छठी कक्षा में भूगोल के पाठ के लिए व्यावहारिक सामग्री - शिक्षण सामग्री: ओ.ए. क्लिमानोवा, वी.वी. क्लिमानोव, ई.वी. किम. विषय पर समस्याएं विचारार्थ प्रस्तुत की जाती हैं "हवा का तापमान"।

भौगोलिक समस्याओं का समाधान भूगोल पाठ्यक्रम की सक्रिय शिक्षा में योगदान देता है और सामान्य शैक्षिक और विशेष भौगोलिक कौशल विकसित करता है।

लक्ष्य:

विभिन्न ऊंचाइयों पर हवा के तापमान की गणना करने, ऊंचाई की गणना करने के कौशल का विकास;

विश्लेषण करने और निष्कर्ष निकालने की क्षमता का विकास करना।

ऊंचाई के साथ तापमान कैसे बदलता है?

जब ऊंचाई 1000 मीटर (1 किमी) बदलती है, तो हवा का तापमान 6 डिग्री सेल्सियस बदल जाता है (ऊंचाई में वृद्धि के साथ, हवा का तापमान कम हो जाता है, और कमी के साथ, यह बढ़ जाता है)।

भौगोलिक कार्य:

1. पहाड़ की चोटी पर तापमान -5 डिग्री है, पहाड़ की ऊंचाई 4500 मीटर है, पहाड़ की तलहटी पर तापमान निर्धारित करें?

समाधान:

प्रत्येक किलोमीटर ऊपर जाने पर हवा का तापमान 6 डिग्री गिर जाता है, अर्थात यदि पर्वत की ऊँचाई 4500 या 4.5 किमी है, तो यह पता चलता है:

1) 4.5 x 6 = 27 डिग्री। इसका मतलब है कि तापमान 27 डिग्री गिर गया है, और यदि शीर्ष पर यह 5 डिग्री है, तो पहाड़ के तल पर होगा:

2) - पर्वत के तल पर 5 + 27 = 22 डिग्री

उत्तर:पहाड़ की तलहटी में 22 डिग्री

2. 3 किमी पर्वत की चोटी पर हवा का तापमान निर्धारित करें, यदि पर्वत की तलहटी में यह +12 डिग्री था।

समाधान:

यदि 1 किमी के बाद तापमान 6 डिग्री गिर जाता है, इसलिए

उत्तर:- पहाड़ की चोटी पर 6 डिग्री

3. यदि बाहर का तापमान -30°C और पृथ्वी की सतह पर +12°C था तो विमान कितनी ऊंचाई तक बढ़ गया?

समाधान:

2) 42: 6 = 7 किमी

उत्तर:विमान 7 किमी की ऊंचाई तक गया

4. पामीर के शीर्ष पर हवा का तापमान क्या है, यदि जुलाई में तलहटी में यह +36°C है? पामीर की ऊंचाई 6 किमी है।

समाधान:

उत्तर:पहाड़ की चोटी पर 0 डिग्री

5. यदि पृथ्वी की सतह पर हवा का तापमान 31 डिग्री है और उड़ान की ऊंचाई 5 किमी है तो विमान के बाहर हवा का तापमान निर्धारित करें?

समाधान:

उत्तर: विमान के बाहर 1 डिग्री तापमान

हवा का तापमान निश्चित रूप से मानव आराम का एक महत्वपूर्ण तत्व है। उदाहरण के लिए, इस संबंध में मुझे खुश करना बहुत मुश्किल है; सर्दियों में मैं ठंड के बारे में शिकायत करता हूं, गर्मियों में मैं गर्मी से पीड़ित होता हूं। हालाँकि, यह सूचक स्थिर नहीं है, क्योंकि पृथ्वी की सतह से बिंदु जितना ऊँचा होगा, यह उतना ही ठंडा होगा, लेकिन इस स्थिति का कारण क्या है? मैं इस तथ्य से शुरुआत करूंगा तापमान स्थितियों में से एक हैहमारा वायुमंडल, जिसमें विभिन्न प्रकार की गैसों का मिश्रण होता है। "उच्च-ऊंचाई वाले शीतलन" के सिद्धांत को समझने के लिए थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं के अध्ययन में जाना बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है।

ऊंचाई के साथ हवा का तापमान क्यों बदलता है?

मैं यह बात अपने स्कूल के पाठों से जानता हूँ पहाड़ों की चोटियों और चट्टानी संरचनाओं पर बर्फ देखी जाती हैभले ही उनके पास हो तलहटी काफी गर्म है. यह मुख्य प्रमाण है कि ऊंचाई पर बहुत ठंड हो सकती है। हालाँकि, सब कुछ इतना स्पष्ट और स्पष्ट नहीं है, तथ्य यह है कि ऊपर की ओर बढ़ते समय, हवा या तो ठंडी हो जाती है या फिर गर्म हो जाती है। एक समान कमी केवल एक निश्चित बिंदु तक ही देखी जाती है, फिर वस्तुतः वायुमंडल में बुखार है, निम्नलिखित चरणों से गुजरना:

1. क्षोभ मंडल।
2. ट्रोपोपॉज़।
3. समतापमंडल।
4. मेसोस्फीयर, आदि।

विभिन्न परतों में तापमान में उतार-चढ़ाव

क्षोभमण्डल अधिकांश के लिए उत्तरदायी है मौसम संबंधी घटनाएं , क्योंकि यह वायुमंडल की सबसे निचली परत है जहाँ विमान उड़ते हैं और बादल बनते हैं। इसमें रहते हुए, हवा लगातार जम जाती है, लगभग हर सौ मीटर पर। लेकिन, ट्रोपोपॉज़ तक पहुँचने पर, क्षेत्र में तापमान में उतार-चढ़ाव रुक जाता है - 60-70 डिग्री सेल्सियस.

सबसे आश्चर्यजनक बात यह है कि समताप मंडल में यह घटकर लगभग शून्य हो जाता है, क्योंकि यह स्वयं को गर्म करने के लिए उत्तरदायी होता है पराबैंगनी विकिरण. मेसोस्फीयर में, प्रवृत्ति फिर से घट रही है, और थर्मोस्फीयर में संक्रमण रिकॉर्ड निचले स्तर का वादा करता है - -225 सेल्सियस. इसके बाद, हवा फिर से गर्म हो जाती है, लेकिन घनत्व में महत्वपूर्ण कमी के कारण, वायुमंडल के इन स्तरों पर तापमान पूरी तरह से अलग तरह से महसूस किया जाता है। कम से कम कृत्रिम उपग्रहों की परिक्रमा करने वाली उड़ानों को कोई खतरा नहीं है।

सबसे ठंडे और सबसे गर्म महीनों में पृथ्वी की सतह पर हवा के तापमान के वितरण पर विचार करने से पहले, ऊंचाई के साथ तापमान में परिवर्तन के बारे में कहना आवश्यक है, क्योंकि सभी क्षेत्रों की समताप रेखाएं समुद्र तल तक कम हो जाती हैं; आपको यह जानना होगा कि कमी की यह प्रक्रिया कैसे होती है।
अभी तक हमने पृथ्वी की सतह को गर्म करने के बारे में बात की है, अब हम इस सतह के संपर्क में आने वाले वायु आवरण को गर्म करने की स्थितियों पर विचार करेंगे।
जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, वायुमंडल का तापन आंशिक रूप से सीधे सूर्य से होता है: जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और धूल के कण सूर्य की किरणों के कुछ भाग को अवशोषित करते हैं। लेकिन, मुख्य रूप से, हवा का ताप पृथ्वी की गर्म सतह से ऊष्मा स्थानांतरण, तापीय चालकता और विकिरण के माध्यम से होता है। वायुमंडल की कम तापीय पारदर्शिता (उदाहरण के लिए, जब बड़ी मात्राजलवाष्प या कार्बन डाईऑक्साइडहवा में), जितना अधिक यह पृथ्वी की सतह द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा को बरकरार रखता है, और उतना ही अधिक, यह पृथ्वी द्वारा गर्म होता है।
कई कारणों से, कोई उम्मीद कर सकता है कि हवा की ऊपरी परतों में तापमान निचली परतों की तुलना में कम होगा: 1) वायुमंडल की ऊपरी परतें पतली हैं, इसलिए उनमें सूर्य से सीधे प्राप्त गर्मी को बरकरार रखने की संभावना कम है, और 2) हवा का गर्म होना मुख्यतः नीचे से होता है। लेकिन एक ही समय में, हवा, पानी की तरह, खुद को व्यवस्थित करती है ताकि शीर्ष पर गर्म और हल्की परतें हों, और नीचे ठंडी और भारी परतें हों। दरअसल, पृथ्वी की सतह के संपर्क में आने वाली हवा गर्म होने पर फैलती है, कम घनी हो जाती है और ऊपर की ओर उठती है, जबकि अधिक घनी और ठंडी हवानीचे जाता है। इस तरह के परिसंचरण के परिणामस्वरूप, कोई उम्मीद कर सकता है कि ऊपर और नीचे के वातावरण में समान तापमान होगा (कम से कम दिन के दौरान कुछ बिंदुओं पर) या तापमान ऊपर की ओर बढ़ जाएगा। वास्तव में, अवलोकनों और अनुभव से पता चला है कि तापमान आम तौर पर ऊंचाई के साथ घटता है, लेकिन इस कमी का कारण कहीं और है, अर्थात्: बढ़ती गर्म हवा के कण दुर्लभ परतों में गिरते हैं, और इसलिए जैसे-जैसे वे बढ़ते हैं, धीरे-धीरे विस्तारित होते हैं, और एक निश्चित समय विस्तार पर ऊष्मा की मात्रा व्यय की जाती है, अर्थात् वायु के विस्तार का कार्य उसकी ऊष्मा के कारण होता है। जब हवा का एक द्रव्यमान बाहर से गर्मी के प्रवाह के बिना वायुमंडल में ऊपर उठता है, या, जैसा कि वे कहते हैं, रुद्धोष्म प्रक्रिया के दौरान, 100 मीटर ऊपर उठाने पर इस द्रव्यमान का तापमान (विस्तार के कारण) 1° कम हो जाता है स्थिति शुष्क हवा के साथ-साथ जलवाष्प युक्त हवा पर भी लागू होती है, जब शीतलन के दौरान संघनन अभी तक शुरू नहीं हुआ है। जलवाष्प से संतृप्त वायु कम खोती है: जब 100 मीटर ऊपर उठाया जाता है, तो यह 1° नहीं, बल्कि लगभग 0.5-0°.4 तक ठंडी हो जाती है। इसे निम्नलिखित द्वारा समझाया गया है: यदि वाष्प से संतृप्त हवा ऊपर उठती है, तो जैसे-जैसे तापमान घटता है (हवा के विस्तार के कारण), वाष्प संघनित होता है और इसका कुछ हिस्सा तरल अवस्था में बदल जाता है, और वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी निकलती है।
जैसे-जैसे हवा नीचे आती है, यह गर्म हो जाती है क्योंकि यह अधिक से अधिक संपीड़ित होती है, और संपीड़न के परिणामस्वरूप गर्मी विकसित होती है। जब शुष्क और जल-संतृप्त हवा दोनों उतरती हैं, तो ताप मान समान होता है और प्रत्येक 100 मीटर के लिए 1° के बराबर होता है, ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में परिवर्तन का अवलोकन पहाड़ों पर, ऊंची इमारतों पर किया जाता है, इसके अलावा, प्रयोग भी किए गए के साथ किया गया गुब्बारे, पतंग और हवाई जहाज, जो मौसम विज्ञानियों से सुसज्जित थे - ऐसे उपकरण जो स्वचालित रूप से न केवल तापमान, बल्कि विभिन्न ऊंचाई पर दबाव, वायु आर्द्रता और हवा की गति को भी रिकॉर्ड करते हैं। में पिछले साल काऊंचाई पर तापमान का अध्ययन रेडियोसॉन्डेस का उपयोग करके किया जाता है, साथ ही समतापमंडलीय गुब्बारों पर उड़ानों के दौरान भी किया जाता है।
प्रारंभ में, एफिल टॉवर पर अवलोकन किए गए, जो कम या ज्यादा मुक्त हवा के संपर्क में है, और थर्मामीटर स्थापित किए गए थे ताकि प्रत्यक्ष उज्ज्वल सौर ऊर्जा सीधे उन पर कार्य न करे। उन्हें 2 मीटर, 123 मीटर, 302 मीटर की ऊंचाई पर स्थापित किया गया था, जिससे पता चलता है कि दिन के दौरान वायुमंडल की निचली परतें ऊपरी परतों की तुलना में लगातार गर्म होती हैं। पृथ्वी, और इसलिए वायुमंडल की निचली परतें, बहुत गर्म हैं, प्रत्येक 100 मीटर के लिए रुद्धोष्म मान से अधिक, यानी 1° से अधिक की वृद्धि के साथ तापमान में कमी आती है।
गर्मियों में, वायु परिसंचरण विशेष रूप से तीव्र होता है और यहां तक ​​कि ध्यान देने योग्य (आंख से) भी हो सकता है; गर्मी के दिनों में हम देखते हैं कि हवा बहुत गर्म सतहों पर बहती हुई प्रतीत होती है।
इस अवस्था में, हवा को अस्थिर संतुलन में कहा जाता है, जो अंतर्निहित सतह से गर्म होती है। रात में, जैसा कि एफिल टॉवर के अवलोकन से पता चला है, पृथ्वी की सतह के नीचे की हवा ऊपरी परतों की तुलना में अधिक ठंडी होती है। इस तापमान वितरण को निम्न तापमान व्युत्क्रमण कहा जाता है, एक अन्य व्युत्क्रम के विपरीत जो अपेक्षाकृत हाल ही में ज्ञात हुआ और इसे ऊपरी व्युत्क्रमण कहा जाता है। निचले व्युत्क्रमण को इस तथ्य से समझाया गया है कि पृथ्वी रात के दौरान बहुत अधिक गर्मी उत्सर्जित करती है और इसलिए बहुत अधिक ठंडी हो जाती है। यह शीतलन हवा की निचली परतों में स्थानांतरित हो जाता है, जो सघन हो जाती है और नीचे की ओर बहती है, गड्ढों को भरने की कोशिश करती है। इसीलिए पहाड़ी इलाकों में घाटियों में सर्दियों में बहुत ठंड हो सकती है, लेकिन पहाड़ी ढलानों पर यह कुछ हद तक गर्म होती है। व्युत्क्रम विशेष रूप से स्पष्ट सर्दियों की रातों के दौरान स्पष्ट होता है।
अधिक ऊंचाई (लगभग 3-4 किमी) पर अवलोकन, जहां पृथ्वी का तापमान अब ऐसी भूमिका नहीं निभाता है, से पता चला है कि व्युत्क्रमण वहां बहुत कम बार होते हैं। ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट, प्रति 100 मीटर (ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल) की गणना की जाती है, जब वायुमंडलीय परतों में 2-3 किमी से अधिक की वृद्धि होती है, धीरे-धीरे बढ़ती है और 7-10 किमी की ऊंचाई पर अपने अधिकतम तक पहुंच जाती है। इन उच्च परतों में कोई व्युत्क्रमण नहीं होता है, और तापमान मुख्य रूप से संवहनीय आरोही और अवरोही धाराओं द्वारा निर्धारित होता है। बढ़ती धाराएँ जलवाष्प से संतृप्त न होने वाली हवा के लिए प्रति 100 मीटर की वृद्धि पर तापमान में 1° की गिरावट देती हैं; जलवाष्प से संतृप्त हवा के लिए, तापमान में गिरावट बहुत कम है (ऊपर देखें)। इस कारण से, इन ऊंचाइयों पर, सर्दियों में तापमान में उतार-चढ़ाव, जब वातावरण में थोड़ा जल वाष्प होता है, गर्मियों की तुलना में अधिक होता है।
इससे भी अधिक ऊंचाई (7-10 किमी से ऊपर) पर, तापमान प्रवणता तेजी से गिरना शुरू हो जाती है, फिर तापमान में गिरावट पूरी तरह से बंद हो जाती है, और यहां तक ​​कि तापमान में मामूली वृद्धि (ऊपरी उलटा) भी होती है। इस प्रकार, वायुमंडल की मोटाई को दो परतों में विभाजित किया जा सकता है: निचली परत, जिसमें ऊंचाई के साथ तापमान घटता है, और फिर ऊपरी परत, जहां ऐसी कोई कमी नहीं होती है, लेकिन, इसके विपरीत, थोड़ी वृद्धि देखी जाती है। . पहली - निचली - परतों को क्षोभमंडल कहा जाता है, और दूसरी - ऊपरी - समताप मंडल।
औसतन, समताप मंडल की सीमा 11 किमी की ऊंचाई पर है। अवलोकनों से पता चला है कि समताप मंडल की सीमा भूमध्य रेखा की ओर बढ़ती है और ध्रुवों की ओर गिरती है। इस प्रकार, ध्रुवीय देशों में समताप मंडल की सीमा 8-10 किमी की ऊंचाई पर है, मध्य यूरोप में 11-12 किमी, जबकि उष्णकटिबंधीय के तहत यह 16-18 किमी की ऊंचाई पर है। परिणामस्वरूप, उच्च परतों में उष्णकटिबंधीय के नीचे, समान ऊंचाई पर तापमान ध्रुवों के ऊपर की तुलना में कम होता है। जाहिर है, समताप मंडल की सीमा जितनी ऊंची होगी, ऊंचाई के साथ तापमान में कमी उतनी ही अधिक होगी। ऊपरी क्षोभमंडल में सबसे कम तापमान भूमध्य रेखा के पास पाया गया।
भूमध्य रेखा के कुछ डिग्री दक्षिण में बटाविया में अवलोकन से लगभग -87° के आंकड़े मिले, एक बार तो 17 किमी की ऊंचाई पर -91°.9 तक भी।
यह वायुमंडल में अब तक का सबसे कम तापमान है। यूरोप से ऊपर सबसे ज्यादा कम तामपानशायद ही कभी -70° से नीचे चला जाए। समताप मंडल सीमा की ऊँचाई भी वर्ष भर बदलती रहती है। इसकी न्यूनतम ऊंचाई सर्दियों या शुरुआती वसंत में देखी जाती है, यह गर्मियों के अंत तक अपनी अधिकतम ऊंचाई तक पहुंच जाती है।
उपरोक्त सभी बातें वायुमंडल की ऊपरी परतों पर लागू होती हैं, लेकिन 4-5 किमी की वायुमंडल की मोटाई के लिए यह माना जा सकता है कि ऊंचाई के साथ तापमान में कमी, 100 मीटर की वृद्धि के साथ, प्रति वर्ष औसतन 0.5 है -0°.6, और तापमान को समुद्र तल पर लाते समय इस मान को ध्यान में रखा जाता है। पहाड़ों और पठारों में, जब तापमान ऊंचाई के साथ बदलता है, तो विभिन्न माध्यमिक परिस्थितियाँ मायने रखती हैं, उदाहरण के लिए, चाहे पहाड़ का ढलान सूरज की ओर हो या छाया में हो। इसके अलावा, जहां सर्दियां गंभीर होती हैं, चोटियों पर अक्सर घाटियों की तुलना में अधिक तापमान होता है, और यह तापमान उलटाव न केवल रात में होता है, बल्कि पूरे ठंड की अवधि के दौरान बना रहता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया में उच्च बैरोमीटर के दबाव के कारण सर्दियों में शांति होती है, और पृथ्वी की सतह बर्फ से ढकी होती है, जो बहुत अधिक गर्मी को दर्शाती है; वहां ठंडी हवा अपने अधिक घनत्व के कारण घाटियों और गड्ढों को भर देती है और उनमें टिकी रहती है, जबकि पर्वतमालाओं के शीर्ष पर इस समय यह अधिक रहती है गर्मी. इसी तरह की घटना कई अल्पाइन घाटियों में देखी गई, जो प्रचलित हवाओं से पहाड़ों द्वारा संरक्षित थीं। लेकिन सामान्य तौर पर, और पहाड़ों के लिए, हम प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि के लिए तापमान में कमी को प्रति वर्ष औसतन 0°.5 के बराबर मान सकते हैं, गर्मियों और वसंत में तापमान में गिरावट तेजी से होती है, और सर्दियों और शरद ऋतु में धीमी होती है।

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अगस्त में, हमने अपने सहपाठी नटेला के साथ काकेशस में छुट्टियां मनाईं। हमें स्वादिष्ट बारबेक्यू और घर में बनी वाइन का आनंद दिया गया। लेकिन सबसे ज्यादा मुझे पहाड़ों का भ्रमण याद है। नीचे बहुत गर्म था, लेकिन ऊपर बिल्कुल ठंडा था। मैंने सोचा कि ऊंचाई के साथ हवा का तापमान क्यों कम हो जाता है। एल्ब्रस पर चढ़ते समय यह बहुत ध्यान देने योग्य था।

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव

जब हम पहाड़ी रास्ते पर चढ़ रहे थे, तो गाइड ज़ुराब ने हमें ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में कमी का कारण समझाया।

हमारे ग्रह के वायुमंडल में हवा गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में है। इसलिए, इसके अणु लगातार मिश्रित होते रहते हैं। ऊपर जाने पर अणु फैलते हैं और नीचे जाने पर तापमान गिर जाता है, इसके विपरीत बढ़ जाता है।

यह तब देखा जा सकता है जब विमान ऊंचाई पर पहुंच जाता है और केबिन तुरंत ठंडा हो जाता है। मुझे आज भी क्रीमिया की अपनी पहली उड़ान याद है। नीचे और ऊंचाई पर तापमान में इस अंतर के कारण मुझे यह ठीक-ठीक याद आया। मुझे ऐसा लग रहा था कि हम बस ठंडी हवा में लटके हुए थे, और नीचे क्षेत्र का एक नक्शा था।

वायु का तापमान पृथ्वी की सतह के तापमान पर निर्भर करता है। सूर्य द्वारा गर्म की गई पृथ्वी से हवा गर्म होती है।

पहाड़ों में ऊंचाई के साथ तापमान क्यों घटता जाता है?

हर कोई जानता है कि पहाड़ों में ठंड होती है और सांस लेना मुश्किल होता है। एल्ब्रस की यात्रा के दौरान मैंने स्वयं इसका अनुभव किया।

ऐसी घटनाओं के कई कारण हैं।

1. पहाड़ों में हवा पतली होती है, इसलिए यह अच्छी तरह गर्म नहीं हो पाती है।
2. सूरज की किरणें पहाड़ की ढलान वाली सतह पर पड़ती हैं और उसे मैदान की ज़मीन की तुलना में बहुत कम गर्म करती हैं।
3. पर्वत चोटियों पर बर्फ की सफेद परतें सूर्य की किरणों को प्रतिबिंबित करती हैं और इससे हवा का तापमान भी कम हो जाता है।

जैकेट हमारे लिए बहुत उपयोगी थे. पहाड़ों में अगस्त का महीना होने के बावजूद कड़ाके की ठंड पड़ रही है। पहाड़ की तलहटी में हरी घास के मैदान थे और ऊपर बर्फ़ थी। स्थानीय चरवाहे और भेड़ें लंबे समय से पहाड़ों में जीवन के लिए अनुकूलित हो चुके हैं। वे ठंडे तापमान से परेशान नहीं होते हैं, और पहाड़ी रास्तों पर चलने में उनकी निपुणता से केवल ईर्ष्या ही की जा सकती है।

इसलिए काकेशस की हमारी यात्रा भी शैक्षणिक रही। हमने बहुत अच्छा समय बिताया और निजी अनुभवसीखा कि ऊंचाई के साथ हवा का तापमान कैसे घटता है।

मुद्दे पर विचार को कुछ हद तक सरल बनाने के लिए, वातावरण को तीन मुख्य परतों में विभाजित किया गया है। वायुमंडलीय स्तरीकरण मुख्य रूप से ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में असमान परिवर्तन का परिणाम है। नीचे की दो परतें संरचना में अपेक्षाकृत सजातीय हैं। इस कारण से आमतौर पर कहा जाता है कि वे एक सममंडल बनाते हैं।

क्षोभ मंडल। वायुमंडल की निचली परत को क्षोभमंडल कहा जाता है। इस शब्द का अर्थ स्वयं "घूर्णन का क्षेत्र" है और यह इस परत की अशांति विशेषताओं से जुड़ा है, क्योंकि 18वीं शताब्दी में मौसम और जलवायु में सभी परिवर्तन इस परत में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं का परिणाम हैं केवल इस परत के बारे में यह माना जाता था कि इसमें जो खोजा गया था, ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में कमी भी वायुमंडल के बाकी हिस्सों में निहित है।

विभिन्न ऊर्जा परिवर्तन मुख्य रूप से क्षोभमंडल में होते हैं। पृथ्वी की सतह के साथ हवा के निरंतर संपर्क के साथ-साथ अंतरिक्ष से इसमें ऊर्जा के प्रवेश के कारण यह गति करना शुरू कर देती है। इस परत की ऊपरी सीमा वहां स्थित है जहां ऊंचाई के साथ तापमान में कमी को इसकी वृद्धि से बदल दिया जाता है - भूमध्य रेखा से लगभग 15-16 किमी ऊपर और ध्रुवों से 7-8 किमी ऊपर की ऊंचाई पर। पृथ्वी की तरह, हमारे ग्रह के घूर्णन के प्रभाव में, यह भी ध्रुवों के ऊपर कुछ हद तक चपटा हो गया है और भूमध्य रेखा के ऊपर सूज गया है। हालाँकि, यह प्रभाव पृथ्वी के ठोस आवरण की तुलना में वायुमंडल में अधिक दृढ़ता से व्यक्त होता है।

पृथ्वी की सतह से क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा तक की दिशा में हवा का तापमान कम हो जाता है। भूमध्य रेखा के ऊपर न्यूनतम तापमानहवा लगभग -62°C है, और ध्रुवों के ऊपर लगभग -45°C है। हालाँकि, माप बिंदु के आधार पर, तापमान थोड़ा भिन्न हो सकता है। इस प्रकार, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर जावा द्वीप पर, हवा का तापमान -95°C के रिकॉर्ड निचले स्तर तक गिर जाता है।

क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। वायुमंडल का 75% से अधिक द्रव्यमान ट्रोपोपॉज़ के नीचे स्थित है। उष्ण कटिबंध में, वायुमंडल का लगभग 90% द्रव्यमान क्षोभमंडल के भीतर स्थित है।

ट्रोपोपॉज़ की खोज 1899 में हुई थी, जब एक निश्चित ऊंचाई पर ऊर्ध्वाधर तापमान प्रोफ़ाइल में न्यूनतम पाया गया था, और फिर तापमान थोड़ा बढ़ गया था। इस वृद्धि की शुरुआत वायुमंडल की अगली परत - समताप मंडल में संक्रमण का प्रतीक है।

समतापमंडल। समताप मंडल शब्द का अर्थ है "परत क्षेत्र" और क्षोभमंडल के ऊपर स्थित परत की विशिष्टता के पिछले विचार को दर्शाता है। समताप मंडल पृथ्वी की सतह से लगभग 50 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है, इसकी ख़ासियत यह है। ट्रोपोपॉज़ में इसके असाधारण कम मूल्यों की तुलना में हवा के तापमान में तेज वृद्धि, समताप मंडल में तापमान लगभग -40 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तापमान में इस वृद्धि को ओजोन के गठन द्वारा समझाया गया है, जो होने वाली मुख्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं में से एक है वातावरण में.

ओजोन ऑक्सीजन का एक विशेष रूप है। सामान्य डायटोमिक ऑक्सीजन अणु (O2) के विपरीत। ओजोन में इसके त्रिपरमाण्विक अणु (Oz) होते हैं। यह वायुमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन के साथ साधारण ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप प्रकट होता है।

ओजोन का बड़ा हिस्सा लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर केंद्रित है, लेकिन सामान्य तौर पर ओजोन परत एक अत्यधिक विस्तारित आवरण है, जो लगभग पूरे समताप मंडल को कवर करता है। ओजोनोस्फीयर में, पराबैंगनी किरणें वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ सबसे अधिक बार और सबसे दृढ़ता से संपर्क करती हैं। सामान्य डायटोमिक ऑक्सीजन अणुओं के अलग-अलग परमाणुओं में टूटने का कारण बनता है। बदले में, ऑक्सीजन परमाणु अक्सर द्विपरमाणुक अणुओं से जुड़ जाते हैं और ओजोन अणु बनाते हैं। उसी तरह, अलग-अलग ऑक्सीजन परमाणु मिलकर द्विपरमाणुक अणु बनाते हैं। ओजोन निर्माण की तीव्रता समताप मंडल में उच्च ओजोन सांद्रता की एक परत के अस्तित्व के लिए पर्याप्त साबित होती है।

पराबैंगनी किरणों के साथ ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया पृथ्वी के वायुमंडल में लाभकारी प्रक्रियाओं में से एक है जो पृथ्वी पर जीवन के रखरखाव में योगदान देती है। ओजोन द्वारा इस ऊर्जा का अवशोषण पृथ्वी की सतह पर इसके अत्यधिक प्रवाह को रोकता है, जहां वास्तव में ऊर्जा का वह स्तर बनता है जो स्थलीय जीवन रूपों के अस्तित्व के लिए उपयुक्त है। शायद अतीत में अब की तुलना में अधिक मात्रा में ऊर्जा पृथ्वी पर आई थी, जिसने हमारे ग्रह पर जीवन के प्राथमिक रूपों के उद्भव को प्रभावित किया। लेकिन आधुनिक जीवित जीव सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण की अधिक महत्वपूर्ण मात्रा का सामना नहीं कर सके।

ओजोनोस्फीयर वायुमंडल से गुजरने वाले हिस्से को अवशोषित करता है। परिणामस्वरूप, ओजोनोस्फीयर में लगभग 0.62 डिग्री सेल्सियस प्रति 100 मीटर का एक ऊर्ध्वाधर वायु तापमान ढाल स्थापित होता है, यानी, समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ (50 किमी) तक ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता है।

50 से 80 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल की एक परत होती है जिसे मेसोस्फीयर कहा जाता है। "मेसोस्फीयर" शब्द का अर्थ है "मध्यवर्ती क्षेत्र", जहां हवा का तापमान ऊंचाई के साथ घटता रहता है।

मेसोस्फीयर के ऊपर, थर्मोस्फीयर नामक परत में, तापमान लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस तक की ऊंचाई के साथ फिर से बढ़ता है और फिर बहुत तेजी से -96 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। हालाँकि, इसमें अनिश्चित काल तक गिरावट नहीं होती है, फिर तापमान फिर से बढ़ जाता है।

प्रत्येक परत में ऊंचाई के साथ तापमान परिवर्तन की विशिष्टताओं से वायुमंडल को अलग-अलग परतों में विभाजित करना काफी आसान है।

पहले उल्लिखित परतों के विपरीत, आयनमंडल पर प्रकाश नहीं डाला गया है। तापमान के अनुसार. आयनमंडल की प्रमुख विशेषता है उच्च डिग्रीवायुमंडलीय गैसों का आयनीकरण। यह आयनीकरण विभिन्न गैसों के परमाणुओं द्वारा सौर ऊर्जा के अवशोषण के कारण होता है। पराबैंगनी और अन्य सौर किरणें, उच्च-ऊर्जा क्वांटा लेकर, वायुमंडल में प्रवेश करती हैं, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं को आयनित करती हैं - बाहरी कक्षाओं में स्थित इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं से हटा दिया जाता है। इलेक्ट्रॉन खोने से परमाणु धनात्मक आवेश प्राप्त कर लेता है। यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ दिया जाए तो परमाणु ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाता है। इस प्रकार, आयनमंडल विद्युत प्रकृति का एक क्षेत्र है, जिसकी बदौलत कई प्रकार के रेडियो संचार संभव हो पाते हैं।

आयनमंडल को कई परतों में विभाजित किया गया है, जिन्हें D, E, F1 और F2 अक्षरों द्वारा नामित किया गया है। इन परतों के भी विशेष नाम हैं। परतों में अलगाव कई कारणों से होता है, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण है रेडियो तरंगों के पारित होने पर परतों का असमान प्रभाव। सबसे निचली परत, डी, मुख्य रूप से रेडियो तरंगों को अवशोषित करती है और इस तरह उनके आगे प्रसार को रोकती है।

सबसे अच्छी तरह से अध्ययन की गई परत ई पृथ्वी की सतह से लगभग 100 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। इसे अमेरिकी और अंग्रेजी वैज्ञानिकों के नाम पर केनेली-हेविसाइड परत भी कहा जाता है जिन्होंने एक साथ और स्वतंत्र रूप से इसकी खोज की थी। परत ई, एक विशाल दर्पण की तरह, रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करती है। इस परत के कारण, लंबी रेडियो तरंगें अपेक्षा से अधिक दूरी तक यात्रा करती हैं यदि वे ई परत से परावर्तित हुए बिना, केवल एक सीधी रेखा में फैलती हैं।

परत F में समान गुण हैं इसे एप्पलटन की परत भी कहा जाता है। केनेली-हेविसाइड परत के साथ, यह रेडियो तरंगों को स्थलीय रेडियो स्टेशनों पर प्रतिबिंबित करता है। ऐसा प्रतिबिंब विभिन्न कोणों पर हो सकता है। एपलटन परत लगभग 240 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

वायुमंडल के सबसे बाहरी क्षेत्र को अक्सर बाह्यमंडल कहा जाता है।

यह शब्द पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष के बाहरी इलाके के अस्तित्व को संदर्भित करता है। यह निर्धारित करना मुश्किल है कि अंतरिक्ष कहाँ समाप्त होता है और कहाँ शुरू होता है, क्योंकि ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय गैसों का घनत्व धीरे-धीरे कम हो जाता है और स्वयं धीरे-धीरे लगभग एक निर्वात में बदल जाता है, जिसमें केवल व्यक्तिगत अणु पाए जाते हैं। जैसे-जैसे वे पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, वायुमंडलीय गैसें ग्रह से कम और कम गुरुत्वाकर्षण का अनुभव करती हैं और, एक निश्चित ऊंचाई से, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को छोड़ने लगती हैं। पहले से ही लगभग 320 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडल का घनत्व इतना कम है कि अणु एक-दूसरे से टकराए बिना 1 किमी से अधिक की यात्रा कर सकते हैं। वायुमंडल का सबसे बाहरी भाग इसकी ऊपरी सीमा के रूप में कार्य करता है, जो 480 से 960 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।