त्वरित सारांश
- पृथ्वी का वायुमंडल गैसों, जलवाष्प एवं धूलकणों का एक आवरण है, जो गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा पृथ्वी से बंधा हुआ है।
- गैसों का प्रतिशत: नाइट्रोजन (78.08%), ऑक्सीजन (20.95%), ऑर्गन (0.93%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.036%), ओजोन तथा अन्य गैसें।
- तापीय संरचना के आधार पर वायुमंडल की पाँच परतें हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, तापमंडल (जिसमें आयनमंडल है) तथा बहिर्मंडल।
यह विषय क्यों महत्वपूर्ण है
UPSC CSE तथा BPSC परीक्षाओं में सामान्य ताप ह्रास दर, विषुवत वृत्त और ध्रुवों पर क्षोभसीमा की ऊँचाई का अंतर, ओजोन परत द्वारा पराबैंगनी किरणों का अवशोषण तथा आयनमंडल द्वारा रेडियो तरंगों का परावर्तन जैसे विषयों पर सीधे प्रश्न पूछे जाते हैं।
1. वायुमंडल का संघटन
- स्थायी गैसें: नाइट्रोजन (78.08%) तथा ऑक्सीजन (20.95%) मिलकर स्वच्छ शुष्क हवा का 99% भाग बनाती हैं। ऑर्गन (0.93%) तीसरी सर्वाधिक मात्रा में पाई जाने वाली गैस है।
- परिवर्तनशील घटक:
- कार्बन डाइऑक्साइड (0.036%): सौर विकिरण (लघु तरंगों) के लिए पारदर्शी, परंतु भौमिक विकिरण (दीर्घ तरंगों) के लिए अपारदर्शी होती है। यह प्रमुख हरितगृह गैस है।
- जलवाष्प: विषुवत वृत्त से ध्रुवों की ओर तथा ऊँचाई के साथ घटती है। यह विकिरण को सोखकर पृथ्वी के लिए कंबल का कार्य करती है।
- धूलकण: ये आर्द्रताग्राही नाभिक (Hygroscopic nuclei) का कार्य करते हैं, जिनके चारों ओर जलवाष्प संघनित होकर मेघ एवं कुहासा बनाती है। ये सूर्य के प्रकाश का प्रकीर्णन भी करते हैं, जिससे सूर्योदय और सूर्यास्त के रंग बनते हैं।
2. वायुमंडल की तापीय संरचना
2.1 क्षोभमंडल (Troposphere)
- औसत ऊँचाई: 13 किमी। यह ध्रुवों पर लगभग 8 किमी तथा विषुवत वृत्त पर लगभग 18 किमी होती है, क्योंकि विषुवत वृत्त पर तीव्र संवहन धाराएँ हवा को अधिक ऊँचाई तक ले जाती हैं।
- इसमें वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 75% भाग तथा लगभग सारा जलवाष्प और धूलकण होते हैं।
- सभी मौसमी घटनाएँ (बादल, वर्षा, तूफ़ान) इसी परत में होती हैं।
- सामान्य ताप ह्रास दर (Normal Lapse Rate): ऊँचाई के साथ तापमान घटता है। यह प्रति 1,000 मीटर पर 6.5 °C (या प्रति 165 मीटर पर 1 °C) है।
- सीमा: क्षोभसीमा (Tropopause)। इसका तापमान विषुवत वृत्त पर लगभग -80 °C तथा ध्रुवों पर लगभग -45 °C होता है।
2.2 समतापमंडल (Stratosphere)
- क्षोभसीमा से 50 किमी की ऊँचाई तक फैला है।
- बादलों और संवहन से मुक्त है, इसलिए जेट विमानों की उड़ान के लिए आदर्श है।
- इसमें ओजोन परत (15-30 किमी) पाई जाती है, जो हानिकारक पराबैंगनी (UV) किरणों को सोखती है। इसी कारण इस परत में ऊँचाई के साथ तापमान बढ़ता है।
- सीमा: समतापसीमा (Stratopause)।
2.3 मध्यमंडल, तापमंडल एवं बहिर्मंडल
- मध्यमंडल (50-80 किमी): ऊँचाई के साथ तापमान घटता है और 80 किमी पर लगभग -100 °C तक पहुँच जाता है (मध्यसीमा, वायुमंडल का सबसे ठंडा भाग)। अंतरिक्ष से आने वाले उल्कापिंड इसी परत में जल जाते हैं।
- तापमंडल एवं आयनमंडल (80-400 किमी): ऊँचाई के साथ तापमान तेज़ी से बढ़ता है। आयनमंडल इसी के भीतर स्थित है। इसमें विद्युत आवेशित कण (आयन) होते हैं, जो पृथ्वी से भेजी गई रेडियो तरंगों को वापस धरातल की ओर परावर्तित करते हैं, जिससे लंबी दूरी का रेडियो संचार संभव होता है।
- बहिर्मंडल (Exosphere): 400 किमी से ऊपर। यहाँ हवा अत्यंत विरल है और बाहरी अंतरिक्ष में विलीन हो जाती है। इसमें हाइड्रोजन और हीलियम गैसों की प्रधानता होती है।
मुख्य शब्दावली एवं परिभाषाएँ
| शब्द | NCERT-मानक परिभाषा |
|---|---|
| सामान्य ताप ह्रास दर | क्षोभमंडल में ऊँचाई के साथ तापमान घटने की दर (प्रति 1,000 मीटर पर 6.5 °C)। |
| आर्द्रताग्राही नाभिक | सूक्ष्म धूल व नमक के कण, जिनके चारों ओर वायुमंडलीय जलवाष्प संघनित होकर जल की बूँदें बनाती है। |
| आयनमंडल | तापमंडल का वह भाग (80-400 किमी) जिसमें आयनित कण होते हैं और जो रेडियो तरंगों को परावर्तित करते हैं। |
परीक्षा में यह कैसे पूछा जाता है
- क्षोभसीमा की ऊँचाई: विषुवत वृत्त पर यह अधिक (18 किमी) होती है, क्योंकि अत्यधिक तापन से बनी संवहन धाराएँ हवा को ऊपर धकेलती हैं। ध्रुवों पर (8 किमी) ठंडी और भारी हवा नीचे ही रहती है।
- परतों में तापमान की प्रवृत्ति: कथन-आधारित प्रश्नों में बहुत पूछा जाता है। प्रत्येक परत में तापमान का रुख बदलता है (नीचे स्मरण युक्तियाँ देखें)।
- परतों के कार्य: ओजोन और UV अवशोषण (समतापमंडल), रेडियो तरंगों का परावर्तन (आयनमंडल), उल्कापिंडों का जलना (मध्यमंडल)।
स्मरण युक्तियाँ
- परतों का क्रम: क्षोभमंडल → समतापमंडल → मध्यमंडल → तापमंडल → बहिर्मंडल।
- तापमान का रुख: घटता - बढ़ता - घटता - बढ़ता। क्षोभमंडल ↓, समतापमंडल ↑, मध्यमंडल ↓, तापमंडल ↑।
- गैसों का क्रम: N₂ > O₂ > Ar > CO₂।
सामान्य भ्रांतियाँ
- तापमान क्षोभमंडल में घटता है, समतापमंडल में बढ़ता है (ओजोन द्वारा UV अवशोषण से), मध्यमंडल में घटता है और तापमंडल में बढ़ता है।
- आयनमंडल कोई अलग छठी परत नहीं है। यह तापमंडल के भीतर स्थित है।
- कार्बन डाइऑक्साइड का 0.036% मान NCERT का है। परीक्षा-उत्तर में इसी का प्रयोग करें, पर याद रखें कि वर्तमान सांद्रता इससे अधिक है और बढ़ती जा रही है।
स्वयं को परखें
1. किस परत में बादल, वर्षा और तूफ़ान होते हैं?
2. क्षोभसीमा की ऊँचाई विषुवत वृत्त पर ध्रुवों की तुलना में अधिक क्यों होती है?
3. कौन-सी परत रेडियो तरंगों को पृथ्वी की ओर परावर्तित करती है?
4. समतापमंडल में ऊँचाई के साथ तापमान क्यों बढ़ता है?
त्वरित पुनरीक्षण चेकलिस्ट
- वायुमंडलीय गैसों का क्रम याद है: N₂ > O₂ > Ar > CO₂।
- मैं समझता/समझती हूँ कि क्षोभसीमा विषुवत वृत्त पर ध्रुवों की तुलना में ऊँची क्यों होती है।
- ओजोन परत (समतापमंडल) और आयनमंडल (रेडियो तरंग परावर्तन) के कार्य मुझे याद हैं।
- मैं चारों परतों में तापमान की प्रवृत्ति बता सकता/सकती हूँ।