वातावरण: Difference between revisions

{{About|आकाशीय पिंडों का वातावरण|पृथ्वी का वातावरण|वातावरण के अन्य उपयोगों के लिए|बहुविकल्प को देखें।}}

{{Redirect|वायुमंडलीय वातावरण|वैज्ञानिक पत्रिका|वायुमंडलीय पर्यावरण}}

[[File:Mars atmosphere.jpg|thumb|upright=1.2|[[मंगल ग्रह]] का वायुमंडल गैसों की पतली परतों से बना है।]]

[[File:Top of Atmosphere.jpg|thumb|पृथ्वी के चारों ओर वायुमंडलीय गैसें [[रेले स्कैटरिंग]] (छोटी तरंग दैर्ध्य) प्रकाश की तुलना में दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल सिरे (लंबी तरंग दैर्ध्य) की ओर इस प्रकार, जब बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी का अवलोकन किया जाता है तो क्षितिज पर एक आसमानी नीली चमक दिखाई देती है।]]

[[File:Atmosphere layers-en.svg|thumb|upright=0.8|पृथ्वी के वायुमंडल की परतों का आरेख|पृथ्वी का वायुमंडल]]वायुमंडल प्राचीन यूनानी तापमान को दर्शाता है, इसके ἀτμός परमाणु 'वाष्प, भाप σφαῖρα स्पेहेरा गोला' से संदर्भित होता है। <ref>{{cite web |url=https://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Da%29tmo%2Fs |title=ἀτμός |archive-url=https://web.archive.org/web/20150924182433/http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Da%29tmo%2Fs |archive-date=24 September 2015 |date=2015-09-24 |first1=Henry George |last1=Liddell |first2=Robert |last2=Scott |work=A Greek-English Lexicon |publisher=[[Perseus Project|Perseus Digital Library]]}}</ref> [[गैस]] या गैसों की परतों की एक परत होती है जो किसी [[ग्रह]] को ढकती है और ग्रहों के समूह के [[गुरुत्वाकर्षण]] द्वारा जगह पर आयोजित की जाती है। जब गुरुत्वाकर्षण अधिक होता है और वायुमंडल का [[तापमान]] कम हो तब ग्रह वायुमंडल को बनाए रखता है। एक [[तारकीय वातावरण|तारकीय]] वायुमंडल तारे का बाहरी क्षेत्र होता है, जिसमें अपारदर्शिता (ऑप्टिक्स) प्रकाशमंडल के ऊपर की परतें सम्मलित होती हैं कम तापमान के सितारों में मिश्रित [[अणुओं]] वाले बाहरी वायुमंडल हो सकते हैं।

[[पृथ्वी का]] वातावरण [[नाइट्रोजन]] (78%), [[ऑक्सीजन]] (21%), [[आर्गन]] (0.9%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.04%) और ट्रेश गैसों से बना होता है।<ref>{{cite web |url=https://earthhow.com/earth-atmosphere-composition/ |title=Earth's Atmosphere Composition: Nitrogen, Oxygen, Argon and CO2 |date=2017-07-31 |website=Earth How |language=en-US |access-date=2019-10-22}}</ref> अधिकांश जीव [[श्वसन (फिजियोलॉजी)|श्वसन]] के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं और बिजली और जीवाणु [[अमोनिया]] का उत्पादन करने के लिए नाइट्रोजन का स्थिरीकरण करते जिसका उपयोग [[न्यूक्लियोटाइड]] और [[अमीनो अम्ल]] बनाने के लिए किया जाता है और पौधे, [[शैवाल]] और [[साइनोबैक्टीरीया|साइनोजीवाणु]] [[प्रकाश संश्लेषण]] के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं। वायुमंडल की स्तरित संरचना से सूर्य के प्रकाश, पराबैंगनी विकिरण, सौर वायु और ब्रह्मांडीय किरणों का हानिकारक प्रभाव कम हो जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल की वर्तमान संरचना जीवित जीवों द्वारा अरबों वर्षों के जीवाश्मीय वायुमंडल के जैव रासायनिक संशोधन का उत्पाद के रूप में होता है। [https://globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/Perry_Samson_lectures/evolution_atm/ वायुमंडल का विकास]

वायुमंडल के प्रारंभिक गैसीय संयोजन का निर्धारण स्थानीय [[सौर नीहारिका]] के रसायन एवं ताप से निर्धारित होता है, जिससे ग्रह बनता है और बाद में वायुमंडल के आंतरिक भाग से कुछ गैसों का पलायन होता है। ग्रहों का मूल वायुमंडल गैसों की घूर्णन चक्र से उत्पन्न हुआ है, जो अपने आप ढह गया और फिर गैस और पदार्थ के अंतरालों की एक श्रृंखला में विभाजित हो गया, जो बाद में संघनित होकर सौर मंडल के ग्रह बन गए। [[शुक्र]] और मंगल ग्रह का वायुमंडल मुख्य रूप से [[कार्बन डाइऑक्साइड]] और नाइट्रोजन, आर्गन और ऑक्सीजन से निर्मित होता है।<ref>{{Cite news|url=https://www.universetoday.com/35796/atmosphere-of-the-planets/|title=What is the Atmosphere Like on Other Planets?|last=Williams|first=Matt|date=2016-01-07|website=Universe Today|language=en-US|access-date=2019-10-22}}</ref>

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना जीवन के उप-उत्पादों द्वारा निर्धारित की जाती है जो इसे बनाए रखती है। पृथ्वी के वायुमंडल से शुष्क वायु गैसों का मिश्रण के रूप में होती है| पृथ्वी के वायुमंडल में 78.08% नाइट्रोजन, 20.95% ऑक्सीजन, 0.93% आर्गन, 0.04% कार्बन डाइऑक्साइड, और हाइड्रोजन, हीलियम, और अन्य महत्वपूर्ण गैसों के निशान होते हैं, लेकिन सामान्यतः समुद्र तल पर औसतन लगभग 1% जल वाष्प की एक परिवर्तनीय मात्रा उपस्थित होती है।<ref>{{Cite web|url=http://tornado.sfsu.edu/geosciences/classes/m201/Atmosphere/AtmosphericComposition.html|title=Atmospheric Composition|website=tornado.sfsu.edu|access-date=2019-10-22|archive-date=2020-04-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200420141730/http://tornado.sfsu.edu/geosciences/classes/m201/Atmosphere/AtmosphericComposition.html|url-status=dead}}</ref>

सौर मंडल के [[विशाल ग्रह|विशाल ग्रहों]] [[बृहस्पति]], शनि, [[अरुण ग्रह|यूरेनस]] और नेप्च्यून के कम तापमान और उच्च गुरुत्वाकर्षण ने उन्हें कम आणविक द्रव्यमान वाले गैसों को आसानी से बनाए रखने की अनुमति देते हैं। इन ग्रहों में हाइड्रोजन हीलियम का वायुमंडल हैं और इससे अधिक जटिल यौगिकों का पता लगाया जा सकता है।

 

 

पहला एक्सोप्लैनेट जिसकी वायुमंडलीय संरचना निर्धारित की गई है, एच डी [[हद 209458|209458]] बी, गैस एक गिआंट्स है जिसकी कक्षा [[पेगासस (नक्षत्र)]] में एक तारे के चारों ओर करीबी कक्षा में है। इइसका वातावरण तापमान के अनुसार 1000 K से अधिक गर्म हो जाता है और स्थायी रूप से अंतरिक्ष में जा मिलता है। ग्रह के बढ़े हुए वायुमंडल में हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और सल्फर का पता चला है।<ref>{{cite news | author1=Weaver, D. | author2=Villard, R. | title=Hubble Probes Layer-cake Structure of Alien World's Atmosphere |publisher=Hubble News Center | date=2007-01-31 | url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/07/ | access-date=2007-03-11 |url-status = live| archive-url=https://web.archive.org/web/20070314043755/http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/07/ | archive-date=2007-03-14 }}</ref>

पृथ्वी का वायुमंडल विभिन्न गुणों वाली परतों से बना होता है, जैसे विशिष्ट गैसीय संरचना, तापमान और दबाव के रूप में दर्शाते है।

क्षोभमंडल वायुमंडल की सबसे निचली परत होती है। यह ग्रह की सतह से [[समताप मंडल]] के तल तक फैली हुई है। क्षोभमंडल में वायुमंडल का 75-80 प्रतिशत द्रव्यमान होता है<ref>{{Cite web |title=Atmosphere {{!}} National Geographic Society |url=https://education.nationalgeographic.org/resource/atmosphere |access-date=2022-06-09 |website=education.nationalgeographic.org}}</ref> और वायुमंडलीय की परत जिसमें मौसम घटित होता है क्षोभमंडल की ऊंचाई भूमध्य रेखा पर 17km और ध्रुवों पर 7.0km के बीच भिन्न होती है।

समताप मंडल क्षोभमंडल के शीर्ष से [[मीसोस्फीयर]] के तल तक फैला हुआ है और इसमें ओजोन परत 15 किमी और 35 किमी के बीच की ऊंचाई पर स्थित है। यह वायुमंडलीय परत जो पृथ्वी को सूर्य से प्राप्त होने वाले अधिकांश [[पराबैंगनी विकिरण]] को अवशोषित करती है।

मेसोस्फीयर 50 किमी से 85 किमी तक है और वह परत जिसमें अधिकांश [[उल्का|उल्काएं]] सतह पर पहुंचने से पहले नष्ट हो जाती हैं।

[[बाह्य वायुमंडल]] 85 किमी की ऊंचाई से 690 किमी पर [[बहिर्मंडल]] के बेस तक फैला हुआ है और इसमें [[योण क्षेत्र]] सम्मलित होता है, जहां सौर विकिरण वायुमंडल को आयनित करता है। आयनमंडल का घनत्व दिन के समय ग्रह की सतह से कम दूरी पर अधिक होता है और रात के समय आयनमंडल के ऊपर उठने के साथ घटता है, जिससे अधिक दूरी की यात्रा करने के लिए रेडियो आवृत्तियों की एक बड़ी रेंज की अनुमति मिलती है। इसके अतिरिक्त बाह्‍य वायुमंडल में स्थित कर्मन रेखा 100 किमी पर होती है, जो बाहरी अंतरिक्ष और पृथ्वी के वायुमंडल के बीच की सीमा पर स्थित होती है।

बर्हिमंडल सतह से 690 से 1,000 किमी पर प्रारंभ होता है, और लगभग 10,000 किमी तक फैला होता है, जहां यह पृथ्वी के [[चुंबकमंडल]] के साथ इंटरैक्ट करता है।

{{main|वायुमण्डलीय दबाव}}

 

वायुमंडलीय दबाव ग्रह की सतह के इकाई क्षेत्र के लंबवत बल (प्रति इकाई क्षेत्र) होता है, जैसा कि वायुमंडलीय गैसों के ऊर्ध्वाधर स्तंभ के [[वजन]] से निर्धारित होता है। उक्त वायुमंडलीय मॉडल में, वायुमंडलीय दबाव, गैस के द्रव्यमान का वजन उच्च ऊंचाई पर कम हो जाता है क्योंकि [[बैरोमीटर]] माप के बिंदु से ऊपर गैस का द्रव्यमान कम हो जाता है। वायुदाब की इकाइयाँ वायुमंडल (यूनिट) (एटीएम) पर आधारित होती हैं, जो 101.325 [[पास्कल (यूनिट)]] (760 [[तोर]], या 14.696 पाउंड प्रति वर्ग इंच (पीएसआई) के रूप में होती है। वह ऊँचाई जिस पर वायुमंडलीय दबाव ई के कारक से घटता है। गणितीय स्थिरांक 2.71828 के बराबर एक [[अपरिमेय संख्या]] को स्केल ऊंचाई H कहा जाता है। एक समान तापमान के वातावरण के लिए पैमाने की ऊँचाई वायुमंडलीय तापमान के समानुपाती होती है और बैरोमीटर माप के बिंदु पर शुष्क वायु के औसत आणविक द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण के स्थानीय त्वरण के उत्पाद के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

{{Main|वायुमंडलीय पलायन}}

ग्रहों के बीच [[भूतल गुरुत्वाकर्षण]] बहुत भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, बड़ा ग्रह बृहस्पति की विशाल गुरुत्वाकर्षण बल में [[हाइड्रोजन]] और [[हीलियम]] जैसी हल्की गैसें रहती हैं। दूसरे, सूर्य से दूरी उस बिंदु तक वायुमंडलीय गैस को गर्म करने के लिए उपलब्ध ऊर्जा को निर्धारित करती है जहां इसके अणुओं की [[तापीय गति]] का कुछ अंश ग्रह के पलायन वेग से अधिक हो जाते हैं, और वे ग्रह के गुरुत्वाकर्षण से बच जाते हैं। इस प्रकार दूरवर्ती और ठंडे टाइटन (चंद्रमा), और प्लूटो अपेक्षाकृत कम गुरुत्वाकर्षण के अतिरिक्त अपने वायुमंडल को बनाए रखने में सक्षम होते है।

 

चूंकि गैस के अणुओं का एक संग्रह वेगों की एक विस्तृत श्रृंखला में गतिमान हो सकता है, इसलिए अंतरिक्ष में गैस के रिसाव की धीमी गति के लिए कुछ तेज़ पर्याप्त से हो सकता है। हल्के अणु समान ऊष्मीय [[गतिज ऊर्जा]] वाले भारी अणुओं की तुलना में तेजी से चलते हैं और इसलिए कम आणविक भार वाली गैसें उच्च आणविक भार की तुलना में अधिक तेजी से खो जाती हैं। ऐसा माना जाता है कि सौर पराबैंगनी विकिरण द्वारा हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में [[Photodissociation|प्रकाशिक वियोजन]] किये जाने के बाद जब हाइड्रोजन बच जाता है, तब शुक्र और मंगल ने अपना अधिकांश पानी खो दिया होगा। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र इसे रोकने में मदद करता है, क्योंकि सामान्य रूप से सौर वायु से हाइड्रोजन का पलायन बहुत अधिक बढ़ जाता है। परंतु पिछले 3 अरब वर्षों में पृथ्वी ने ध्रुवीय ध्रुवीय क्षेत्रों में से गुजरेगी जिसके कारण इसके वायुमंडलीय आक्सीजन का 2% भाग अपरल गतिविधि के कारण गैसों की हानि होती है।<ref>{{cite journal | author1=Seki, K. | author2=Elphic, R. C. | author3=Hirahara, M. | author4=Terasawa, T. | author5=Mukai, T. | title=On Atmospheric Loss of Oxygen Ions from Earth Through Magnetospheric Processes | journal=Science | year=2001 | volume=291 | issue=5510 | pages=1939–1941 | url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/291/5510/1939 | access-date=2007-03-07 | doi=10.1126/science.1058913 | pmid=11239148 | bibcode=2001Sci...291.1939S |url-status = live| archive-url=https://web.archive.org/web/20071001091045/http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/291/5510/1939 | archive-date=2007-10-01 | citeseerx=10.1.1.471.2226 | s2cid=17644371 }}</ref> शुद्ध प्रभाव, सबसे महत्वपूर्ण पलायन प्रक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए, यह है कि एक आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र किसी ग्रह को वायुमंडलीय पलायन से नहीं बचाता है और कुछ चुंबकीय करणों के लिए चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति पलायन दर में वृद्धि के लिए काम करती है।<ref name="Gunell et al., 2018">{{cite journal |last1=Gunell |first1=H. |last2=Maggiolo |first2=R. |last3=Nilsson |first3=H. |last4=Stenberg Wieser |first4=G. |last5=Slapak |first5=R. |last6=Lindkvist |first6=J. |last7=Hamrin |first7=M. |last8=De Keyser |first8=J. |year=2018 |title=Why an intrinsic magnetic field does not protect a planet against atmospheric escape |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=614 |pages=L3 |doi=10.1051/0004-6361/201832934 |bibcode = 2018A&A...614L...3G |doi-access=free }}</ref>

अन्य तंत्र जो [[वायुमंडलीय पलायन]] का कारण बन सकते हैं, वे हैं सौर वायु प्रेरित स्पटरिंग, [[प्रभाव घटना]] क्षरण, [[अपक्षय]] और सीक्वेस्ट्रेशन - जिसे कभी-कभी [[regolith|आवरण]] और [[पोलर आइस कैप]] में फ्रीजिंग आउट कहा जाता है।

चट्टानी पिंडों की सतहों पर वायुमंडल का नाटकीय प्रभाव पड़ता है। जिन वस्तुओं में कोई वायुमंडल नहीं होता है या जिनके पास केवल एक बहिर्मंडल है, उनका भूभाग प्रभाव क्रेटर में ढका हुआ है। वायुमंडल के बिना, ग्रह को [[उल्कापिंड|उल्कापिंडो]] से कोई सुरक्षा नहीं होती है और वे सभी उल्कापिंडों के रूप में सतह से टकराते हैं और क्रेटर बनाते हैं।

 

वायुमंडल के साथ चट्टानी ग्रहों के इलाके को आकार देने में [[हवा का कटाव|वायु का कटाव]] एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में होते है और समय के साथ-साथ क्रेटर और [[ज्वालामुखी]] दोनों के प्रभावों को मिटा सकता है। इसके अतिरिक्त चूंकि, [[तरल]] पदार्थ बिना किसी दबाव के नहीं रह सकते, इसलिए वायुमंडल सतह पर तरल को उपस्थित रहने की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप [[झील|झीलें]], नदियाँ और महा[[सागर]] बनते हैं। [[पृथ्वी]] और टाइटन (चंद्रमा) को उनकी सतह पर तरल पदार्थ के रूप में जाना जाता है और पृथ्वी पर तरल पदार्थ से पता चलता है कि मंगल इसकी सतह पर अतीत में तरल था।

[[File:Solar system escape velocity vs surface temperature.svg|thumb|upright=1.2|सौर मंडल के कुछ पिंडों की सतह के तापमान के विरुद्ध पलायन वेग का ग्राफ दर्शाता है कि कौन सी गैसें बनी रहती हैं। वस्तुओं को स्केल करने के लिए खींचा जाता है और उनके डेटा बिंदु बीच में काले बिंदुओं पर होते हैं।]]* [[सूर्य का वातावरण]]

* सेरेस (बौना ग्रह) वायुमंडल

** आयो (चंद्रमा) वातावरण

** कैलिस्टो (चंद्रमा) वायुमंडल और आयनमंडल

** यूरोपा (चंद्रमा) वातावरण

** गेनीमेड (चंद्रमा) वायुमंडल और आयनमंडल

** एन्सेलाडस (चंद्रमा) दक्षिण ध्रुवीय पंख

** टिटेनिया (चंद्रमा) वातावरण

* नेप्च्यून वातावरण

{{Main|वायुमंडलीय परिसंचरण}}

वायुमंडल का संचलन तापीय अंतर के कारण होता है जब संवहन तापीय विकिरण की तुलना में ऊष्मा के संवाहक अधिक कुशल बन जाता है। उन ग्रहों पर जहां प्राथमिक ऊष्मा का प्राथमिक स्रोत सौर विकिरण होता है, उष्ण कटिबंध में अतिरिक्त ऊष्मा उच्च अक्षांशों तक पहुँचाई जाती है। जब कोई ग्रह आंतरिक रुप से काफी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करता है, जैसा कि बृहस्पति के स्थिति में होता है, तो वायुमंडल में संवहन तापीय ऊर्जा को उच्च तापमान आंतरिक सतह से सतह तक ले जा सकता है।

एक ग्रहीय [[भूविज्ञानी]] के दृष्टिकोण से, वायुमंडल ग्रहों की सतह को आकार देने का कार्य करता है। [[हवा|वायु]] [[धूल]] और अन्य कणों को उठाती है, जब वे [[इलाके|भू-भाग