हमारी पृथ्वी वायु की एक विशाल चादर से घिरी हुई है जिसे वायुमंडल कहा जाता है। इस पृथ्वी पर सभी जीव-जंतु अपने जीवन के लिए वायुमंडल पर निर्भर करते हैं। यह हमें वह वायु प्रदान करता है जिसे हम सांस लेते हैं और सूर्य की हानिकारक किरणों से हमारी रक्षा करता है। इस सुरक्षा-चादर के बिना हम दिन में सूर्य की गर्मी से जिन्दा जल जाते और रात में जम जाते। इसलिए यह वायु-पुंज ही है जिसने पृथ्वी के तापमान को जीने योग्य बनाया है।

क्या आप जानते हैं?
वायुमंडल में छोड़ा गया कार्बन डाइऑक्साइड पृथ्वी से निकलने वाली ऊष्मा को फँसाकर ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करता है। इसीलिए इसे ग्रीनहाउस गैस कहा जाता है और इसके बिना पृथ्वी रहने के लिए बहुत ठंडी होती। पर जब इसकी मात्रा वायुमंडल में कारखानों के धुएँ या कारों के धुएँ के कारण बढ़ जाती है, तो संचित ऊष्मा से पृथ्वी का तापमान बढ़ जाता है। इसे ग्लोबल वार्मिंग कहा जाता है। तापमान में यह वृद्धि दुनिया के सबसे ठंडे हिस्सों की बर्फ को पिघला देती है। परिणामस्वरूप समुद्र-तल बढ़ जाता है, जिससे तटीय क्षेत्रों में बाढ़ आती है। किसी स्थान के जलवायु में भारी परिवर्तन हो सकते हैं जिससे दीर्घकाल में कुछ पौधों और जानवरों का लुप्त हो जाना संभव है।

वायुमंडल की संरचना

क्या आप जानते हैं कि सांस लेते समय हम जो वायु अंदर लेते हैं वह वास्तव में कई गैसों का मिश्रण है? नाइट्रोजन और ऑक्सीजन दो ऐसी गैसें हैं जो इसका बड़ा हिस्सा बनाती

चित्र 4.1: वायु के घटक

वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड, हीलियम, ओज़ोन, आर्गन और हाइड्रोजन कम मात्रा में पाए जाते हैं। इन गैसों के अलावा, वायु में सूक्ष्म धूल कण भी मौजूद होते हैं। पाई चार्ट आपको वायु के विभिन्न घटकों का प्रतिशत दिखाता है (चित्र 4.1)। नाइट्रोजन वायु में सबसे अधिक मात्रा में पाई जाने वाली गैस है। जब हम सांस लेते हैं, तो हम अपने फेफड़ों में कुछ मात्रा में नाइट्रोजन लेते हैं और फिर उसे बाहर छोड़ते हैं। लेकिन पौधों को अपने जीवित रहने के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। वे वायु से सीधे नाइट्रोजन नहीं ले सकते। मिट्टी में रहने वाले और कुछ पौधों की जड़ों में पाए जाने वाले जीवाणु वायु से नाइट्रोजन लेते हैं और उसका रूप बदल देते हैं ताकि पौधे उसका उपयोग कर सकें।

ऑक्सीजन वायु में दूसरी सबसे अधिक मात्रा में पाई जाने वाली गैस है। मनुष्य और जानवर सांस लेते समय वायु से ऑक्सीजन लेते हैं। हरे पौधे प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार वायु में ऑक्सीजन की मात्रा स्थिर बनी रहती है। यदि हम पेड़ों को काटते हैं तो यह संतुलन बिगड़ जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड एक अन्य महत्वपूर्ण गैस है। हरे पौधे अपना भोजन बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं। मनुष्य या जानवर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। मनुष्यों या जानवरों द्वारा छोड़ी गई कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा लगभग उतनी ही होती है जितनी पौधों द्वारा उपयोग की जाती है, जिससे एक सही संतुलन बनता है। हालांकि, ईंधनों जैसे कोयले और तेल के जलने से यह संतुलन बिगड़ जाता है। वे हर साल वातावरण में अरबों टन कार्बन डाइऑक्साइड जोड़ते हैं। परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड की बढ़ती मात्रा पृथ्वी के मौसम और जलवायु को प्रभावित कर रही है।

क्या आप जानते हैं?
जब हवा गर्म होती है, तो वह फैलती है, हल्की हो जाती है और ऊपर चली जाती है। ठंडी हवा घनी और भारी होती है। इसलिए वह नीचे की ओर बहने की प्रवृत्ति रखती है। जब गर्म हवा ऊपर जाती है, तो आसपास के क्षेत्र से ठंडी हवा वहाँ खाली जगह को भरने के लिए तेजी से आती है। इसी तरह हवा का संचार होता है।

शीर्ष वैज्ञानिक ने ग्लोबल वार्मिंग का समाधान दिया

नोबेल पुरस्कार विजेता का ‘बचाव मार्ग’: एक्सोस्फीयर की रासायनिक संरचना को बदलना

वायुमंडल की संरचना

हमारा वायुमंडल पृथ्वी की सतह से शुरू होकर पाँच परतों में बँटा हुआ है। ये हैं ट्रोपोस्फीयर, स्ट्रैटोस्फीयर, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर (चित्र 4.2)।

ट्रोपोस्फीयर: यह परत वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण परत है। इसकी औसत ऊँचाई 13 किमी है। जो हवा हम साँस लेते हैं, वह यहीं मौजूद है। लगभग सभी मौसमी घटनाएँ जैसे वर्षा, कोहरा और ओलावृष्टि इसी परत में होती हैं।

चित्र 4.2: वायुमंडल की परतें

स्ट्रैटोस्फीयर: ट्रोपोस्फीयर के ऊपर स्ट्रैटोस्फीयर होता है। यह 50 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है। यह परत बादलों और संबंधित मौसमी घटनाओं से लगभग मुक्त होती है, जिससे यहाँ विमान उड़ाने के लिए सबसे उपयुक्त स्थितियाँ बनती हैं। स्ट्रैटोस्फीयर की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि इसमें ओज़ोन गैस की एक परत होती है। हमने अभी सीखा है कि यह हमें सूर्य की हानिकारक किरणों से कैसे बचाती है।

मेसोस्फीयर: यह वायुमंडल की तीसरी परत है। यह स्ट्रैटोस्फीयर के ऊपर स्थित है। यह 80 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है। अंतरिक्ष से आने वाले उल्कापिंड इस परत में प्रवेश करने पर जल जाते हैं।

थर्मोस्फीयर: थर्मोस्फीयर में ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान बहुत तेजी से बढ़ता है। आयनोस्फीयर इस परत का एक भाग है। यह 80-400 किमी के बीच फैला हुआ है। यह परत रेडियो प्रसारण में सहायता करती है। वास्तव में, पृथ्वी से प्रसारित रेडियो तरंगें इस परत द्वारा पृथ्वी पर वापस परावर्तित होती हैं।

बाह्यवृत्त: वायुमंडल की सबसे ऊपरी परत को बाह्यवृत्त कहा जाता है। इस परत में हवा बहुत पतली होती है। हीलियम और हाइड्रोजन जैसी हल्की गैसें यहाँ से अंतरिक्ष में तैरती चली जाती हैं।

मौसम और जलवायु

“क्या आज बारिश होगी?” “क्या आज धूप खिली रहेगी?” हमने यह बात चिंतित क्रिकेट प्रशंसकों से वन-डे मैच के भविष्य की अटकलों के साथ कितनी बार सुनी है? यदि हम अपने शरीर को रेडियो और मन को उसका स्पीकर मान लें, तो मौसम वह चीज़ है जो इसके नियंत्रण घुंडियों से छेड़छाड़ करती है। मौसम वायुमंडल की इस घंटे-दर-घंटे, दिन-दर-दिन की स्थिति है। गर्म या उमस भरा मौसम किसी को चिड़चिड़ा बना सकता है। सुहावना, ठंडक भरा मौसम किसी को प्रसन्न कर सकता है और उसे बाहर घूमने की योजना भी बना सकता है। मौसम दिन-दर-दिन बड़ी तेज़ी से बदल सकता है। हालाँकि, किसी स्थान की लंबे समय तक की औसत मौसमी स्थिति उस स्थान की जलवायु को दर्शाती है। अब क्या आप समझ गए कि हमें रोज़ाना मौसम पूर्वानुमान क्यों दिया जाता है।

आइए करें
दस दिनों तक किसी स्थानीय अख़बार से मौसम रिपोर्ट नोट करें और मौसम में हो रहे बदलावों का अवलोकन करें।

क्या आप जानते हैं?
आप यह जानकर हैरान रह जाएँगे कि पृथ्वी को सूर्य की ऊर्जा का केवल 1 हिस्सा $2,000,000,000$ में से प्राप्त होता है।

तापमान

आप जो तापमान रोज़ महसूस करते हैं वह वायुमंडल का तापमान होता है। हवा की गर्मी और ठंडक की मात्रा को तापमान कहा जाता है।

वायुमंडल का तापमान न केवल दिन और रात के बीच बदलता है, बल्कि मौसम से मौसम में भी बदलता है। गर्मियाँ सर्दियों से अधिक गर्म होती हैं।

तापमान के वितरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक इंसोलेशन है। इंसोलेशन वह सौर ऊर्जा है जिसे पृथ्वी अंतरित करती है।

इंसोलेशन की मात्रा भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर घटती है। इसलिए,

चित्र 4.3: मौसम उपकरण

क्या आप जानते हैं
तापमान मापने की मानक इकाई डिग्री सेल्सियस है। इसे आंदर्स सेल्सियस ने बनाया था। सेल्सियस पैमाने पर पानी $0^{\circ} \mathrm{C}$ पर जमता है और $100^{\circ} \mathrm{C}$ पर उबलता है।

तापमान इसी प्रकार घटता है। अब आप समझ गए होंगे कि ध्रुव बर्फ से क्यों ढके रहते हैं? यदि पृथ्वी का तापमान बहुत अधिक बढ़ जाए, तो कुछ फसलों के लिए यह बहुत गर्म हो जाएगा। शहरों का तापमान गाँवों की तुलना में कहीं अधिक होता है। इमारतों में उपयोग होने वाले कंक्रीट और धातु तथा सड़कों का ऐस्फाल्ट दिन में गरम हो जाते हैं। यह ऊष्मा रात में छोड़ी जाती है।

इसके अतिरिक्त, शहरों की भीड़-भाड़ वाली ऊँची इमारतें गर्म हवा को फँसाकर रखती हैं और इस प्रकार शहरों का तापमान बढ़ाती हैं।

वायु दाब

आपको आश्चर्य होगा कि हमारे ऊपर की वायु हमारे शरीर पर बहुत बल से दबाव डालती है। फिर भी हमें इसका आभास भी नहीं होता। ऐसा इसलिए है क्योंकि वायु हमें सभी दिशाओं से दबाती है और हमारा शरीर एक प्रतिदाब उत्पन्न करता है।

वायु दाब को पृथ्वी की सतह पर वायु के भार द्वारा डाले गए दाब के रूप में परिभाषित किया जाता है। जैसे-जैसे हम वायुमंडल की परतों में ऊपर जाते हैं, दाब तेजी से घटता जाता है। वायु दाब समुद्र तल पर सबसे अधिक होता है और ऊँचाई के साथ घटता जाता है। क्षैतिज रूप से वायु दाब का वितरण किसी स्थान पर वायु के तापमान से प्रभावित होता है। उन क्षेत्रों में जहाँ तापमान अधिक होता है, वायु गर्म होकर ऊपर उठती है। इससे एक निम्न दाब क्षेत्र बनता है। निम्न दाब बादलों से भरे आकाश और आर्द्र मौसम से जुड़ा होता है।

जिन क्षेत्रों में तापमान कम होता है, वहाँ वायु ठंडी होती है। इसलिए यह भारी होती है। भारी वायु नीचे की ओर बहती है और उच्च दाब क्षेत्र बनाती है। उच्च दाब साफ और धूप भरे आकाश से जुड़ा होता है।

वायु सदैव उच्च दाब वाले क्षेत्रों से निम्न दाब वाले क्षेत्रों की ओर बहती है।

क्या आप जानते हैं?
चन्द्रमा पर कोई वायु नहीं है और इसलिए वहाँ कोई वायु दाब नहीं होता है।
अंतरिक्ष यात्रियों को चन्द्रमा पर जाने पर वायु से भरे विशेष सुरक्षात्मक अंतरिक्ष सूट पहनने पड़ते हैं। यदि वे ये सूट न पहनें, तो अंतरिक्ष यात्री के शरीर द्वारा डाला गया प्रतिदाब रक्त वाहिकाओं को फोड़ देगा। अंतरिक्ष यात्री खून बहने लगेंगे।

पवन

उच्च दबाव वाले क्षेत्र से निम्न दबाव वाले क्षेत्र की ओर हवा का प्रवाह पवन कहलाता है। आप पवन को काम करते हुए देख सकते हैं जब वह सूखे पत्तों को फुटपाथ पर बहाती है या तूफान के दौरान पेड़ों को उखाड़ देती है। कभी-कभी जब पवन धीरे चलती है तो आप उसे धुआँ या बारीक धूल को उड़ाते हुए भी देख सकते हैं। कभी-कभी पवन इतनी तेज होती है कि उसके विरुद्ध चलना कठिन हो जाता है। आपने अनुभव किया होगा कि हवा वाले दिन छाता पकड़ना आसान नहीं होता। कुछ और उदाहरण सोचिए जब तेज पवनों ने आपके लिए समस्याएँ खड़ी की हों। पवनों को मुख्यतः तीन प्रकारों में बाँटा जा सकता है।

क्या आप जानते हैं?
पवन का नाम उस दिशा के अनुसार रखा जाता है जिससे वह चलती है, उदाहरण के लिए पश्चिम से चलने वाली पवन को पश्चिमी कहा जाता है।

1. स्थायी पवनें - व्यापारिक पवनें, पश्चिमी और पूर्वी पवनें स्थायी पवनें हैं। ये वर्ष भर एक विशेष दिशा में निरंतर चलती हैं।
2. मौसमी पवनें - ये पवनें विभिन्न मौसमों में अपनी दिशा बदलती हैं। उदाहरण के लिए भारत में मानसून।
3. स्थानीय पवनें - ये केवल दिन या वर्ष के एक विशेष समय में छोटे क्षेत्र में चलती हैं। उदाहरण के लिए, थल और समुद्री ब्रीज़। क्या आपको भारत के उत्तरी मैदानों की गर्म और शुष्क स्थानीय पवन याद है? उसे लू कहा जाता है।

चित्र 4.4: प्रमुख दबाव पट्टियाँ और पवन प्रणाली

चक्रवात - प्रकृति का प्रकोप
ओडिशा, जो भारत के पूर्वी तट पर स्थित है, बंगाल की खाड़ी में उत्पन्न होने वाले चक्रवातों की चपेट में रहता है। 17-18 अक्टूबर 1999 को चक्रवात ने राज्य के पाँच जिलों को प्रभावित किया। 29 अक्टूबर 1999 को एक अन्य सुपर चक्रवात आया, जिसने राज्य के बड़े हिस्सों को तबाह कर दिया। हुए नुकसान के मुख्य कारण तीन थे: हवा की गति, वर्षा और ज्वारीय लहरें।
चक्रवात के कारण विनाश

$260 \mathrm{~km}$ प्रति घंटे की रफ्तार से चली हवाएँ 36 घंटे से अधिक समय तक चलीं। इन तेज हवाओं ने पेड़ों को उखाड़ फेंका और कच्चे मकानों को नुकसान पहुँचाया। कई औद्योगिक शेडों और अन्य मकानों की छतें भी उड़ गईं। बिजली आपूर्ति और दूरसंचार लाइनें पूरी तरह ठप हो गईं। चक्रवात के प्रभाव से तीन दिनों तक लगातार भारी वर्षा हुई। इन वर्षाओं से ओडिशा की प्रमुख नदियों में बाढ़ आ गई। चक्रवाती हवाओं ने ज्वारीय लहरें उत्पन्न कीं जो $20 \mathrm{~km}$ तक भूमि के अंदर घुस गईं और तटीय क्षेत्रों में भारी विनाश लायीं। 7 से $10 \mathrm{~m}$ ऊँची ज्वारीय लहर अचानक घुस आई और खड़ी धान की फसलों को भारी नुकसान पहुँचाया।

चक्रवात की उत्पत्ति 25 अक्टूबर 1999 को थाईलैंड की खाड़ी में, पोर्ट ब्लेयर के पूर्व में एक “डिप्रेशन” के रूप में हुई और धीरे-धीरे उत्तर-पश्चिम दिशा में बढ़ती गई। यह एक सुपर चक्रवात में तब्दील हो गया और 29 अक्टूबर को सुबह 10:30 बजे ओडिशा के इरासमा और बालिकुडा के बीच क्षेत्र में टकराया।

सुपर चक्रवात ने ओडिशा के समूचे तट को अपनी चपेट में लिया, जिसमें भुवनेश्वर और कटक शहर तथा 28 तटीय कस्बे शामिल हैं। लगभग 13 मिलियन लोग प्रभावित हुए। बड़ी संख्या में पशु मारे गए। धान, सब्जियों और फलों की खड़ी फसलें भारी रूप से क्षतिग्रस्त हुईं। ज्वारीय लहरों के कारण हुए लवणीकरण से कृषि भूमि की बड़ी पट्टियाँ बंजर हो गई हैं। साल, टीक और बांस की बड़ी पट्टियाँ गायब हो गई हैं। परादीप और कोणार्क के बीच के मैंग्रोव वन लुप्त हो गए हैं।

नमी

जब भूमि और विभिन्न जल निकायों से जल वाष्पित होता है, तो यह जल वाष्प बन जाता है। किसी समय वायु में मौजूद नमी को आर्द्रता कहा जाता है। जब वायु जल वाष्प से भरी होती है तो हम इसे आर्द्र दिन कहते हैं। जैसे-जैसे वायु गर्म होती है, उसकी जल वाष्प को धारण करने की क्षमता बढ़ जाती है और इसलिए यह अधिक से अधिक आर्द्र हो जाती है। एक आर्द्र दिन में, कपड़ों को सूखने में अधिक समय लगता है और हमारे शरीर से पसीना आसानी से वाष्पित नहीं होता है, जिससे हम बहुत असहज महसूस करते हैं।

जब जल वाष्प ऊपर उठती है, तो यह ठंडी होने लगती है। जल वाष्प संघनित होकर जल की बूंदें बनाती है। बादल ऐसी जल बूंदों के समूह होते हैं। जब ये जल की बूंदें हवा में तैरने के लिए बहुत भारी हो जाती हैं, तो वे अवक्षेप के रूप में नीचे आती हैं।

आकाश में उड़ने वाले जेट विमान अपने पीछे एक सफेद रेखा छोड़ते हैं। उनके इंजनों से निकलने वाली नमी संघनित हो जाती है। जब कोई वायु गति इसे विचलित नहीं करती है, तो हम कुछ समय के लिए इस संघनित नमी की रेखाएं देखते हैं।

वह अवक्षेप जो पृथ्वी पर द्रव रूप में आता है, वर्षा कहलाता है। अधिकांश भूजल वर्षा के जल से आता है। पौधे जल को संरक्षित करने में मदद करते हैं। जब पहाड़ियों के ढलानों पर पेड़ों को काटा जाता है, तो वर्षा का जल नंगे पहाड़ों से बह जाता है और निचले इलाकों में बाढ़ का कारण बन सकता है। तंत्र के आधार पर, वर्षा के तीन प्रकार होते हैं: संवहन वर्षा, पर्वतीय वर्षा और चक्रवाती वर्षा (चित्र 4.5)।

वर्षा पौधों और जानवरों के जीवित रहने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यह पृथ्वी की सतह पर ताजा पानी लाती है। यदि वर्षा कम हो - जल की कमी और सूखा पड़ता है। दूसरी ओर यदि यह अधिक हो, बाढ़ आती है।

चक्रवाती वर्षा

राहत (ओरोग्राफिक) वर्षा

संवहन वर्षा

चित्र 4.5: वर्षा के प्रकार

क्या आप जानते हैं?
वर्षण के अन्य रूप बर्फ, बारिश की बूंदें और ओलों के रूप में होते हैं।

अभ्यास

1. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए।

(i) वायुमंडल क्या है?

(ii) वायुमंडल का मुख्य भाग किन दो गैसों से बना है?

(iii) वायुमंडल में हरितगृह प्रभाव किस गैस से बनता है?

(iv) मौसम क्या है?

(v) वर्षा के तीन प्रकारों के नाम बताइए?

(vi) वायु दबाव क्या है?

2. सही उत्तर पर निशान लगाइए।

(i) निम्नलिखित में से कौन-सी गैस हमें हानिकारक सूर्य की किरणों से बचाती है?

(क) कार्बन डाइऑक्साइड

(ख) नाइट्रोजन

(ग) ओज़ोन

(ii) वायुमंडल की सबसे महत्वपूर्ण परत है

(क) ट्रोपोस्फीयर

(ख) थर्मोस्फीयर

(ग) मेसोस्फीयर

(iii) वायुमंडल की निम्नलिखित में से कौन-सी परत बादलों से मुक्त होती है?

(क) ट्रोपोस्फीयर

(ख) स्ट्रैटोस्फीयर

(ग) मेसोस्फीयर

(iv) जैसे-जैसे हम वायुमंडल की परतों की ओर ऊपर जाते हैं, दबाव

(क) बढ़ता है

(ख) घटता है

(ग) समान रहता है

(v) जब वर्षण पृथ्वी पर द्रव रूप में उतरता है, तो इसे कहा जाता है

(क) बादल

(ख) वर्षा

(ग) हिमपात

3. सुमेलित कीजिए।

4. कारण दीजिए।

(i) आर्द्र दिन पर गीले कपड़ों को सूखने में अधिक समय क्यों लगता है?

(ii) भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर अवशोषित सौर ऊर्जा की मात्रा क्यों घटती है?

5. मज़े के लिए।

(i) दिए गए संकेतों की सहायता से इस क्रॉसवर्ड पहेली को हल कीजिए:

(ii) एक सप्ताह के लिए मौसम कैलेंडर बनाएँ। विभिन्न प्रकार के मौसम दिखाने के लिए चित्रों या प्रतीकों का प्रयोग करें। यदि मौसम बदलता है तो आप एक दिन में एक से अधिक प्रतीक भी लगा सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब बारिश रुकती है तो सूर्य निकलता है। एक उदाहरण नीचे दिया गया है: