एखादा माणूस हवेशिवाय जगू शकतो का? आपण दिवसातून दोन-तीन वेळा अन्न खातो आणि अधिक वेळा पाणी पितो पण दर काही सेकंदांनी श्वास घेतो. सर्व सजीवांच्या अस्तित्वासाठी हवा आवश्यक आहे. मानवांसारख्या काही सजीव काही काळ अन्न आणि पाणीशिवाय टिकू शकतात पण हवा न श्वास घेता काही मिनिटेही टिकू शकत नाहीत. हेच दर्शवते की आपण वातावरणाचा अधिक तपशिलाने अभ्यास का केला पाहिजे. वातावरण हे विविध वायूंचे मिश्रण आहे आणि ते पृथ्वीभोवती आवरणासारखे आहे. त्यात मानव आणि प्राण्यांसाठी प्राणवायू (ऑक्सिजन) आणि वनस्पतींसाठी कार्बन डायऑक्साइड सारखे जीवनदायी वायू आहेत. हवा हा पृथ्वीच्या वस्तुमानाचा अविभाज्य भाग आहे आणि वातावरणाच्या एकूण वस्तुमानापैकी ९९ टक्के वस्तुमान पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून $32 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत मर्यादित आहे. हवा रंगहीन आणि गंधहीन असते आणि ती वाऱ्याच्या रूपात वाहत असतानाच तिचा अनुभव येतो.

वातावरणात ओझोन नसल्यास आपल्याला काय होईल याची तुम्ही कल्पना करू शकता का?

वातावरणाची रचना

वातावरण हे वायू, पाण्याची वाफ आणि धूळ कण यांनी बनलेले आहे. वातावरणाच्या उंच थरांमध्ये वायूंचे प्रमाण बदलते, अशा प्रकारे की $120 \mathrm{~km}$ उंचीवर ऑक्सिजनचे प्रमाण नगण्य होईल. त्याचप्रमाणे, कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्याची वाफ हे केवळ पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून $90 \mathrm{~km}$ पर्यंत आढळतात.

वायू

हवामानशास्त्राच्या दृष्टीने कार्बन डायऑक्साइड हा एक अतिशय महत्त्वाचा वायू आहे कारण तो आगमन होणाऱ्या सौर किरणोत्सर्गासाठी पारदर्शक असतो पण निघणाऱ्या पार्थिव किरणोत्सर्गासाठी अपारदर्शक असतो. तो पार्थिव किरणोत्सर्गाचा एक भाग शोषून घेतो आणि त्याचा काही भाग पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडे परत परावर्तित करतो. हरितगृह परिणामासाठी हा मोठ्या प्रमाणात जबाबदार आहे. इतर वायूंचे प्रमाण स्थिर असते पण गेल्या काही दशकांमध्ये जीवाश्म इंधनांच्या ज्वलनामुळे कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढत आहे. यामुळे हवेचे तापमानही वाढले आहे. ओझोन हा वातावरणाचा आणखी एक महत्त्वाचा घटक आहे जो पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून १० ते $50 \mathrm{~km}$ वर आढळतो आणि तो एका फिल्टरसारखे काम करून सूर्यापासून येणाऱ्या अतिनील किरणांचे शोषण करतो आणि ते पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचू देत नाही.

पाण्याची वाफ

पाण्याची वाफ हाही वातावरणातील एक चल घटक आहे, जो उंचीबरोबर कमी होतो. उबदार आणि ओल्या उष्णकटिबंधात, तो हवेच्या आकारमानाच्या चार टक्के असू शकतो, तर वाळवंट आणि ध्रुवीय प्रदेशांच्या कोरड्या आणि थंड भागात, तो हवेच्या एक टक्क्यापेक्षा कमी असू शकतो. विषुववृत्तापासून ध्रुवांकडे जाताना पाण्याची वाफ देखील कमी होते. तो सूर्यापासून येणाऱ्या सूर्यप्रकाशाचा काही भाग शोषून घेतो आणि पृथ्वीच्या प्रक्षेपित उष्णतेचे रक्षण करतो. अशाप्रकारे, तो एक आच्छादनासारखे काम करून पृथ्वीला फार थंड किंवा फार उष्ण होऊ देत नाही. पाण्याची वाफ हवेतील स्थिरता आणि अस्थिरतेत देखील योगदान देतो.

धूळ कण

वातावरणात लहान घन कण टिकवून ठेवण्याची पुरेशी क्षमता असते, जे विविध स्रोतांपासून उत्पन्न होऊ शकतात आणि त्यात समुद्रातील मीठ, बारीक माती, धूर-काजळी, राख, परागकण, धूळ आणि उल्कांचे विघटित कण यांचा समावेश होतो. धूळ कण सामान्यतः वातावरणाच्या खालच्या थरांत एकाग्र असतात; तरीही, संवहनी हवेच्या प्रवाहांमुळे ते मोठ्या उंचीवर जाऊ शकतात. उपोष्णकटिबंधीय आणि समशीतोष्ण प्रदेशांमध्ये विषुववृत्तीय आणि ध्रुवीय प्रदेशांच्या तुलनेत कोरड्या वाऱ्यांमुळे धूळ कणांची उच्च एकाग्रता आढळते. धूळ आणि मीठाचे कण आर्द्रताग्राही केंद्रक म्हणून काम करतात ज्याभोवती पाण्याची वाफ घनरूप होऊन ढग तयार होतात.

वातावरणाची संरचना

वातावरणामध्ये घनता आणि तापमानात बदल असलेले विविध स्तर असतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभाजाजवळ घनता सर्वाधिक असते आणि उंची वाढल्यास ती कमी होते. तापमानाच्या स्थितीनुसार वातावरणाच्या स्तंभाचे पाच भिन्न स्तरांमध्ये विभाजन केले आहे. ते आहेत: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, आयनमंडल आणि बाह्यमंडल.

क्षोभमंडल हे वातावरणाचा सर्वात खालचा स्तर आहे. त्याची सरासरी उंची $13 \mathrm{~km}$ आहे आणि ध्रुवांजवळ सुमारे $8 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत आणि विषुववृत्ताजवळ सुमारे $18 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत विस्तारलेले आहे. विषुववृत्तावर क्षोभमंडलाची जाडी सर्वात जास्त आहे कारण प्रबळ संवहनी प्रवाहांद्वारे उष्णता मोठ्या उंचीवर नेली जाते. या स्तरात धूळ कण आणि पाण्याची वाफ असते. हवामान आणि वातावरणातील सर्व बदल या स्तरात घडतात. या स्तरातील तापमान प्रति $165 \mathrm{~m}$ उंचीसाठी $1 \mathrm{C}$ या दराने कमी होते. सर्व जैविक क्रियाकलापांसाठी हा सर्वात महत्त्वाचा स्तर आहे.

क्षोभमंडलाला समतापमंडलापासून वेगळे करणारा क्षेत्रास क्षोभसीमा म्हणतात. क्षोभसीमेवरील हवेचे तापमान विषुववृत्तावर सुमारे वजा $80^{\circ} \mathrm{C}$ आणि ध्रुवांवर सुमारे वजा $45^{\circ} \mathrm{C}$ असते. येथे तापमान जवळजवळ स्थिर असते, म्हणूनच याला क्षोभसीमा म्हणतात. समतापमंडल क्षोभसीमेवर आढळते आणि $50 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत विस्तारलेले आहे. समतापमंडलाचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात ओझोनचा स्तर असतो. हा स्तर अतिनील किरणोत्सर्ग शोषून घेतो आणि पृथ्वीवरील जीवनाचे तीव्र, हानिकारक ऊर्जाप्रकारापासून रक्षण करतो.

मध्यमंडल हे समतापमंडलाच्या वर असते, जे $80 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत विस्तारलेले आहे. या स्तरात, उंची वाढल्यास तापमान पुन्हा एकदा कमी होऊ लागते आणि $80 \mathrm{~km}$ उंचीवर वजा $100 \mathrm{C}$ पर्यंत पोहोचते. मध्यमंडलाच्या वरील मर्यादेस मध्यसीमा म्हणतात. आयनमंडल हे मध्यसीमेच्या वर ८० ते ४०० $\mathrm{km}$ दरम्यान स्थित आहे. त्यात विद्युतभारित कण असतात ज्यांना आयन म्हणतात, म्हणूनच याला आयनमंडल म्हणतात. पृथ्वीवरून प्रक्षेपित केलेले रेडिओ लहरी या स्तराद्वारे पृथ्वीवर परावर्तित केल्या जातात. येथे तापमान उंचीबरोबर वाढू लागते. आयनमंडलाच्या वरचा वातावरणाचा सर्वोच्च स्तर

आकृती ७.१ : वातावरणाची संरचना याला बाह्यमंडल म्हणतात. हा सर्वोच्च स्तर आहे पण याबद्दल फार कमी माहिती आहे. जे काही घटक आहेत, ते या स्तरात अत्यंत विरल आहेत, आणि ते हळूहळू बाह्य अवकाशात विलीन होते. जरी वातावरणाच्या सर्व स्तरांचा आपल्यावर प्रभाव पडत असेल, तरी भूगोलतज्ज्ञ वातावरणाच्या पहिल्या दोन स्तरांबद्दलच चिंतित असतात.

हवामान आणि वातावरणाचे घटक

वातावरणाचे मुख्य घटक जे बदलासाठी उघडे असतात आणि जे पृथ्वीवरील मानवी जीवनावर प्रभाव टाकतात ते म्हणजे तापमान, दाब, वारे, आर्द्रता, ढग आणि पर्जन्य. या घटकांचा प्रकरण ८, ९ आणि १० मध्ये तपशिलाने विचार केला आहे.

अभ्यास

१. बहुपर्यायी प्रश्न.

(i) खालीलपैकी कोणता वायू वातावरणाचा मोठा भाग बनवतो?
(अ) ऑक्सिजन
(आ) आर्गॉन
(ब) नायट्रोजन
(क) कार्बन डायऑक्साइड

(ii) मानवांसाठी महत्त्वाचे वातावरणीय स्तर आहे:
(अ) समतापमंडल
(आ) मध्यमंडल
(ब) क्षोभमंडल
(क) आयनमंडल

(iii) समुद्रातील मीठ, परागकण, राख, धूर-काजळी, बारीक माती - हे संबंधित आहेत:
(अ) वायूंशी
(आ) धूळ कणांशी
(ब) पाण्याच्या वाफेशी
(क) उल्कांशी

(iv) वातावरणाच्या कोणत्या उंचीवर ऑक्सिजन वायूचे प्रमाण नगण्य असते?
(अ) $90 \mathrm{~km}$
(आ) $100 \mathrm{~km}$
(ब) $120 \mathrm{~km}$
(क) $150 \mathrm{~km}$

(v) खालीलपैकी कोणता वायू आगमन होणाऱ्या सौर किरणोत्सर्गासाठी पारदर्शक आणि निघणाऱ्या पार्थिव किरणोत्सर्गासाठी अपारदर्शक असतो?
(अ) ऑक्सिजन
(आ) हेलियम
(ब) नायट्रोजन
(क) कार्बन डायऑक्साइड

२. खालील प्रश्नांची उत्तरे सुमारे ३० शब्दांत द्या.

(i) वातावरण म्हणजे तुम्हाला काय समजते?

(ii) हवामान आणि वातावरणाचे घटक कोणते आहेत?

(iii) वातावरणाची रचना वर्णन करा.

(iv) वातावरणाच्या सर्व स्तरांपैकी क्षोभमंडल सर्वात महत्त्वाचे का आहे?

३. खालील प्रश्नांची उत्तरे सुमारे १५० शब्दांत द्या.

(i) वातावरणाची रचना वर्णन करा.

(ii) वातावरणाच्या संरचनेसाठी योग्य आकृती काढा, त्यावर नावे लिहा आणि तिचे वर्णन करा.