम हळूहळू आणि नंतर त्वरीत, पुन्हा वाढू लागते. अणु ऑक्सिजनच्या आयनीकरणामुळे 150-300 किमी उंचीवर अल्ट्राव्हायोलेट, सौर किरणोत्सर्गाचे शोषण हे कारण आहे: O + hv® ओ + + e

थर्मोस्फियरमध्ये, तापमान सतत सुमारे 400 किमी उंचीवर वाढते, जेथे जास्तीत जास्त सौर क्रियाकलापांच्या युगात दिवसा 1800 के पर्यंत पोहोचते. किमान युगात, हे मर्यादित तापमान 1000 के पेक्षा कमी असू शकते. 400 पेक्षा जास्त किमी, वातावरण समतापीय बहिर्मंडलात जाते. गंभीर पातळी (एक्सोस्फियरचा पाया) सुमारे 500 किमी उंचीवर स्थित आहे.

ऑरोरास आणि कृत्रिम उपग्रहांच्या अनेक कक्षा, तसेच निशाचर ढग - या सर्व घटना मेसोस्फियर आणि थर्मोस्फियरमध्ये घडतात.

ध्रुवीय दिवे.

उच्च अक्षांशांवर, चुंबकीय क्षेत्राच्या गडबडीदरम्यान अरोरा दिसून येतात. ते कित्येक मिनिटे टिकू शकतात, परंतु बर्‍याचदा काही तासांपर्यंत दृश्यमान असतात. ऑरोरा आकार, रंग आणि तीव्रतेमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलतात, हे सर्व काही वेळा कालांतराने खूप वेगाने बदलतात. अरोरा स्पेक्ट्रममध्ये उत्सर्जन रेषा आणि बँड असतात. रात्रीच्या आकाशातून काही उत्सर्जन अरोरा स्पेक्ट्रममध्ये वाढवले ​​जातात, प्रामुख्याने l 5577 Å आणि l 6300 Å ऑक्सिजनच्या हिरव्या आणि लाल रेषा. असे घडते की यापैकी एक ओळी दुसर्‍यापेक्षा कितीतरी पटीने अधिक तीव्र असते आणि हे तेजाचा दृश्यमान रंग निर्धारित करते: हिरवा किंवा लाल. ध्रुवीय प्रदेशातील रेडिओ संप्रेषणातील व्यत्ययांसह चुंबकीय क्षेत्रामध्ये व्यत्यय देखील येतो. हा व्यत्यय आयनोस्फीअरमधील बदलांमुळे होतो, याचा अर्थ चुंबकीय वादळांच्या वेळी आयनीकरणाचा एक शक्तिशाली स्त्रोत कार्यरत असतो. हे स्थापित केले गेले आहे की जेव्हा सौर डिस्कच्या मध्यभागी स्पॉट्सचे मोठे समूह असतात तेव्हा मजबूत चुंबकीय वादळे होतात. निरिक्षणांवरून असे दिसून आले आहे की वादळ स्वतःच स्पॉट्सशी संबंधित नसून स्पॉट्सच्या समूहाच्या विकासादरम्यान दिसणार्‍या सौर फ्लेअर्सशी संबंधित आहेत.

ऑरोरा हे पृथ्वीच्या उच्च अक्षांश प्रदेशात जलद हालचालींसह वेगवेगळ्या तीव्रतेच्या प्रकाशाची श्रेणी आहेत. व्हिज्युअल अरोरामध्ये हिरवा (5577Å) आणि लाल (6300/6364Å) अणू ऑक्सिजनच्या उत्सर्जन रेषा आणि N 2 आण्विक बँड असतात, जे सौर आणि चुंबकीय उत्पत्तीच्या ऊर्जावान कणांनी उत्तेजित होतात. हे उत्सर्जन साधारणतः 100 किमी आणि त्याहून अधिक उंचीवर दिसून येते. ऑप्टिकल अरोरा हा शब्द व्हिज्युअल अरोरा आणि त्यांच्या इन्फ्रारेड ते अल्ट्राव्हायोलेट उत्सर्जन स्पेक्ट्रमसाठी वापरला जातो. स्पेक्ट्रमच्या इन्फ्रारेड भागामध्ये किरणोत्सर्ग ऊर्जा दृश्यमान क्षेत्राच्या उर्जेपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. जेव्हा अरोरा दिसले, तेव्हा उत्सर्जन ULF श्रेणीमध्ये दिसून आले (

अरोरांचे वास्तविक स्वरूप वर्गीकरण करणे कठीण आहे; खालील संज्ञा सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जातात:

1. शांत एकसमान चाप किंवा पट्टे. कंस सामान्यतः भूचुंबकीय समांतर दिशेने (ध्रुवीय प्रदेशात सूर्याच्या दिशेने) ~ 1000 किमी पर्यंत विस्तारतो आणि त्याची रुंदी एक ते अनेक दहा किलोमीटरपर्यंत असते. पट्टी ही कमानीच्या संकल्पनेचे सामान्यीकरण आहे, त्यात सामान्यतः नियमित आर्क्युएट आकार नसतो, परंतु एसच्या स्वरूपात किंवा सर्पिलच्या स्वरूपात वाकलेला असतो. आर्क्स आणि बँड 100-150 किमी उंचीवर आहेत.

2. अरोरा च्या किरण . या शब्दाचा संदर्भ चुंबकीय क्षेत्र रेषांच्या बाजूने अनेक दहा ते शेकडो किलोमीटरपर्यंत उभ्या विस्तारासह पसरलेल्या ऑरोरल संरचनेचा आहे. क्षैतिज बाजूने किरणांची लांबी लहान आहे, अनेक दहा मीटर ते अनेक किलोमीटरपर्यंत. किरणे सामान्यतः आर्क्समध्ये किंवा स्वतंत्र रचना म्हणून पाहिली जातात.

3. डाग किंवा पृष्ठभाग . हे ग्लोचे वेगळे क्षेत्र आहेत ज्यांना विशिष्ट आकार नाही. वैयक्तिक स्पॉट्स संबंधित असू शकतात.

4. बुरखा. अरोराचा एक असामान्य प्रकार, जो एकसमान चमक आहे जो आकाशाच्या मोठ्या भागांना व्यापतो.

संरचनेनुसार, ऑरोरास एकसंध, पॉलिश आणि तेजस्वी मध्ये विभागले गेले आहेत. विविध संज्ञा वापरल्या जातात; स्पंदन करणारा चाप, स्पंदन करणारा पृष्ठभाग, पसरलेला पृष्ठभाग, तेजस्वी पट्टा, ड्रेपरी इ. त्यांच्या रंगानुसार अरोरांचं वर्गीकरण आहे. या वर्गीकरणानुसार, ऑरोरास प्रकार ए. वरचा भाग किंवा पूर्णपणे लाल (6300–6364 Å). ते सहसा उच्च भूचुंबकीय क्रियाकलाप दरम्यान 300-400 किमी उंचीवर दिसतात.

अरोरा प्रकार INखालच्या भागात लाल रंगाचे असतात आणि पहिल्या पॉझिटिव्ह N 2 सिस्टीम आणि पहिल्या नकारात्मक O 2 सिस्टीमच्या बँडच्या ल्युमिनेसेन्सशी संबंधित असतात. अरोराचे असे प्रकार अरोराच्‍या सर्वात सक्रिय टप्प्यात दिसतात.

झोन auroras – पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील एका निश्चित बिंदूवर निरीक्षकांच्या मते, हे रात्रीच्या वेळी अरोराच्या घटनेच्या जास्तीत जास्त वारंवारतेचे क्षेत्र आहेत. झोन 67° उत्तर आणि दक्षिण अक्षांशावर स्थित आहेत आणि त्यांची रुंदी सुमारे 6° आहे. भूचुंबकीय स्थानिक वेळेच्या दिलेल्या क्षणाशी संबंधित अरोराची जास्तीत जास्त घटना अंडाकृती पट्ट्यांमध्ये (अरोरा ओव्हल) आढळते, जे उत्तर आणि दक्षिण भूचुंबकीय ध्रुवाभोवती असममितपणे स्थित असतात. अरोरा ओव्हल अक्षांश-वेळ निर्देशांकांमध्ये निश्चित केले जाते आणि अरोरा क्षेत्र हे अक्षांश-रेखांश निर्देशांकांमध्ये अंडाकृतीच्या मध्यरात्री प्रदेशातील बिंदूंचे स्थान आहे. अंडाकृती पट्टा रात्रीच्या क्षेत्रामध्ये भूचुंबकीय ध्रुवापासून अंदाजे 23° आणि दिवसाच्या क्षेत्रात 15° स्थित आहे.

ऑरोरल ओव्हल आणि अरोरा झोन.अरोरा ओव्हलचे स्थान भूचुंबकीय क्रियाकलापांवर अवलंबून असते. उच्च भूचुंबकीय क्रियाकलापांवर अंडाकृती विस्तीर्ण बनते. अरोरा झोन किंवा अरोरा ओव्हल सीमा द्विध्रुवीय निर्देशांकांपेक्षा L 6.4 द्वारे अधिक चांगल्या प्रकारे दर्शविल्या जातात. अरोरा ओव्हलच्या दिवसाच्या क्षेत्राच्या सीमेवरील भूचुंबकीय क्षेत्र रेषा याच्याशी एकरूप होतात मॅग्नेटोपॉजभूचुंबकीय अक्ष आणि पृथ्वी-सूर्य दिशा यांच्यातील कोनावर अवलंबून अरोरा अंडाकृतीच्या स्थितीत बदल होतो. विशिष्ट उर्जेच्या कणांच्या (इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन) वर्षाववरील डेटाच्या आधारे ऑरोरल ओव्हल देखील निर्धारित केले जाते. वरील डेटावरून त्याची स्थिती स्वतंत्रपणे निर्धारित केली जाऊ शकते कॅस्पाखदिवसाच्या बाजूला आणि मॅग्नेटोटेलमध्ये.

अरोरा झोनमध्ये अरोरा घडण्याच्या वारंवारतेतील दैनंदिन फरक भूचुंबकीय मध्यरात्री कमाल आणि भूचुंबकीय दुपारच्या वेळी किमान असतो. ओव्हलच्या जवळ-विषुववृत्त बाजूस, ऑरोरासच्या घटनेची वारंवारता झपाट्याने कमी होते, परंतु दैनंदिन फरकांचा आकार कायम ठेवला जातो. ओव्हलच्या ध्रुवीय बाजूला, ऑरोरासच्या घटनेची वारंवारता हळूहळू कमी होते आणि जटिल दैनंदिन बदलांद्वारे दर्शविले जाते.

अरोरा तीव्रता.

अरोरा तीव्रता उघड ल्युमिनेन्स पृष्ठभाग मोजून निर्धारित केले जाते. चमक पृष्ठभाग आयएका विशिष्ट दिशेने auroras एकूण उत्सर्जन 4p द्वारे निर्धारित केले जाते आयफोटॉन/(सेमी 2 से). हे मूल्य वास्तविक पृष्ठभागाची चमक नसून स्तंभातून उत्सर्जन दर्शविते, फोटॉन/(cm 2 स्तंभ s) हे युनिट सामान्यतः ऑरोरासच्या अभ्यासात वापरले जाते. एकूण उत्सर्जन मोजण्यासाठी नेहमीचे एकक Rayleigh (Rl) 10 6 फोटॉन / (cm 2 स्तंभ s) च्या बरोबरीचे आहे. एका ओळीच्या किंवा बँडच्या उत्सर्जनावरून अरोरा तीव्रतेचे अधिक व्यावहारिक एकक निश्चित केले जाते. उदाहरणार्थ, ऑरोसची तीव्रता आंतरराष्ट्रीय ब्राइटनेस गुणांक (ICF) द्वारे निर्धारित केली जाते. ग्रीन लाइन तीव्रतेच्या डेटानुसार (5577 Å); 1 kRl = I MKH, 10 kRl = II MKH, 100 kRl = III MKH, 1000 kRl = IV MKH (कमाल अरोरा तीव्रता). हे वर्गीकरण लाल अरोरा साठी वापरले जाऊ शकत नाही. युगाच्या (1957-1958) शोधांपैकी एक म्हणजे चुंबकीय ध्रुवाच्या सापेक्ष अंडाकृती विस्थापित स्वरूपात ऑरोसचे अवकाशीय आणि तात्पुरते वितरण स्थापित करणे. चुंबकीय ध्रुवाच्या सापेक्ष ऑरोसच्या वितरणाच्या गोलाकार आकाराबद्दलच्या साध्या कल्पनांवरून, मॅग्नेटोस्फियरचे आधुनिक भौतिकशास्त्रातील संक्रमण पूर्ण झाले. या शोधाचा सन्मान ओ. खोरोशेवा आणि जी. स्टारकोव्ह, जे. फेल्डश्टीन, एस-आय यांचा आहे. अरोरा ओव्हल हा पृथ्वीच्या वरच्या वातावरणावर सौर वाऱ्याचा सर्वात तीव्र प्रभाव असलेला प्रदेश आहे. अंडाकृतीमध्ये ऑरोसची तीव्रता सर्वात जास्त असते आणि उपग्रहांद्वारे त्याच्या गतिशीलतेचे सतत निरीक्षण केले जाते.

स्थिर auroral लाल आर्क्स.

स्थिर अरोरल लाल चाप, अन्यथा मध्य-अक्षांश लाल चाप म्हणतात किंवा एम-आर्क, हा एक सबव्हिज्युअल (डोळ्याच्या संवेदनशीलतेच्या मर्यादेच्या खाली) रुंद चाप आहे, जो पूर्वेकडून पश्चिमेकडे हजारो किलोमीटरपर्यंत पसरलेला आहे आणि शक्यतो संपूर्ण पृथ्वीला घेरलेला आहे. कंसचा अक्षांश विस्तार 600 किमी आहे. l 6300 Å आणि l 6364 Å या लाल रेषांमध्ये स्थिर ऑरोरल रेड आर्कमधून उत्सर्जन जवळजवळ मोनोक्रोमॅटिक आहे. अलीकडे, कमकुवत उत्सर्जन रेषा l 5577 Å (OI) आणि l 4278 Å (N + 2) देखील नोंदवले गेले आहेत. पर्सिस्टंट रेड आर्क्सचे ऑरोरा म्हणून वर्गीकरण केले जाते, परंतु ते जास्त उंचीवर दिसतात. खालची मर्यादा 300 किमी उंचीवर आहे, वरची मर्यादा सुमारे 700 किमी आहे. l 6300 Å उत्सर्जन मधील शांत ऑरोरल रेड आर्कची तीव्रता 1 ते 10 kRl पर्यंत असते (सामान्य मूल्य 6 kRl असते). या तरंगलांबीवर डोळ्याची संवेदनशीलता थ्रेशोल्ड सुमारे 10 kR आहे, म्हणून आर्क्स क्वचितच दृश्यमानपणे पाहिले जातात. तथापि, निरीक्षणांवरून असे दिसून आले आहे की 10% रात्री त्यांची ब्राइटनेस >50 kR आहे. आर्क्सचे नेहमीचे आयुष्य सुमारे एक दिवस असते आणि पुढील दिवसांत ते क्वचितच दिसतात. स्थिर ऑरोरल रेड आर्क्स ओलांडणार्‍या उपग्रह किंवा रेडिओ स्त्रोतांमधून रेडिओ लहरी सिंटिलेशनच्या अधीन असतात, जे इलेक्ट्रॉन घनतेच्या विसंगतीचे अस्तित्व दर्शवतात. रेड आर्क्सचे सैद्धांतिक स्पष्टीकरण हे आहे की प्रदेशाचे तापलेले इलेक्ट्रॉन एफ ionospheres ऑक्सिजन अणू वाढ कारण. उपग्रह निरीक्षणे स्थिर ऑरोरल रेड आर्क्स ओलांडणाऱ्या भूचुंबकीय क्षेत्र रेषांसह इलेक्ट्रॉन तापमानात वाढ दर्शवतात. या आर्क्सची तीव्रता भूचुंबकीय गतिविधी (वादळ) यांच्याशी सकारात्मक संबंध ठेवते आणि आर्क्सची वारंवारिता सौर सनस्पॉट क्रियाकलापांशी सकारात्मक संबंध ठेवते.

अरोरा बदलणे.

ऑरोरासचे काही प्रकार अर्ध-नियतकालिक आणि सुसंगत ऐहिक तीव्रतेतील फरक अनुभवतात. अंदाजे स्थिर भूमिती असलेल्या आणि टप्प्यात होणार्‍या वेगवान नियतकालिक फरकांसह या ऑरोरास बदलणारे ऑरोस म्हणतात. ते अरोरा म्हणून वर्गीकृत आहेत फॉर्म आरइंटरनॅशनल ऍटलस ऑफ ऑरोरास नुसार बदलत्या अरोरांचा अधिक तपशीलवार उपविभाग:

आर 1 (पल्सेटिंग अरोरा) संपूर्ण अरोरा स्वरूपातील ब्राइटनेसमध्ये एकसमान फेज फरकांसह एक चमक आहे. व्याख्येनुसार, आदर्श पल्सेटिंग अरोरामध्ये, स्पंदनचे अवकाशीय आणि ऐहिक भाग वेगळे केले जाऊ शकतात, म्हणजे. चमक आय(r,t)= मी एस(आर)· मी टी(ट). ठराविक अरोरा मध्ये आर 1, कमी तीव्रतेच्या (1–2 kR) 0.01 ते 10 Hz च्या वारंवारतेसह पल्सेशन होतात. बहुतेक auroras आर 1 हे स्पॉट्स किंवा आर्क्स आहेत जे काही सेकंदांच्या कालावधीसह स्पंदन करतात.

आर 2 (ज्वलंत अरोरा). हा शब्द सामान्यतः आकाशात ज्वाला भरणार्‍या हालचालींचा संदर्भ देण्यासाठी वापरला जातो आणि एकाच स्वरूपाचे वर्णन करण्यासाठी नाही. ऑरोरा चाप-आकाराचे असतात आणि सहसा 100 किमी उंचीवरून वरच्या दिशेने जातात. हे ऑरोरा तुलनेने दुर्मिळ आहेत आणि अधिक वेळा अरोरा बाहेर आढळतात.

आर 3 (चमकणारा अरोरा). हे तेजस्वी, अनियमित किंवा नियमित बदल असलेले ऑरोरा आहेत, जे आकाशात चमकणाऱ्या ज्वालाची छाप देतात. ते अरोरा कोसळण्याच्या काही काळापूर्वी दिसतात. सामान्यतः पाहिलेली भिन्नता वारंवारता आर 3 हे 10 ± 3 Hz च्या बरोबरीचे आहे.

प्रवाहित अरोरा हा शब्द, स्पंदन करणार्‍या ऑरोराच्‍या दुसर्‍या वर्गासाठी वापरला जातो, ज्‍यामध्‍ये ऑरोराच्‍या आर्क आणि बँडमध्‍ये वेगाने क्षैतिजपणे हलणार्‍या ब्राइटनेसमधील अनियमित फरकांचा संदर्भ आहे.

बदलणारी अरोरा ही भूचुंबकीय क्षेत्राच्या स्पंदन आणि सौर आणि चुंबकीय उत्पत्तीच्या कणांच्या अवक्षेपणामुळे होणारे ऑरोरल एक्स-रे रेडिएशनसह सौर-स्थलीय घटनांपैकी एक आहे.

ध्रुवीय टोपीची चमक पहिल्या नकारात्मक N + 2 प्रणाली (λ 3914 Å) च्या बँडच्या उच्च तीव्रतेद्वारे दर्शविली जाते. सहसा, हे N + 2 बँड हिरव्या ओळीच्या OI l 5577 Å पेक्षा पाचपट अधिक तीव्र असतात; ध्रुवीय कॅप ग्लोची परिपूर्ण तीव्रता 0.1 ते 10 kRl (सामान्यत: 1–3 kRl) पर्यंत असते. PCA कालावधीत दिसणार्‍या या ऑरोरांसोबत, 30 ते 80 किमीच्या उंचीवर 60° च्या भूचुंबकीय अक्षांशापर्यंत संपूर्ण ध्रुवीय टोपी एकसमान चमक कव्हर करते. हे प्रामुख्याने सौर प्रोटॉन आणि 10-100 MeV च्या उर्जेसह डी-कणांनी तयार केले आहे, जे या उंचीवर जास्तीत जास्त आयनीकरण तयार करतात. अरोरा झोनमध्ये आणखी एक प्रकारची चमक आहे, ज्याला आवरण अरोरा म्हणतात. या प्रकारच्या ऑरोरल ग्लोसाठी, सकाळच्या वेळेत कमाल दैनिक तीव्रता 1-10 kR असते आणि किमान तीव्रता पाच पट कमकुवत असते. आच्छादन ऑरोरांचे निरीक्षण कमी आहेत आणि त्यांची तीव्रता भूचुंबकीय आणि सौर क्रियाकलापांवर अवलंबून असते.

वातावरणातील चमकग्रहाच्या वातावरणाद्वारे उत्पादित आणि उत्सर्जित रेडिएशन म्हणून परिभाषित केले जाते. हे वातावरणातील थर्मल विकिरण नसलेले आहे, अरोराचे उत्सर्जन, विजेचे स्त्राव आणि उल्का ट्रेल्सचे उत्सर्जन वगळता. हा शब्द पृथ्वीच्या वातावरणाच्या संबंधात वापरला जातो (रात्रीची चमक, संधिप्रकाशाची चमक आणि दिवसाची चमक). वातावरणातील चमक हा वातावरणात उपलब्ध असलेल्या प्रकाशाचा केवळ एक अंश आहे. इतर स्त्रोत म्हणजे ताराप्रकाश, राशि चक्र प्रकाश आणि सूर्यापासून दिवसा विखुरलेला प्रकाश. काही वेळा, वातावरणाची चमक एकूण प्रकाशाच्या 40% पर्यंत असू शकते. हवेची चमक वेगवेगळ्या उंची आणि जाडीच्या वातावरणीय स्तरांमध्ये आढळते. वायुमंडलीय ग्लो स्पेक्ट्रम 1000 Å ते 22.5 µm पर्यंत तरंगलांबी व्यापते. एअरग्लोमधील मुख्य उत्सर्जन रेषा l 5577 Å आहे, जी 30-40 किमी जाडीच्या थरात 90-100 किमी उंचीवर दिसते. ऑक्सिजन अणूंच्या पुनर्संयोजनावर आधारित चॅम्पेन यंत्रणेमुळे चमक दिसून येते. इतर उत्सर्जन रेषा l 6300 Å आहेत, पृथक्करण O + 2 पुनर्संयोजन आणि उत्सर्जन NI l 5198/5201 Å आणि NI l 5890/5896 Å च्या बाबतीत दिसून येतात.

वातावरणातील चकाकीची तीव्रता Rayleighs मध्ये मोजली जाते. ब्राइटनेस (रेलेह्‍समध्‍ये) 4 rb च्‍या बरोबर आहे, जेथे c हा 10 6 फोटॉन/(cm 2 sr s) च्या युनिटमध्‍ये उत्सर्जित करणार्‍या लेयरच्‍या ल्युमिनेंसचा कोनीय पृष्ठभाग आहे. चकाकीची तीव्रता अक्षांशावर अवलंबून असते (वेगवेगळ्या उत्सर्जनासाठी) आणि दिवसा देखील मध्यरात्रीच्या जवळ जास्तीत जास्त बदलते. l 5577 Å उत्सर्जनामध्ये सनस्पॉट्सची संख्या आणि 10.7 सेमी तरंगलांबीवरील सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रवाहात हवा चमकण्यासाठी सकारात्मक सहसंबंध नोंदवला गेला. उपग्रह प्रयोगांदरम्यान वायुची चमक दिसून आली. बाह्य अवकाशातून, ते पृथ्वीभोवती प्रकाशाच्या वलयासारखे दिसते आणि त्याचा रंग हिरवट आहे.

ओझोनोस्फियर.

20-25 किमीच्या उंचीवर, ओझोन O 3 च्या नगण्य प्रमाणात जास्तीत जास्त एकाग्रता (ऑक्सिजन सामग्रीच्या 2×10-7 पर्यंत!), जे सुमारे 10 ते 50 च्या उंचीवर सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या क्रियेत उद्भवते. किमी पर्यंत पोहोचले आहे, ग्रहाचे आयनीकरण सौर किरणोत्सर्गापासून संरक्षण करते. ओझोन रेणूंची संख्या अत्यंत कमी असूनही, ते पृथ्वीवरील सर्व जीवसृष्टीचे सूर्यापासून होणार्‍या शॉर्ट-वेव्ह (अल्ट्राव्हायोलेट आणि क्ष-किरण) किरणांच्या हानिकारक प्रभावांपासून संरक्षण करतात. जर तुम्ही सर्व रेणू वातावरणाच्या पायावर टाकले तर तुम्हाला 3-4 मिमीपेक्षा जास्त जाडीचा थर मिळेल! 100 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, प्रकाश वायूंचे प्रमाण वाढते आणि खूप उंचावर, हेलियम आणि हायड्रोजन प्रबळ होते; अनेक रेणू वेगळ्या अणूंमध्ये विलग होतात, जे कठोर सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली आयनीकरण केल्यामुळे आयनोस्फियर बनतात. पृथ्वीच्या वातावरणातील हवेचा दाब आणि घनता उंचीबरोबर कमी होत जाते. तापमानाच्या वितरणावर अवलंबून, पृथ्वीचे वातावरण ट्रोपोस्फियर, स्ट्रॅटोस्फियर, मेसोस्फियर, थर्मोस्फियर आणि एक्सोस्फियरमध्ये विभागले गेले आहे. .

20-25 किमी उंचीवर स्थित आहे ओझोनचा थर. 0.1-0.2 मायक्रॉनपेक्षा कमी तरंगलांबी असलेल्या सौर अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या शोषणादरम्यान ऑक्सिजन रेणूंच्या क्षयमुळे ओझोन तयार होतो. मुक्त ऑक्सिजन O 2 रेणूंसोबत एकत्रित होऊन O 3 ओझोन बनवतो, जो 0.29 मायक्रॉनपेक्षा लहान सर्व अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश लोभसपणे शोषून घेतो. ओझोन रेणू O 3 शॉर्ट-वेव्ह रेडिएशनमुळे सहजपणे नष्ट होतात. म्हणूनच, दुर्मिळता असूनही, ओझोन थर सूर्याच्या अतिनील किरणे प्रभावीपणे शोषून घेतो, जो उच्च आणि अधिक पारदर्शक वातावरणीय स्तरांमधून जातो. याबद्दल धन्यवाद, पृथ्वीवरील सजीवांना सूर्याच्या अतिनील प्रकाशाच्या हानिकारक प्रभावापासून संरक्षण मिळते.

आयनोस्फीअर.

सौर विकिरण वातावरणातील अणू आणि रेणूंचे आयनीकरण करते. 60 किलोमीटरच्या उंचीवर आयनीकरणाची डिग्री आधीच लक्षणीय बनते आणि पृथ्वीपासूनच्या अंतरासह हळूहळू वाढते. वातावरणातील वेगवेगळ्या उंचीवर, विविध रेणूंचे पृथक्करण आणि त्यानंतरचे विविध अणू आणि आयनांचे आयनीकरण या क्रमिक प्रक्रिया घडतात. मूलभूतपणे, हे ऑक्सिजन रेणू O 2, नायट्रोजन N 2 आणि त्यांचे अणू आहेत. या प्रक्रियेच्या तीव्रतेनुसार, 60 किलोमीटरच्या वर असलेल्या वातावरणाच्या विविध स्तरांना आयनोस्फेरिक स्तर म्हणतात. , आणि त्यांची संपूर्णता आयनोस्फियर आहे . खालचा थर, ज्याचे आयनीकरण नगण्य आहे, त्याला न्यूट्रोस्फियर म्हणतात.

आयनोस्फियरमध्ये चार्ज केलेल्या कणांची कमाल एकाग्रता 300-400 किमी उंचीवर पोहोचली आहे.

आयनोस्फीअरच्या अभ्यासाचा इतिहास.

भूचुंबकीय क्षेत्राची वैशिष्ट्ये स्पष्ट करण्यासाठी इंग्रज शास्त्रज्ञ स्टुअर्ट यांनी 1878 मध्ये वरच्या वातावरणातील प्रवाहकीय थराच्या अस्तित्वाची गृहितक मांडली होती. नंतर 1902 मध्ये, एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे, यूएसए मधील केनेडी आणि इंग्लंडमधील हेविसाइड यांनी निदर्शनास आणून दिले की रेडिओ लहरींचा प्रसार लांब अंतरावर स्पष्ट करण्यासाठी, उच्च स्तरांमध्ये उच्च चालकता असलेल्या प्रदेशांचे अस्तित्व गृहीत धरणे आवश्यक आहे. वातावरण. 1923 मध्ये, शिक्षणतज्ज्ञ एम.व्ही. शुलेकिन, विविध फ्रिक्वेन्सीच्या रेडिओ लहरींच्या प्रसाराची वैशिष्ट्ये लक्षात घेऊन, आयनोस्फीअरमध्ये कमीतकमी दोन परावर्तित स्तर आहेत असा निष्कर्ष काढला. त्यानंतर, 1925 मध्ये, इंग्लिश संशोधक Appleton आणि Barnet, तसेच Breit आणि Tuve यांनी प्रायोगिकरित्या प्रथमच रेडिओ लहरी प्रतिबिंबित करणाऱ्या प्रदेशांचे अस्तित्व सिद्ध केले आणि त्यांच्या पद्धतशीर अभ्यासाचा पाया घातला. त्या काळापासून, या थरांच्या गुणधर्मांचा एक पद्धतशीर अभ्यास केला गेला, ज्याला सामान्यतः आयनोस्फियर म्हणतात, रेडिओ लहरींचे प्रतिबिंब आणि शोषण निर्धारित करणार्‍या अनेक भूभौतिकीय घटनांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, जे व्यावहारिकदृष्ट्या खूप महत्वाचे आहे. उद्देश, विशेषतः, विश्वसनीय रेडिओ संप्रेषण सुनिश्चित करण्यासाठी.

1930 च्या दशकात, आयनोस्फियरच्या स्थितीचे पद्धतशीर निरीक्षण सुरू झाले. आपल्या देशात, एमए बोंच-ब्रुविचच्या पुढाकाराने, त्याच्या स्पंदित आवाजासाठी स्थापना तयार केली गेली. आयनोस्फियरचे बरेच सामान्य गुणधर्म, उंची आणि त्याच्या मुख्य थरांची इलेक्ट्रॉन घनता तपासली गेली.

60-70 किमीच्या उंचीवर, डी स्तर दिसून येतो; 100-120 किमी उंचीवर, इ, उंचीवर, 180-300 किमी दुहेरी थराच्या उंचीवर एफ 1 आणि एफ 2. या स्तरांचे मुख्य मापदंड तक्ता 4 मध्ये दिले आहेत.

तक्ता 4

तक्ता 4
आयनोस्फीअर प्रदेश	कमाल उंची, किमी	T i , के	दिवस		रात्री ne , सेमी -3	a΄, ρm 3 s – 1
			मि ne , सेमी -3	कमाल ne , सेमी -3
डी	70	20	100	200	10	10 –6
इ	110	270	१.५ १० ५	३ १० ५	3000	10 –7
एफ 1	180	800–1500	३ १० ५	५ १० ५	–	3 10 -8
एफ 2 (हिवाळा)	220–280	1000–2000	6 10 5	25 10 5	~10 5	2 10 -10
एफ 2 (उन्हाळा)	250–320	1000–2000	2 10 5	8 10 5	~३ १० ५	10 –10
neइलेक्ट्रॉन एकाग्रता आहे, ई इलेक्ट्रॉन चार्ज आहे, T iआयन तापमान आहे, a΄ हे पुनर्संयोजन गुणांक आहे (जे निर्धारित करते neआणि कालांतराने त्यात बदल)

वेगवेगळ्या अक्षांश, दिवसाच्या वेळा आणि ऋतूंसाठी भिन्न असल्यामुळे सरासरी दिली जाते. लांब पल्ल्याच्या रेडिओ संप्रेषणांची खात्री करण्यासाठी असा डेटा आवश्यक आहे. विविध शॉर्टवेव्ह रेडिओ लिंक्ससाठी ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी निवडण्यासाठी त्यांचा वापर केला जातो. दिवसाच्या वेगवेगळ्या वेळी आणि वेगवेगळ्या ऋतूंमध्ये आयनोस्फियरच्या स्थितीनुसार त्यांचे बदल जाणून घेणे रेडिओ संप्रेषणांची विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी अत्यंत महत्वाचे आहे. आयनोस्फियर हा पृथ्वीच्या वातावरणातील आयनीकृत थरांचा एक संग्रह आहे, जो सुमारे 60 किमी उंचीपासून सुरू होतो आणि हजारो किमीच्या उंचीपर्यंत विस्तारतो. पृथ्वीच्या वातावरणाच्या आयनीकरणाचा मुख्य स्त्रोत म्हणजे सूर्याचे अतिनील आणि क्ष-किरण किरणोत्सर्ग, जे प्रामुख्याने सौर क्रोमोस्फियर आणि कोरोनामध्ये आढळतात. याव्यतिरिक्त, वरच्या वातावरणाच्या आयनीकरणाची डिग्री सौर ज्वाला दरम्यान उद्भवणार्‍या सौर कॉर्पस्क्युलर प्रवाह, तसेच वैश्विक किरण आणि उल्का कणांमुळे प्रभावित होते.

आयनोस्फेरिक स्तर

हे वातावरणातील क्षेत्र आहेत ज्यामध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या एकाग्रतेची कमाल मूल्ये गाठली जातात (म्हणजे त्यांची संख्या प्रति युनिट व्हॉल्यूम). रेडिओ लहरी (म्हणजे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक दोलन) यांच्याशी संवाद साधून, वायुमंडलीय वायूच्या अणूंच्या आयनीकरणामुळे विद्युत चार्ज केलेले मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि (काही प्रमाणात, कमी मोबाइल आयन) त्यांची दिशा बदलू शकतात, त्यांचे परावर्तित किंवा अपवर्तन करू शकतात आणि त्यांची ऊर्जा शोषून घेऊ शकतात. परिणामी, दूरच्या रेडिओ स्टेशन्स प्राप्त करताना, विविध प्रभाव उद्भवू शकतात, उदाहरणार्थ, रेडिओ लुप्त होणे, दूरच्या स्थानकांची श्रवणक्षमता वाढणे, ब्लॅकआउट्सआणि असेच. घटना

संशोधन पद्धती.

पृथ्वीवरील आयनोस्फियरचा अभ्यास करण्याच्या शास्त्रीय पद्धतींमध्ये पल्स ध्वनी कमी केले जातात - रेडिओ पल्स पाठवणे आणि आयनोस्फियरच्या विविध स्तरांमधून त्यांचे प्रतिबिंब पाहणे आणि विलंब वेळ मोजणे आणि परावर्तित सिग्नलची तीव्रता आणि आकार यांचा अभ्यास करणे. वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सींवर रेडिओ पल्सच्या परावर्तनाची उंची मोजून, विविध प्रदेशांची गंभीर फ्रिक्वेन्सी (रेडिओ नाडीची वाहक वारंवारता ज्यासाठी आयनोस्फियरचा हा प्रदेश पारदर्शक होतो त्याला गंभीर म्हणतात) ठरवून, त्याचे मूल्य निश्चित करणे शक्य होते. लेयर्समधील इलेक्ट्रॉन घनता आणि दिलेल्या फ्रिक्वेन्सीसाठी प्रभावी उंची आणि दिलेल्या रेडिओ पथांसाठी इष्टतम फ्रिक्वेन्सी निवडा. रॉकेट तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे आणि कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह (AES) आणि इतर अंतराळ यानाच्या अंतराळ युगाच्या आगमनाने, पृथ्वीच्या जवळच्या स्पेस प्लाझमाचे मापदंड थेट मोजणे शक्य झाले, ज्याचा खालचा भाग आयनोस्फीअर आहे.

इलेक्ट्रॉन घनता मोजमाप विशेषतः प्रक्षेपित केलेल्या रॉकेटमधून आणि उपग्रह उड्डाण मार्गांद्वारे केले गेले, आयनोस्फीअरच्या संरचनेवर, पृथ्वीच्या विविध प्रदेशांवरील उंचीसह इलेक्ट्रॉन घनतेचे वितरण, आणि ते शक्य झाले. मुख्य कमाल - स्तर वरील इलेक्ट्रॉन घनता मूल्ये प्राप्त करण्यासाठी एफ. पूर्वी, परावर्तित शॉर्ट-वेव्हलेंथ रेडिओ पल्सच्या निरीक्षणांवर आधारित ध्वनी पद्धतींद्वारे हे करणे अशक्य होते. असे आढळून आले आहे की जगाच्या काही प्रदेशांमध्ये कमी इलेक्ट्रॉन घनता असलेले बर्‍यापैकी स्थिर प्रदेश आहेत, नियमित “आयनोस्फेरिक वारे” आहेत, आयनोस्फियरमध्ये विचित्र लहरी प्रक्रिया उद्भवतात ज्या त्यांच्या उत्तेजनाच्या ठिकाणापासून हजारो किलोमीटर अंतरावर स्थानिक आयनोस्फेरिक अडथळा आणतात आणि जास्त. विशेषत: अत्यंत संवेदनशील रिसीव्हिंग डिव्हाइसेसच्या निर्मितीमुळे आयनोस्फियरच्या स्पंदित आवाजाच्या स्थानकांवर आयनोस्फियरच्या सर्वात खालच्या भागातून (आंशिक प्रतिबिंबांचे स्टेशन) अंशतः परावर्तित स्पंदित सिग्नलचे स्वागत करणे शक्य झाले. मीटर आणि डेसिमीटर वेव्ह बँड्समध्ये शक्तिशाली पल्स इन्स्टॉलेशन्सच्या वापराने अँटेना वापरल्याने रेडिएटेड ऊर्जेची उच्च एकाग्रता पार पाडणे शक्य होते, ज्यामुळे आयनोस्फियरद्वारे विविध उंचीवर विखुरलेले सिग्नल पाहणे शक्य झाले. आयनोस्फेरिक प्लाझ्माच्या इलेक्ट्रॉन आणि आयनांनी विखुरलेल्या या सिग्नलच्या स्पेक्ट्राच्या वैशिष्ट्यांचा अभ्यास केल्याने (यासाठी, रेडिओ लहरींच्या असंगत विखुरण्याची स्टेशन्स वापरली गेली) इलेक्ट्रॉन आणि आयनची एकाग्रता, त्यांचे समतुल्य निर्धारित करणे शक्य झाले. विविध उंचीवर तापमान अनेक हजार किलोमीटरच्या उंचीपर्यंत. हे निष्पन्न झाले की आयनोस्फियर वापरल्या जाणार्‍या फ्रिक्वेन्सीसाठी पुरेसे पारदर्शक आहे.

300 किमी उंचीवर असलेल्या पृथ्वीच्या आयनोस्फियरमध्ये दिवसा सुमारे 106 सेमी-3 विद्युत शुल्काची एकाग्रता (इलेक्ट्रॉन घनता आयन एक बरोबर असते). या घनतेचा प्लाझ्मा 20 मीटरपेक्षा लांब रेडिओ लहरींना परावर्तित करतो, तर लहान प्रसारित करतो.

दिवस आणि रात्रीच्या परिस्थितीसाठी आयनोस्फियरमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेचे विशिष्ट अनुलंब वितरण.

आयनोस्फियरमध्ये रेडिओ लहरींचा प्रसार.

दीर्घ-श्रेणी प्रसारण स्टेशनचे स्थिर रिसेप्शन वापरलेल्या फ्रिक्वेन्सीवर तसेच दिवसाची वेळ, हंगाम आणि त्याव्यतिरिक्त, सौर क्रियाकलापांवर अवलंबून असते. सौर क्रियाकलाप आयनोस्फीअरच्या स्थितीवर लक्षणीय परिणाम करतात. ग्राउंड स्टेशनद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या रेडिओ लहरी सर्व प्रकारच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींप्रमाणे सरळ रेषेत पसरतात. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की पृथ्वीची पृष्ठभाग आणि त्याच्या वातावरणाचे आयनीकृत स्तर दोन्ही एका विशाल कॅपेसिटरच्या प्लेट्ससारखे कार्य करतात, त्यांच्यावर प्रकाशावरील आरशांच्या क्रियेप्रमाणे कार्य करतात. त्यांच्यापासून परावर्तित होऊन, रेडिओ लहरी हजारो किलोमीटरचा प्रवास करू शकतात, शेकडो आणि हजारो किलोमीटरच्या प्रचंड झेप घेऊन जगभरात वाकतात, आयनीकृत वायूच्या थरातून आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर किंवा पाण्यावरून वैकल्पिकरित्या परावर्तित होतात.

1920 च्या दशकात, असे मानले जात होते की 200 मीटर पेक्षा लहान रेडिओ लहरी सामान्यतः मजबूत शोषणामुळे लांब-अंतराच्या संप्रेषणासाठी योग्य नाहीत. युरोप आणि अमेरिका दरम्यान अटलांटिक ओलांडून लहान लहरींच्या लांब पल्ल्याच्या रिसेप्शनचे पहिले प्रयोग इंग्रजी भौतिकशास्त्रज्ञ ऑलिव्हर हेविसाइड आणि अमेरिकन इलेक्ट्रिकल इंजिनियर आर्थर केनेली यांनी केले. एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे, त्यांनी सुचवले की पृथ्वीभोवती कुठेतरी वातावरणाचा एक आयनीकृत थर आहे जो रेडिओ लहरी प्रतिबिंबित करू शकतो. त्याला हेविसाइड लेयर - केनेली आणि नंतर - आयनोस्फीअर असे म्हणतात.

आधुनिक संकल्पनांनुसार, आयनोस्फियरमध्ये नकारात्मक चार्ज केलेले मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि सकारात्मक चार्ज केलेले आयन असतात, प्रामुख्याने आण्विक ऑक्सिजन O + आणि नायट्रिक ऑक्साईड NO +. रेणूंचे पृथक्करण आणि सौर क्ष-किरण आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाद्वारे तटस्थ वायूच्या अणूंचे आयनीकरण झाल्यामुळे आयन आणि इलेक्ट्रॉन तयार होतात. अणूचे आयनीकरण करण्यासाठी, त्याला आयनीकरण उर्जेची माहिती देणे आवश्यक आहे, ज्याचा मुख्य स्त्रोत आयनोस्फियरसाठी सूर्याचा अल्ट्राव्हायोलेट, एक्स-रे आणि कॉर्पस्क्युलर रेडिएशन आहे.

जोपर्यंत पृथ्वीचे गॅस शेल सूर्याद्वारे प्रकाशित होत आहे, तोपर्यंत त्यात अधिकाधिक इलेक्ट्रॉन्स सतत तयार होत असतात, परंतु त्याच वेळी, काही इलेक्ट्रॉन, आयनांशी टक्कर घेत, पुन्हा एकत्र होतात आणि पुन्हा तटस्थ कण तयार करतात. सूर्यास्तानंतर, नवीन इलेक्ट्रॉन्सचे उत्पादन जवळजवळ थांबते आणि मुक्त इलेक्ट्रॉनची संख्या कमी होऊ लागते. आयनोस्फियरमध्ये जितके मुक्त इलेक्ट्रॉन असतील तितक्या चांगल्या उच्च-वारंवारता लाटा त्यातून परावर्तित होतात. इलेक्ट्रॉन एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, रेडिओ लहरींचा मार्ग केवळ कमी-फ्रिक्वेंसी श्रेणींमध्येच शक्य आहे. म्हणूनच रात्रीच्या वेळी, नियमानुसार, केवळ 75, 49, 41 आणि 31 मीटरच्या श्रेणींमध्ये दूरची स्थानके प्राप्त करणे शक्य आहे. आयनोस्फियरमध्ये इलेक्ट्रॉन्स असमानपणे वितरीत केले जातात. 50 ते 400 किमी उंचीवर, वाढलेल्या इलेक्ट्रॉन घनतेचे अनेक स्तर किंवा क्षेत्र आहेत. हे क्षेत्र एकमेकांमध्ये सहजतेने संक्रमण करतात आणि HF रेडिओ लहरींच्या प्रसारावर वेगवेगळ्या प्रकारे परिणाम करतात. आयनोस्फियरचा वरचा थर अक्षराने दर्शविला जातो एफ. येथे आयनीकरणाची सर्वोच्च डिग्री आहे (चार्ज केलेल्या कणांचा अंश सुमारे 10-4 आहे). हे पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून 150 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर स्थित आहे आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी HF बँडच्या रेडिओ लहरींच्या दीर्घ-श्रेणीच्या प्रसारामध्ये मुख्य परावर्तित भूमिका बजावते. उन्हाळ्याच्या महिन्यांत, F प्रदेश दोन स्तरांमध्ये मोडतो - एफ 1 आणि एफ 2. F1 थर 200 ते 250 किमी पर्यंतची उंची व्यापू शकतो आणि थर एफ 2 300-400 किमी उंचीच्या श्रेणीमध्ये "फ्लोट" असल्याचे दिसते. सहसा थर एफ 2 लेयरपेक्षा खूप मजबूत आयनीकृत आहे एफ१. रात्रीचा थर एफ 1 अदृश्य आणि स्तर एफ 2 राहते, हळूहळू त्याच्या ionization च्या 60% पर्यंत कमी होते. एफ लेयरच्या खाली, 90 ते 150 किमी उंचीवर, एक थर आहे इ, ज्याचे आयनीकरण सूर्याच्या मऊ एक्स-रे रेडिएशनच्या प्रभावाखाली होते. ई लेयरच्या आयनीकरणाची डिग्री पेक्षा कमी आहे एफ, दिवसा, 31 आणि 25 मीटरच्या कमी-फ्रिक्वेंसी एचएफ बँडच्या स्टेशनचे रिसेप्शन तेव्हा होते जेव्हा लेयरमधून सिग्नल परावर्तित होतात इ. सहसा ही स्थानके 1000-1500 किमी अंतरावर असतात. एका थरात रात्री इआयनीकरण झपाट्याने कमी होते, परंतु यावेळीही ते 41, 49 आणि 75 मीटर बँडमधील स्थानकांवरून सिग्नलच्या रिसेप्शनमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

16, 13 आणि 11 मीटरच्या उच्च-फ्रिक्वेंसी एचएफ बँडचे सिग्नल प्राप्त करण्यासाठी खूप स्वारस्य आहे जे परिसरात उद्भवतात इजोरदार वाढलेल्या आयनीकरणाचे आंतरलेअर (ढग). या ढगांचे क्षेत्रफळ काही ते शेकडो चौरस किलोमीटरपर्यंत बदलू शकते. वाढलेल्या आयनीकरणाच्या या थराला स्पोरॅडिक लेयर म्हणतात. इआणि दर्शविले एस. Es ढग आयनोस्फियरमध्ये वाऱ्याच्या प्रभावाखाली फिरू शकतात आणि 250 किमी/ताशी वेग गाठू शकतात. उन्हाळ्यात, दिवसाच्या मध्य अक्षांशांमध्ये, Es ढगांमुळे रेडिओ लहरींचा उगम दर महिन्याला 15-20 दिवस होतो. विषुववृत्ताजवळ, ते जवळजवळ नेहमीच असते आणि उच्च अक्षांशांवर ते सहसा रात्री दिसते. कधीकधी, कमी सौर क्रियाकलापांच्या वर्षांमध्ये, जेव्हा उच्च-फ्रिक्वेंसी एचएफ बँडकडे कोणताही रस्ता नसतो, तेव्हा दूरची स्थानके अचानक 16, 13 आणि 11 मीटरच्या बँडवर चांगल्या आवाजात दिसतात, ज्याचे सिग्नल ईएसमधून वारंवार परावर्तित होते. .

आयनोस्फियरचा सर्वात खालचा प्रदेश हा प्रदेश आहे डी 50 आणि 90 किमी दरम्यान उंचीवर स्थित आहे. येथे तुलनेने कमी मुक्त इलेक्ट्रॉन आहेत. परिसरातून डीलांब आणि मध्यम लहरी चांगल्या प्रकारे परावर्तित होतात आणि कमी-फ्रिक्वेंसी एचएफ स्टेशनचे सिग्नल जोरदारपणे शोषले जातात. सूर्यास्तानंतर, आयनीकरण फार लवकर अदृश्य होते आणि 41, 49 आणि 75 मीटरच्या श्रेणींमध्ये दूरची स्थानके प्राप्त करणे शक्य होते, ज्याचे सिग्नल स्तरांवरून परावर्तित होतात. एफ 2 आणि इ. एचएफ रेडिओ सिग्नल्सच्या प्रसारामध्ये आयनोस्फियरचे वेगळे स्तर महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. 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. व्हायोलेट किरणांपेक्षा कमी तरंगलांबी आणि जास्त ऊर्जा असलेले अतिनील किरणे सूर्याच्या वातावरणाच्या (क्रोमोस्फियर) आतील भागाच्या हायड्रोजनद्वारे उत्सर्जित होते आणि क्ष-किरण विकिरण, ज्यामध्ये त्याहूनही जास्त ऊर्जा असते, ती सूर्याच्या वायूंद्वारे उत्सर्जित होते. बाह्य शेल (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, सूर्यावर चक्रीयपणे पुनरावृत्ती होणारी क्रियाशीलतेची तीव्रता दिसून येते, जी दर 11 वर्षांनी जास्तीत जास्त पोहोचते. 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 वेळा वाढते आणि अल्ट्राव्हायोलेट आणि एक्स-रे किरणोत्सर्गाची शक्ती झपाट्याने वाढते. अशा घटनांना सोलर फ्लेअर्स म्हणतात. ते काही मिनिटांपासून एक किंवा दोन तासांपर्यंत टिकतात. भडकण्याच्या वेळी, सौर प्लाझ्मा उद्रेक होतो (प्रामुख्याने प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन), 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 पोहोचल्यानंतर, फ्लॅशच्या 8 मिनिटांनंतर प्रारंभिक प्रतिक्रिया लक्षात 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.

वरच्या वातावरणाची रचना आणि गतिशीलता मूलत: सौर विकिरण, रासायनिक प्रक्रिया, रेणू आणि अणूंचे उत्तेजित होणे, त्यांचे निष्क्रियीकरण, टक्कर आणि इतर प्राथमिक प्रक्रियांद्वारे आयनीकरण आणि पृथक्करणाशी संबंधित थर्मोडायनामिकली असंतुलन प्रक्रियांद्वारे निर्धारित केले जाते. या प्रकरणात, घनता कमी झाल्यामुळे असंतुलनाची डिग्री उंचीसह वाढते. 500-1000 किमी उंचीपर्यंत, आणि अनेकदा त्याहूनही जास्त, वरच्या वातावरणातील अनेक वैशिष्ट्यांसाठी असंतुलनाची डिग्री अगदी लहान असते, ज्यामुळे एखाद्याला शास्त्रीय आणि हायड्रोमॅग्नेटिक हायड्रोडायनामिक्स वापरण्याची परवानगी मिळते ज्यात रासायनिक अभिक्रियांचे वर्णन केले जाते.

एक्सोस्फियर हा पृथ्वीच्या वातावरणाचा बाह्य स्तर आहे, जो कित्येक शंभर किलोमीटरच्या उंचीपासून सुरू होतो, ज्यामधून प्रकाश, वेगवान हायड्रोजन अणू बाह्य अवकाशात जाऊ शकतात.

एडवर्ड कोनोनोविच

साहित्य:

पुडोव्हकिन एम.आय. सौर भौतिकशास्त्राची मूलभूत तत्त्वे. सेंट पीटर्सबर्ग, 2001
एरिस चैसन, स्टीव्ह मॅकमिलन आज खगोलशास्त्र. प्रेंटिस हॉल इंक. अप्पर सॅडल रिव्हर, 2002
ऑनलाइन साहित्य: http://ciencia.nasa.gov/



पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून क्रमाने वातावरणाचे स्तर

पृथ्वीच्या जीवनात वातावरणाची भूमिका

वातावरण हे ऑक्सिजनचे स्त्रोत आहे जे लोक श्वास घेतात. तथापि, जसजसे तुम्ही उंचीवर जाता, एकूण वातावरणाचा दाब कमी होतो, परिणामी ऑक्सिजनचा आंशिक दाब कमी होतो.

मानवी फुफ्फुसांमध्ये अंदाजे तीन लीटर अल्व्होलर हवा असते. जर वातावरणाचा दाब सामान्य असेल, तर अल्व्होलर हवेतील आंशिक ऑक्सिजन दाब 11 मिमी एचजी असेल. कला., कार्बन डायऑक्साइडचा दाब - 40 मिमी एचजी. कला., आणि पाण्याची वाफ - 47 मिमी एचजी. कला. उंचीच्या वाढीसह, ऑक्सिजनचा दाब कमी होतो आणि एकूण फुफ्फुसातील पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइडचा दाब स्थिर राहील - अंदाजे 87 मिमी एचजी. कला. जेव्हा हवेचा दाब या मूल्याच्या बरोबरीचा असेल तेव्हा ऑक्सिजन फुफ्फुसात वाहणे थांबेल.

20 किमी उंचीवर वातावरणाचा दाब कमी झाल्यामुळे, मानवी शरीरातील पाणी आणि इंटरस्टिशियल बॉडी फ्लुइड येथे उकळतील. जर तुम्ही प्रेशराइज्ड केबिन न वापरल्यास, इतक्या उंचीवर एखादी व्यक्ती जवळजवळ त्वरित मरेल. म्हणून, मानवी शरीराच्या शारीरिक वैशिष्ट्यांच्या दृष्टिकोनातून, "स्पेस" समुद्रसपाटीपासून 20 किमी उंचीवरून उद्भवते.

पृथ्वीच्या जीवनात वातावरणाची भूमिका खूप मोठी आहे. तर, उदाहरणार्थ, घनदाट हवेच्या थरांमुळे धन्यवाद - ट्रोपोस्फियर आणि स्ट्रॅटोस्फियर, लोक रेडिएशन एक्सपोजरपासून संरक्षित आहेत. अंतराळात, दुर्मिळ हवेत, 36 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, आयनीकरण रेडिएशन क्रिया करते. 40 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर - अतिनील.

जेव्हा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर 90-100 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर जाते, तेव्हा हळूहळू कमकुवत होईल आणि नंतर खालच्या वातावरणातील थरात आढळलेल्या मानवांना परिचित असलेल्या घटना पूर्णपणे गायब होतील:

आवाजाचा प्रसार होत नाही.

कोणतेही वायुगतिकीय बल आणि ड्रॅग नाही.

संवहन इत्यादीद्वारे उष्णता हस्तांतरित होत नाही.

वायुमंडलीय स्तर पृथ्वीचे आणि सर्व सजीवांचे वैश्विक किरणोत्सर्गापासून, उल्कापिंडांपासून संरक्षण करते, हंगामी तापमान चढउतारांचे नियमन करण्यासाठी, समतोल राखण्यासाठी आणि दैनंदिन समानतेसाठी जबाबदार आहे. पृथ्वीवरील वातावरणाच्या अनुपस्थितीत, दैनंदिन तापमान +/-200С˚ च्या आत चढ-उतार होईल. वातावरणाचा थर हा पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि बाह्य अवकाश यांच्यातील जीवन देणारा "बफर" आहे, जो आर्द्रता आणि उष्णतेचा वाहक आहे; प्रकाशसंश्लेषण आणि ऊर्जा देवाणघेवाण प्रक्रिया वातावरणात घडते - सर्वात महत्वाची बायोस्फेरिक प्रक्रिया.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून क्रमाने वातावरणाचे स्तर

वातावरण ही एक स्तरित रचना आहे, जी पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या क्रमाने वातावरणाचे खालील स्तर आहे:

ट्रोपोस्फियर.

स्ट्रॅटोस्फियर.

मेसोस्फियर.

थर्मोस्फियर.

एक्सोस्फियर

प्रत्येक थराला त्यांच्यामध्ये तीक्ष्ण सीमा नसतात आणि त्यांची उंची अक्षांश आणि ऋतूंमुळे प्रभावित होते. वेगवेगळ्या उंचीवर तापमानातील बदलांमुळे ही स्तरित रचना तयार झाली. हे वातावरणामुळेच आपल्याला चमकणारे तारे दिसतात.

थरांद्वारे पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना:

पृथ्वीचे वातावरण कशापासून बनलेले आहे?

प्रत्येक वायुमंडलीय थर तापमान, घनता आणि रचनेत भिन्न असतो. वातावरणाची एकूण जाडी 1.5-2.0 हजार किमी आहे. पृथ्वीचे वातावरण कशापासून बनलेले आहे? सध्या, हे विविध अशुद्धतेसह वायूंचे मिश्रण आहे.

ट्रोपोस्फियर

पृथ्वीच्या वातावरणाची रचना ट्रॉपोस्फियरपासून सुरू होते, जो सुमारे 10-15 किमी उंच वातावरणाचा खालचा भाग आहे. येथेच बहुतेक वातावरणातील हवा केंद्रित असते. ट्रोपोस्फियरचे वैशिष्ट्य म्हणजे तापमानात 0.6 डिग्री सेल्सिअस कमी होणे हे प्रत्येक 100 मीटरने वर जाताना. ट्रॉपोस्फियरने जवळजवळ सर्व वातावरणातील पाण्याची वाफ स्वतःमध्ये केंद्रित केली आहे आणि येथे ढग देखील तयार होतात.

ट्रोपोस्फियरची उंची दररोज बदलते. याव्यतिरिक्त, त्याचे सरासरी मूल्य अक्षांश आणि वर्षाच्या हंगामावर अवलंबून असते. ध्रुवांवरील ट्रोपोस्फियरची सरासरी उंची 9 किमी आहे, विषुववृत्ताच्या वर - सुमारे 17 किमी. विषुववृत्तावरील हवेचे सरासरी वार्षिक तापमान +26 ˚C आणि उत्तर ध्रुवावर -23 ˚C आहे. विषुववृत्ताच्या वरच्या ट्रोपोस्फियरच्या सीमेची वरची रेषा म्हणजे सरासरी वार्षिक तापमान -70 ˚C, आणि उत्तर ध्रुवावर उन्हाळ्यात -45 ˚C आणि हिवाळ्यात -65 ˚C असते. अशा प्रकारे, उंची जितकी जास्त असेल तितके तापमान कमी होते. सूर्याची किरणे ट्रोपोस्फियरमधून मुक्तपणे जातात, पृथ्वीची पृष्ठभाग गरम करतात. कार्बन डायऑक्साइड, मिथेन आणि पाण्याची वाफ यांच्याद्वारे सूर्यप्रकाशातील उष्णता टिकून राहते.

स्ट्रॅटोस्फियर

ट्रोपोस्फियरच्या थराच्या वर स्ट्रॅटोस्फियर आहे, ज्याची उंची 50-55 किमी आहे. उंचीसह तापमानात होणारी वाढ ही या थराची खासियत आहे. ट्रॉपोस्फियर आणि स्ट्रॅटोस्फियर यांच्यामध्ये ट्रॉपोपॉज नावाचा एक संक्रमणकालीन स्तर असतो.

अंदाजे 25 किलोमीटरच्या उंचीवरून, स्ट्रॅटोस्फेरिक लेयरचे तापमान वाढू लागते आणि कमाल 50 किमी उंचीवर पोहोचल्यावर ते +10 ते +30 ˚C पर्यंत मूल्ये प्राप्त करते.

स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये पाण्याची वाफ फारच कमी असते. काहीवेळा सुमारे 25 किमी उंचीवर आपल्याला खूप पातळ ढग आढळतात, ज्यांना "मदर-ऑफ-पर्ल" म्हणतात. दिवसा, ते लक्षात येत नाहीत, परंतु रात्री ते क्षितिजाच्या खाली असलेल्या सूर्याच्या प्रकाशामुळे चमकतात. मदर-ऑफ-पर्ल ढगांची रचना म्हणजे अति थंड पाण्याचे थेंब. स्ट्रॅटोस्फियर बहुतेक ओझोनपासून बनलेले आहे.

मेसोस्फियर

मेसोस्फियर लेयरची उंची अंदाजे 80 किमी आहे. येथे, जसजसे ते वरच्या दिशेने वाढते, तपमान कमी होते आणि सर्वात वरच्या सीमेवर ते शून्याच्या खाली अनेक दहा C˚ मूल्यांपर्यंत पोहोचते. मेसोस्फियरमध्ये, ढग देखील पाहिले जाऊ शकतात, जे शक्यतो बर्फाच्या स्फटिकांपासून तयार होतात. या ढगांना "चांदी" म्हणतात. मेसोस्फियर वातावरणातील सर्वात थंड तापमानाद्वारे दर्शविले जाते: -2 ते -138 ˚C पर्यंत.

थर्मोस्फियर

उच्च तापमानामुळे या वातावरणीय थराला हे नाव मिळाले. थर्मोस्फियर बनलेले आहे:

आयनोस्फीअर.

exospheres

आयनोस्फियर दुर्मिळ वायुद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, ज्याच्या प्रत्येक सेंटीमीटरमध्ये 300 किमी उंचीवर 1 अब्ज अणू आणि रेणू असतात आणि 600 किमी उंचीवर - 100 दशलक्षांपेक्षा जास्त.

ionosphere देखील उच्च हवा ionization द्वारे दर्शविले जाते. हे आयन चार्ज केलेले ऑक्सिजन अणू, नायट्रोजन अणूंचे चार्ज केलेले रेणू आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन बनलेले आहेत.

एक्सोस्फियर

800-1000 किमीच्या उंचीवरून, एक्सोस्फेरिक थर सुरू होतो. वायूचे कण, विशेषत: हलके, गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीवर मात करून येथे प्रचंड वेगाने फिरतात. असे कण त्यांच्या वेगवान हालचालींमुळे वातावरणातून बाहेरच्या अवकाशात उडतात आणि विखुरतात. म्हणून, एक्सोस्फियरला फैलावचे क्षेत्र म्हणतात. हे प्रामुख्याने हायड्रोजन अणू आहेत जे अवकाशात उडतात, जे एक्सोस्फियरचे सर्वोच्च स्तर बनवतात. वरच्या वातावरणातील कण आणि सौर वाऱ्याच्या कणांमुळे आपण उत्तरेकडील दिवे पाहू शकतो.

उपग्रह आणि भूभौतिक रॉकेटमुळे ग्रहाच्या रेडिएशन बेल्टच्या वरच्या वातावरणात उपस्थिती स्थापित करणे शक्य झाले, ज्यामध्ये विद्युत चार्ज केलेले कण असतात - इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन.