वायुमंडल (Atmosphere)

• सामान्य चूक दर: क्षोभमंडल में बढ़ती ऊंचाई के साथ वायुमंडलीय तापमान में नियमित कमी, प्रत्येक $165\text{ meters}$ चढ़ाई के लिए $1^\circ\text{C}$ की मानक दर से होती है (या $6.5^\circ\text{C}$ प्रति किलोमीटर)।
• तापमान क्यों घटता है:
1. आने वाली सौर शॉर्टवेव किरणों द्वारा वायुमंडल को सीधे ऊपर से गर्म नहीं किया जाता (हवा ज्यादातर शॉर्टवेव सूर्यातप के लिए पारदर्शी होती है)।
2। इसके बजाय, पृथ्वी की सतह सूर्यातप को अवशोषित करती है, गर्म होती है, और लंबी तरंग स्थलीय विकिरण, चालन और संवहन के माध्यम से नीचे से वायुमंडल को गर्म करती है।
3। नतीजतन, गर्म जमीन के निकटतम हवा की परतें सबसे अधिक तीव्रता से गर्म होती हैं; जैसे-जैसे आप ऊष्मा स्रोत से दूर कम दबाव वाली पतली, कम घनी हवा में ऊपर उठते हैं, तापमान लगातार गिरता जाता है।

• स्थान: समताप मंडल में स्थित है, जो पृथ्वी की सतह से $20\text{ to } 35\text{ kilometers}$ की ऊंचाई के बीच केंद्रित है।
• पारिस्थितिकी महत्व:
1. $98\%$ से अधिक खतरनाक, घातक सौर पराबैंगनी (यूवी-बी और यूवी-सी) विकिरण को अवशोषित करके एक महत्वपूर्ण ग्रहीय सनशील्ड के रूप में कार्य करता है।
2। जीवित जीवों को गंभीर जैविक क्षति से बचाता है: ओजोन छतरी के बिना, उच्च-ऊर्जा यूवी विकिरण त्वचा कैंसर, कॉर्निया मोतियाबिंद, डीएनए उत्परिवर्तन, प्रतिरक्षा प्रणाली दमन का कारण बनेगा, और वैश्विक समुद्री खाद्य श्रृंखलाओं की नींव - समुद्री फाइटोप्लांकटन को नष्ट कर देगा।

• हीट बजट: पृथ्वी द्वारा प्राप्त कुल आने वाले सौर विकिरण (सूर्यपात) और अंतरिक्ष में वापस उत्सर्जित होने वाले कुल आउटगोइंग स्थलीय विकिरण के बीच सही गणितीय संतुलन बनाए रखा जाता है, जो ग्रह को उत्तरोत्तर गर्म या ठंडा होने से रोकता है।
• अल्बेडो: आने वाले सौर विकिरण का अंश या प्रतिशत पृथ्वी द्वारा सीधे अंतरिक्ष में परावर्तित होता है सतह और वायुमंडल गर्मी में योगदान किए बिना।
• पृथ्वी का औसत अल्बेडो लगभग $35\%$ है ($27\%$ बादलों द्वारा परावर्तित, $6\%$ वायु अणुओं द्वारा बिखरा हुआ, $2\%$ ध्रुवीय बर्फ और बर्फ द्वारा परावर्तित)।

1. मौसम की उथल-पुथल का अभाव: समताप मंडल वस्तुतः जलवाष्प, धूल के कणों और ऊर्ध्वाधर संवहन धाराओं से मुक्त है। सभी अशांत मौसम - बादल, आंधी, कोहरा, बिजली और बर्फ़ीला तूफ़ान - क्षोभमंडल में नीचे ही सीमित रहते हैं।
   2. शांत क्षैतिज वायु प्रवाह: इसमें स्थिर, पूर्वानुमेय क्षैतिज वायु गति होती है, जो पायलटों को असाधारण दृश्यता, न्यूनतम वायुमंडलीय खिंचाव और सुचारू, ईंधन-कुशल परिभ्रमण प्रदान करती है।

1. हाइग्रोस्कोपिक संघनन नाभिक: जलवाष्प शुद्ध, स्वच्छ हवा में संघनित नहीं हो सकता। सूक्ष्म धूल और धुएं के कण संघनन सतहों के रूप में कार्य करते हैं जिसके चारों ओर पानी की बूंदें बनती हैं, जिससे बादल, कोहरा, धुंध और बारिश होती है।
   2. प्रकाश का ऑप्टिकल प्रकीर्णन: धूल के कण और हवा के अणु सभी दिशाओं में छोटी-तरंग दैर्ध्य वाली नीली रोशनी बिखेरते हैं, जिससे दोपहर के समय आकाश को अपना विशिष्ट गहरा नीला रंग मिलता है, और सुबह और सूर्यास्त के समय ज्वलंत लाल, नारंगी और सुनहरे रंग बनते हैं।

• आयनमंडल में प्रचुर मात्रा में गैस अणु होते हैं जिन्हें तीव्र सौर पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण द्वारा **विद्युत चार्ज आयनों और मुक्त इलेक्ट्रॉनों में आयनित किया गया है।
• जब मध्यम और उच्च आवृत्ति स्थलीय रेडियो प्रसारण तरंगें पृथ्वी पर ट्रांसमीटरों से ऊपर की ओर प्रसारित होती हैं, तो विद्युत आयनों की यह घनी परत एक विशाल वायुमंडलीय दर्पण की तरह काम करती है, ग्लोब की वक्रता के पार रेडियो तरंगों को वापस पृथ्वी पर परावर्तित करना, उपग्रहों के बिना लंबी दूरी के वायरलेस रेडियो प्रसारण को सक्षम बनाता है।

• सूर्यातप (आने वाले सौर ऊर्जा) विकिरण): सूर्य की सफेद-गर्म सतह ($~6,000^\circ\text{C}$) द्वारा उत्सर्जित दीप्तिमान ऊर्जा, शॉर्टवेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण (दृश्यमान प्रकाश, यूवी) के रूप में पृथ्वी तक पहुँचती है। वायुमंडलीय गैसें शॉर्टवेव्स के लिए काफी हद तक पारदर्शी होती हैं।
• स्थलीय विकिरण: गर्म पृथ्वी की सतह ($~15^\circ\text{C}$) द्वारा वापस अंतरिक्ष की ओर विकिरणित ऊष्मा, लॉन्गवेव अवरक्त विकिरण के रूप में प्रसारित होती है। ग्रीनहाउस गैसें आसानी से लंबी तरंगों को अवशोषित कर लेती हैं, जिससे नीचे से वातावरण गर्म हो जाता है।

• यदि ग्रीनहाउस गैसें ($CO_2, CH_4$, जल वाष्प) मौजूद नहीं होतीं, तो पृथ्वी की सतह से निकलने वाली सभी लंबी तरंग स्थलीय अवरक्त गर्मी बिना किसी बाधा के सीधे बाहरी अंतरिक्ष में चली जाती।
• परिणामस्वरूप, ग्रह पृथ्वी की औसत सतह का तापमान विनाशकारी $-18^\circ\text{C}$ (शून्य से नीचे!) तक गिर जाएगा, जिससे सभी महासागर ठोस बर्फ की चादर में बदल जाएंगे और ग्रह मानव और जानवरों के लिए पूरी तरह से निर्जन हो जाएगा। जीवन.
• (प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव जीवन के लिए आवश्यक है; केवल अत्यधिक बढ़ी हुई ग्लोबल वार्मिंग ही खतरनाक है)।