स्ट्रैटोस्फियर

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क्षोभमंडल (नारंगी), समताप मंडल (नीला) और मीसोस्फीयर (अंधेरा) के बाद की चमक जिस पर वायुमंडलीय प्रवेश प्रारंभ होता है, धुएं के निशान छोड़ता है, जैसे कि अंतरिक्ष यान के पुन: प्रवेश के संबंध में।
यह छवि जनवरी 1979 और दिसंबर 2005 के बीच उपग्रह-आधारित उपकरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से मापे गए निचले समताप मंडल में तापमान की प्रवृत्ति को दर्शाती है। निचला समताप मंडल पृथ्वी की सतह से अधिकतर 18 किलोमीटर ऊपर केंद्रित है। समताप मंडल की छवि में नीले और हरे रंग का प्रभुत्व है, जो समय के साथ ठंडक का संकेत देता है।[1]
पृथ्वी के वायुमंडल की पांच प्राथमिक परतों को दर्शाने वाला आरेख: बहिर्मंडल, बाह्य वायुमंडल, मेसोस्फीयर, स्ट्रैटोस्फीयर और ट्रोपोस्फीयर। परतें स्केल करने के लिए नहीं हैं। पृथ्वी की सतह से समताप मंडल के शीर्ष तक (50 किमी) पृथ्वी की त्रिज्या के एकमात्र 1% के नीचे है।

समताप मंडल (/ˈstrætəˌsfɪər, -toʊ-/) पृथ्वी के वायुमंडल की दूसरी परत है, जो क्षोभमंडल के ऊपर और मेसोस्फीयर के नीचे स्थित है।[2][3] समताप मंडल एक वायुमंडलीय परत है जो वायुमंडलीय स्तरीकरण तापमान परतों से बनी होती है, जिसमें आकाश में हवा की गर्म परतें और निचले आकाश में हवा की ठंडी परतें होती हैं, जो पृथ्वी की ग्रहीय सतह के निकट होती हैं। ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि ओजोन परत के माध्यम से सूर्य की पराबैंगनी (यूवी) विकिरण के अवशोषण का परिणाम है।[4] तापमान उलटा क्षोभमंडल के विपरीत है, पृथ्वी की सतह के पास, जहां तापमान ऊंचाई के साथ घटता है।

क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच क्षोभसीमा सीमा है जो उलटा (मौसम विज्ञान) की प्रारंभ का सीमांकन करती है। भूमध्य रेखा के पास, समताप मंडल का निचला किनारा जितना ऊँचा होता है 20 km (66,000 ft; 12 mi), मध्य अक्षांश पर 10 km (33,000 ft; 6.2 mi), और भौगोलिक ध्रुव पर 7 km (23,000 ft; 4.3 mi).[4]तापमान औसत से होता है −51 °C (−60 °F; 220 K) क्षोभसीमा के पास औसतन −15 °C (5.0 °F; 260 K) मेसोस्फीयर के पास।[5] समतापमंडलीय तापमान भी समताप मंडल के भीतर बदलते हैं क्योंकि मौसम बदलते हैं, ध्रुवीय रात (सर्दियों) में विशेष रूप से कम तापमान तक पहुंचते हैं।[6] समताप मंडल में हवाएं क्षोभमंडल में हवा के निकट पहुंचने से कहीं अधिक हो सकती हैं 60 m/s (220 km/h; 130 mph) दक्षिणी ध्रुवीय भंवर में।[6]


ओजोन परत

Further information: Ozone layer

1930 में ब्रिटिश गणितज्ञ सिडनी चैपमैन (गणितज्ञ) के माध्यम से ओजोन परत के गठन का वर्णन करने वाले तंत्र का वर्णन किया गया था।[7] आणविक ऑक्सीजन यूवी-सी क्षेत्र में अधिकतर 240 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य पर उच्च ऊर्जा सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है। होमोलिटिक रूप से विभाजित ऑक्सीजन अणुओं से उत्पन्न रेडिकल आणविक ऑक्सीजन के साथ मिलकर ओजोन बनाते हैं। बदले में ओजोन आणविक ऑक्सीजन की समानता में बहुत अधिक तेजी से प्रकाशविघटन है क्योंकि इसमें एक मजबूत अवशोषण होता है जो लंबी तरंग दैर्ध्य पर होता है, जहां सौर उत्सर्जन अधिक तीव्र होता है। ओजोन (ओ3) फोटोलिसिस ओ और ओ उत्पन्न करता है2. ऑक्सीजन परमाणु उत्पाद वायुमंडलीय आणविक ऑक्सीजन के साथ मिलकर ओ सुधार करता है3, गर्मी जारी करना। तेजी से फोटोलिसिस और ओजोन का सुधार समताप मंडल को गर्म करता है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान उलटा हो जाता है। ऊंचाई के साथ तापमान में यह वृद्धि समताप मंडल की विशेषता है; ऊर्ध्वाधर मिश्रण के प्रतिरोध का अर्थ है कि यह स्तरीकृत है। समताप मंडल के भीतर ऊंचाई के साथ तापमान बढ़ता है (तापमान व्युत्क्रमण देखें); समताप मंडल के शीर्ष का तापमान अधिकतर 270 केल्विन (-3°C या 26.6°F) होता है।[8] यह ऊर्ध्वाधर वायुमंडलीय स्तरीकरण, ऊपर गर्म परतों और नीचे ठंडी परतों के साथ, समताप मंडल को गतिशील रूप से स्थिर बनाता है: वायुमंडल के इस हिस्से में कोई नियमित संवहन और संबंधित अशांति नहीं है। चूंकि, असाधारण रूप से ऊर्जावान संवहन प्रक्रियाएं, जैसे कि ज्वालामुखी विस्फोट स्तंभ और गंभीर सुपरसेल में ओवरशूटिंग टॉप, बहुत ही स्थानीय और अस्थायी आधार पर समताप मंडल में संवहन कर सकते हैं। कुल मिलाकर, तरंग दैर्ध्य पर सौर यूवी का क्षीणन जो ओजोन परत के माध्यम से डीएनए को हानि पहुंचाता है, जीवन को समुद्र के बाहर ग्रह की सतह पर सम्मलित होने की अनुमति देता है। समताप मंडल में प्रवेश करने वाली सभी हवा को क्षोभमंडल से होकर निकलना चाहिए, न्यूनतम तापमान जो क्षोभमंडल और समताप मंडल को विभाजित करता है। ऊपर उठती हवा वस्तुतः जम कर सूख जाती है; समताप मंडल बहुत शुष्क स्थान है। समताप मंडल के शीर्ष को समताप मंडल कहा जाता है, जिसके ऊपर ऊंचाई के साथ तापमान घटता जाता है।

गठन

सिडनी चैपमैन ने समतापमंडलीय ओजोन के स्रोत और समतापमंडल के भीतर गर्मी उत्पन्न करने की इसकी क्षमता का सही विवरण दिया;[citation needed] उन्होंने यह भी लिखा कि परमाणु ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके ओजोन को नष्ट किया जा सकता है, जिससे आणविक ऑक्सीजन के दो अणु बन सकते हैं। अब हम जानते हैं कि अतिरिक्त ओजोन हानि तंत्र हैं और ये तंत्र उत्प्रेरक हैं जिसका अर्थ है कि उत्प्रेरक की एक छोटी मात्रा बड़ी संख्या में ओजोन अणुओं को नष्ट कर सकती है। पहला ओजोन के साथ हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (•OH) की प्रतिक्रिया के कारण होता है। •OH जल वाष्प के साथ ओजोन प्रकाश-अपघटन के माध्यम से उत्पादित विद्युतीय रूप से उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणुओं की प्रतिक्रिया से बनता है। जब समताप मंडल शुष्क होता है, तो मीथेन (CH4) के प्रकाश रासायनिक ऑक्सीकरण के माध्यम से यथास्थान अतिरिक्त जलवाष्प उत्पन्न होता है ). CH2 ओ के साथ ओएच की प्रतिक्रिया से उत्पन्न रेडिकल3 ऑक्सीजन परमाणुओं या ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करके ओएच में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। इसके अतिरिक्त, सौर प्रोटॉन घटनाएं ओएच के बाद के गठन के साथ रेडियोलिसिस के माध्यम से ओजोन के स्तर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं। नाइट्रस ऑक्साइड (एन2ओ) सतह पर जैविक गतिविधि के माध्यम से निर्मित होता है और समताप मंडल में एनओ में ऑक्सीकृत होता है; तथाकथित संx रेडिकल चक्र समतापमंडलीय ओजोन को भी नष्ट करते हैं। अंत में, क्लोरोफ्लोरोकार्बन अणुओं का समताप मंडल में प्रकाश-अपघटन होता है और क्लोरीन परमाणु छोड़ते हैं जो ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करके क्लोरीन मोनोऑक्साइडस(सीआईओ) और ओ देते हैं।2. जब क्लोरीन मोनोऑक्साइडस(सीआईओ) ऊपरी समताप मंडल में ओ के साथ प्रतिक्रिया करता है, या जब क्लोरीन मोनोऑक्साइडस(सीआईओ) अंटार्कटिक ओजोन छिद्र के रसायन विज्ञान में स्वयं के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो क्लोरीन परमाणुओं को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

पॉल जे. क्रुटजन, मारियो जे. मोलिना और एफ. शेरवुड रोलैंड को समतापमंडलीय ओजोन के निर्माण और अपघटन का वर्णन करने वाले उनके काम के लिए 1995 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।[9]


विमान उड़ान

A generic Boeing 737-800 32,000 फीट पर परिभ्रमण। इसके नीचे बादलों का एक पैकेट है। इसके ऊपर एक ज्वलंत, परिवेशी नीला आकाश है।


वाणिज्यिक विमान सामान्यतः 9–12 km (30,000–39,000 ft) की ऊंचाई पर क्रूज करते हैं जो समशीतोष्ण अक्षांशों में समताप मंडल के निचले भाग में है।[11] यह ईंधन दक्षता को अनुकूलित करता है, अधिकतर ट्रोपोपोज के पास कम तापमान और कम वायु घनत्व के कारण, एयरफ़्रेम पर परजीवी ड्रैग को कम करता है। दूसरे तरीके से कहा गया है, यह विमान के वजन के समान लिफ्ट को बनाए रखते हुए एयरलाइनर को तेजी से उड़ान भरने की अनुमति देता है। (ईंधन की खपत ड्रैग पर निर्भर करती है, जो लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात के माध्यम से लिफ्ट से संबंधित है।) यह हवाई जहाज को क्षोभमंडल के अशांति वाले मौसम से ऊपर रहने की भी अनुमति देता है।

समताप मंडल के भीतर कॉनकॉर्ड विमान मच 2 पर अधिकतर 60,000 ft (18 km) और SR-71 मैक 3 पर परिभ्रमण किया 85,000 ft (26 km) पर परिभ्रमण करता है।

क्योंकि ट्रोपोपॉज़ और निचले समताप मंडल में तापमान बढ़ती ऊंचाई के साथ अधिक हद तक स्थिर रहता है, वहां बहुत कम संवहन और इसके परिणामी विक्षोभ होते हैं। इस ऊंचाई पर अधिकांश विक्षोभ जेट धारा और अन्य स्थानीय पवन कतरों में बदलाव के कारण होता है, चूंकि नीचे के क्षोभमंडल में महत्वपूर्ण संवहन गतिविधि (तूफान) के क्षेत्र संवहन ओवरशूट के परिणामस्वरूप अशांति उत्पन्न कर सकते हैं।

24 अक्टूबर 2014 को, एलन यूस्टेस 135,890 ft (41,419 m) पर एक मानवयुक्त गुब्बारे के लिए ऊंचाई रिकॉर्ड तक पहुंचने के लिए रिकॉर्ड धारक बन गया। .[12] यूस्टेस ने वर्टिकल स्पीड स्काईडाइविंग के विश्व रिकॉर्ड भी तोड़ दिए, जो 1,321 किमी/घंटा (822 मील प्रति घंटे) के चरम वेग और 123,414 ft (37,617 m) की कुल फ्रीफॉल दूरी - चार मिनट और 27 सेकंड तक चलने वाली ऊर्ध्वाधर गति स्काइडाइविंग के विश्व रिकॉर्ड को भी तोड़ दिया।[13]


परिसंचरण और मिश्रण

समताप मंडल विकिरण, गतिशील और रासायनिक प्रक्रियाओं के बीच गहन अंतःक्रियाओं का एक क्षेत्र है, जिसमें गैसीय घटकों का क्षैतिज मिश्रण ऊर्ध्वाधर मिश्रण की समानता में बहुत तेजी से आगे बढ़ता है। समताप मंडल के समग्र परिसंचरण को ब्रेवर-डॉबसन परिसंचरण कहा जाता है, जो एक एकल-कोशिका वाला परिसंचरण है, जो उष्णकटिबंधीय से ध्रुवों तक फैला हुआ है, जिसमें उष्णकटिबंधीय क्षोभमंडल से हवा का उष्णकटिबंधीय अपवाह और हवा का अतिरिक्त-उष्णकटिबंधीय बहाव सम्मलित है। स्ट्रैटोस्फेरिक सर्कुलेशन एक मुख्य रूप से तरंग-संचालित परिसंचरण है जिसमें रॉस्बी-वेव पंपिंग नामक घटना में पश्चिम की ओर फैलने वाली रॉस्बी तरंगों के माध्यम से तरंग बल द्वारा उष्णकटिबंधीय उत्थान को प्रेरित किया जाता है।

समतापमंडलीय संचलन की एक रोचक विशेषता उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में अर्ध-द्विवार्षिक दोलन (क्यूबीओ) है, जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के माध्यम से संचालित होती है जो क्षोभमंडल में संवहनी रूप से उत्पन्न होती हैं। अर्ध-द्विवार्षिक दोलन (क्यूबीओ) एक द्वितीयक संचलन को प्रेरित करता है जो ट्रेसर के वैश्विक समतापमंडलीय परिवहन के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे कि ओजोन[14] या जल वाष्प।

अन्य बड़े पैमाने की विशेषता जो समतापमंडलीय परिसंचरण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, वह है ब्रेकिंग ग्रहीय तरंगें[15] जिसके परिणामस्वरूप मध्य अक्षांशों में तीव्र अर्ध-क्षैतिज मिश्रण होता है। यह टूटना सर्दियों के गोलार्ध में अधिक स्पष्ट है जहां इस क्षेत्र को "सर्फ जोन" कहा जाता है। यह टूटना लंबवत रूप से फैलने वाली ग्रहों की तरंगों और ध्रुवीय भंवर के रूप में ज्ञात पृथक उच्च क्षमता वाले वर्टिसिटी क्षेत्र के बीच अत्यधिक गैर-रैखिक संपर्क के कारण होता है। परिणामी विखंडन पूरे मध्य अक्षांश सर्फ क्षेत्र में हवा और अन्य ट्रेस गैसों के बड़े पैमाने पर मिश्रण का कारण बनता है। इस तेजी से मिश्रण का समय-काल उष्ण कटिबंध में ऊपर उठने और अत्याधिक उष्णकटिबंधीय में नीचे आने के धीमे समय-काल की समानता में बहुत छोटा है।

उत्तरी गोलार्ध की सर्दियों के समय, स्ट्रैटोस्फियर में रॉस्बी तरंगों के अवशोषण के कारण अचानक समताप मंडल की गर्माहट अधिकतर आधी सर्दियों में देखी जा सकती है, जब समताप मंडल में पूर्वी हवाएं विकसित होती हैं। ये घटनाएं अधिकांशतः असामान्य सर्दियों के मौसम से पहले होती हैं [16] और 1960 के दशक की ठंडी यूरोपीय सर्दियों के लिए भी जिम्मेदार हो सकते हैं।[17]

ध्रुवीय भंवर के स्ट्रैटोस्फेरिक वार्मिंग के परिणामस्वरूप यह कमजोर हो जाता है।[18] जब भंवर मजबूत होता है, तो यह आर्कटिक में ठंडी, उच्च दबाव वाली वायुराशियों को बनाए रखता है;और वायु द्रव्यमान भूमध्य रेखा की ओर बढ़ता है, और मध्य अक्षांशों में मौसम में तेजी से परिवर्तन होता है।

जीवन

बैक्टीरिया

जीवाणु जीवन समताप मंडल में जीवित रहता है, जिससे यह जीवमंडल का भाग बन जाता है।[19] 2001 में, एक उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारे के प्रयोग में धूल को 41 किलोमीटर की ऊंचाई पर एकत्र किया गया था और बाद में प्रयोगशाला में जांच करने पर उसमें जीवाणु सामग्री पाई गई थी।[20]


पक्षी

कुछ पक्षी प्रजातियों के क्षोभमंडल के ऊपरी स्तरों पर उड़ने की सूचना मिली है। 29 नवंबर, 1973 को एक रुपेल गिद्ध (जिप्स रुपेपेली) को आइवरी कोस्ट से 11,278 m (37,000 ft) ऊपर एक जेट इंजन में निगल लिया गया था। [21][22] बार हेडेड हंस (एंसर इंडिकस) कभी-कभी माउंट एवरेस्ट पर प्रवास करते हैं, जिसका शिखर 8,848 m (29,029 ft). है।[23]


डिस्कवरी

बिजली क्षोभमंडल के ऊपर नीले जेट के रूप में समताप मंडल में फैली हुई है और मेसोस्फीयर में लाल स्प्राइट (बिजली) के रूप में पहुंच रही है।

1902 में, फ़्रांस के लिओन टीसेरेंक डी बोर्ट और जर्मनी के रिचर्ड असमन ने अलग-अलग किन्तु समन्वित प्रकाशनों और बाद के वर्षों के प्रेक्षणों में अधिकतर 11–14 किमी पर एक समतापीय परत की खोज को प्रकाशित किया, जो निचले समताप मंडल का आधार है। यह अधिकतर मानव रहित और कुछ मानवयुक्त उपकरण वाले गुब्बारों से तापमान प्रोफाइल पर आधारित था।[24]


यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ "Atmospheric Temperature Trends, 1979–2005". NASA/Earth Observatory. 6 July 2007. Archived from the original on 5 September 2015. Retrieved 24 August 2015.
  2. ↑ Jones, Daniel (2003) [1917], Peter Roach; James Hartmann; Jane Setter (eds.), English Pronouncing Dictionary, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-3-12-539683-8
  3. ↑ "Stratosphere". Merriam-Webster Dictionary.
  4. ↑ 4.0 4.1 "The Stratosphere - overview". scied.ucar.edu (in English). University Corporation for Atmospheric Research. Retrieved 25 July 2018.
  5. ↑ "NWS JetStream - Layers of the Atmosphere". www.weather.gov (in English).
  6. ↑ 6.0 6.1 "Nasa Ozone Watch: Polar vortex facts". ozonewatch.gsfc.nasa.gov (in English).
  7. ↑ "CHAPTER 10. STRATOSPHERIC OZONE". acmg.seas.harvard.edu. Archived from the original on 2019-09-30. Retrieved 2020-10-20.
  8. ↑ Seinfeld, J. H., and S. N.(2006), Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change 2nd ed, Wiley, New Jersey
  9. ↑ "The Nobel Prize in Chemistry 1995". NobelPrize.org (in English). Retrieved 2020-07-21.
  10. ↑ "The Stratosphere - overview | UCAR Center for Science Education". National Center for Science Education. Retrieved 2021-02-06.
  11. ↑ Cheng, Daniel (2003). Elert, Glenn (ed.). "Altitude of a commercial jet airplane". The Physics Factbook. Retrieved 2022-01-21.
  12. ↑ Markoff, John (2014-10-24). "Parachutist's Record Fall: Over 25 Miles in 15 Minutes (Published 2014)". The New York Times (in English). ISSN 0362-4331. Retrieved 2020-10-20.
  13. ↑ "Google's Alan Eustace beats Baumgartner's skydiving record". BBC News. 2014-10-24. Archived from the original on 2014-10-25.
  14. ↑ N.Butchart, A.A. Scaife, J. Austin, S.H.E. Hare, J.R. Knight. Quasi-biennial oscillation in ozone in a coupled chemistry-climate model Archived 2014-05-18 at the Wayback Machine, Journal of Geophysical Research.
  15. ↑ M.E. McIntyre, T.N. Palmer. Breaking planetary waves in the stratosphere Archived 2017-03-17 at the Wayback Machine, Nature.
  16. ↑ M.P. Baldwin and T.J. Dunkerton. 'Stratospheric Harbingers of Anomalous Weather Regimes Archived 2014-01-12 at the Wayback Machine, Science Magazine.
  17. ↑ A.A. Scaife, J.R. Knight, G.K. Vallis, C.K. Folland. A stratospheric influence on the winter NAO and North Atlantic surface climate Archived 2014-05-18 at the Wayback Machine, Geophysical Research Letters.
  18. ↑ "How Sudden Stratospheric Warming Affects the Whole Atmosphere". Eos (in English). 20 March 2018. Retrieved 2020-07-21.
  19. ↑ DasSarma, Priya; DasSarma, Shiladitya (2018). "Survival of microbes in Earth's stratosphere". Current Opinion in Microbiology. 43: 24–30. doi:10.1016/j.mib.2017.11.002. ISSN 1369-5274. PMID 29156444. S2CID 19041112.
  20. ↑ Michael Mark Woolfson (2013). Time, Space, Stars & Man: The Story of the Big Bang. World Scientific. p. 388. ISBN 978-1-84816-933-3.
  21. ↑ "Audubon: Birds". Audubonmagazine.org. Archived from the original on 2011-09-14. Retrieved 2011-11-08.
  22. ↑ Thomas Alerstam; David A. Christie; Astrid Ulfstrand (1993). Bird Migration. Cambridge University Press. p. 276. ISBN 978-0-521-44822-2.
  23. ↑ Laybourne, Roxie C. (December 1974). "Collision between a Vulture and an Aircraft at an Altitude of 37,000 Feet" (PDF). The Wilson Bulletin. 86 (4): 461–462. ISSN 0043-5643. JSTOR 4160546. OCLC 46381512. Archived (PDF) from the original on 2014-02-22.
  24. ↑ Steinhagen, Hans (2005), Der Wettermann - Leben und Werk Richard Aßmanns, Neuenhagen, Germany: Findling, ISBN 978-3-933603-33-3


बाहरी संबंध

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