क्या कोई व्यक्ति बिना हवा के जी सकता है? हम दिन में दो-तीन बार भोजन करते हैं और पानी अधिक बार पीते हैं, लेकिन हर कुछ सेकंड में सांस लेते हैं। हवा सभी जीवों के जीवित रहने के लिए आवश्यक है। कुछ जीव जैसे मनुष्य कुछ समय तक भोजन और पानी के बिना जीवित रह सकते हैं, लेकिन बिना हवा के सांस लिए वे कुछ मिनट भी नहीं जी सकते। यह दिखाता है कि हमें वायुमंडल को विस्तार से समझना क्यों चाहिए। वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है और यह पृथ्वी को चारों ओर से घेरे हुए है। इसमें जीवनदायी गैसें हैं जैसे ऑक्सीजन मनुष्यों और जानवरों के लिए और कार्बन डाइऑक्साइड पौधों के लिए। हवा पृथ्वी के द्रव्यमान का एक अभिन्न हिस्सा है और वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 99 प्रतिशत भाग पृथ्वी की सतह से 32 किमी की ऊंचाई तक ही सीमित है। हवा रंगहीन और गंधहीन होती है और इसे तभी महसूस किया जा सकता है जब यह हवा के रूप में चलती है।

क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि वायुमंडल में ओज़ोन की अनुपस्थिति में हमारा क्या होगा?

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडर गैसों, जल वाष्प और धूल के कणों से बना है। वायुमंडल की उच्च परतों में गैसों का अनुपात इस प्रकार बदलता है कि 120 किमी की ऊंचाई पर ऑक्सीजन लगभग नगण्य मात्रा में होती है। इसी प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प केवल पृथ्वी की सतह से 90 किमी तक ही पाए जाते हैं।

गैसें

कार्बन डाइऑक्साइड मौसम विज्ञान की दृष्टि से एक अत्यंत महत्वपूर्ण गैस है क्योंकि यह आने वाली सौर विकिरण के लिए पारदर्शी होती है लेकिन बाहर जा रही स्थलीय विकिरण के लिए अपारदर्शी होती है। यह स्थलीय विकिरण का एक भाग अवशोषित करती है और उसका कुछ भाग पृथ्वी की सतह की ओर परावर्तित कर देती है। यह मुख्यतः ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए उत्तरदायी है। अन्य गैसों की मात्रा स्थिर रहती है लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा पिछले कुछ दशकों में बढ़ रही है, मुख्यतः जीवाश्म ईंधनों के जलने के कारण। इससे वायु का तापमान भी बढ़ा है। ओज़ोन वायुमंडल का एक अन्य महत्वपूर्ण घटक है जो पृथ्वी की सतह से 10 से 50 किमी ऊपर पाया जाता है और यह एक फिल्टर की तरह कार्य करता है, सूर्य से निकलने वाली पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है और उन्हें पृथ्वी की सतह तक पहुँचने से रोकता है।

जल वाष्प

जल वाष्प भी वायुमंडल में एक परिवर्तनशील गैस है, जो ऊँचाई के साथ घटती है। गर्म और आर्द्र उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में यह वायु की मात्रा का चार प्रतिशत तक हो सकती है, जबकि सूखे और ठंडे रेगिस्तानी और ध्रुवीय क्षेत्रों में यह वायु की मात्रा का एक प्रतिशत से भी कम हो सकती है। जल वाष्प भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर भी घटती है। यह सूर्य से आने वाली विकिरण का कुछ भाग भी अवशोषित करती है और पृथ्वी से निकलने वाली ऊष्मा को संरक्षित करती है। इस प्रकार यह एक कंबल की तरह कार्य करती है जिससे पृथ्वी न तो अत्यधिक ठंडी और न ही अत्यधिक गर्म होती है। जल वाष्प वायु में स्थिरता और अस्थिरता में भी योगदान देती है।

धूल कण

वायुमंडल में छोटे ठोस कणों को रखने की पर्याप्त क्षमता होती है, जो विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न हो सकते हैं और इनमें समुद्री लवण, बारीक मिट्टी, धुएँ-कालिख, राख, पराग, धूल और उल्कापिंडों के टूटे-फूटे कण शामिल हैं। धूल के कण आमतौर पर वायुमंडल की निचली परतों में अधिक सांद्रित होते हैं; फिर भी, संवहनी वायु धाराएँ उन्हें बड़ी ऊँचाइयों तक ले जा सकती हैं। धूल कणों की उच्च सांद्रता उपोष्ण और समशीतोष्ण क्षेत्रों में पाई जाती है क्योंकि यहाँ भूमध्यरेखीय और ध्रुवीय क्षेत्रों की तुलना में शुष्क पवनें चलती हैं। धूल और लवण कण हाइग्रोस्कोपिक नाभिक के रूप में कार्य करते हैं जिनके चारों ओर जलवाष्प संघनित होकर बादल बनाती है।

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल विभिन्न परतों से बना होता है जिनकी घनत्व और तापमान भिन्न-भिन्न होते हैं। पृथ्वी की सतह के निकट घनत्व सबसे अधिक होता है और ऊँचाई बढ़ने के साथ यह घटता जाता है। वायुमंडल के स्तंभ को तापमान की स्थिति के आधार पर पाँच भिन्न परतों में विभाजित किया गया है। ये हैं: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, ऊष्ममंडल और बाह्यमंडल।

ट्रोपोस्फीयर वायुमंडल की सबसे निचली परत है। इसकी औसत ऊँचाई 13 किमी है और यह ध्रुवों के निकट लगभग 8 किमी तथा विषुववृत्त पर लगभग 18 किमी ऊँचाई तक फैली होती है। ट्रोपोस्फीयर की मोटाई विषुववृत्त पर सर्वाधिक होती है क्योंकि शक्तिशाली संवहन धाराएँ ऊष्मा को बड़ी ऊँचाइयों तक पहुँचाती हैं। यह परत धूल कणों और जलवाष्प को समाहित करती है। जलवायु और मौसम के सभी परिवर्तन इसी परत में होते हैं। इस परत में ऊँचाई के हर 165 मीटर पर तापमान 1°C की दर से घटता है। यह सभी जैविक क्रियाओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण परत है।

ट्रोपोस्फीयर को स्ट्रैटोस्फीयर से अलग करने वाला क्षेत्र ट्रोपोपॉज़ कहलाता है। ट्रोपोपॉज़ पर वायु तापमान विषुववृत्त पर लगभग −80°C और ध्रुवों पर लगभग −45°C होता है। यहाँ तापमान लगभग स्थिर रहता है, इसलिए इसे ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। स्ट्रैटोस्फीयर ट्रोपोपॉज़ के ऊपर पायी जाती है और 50 किमी ऊँचाई तक फैली होती है। स्ट्रैटोस्फीयर की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि इसमें ओज़ोन परत होती है। यह परत पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है और पृथ्वी पर जीवन को तीव्र, हानिकारक ऊर्जा से बचाती है।

मेसोस्फीयर स्ट्रैटोस्फीयर के ऊपर स्थित है, जो 80 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। इस परत में, एक बार फिर, ऊंचाई बढ़ने के साथ तापमान घटना शुरू हो जाता है और 80 किमी की ऊंचाई पर यह शून्य से 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा को मेसोपॉज़ कहा जाता है। आयनोस्फीयर मेसोपॉज़ के 80 से 400 किमी ऊपर स्थित है। इसमें विद्युत-आवेशित कण होते हैं जिन्हें आयन कहा जाता है, इसलिए इसे आयनोस्फीयर कहा जाता है। पृथ्वी से प्रसारित रेडियो तरंगें इस परत द्वारा पृथ्वी पर वापस परावर्तित होती हैं। यहाँ तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ना शुरू हो जाता है। वायुमंडल की थर्मोस्फीयर के ऊपर सबसे ऊपरी परत को एक्सोस्फीयर कहा जाता है। यह सबसे ऊंची परत है लेकिन इसके बारे में बहुत कम जानकारी है। जो भी सामग्री यहाँ है, वे अत्यंत विरल हैं, और यह धीरे-धीरे बाह्य अंतरिक्ष में विलीन हो जाती है। यद्यपि वायुमंडल की सभी परतें हम पर प्रभाव डालती हैं, भूगोलविद् वायुमंडल की पहली दो परतों से संबंधित हैं।

मौसम और जलवायु के तत्व

वायुमंडल के मुख्य तत्व जो परिवर्तनशील हैं और जो पृथ्वी पर मानव जीवन को प्रभावित करते हैं, वे हैं—तापमान, दबाव, पवन, आर्द्रता, बादल और वर्षण। इन तत्वों का विस्तृत वर्णन अध्याय 8, 9 और 10 में किया गया है।

अभ्यास

1. बहुविकल्पीय प्रश्न।

(i) निम्नलिखित में से कौन-सी गैस वायुमंडल का प्रमुख भाग बनाती है?
(a) ऑक्सीजन
(c) आर्गन
(b) नाइट्रोजन
(d) कार्बन डाइऑक्साइड

(ii) मानव जाति के लिए महत्वपूर्ण वायुमंडलीय परत है:
(a) स्ट्रैटोस्फीयर
(c) ट्रोपोस्फीयर
(b) मीसोस्फीयर
(d) आयनोस्फीयर

(iii) समुद्री नमक, पराग, राख, धुआँ, सूट, बारीक मिट्टी — ये किससे सम्बद्ध हैं:
(a) गैसें
(c) जल वाष्प
(b) धूल कण
(d) उल्काएँ

(iv) ऑक्सीजन गैस वायुमंडल की किस ऊँचाई पर नगण्य मात्रा में पाई जाती है:
(a) $90 \mathrm{~km}$
(c) $100 \mathrm{~km}$
(b) $120 \mathrm{~km}$
(d) $150 \mathrm{~km}$

(v) निम्नलिखित में से कौन-सी गैस आने वाली सौर विकिरण के लिए पारदर्शी तथा बाहर जाने वाली स्थलीय विकिरण के लिए अपारदर्शी है?
(a) ऑक्सीजन
(c) हीलियम
(b) नाइट्रोजन
(d) कार्बन डाइऑक्साइड

2. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर लगभग 30 शब्दों में दीजिए।

(i) आप वायुमंडल से क्या समझते हैं?

(ii) मौसम और जलवायु के तत्व क्या हैं?

(iii) वायुमंडल की संरचना का वर्णन कीजिए।

(iv) ट्रोपोस्फीयर वायुमंडल की सभी परतों में सबसे अधिक महत्वपूर्ण क्यों है?

3. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर लगभग 150 शब्दों में दीजिए।

(i) वायुमंडल की संरचना का वर्णन कीजिए।

(ii) वायुमंडल की संरचना के लिए उपयुक्त आरेख बनाइए और उसे लेबल करके उसका वर्णन कीजिए।