ਅਧਿਆਇ 08 ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ, ਗਰਮੀ ਦਾ ਸੰਤੁਲਨ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ
ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਆਪਣੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਹਵਾ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰਦੇ ਹੋ? ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹੋ ਕਿ ਅਸੀਂ ਹਵਾ ਦੇ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਢੇਰ ਦੇ ਤਲ ‘ਤੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਾਂ? ਅਸੀਂ ਸਾਹ ਅੰਦਰ ਲੈਂਦੇ ਅਤੇ ਬਾਹਰ ਕੱਢਦੇ ਹਾਂ ਪਰ ਅਸੀਂ ਹਵਾ ਨੂੰ ਤਾਂ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਜਦੋਂ ਇਹ ਚਲਦੀ ਹੈ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਚਲਦੀ ਹਵਾ ਹੀ ਹਵਾ ਹੈ। ਤੁਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਇਸ ਤੱਥ ਬਾਰੇ ਸਿੱਖ ਚੁੱਕੇ ਹੋ ਕਿ ਧਰਤੀ ਚਾਰੋਂ ਪਾਸਿਓਂ ਹਵਾ ਨਾਲ ਘਿਰੀ ਹੋਈ ਹੈ। ਹਵਾ ਦਾ ਇਹ ਆਵਰਣ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਹੈ ਜੋ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਗੈਸਾਂ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਜੀਵਨ ਨੂੰ ਸਹਾਰਾ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ।
ਧਰਤੀ ਆਪਣੀ ਲਗਭਗ ਸਾਰੀ ਊਰਜਾ ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਧਰਤੀ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਵਾਪਸ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਛੱਡਦੀ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਧਰਤੀ ਇੱਕ ਸਮੇਂ ਦੇ ਅੰਤਰਾਲ ਵਿੱਚ ਨਾ ਤਾਂ ਗਰਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਠੰਡੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਧਰਤੀ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ। ਇਸ ਭਿੰਨਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ ਦਬਾਅ ਦੇ ਅੰਤਰ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਹਵਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮੀ ਦੇ ਇੱਕ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਅਧਿਆਇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਗਰਮ ਅਤੇ ਠੰਡਾ ਹੋਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਵੰਡ ਬਾਰੇ ਦੱਸਦਾ ਹੈ।
ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ
ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਆਪਣੀ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਊਰਜਾ ਛੋਟੀਆਂ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈਆਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ (ਇਨਸੋਲੇਸ਼ਨ) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਕਿਉਂਕਿ ਧਰਤੀ ਇੱਕ ਗੋਲੇ ਵਰਗੀ ਭੂ-ਆਕਾਰ ਹੈ, ਸੂਰਜ ਦੀਆਂ ਕਿਰਨਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਸਿਖਰ ‘ਤੇ ਤਿਰਛੀਆਂ ਪੈਂਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਧਰਤੀ ਸੂਰਜ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹਿੱਸਾ ਰੋਕਦੀ ਹੈ। ਔਸਤਨ ਧਰਤੀ ਆਪਣੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਸਿਖਰ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਵਰਗ $\mathrm{cm}$ ਪ੍ਰਤੀ ਮਿੰਟ 1.94 ਕੈਲੋਰੀਜ਼ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਸਿਖਰ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਧਰਤੀ ਅਤੇ ਸੂਰਜ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਵਿੱਚ ਪਰਿਵਰਤਨਾਂ ਕਾਰਨ ਇੱਕ ਸਾਲ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਬਦਲਦੀ ਹੈ। ਸੂਰਜ ਦੁਆਲੇ ਆਪਣੀ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਧਰਤੀ 4 ਜੁਲਾਈ ਨੂੰ ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਸਭ ਤੋਂ ਦੂਰ (152 ਮਿਲੀਅਨ $\mathrm{km})$) ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਧਰਤੀ ਦੀ ਇਹ ਸਥਿਤੀ ਅਫੀਲੀਅਨ ਕਹਾਉਂਦੀ ਹੈ। 3 ਜਨਵਰੀ ਨੂੰ, ਧਰਤੀ ਸੂਰਜ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਨੇੜੇ (147 ਮਿਲੀਅਨ $\mathrm{km}$) ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਪੇਰੀਹੀਲੀਅਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, 3 ਜਨਵਰੀ ਨੂੰ ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸਾਲਾਨਾ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ 4 ਜੁਲਾਈ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਮਾਤਰਾ ਤੋਂ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਇਸ ਪਰਿਵਰਤਨ ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਜ਼ਮੀਨ ਅਤੇ ਸਮੁੰਦਰ ਦੇ ਵੰਡ ਅਤੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲੀ ਪਰਿਸੰਚਰਨ ਵਰਗੇ ਹੋਰ ਕਾਰਕਾਂ ਦੁਆਰਾ ਢੱਕਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਇਸ ਪਰਿਵਰਤਨ ਦਾ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਮੌਸਮ ਦੇ ਬਦਲਾਅ ‘ਤੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨਹੀਂ ਪੈਂਦਾ।
ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਪਰਿਵਰਤਨਸ਼ੀਲਤਾ
ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਅਤੇ ਤੀਬਰਤਾ ਇੱਕ ਦਿਨ, ਇੱਕ ਰੁੱਤ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਾਲ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਬਦਲਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਜਿਹੜੇ ਕਾਰਕ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਇਹ ਪਰਿਵਰਤਨ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ ਉਹ ਹਨ: (i) ਧਰਤੀ ਦਾ ਆਪਣੀ ਧੁਰੇ ‘ਤੇ ਘੁੰਮਣਾ; (ii) ਸੂਰਜ ਦੀਆਂ ਕਿਰਨਾਂ ਦੇ ਝੁਕਾਅ ਦਾ ਕੋਣ; (iii) ਦਿਨ ਦੀ ਲੰਬਾਈ; (iv) ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੀ ਪਾਰਦਰਸ਼ਿਤਾ; (v) ਇਸਦੇ ਪਹਿਲੂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਜ਼ਮੀਨ ਦੀ ਬਣਤਰ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪਿਛਲੇ ਦੋ ਦਾ ਘੱਟ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਇਹ ਤੱਥ ਕਿ ਧਰਤੀ ਦਾ ਧੁਰਾ ਸੂਰਜ ਦੁਆਲੇ ਆਪਣੀ ਕਿਸ਼ਤੀ ਦੇ ਤਲ ਨਾਲ $66^{1 / 2}$ ਦਾ ਕੋਣ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ਾਂ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ‘ਤੇ ਵੱਡਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਦੂਜਾ ਕਾਰਕ ਜੋ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਉਹ ਕਿਰਨਾਂ ਦੇ ਝੁਕਾਅ ਦਾ ਕੋਣ ਹੈ। ਇਹ ਕਿਸੇ ਸਥਾਨ ਦੇ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ ਜਿੰਨਾ ਉੱਚਾ ਹੋਵੇਗਾ, ਉਹ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਨਾਲ ਜਿੰਨਾ ਘੱਟ ਕੋਣ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਤਿਰਛੀਆਂ ਸੂਰਜੀ ਕਿਰਨਾਂ ਪੈਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਲੰਬਕਾਰੀ ਕਿਰਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਢੱਕੇ ਗਏ ਖੇਤਰ ਹਮੇਸ਼ਾ ਤਿਰਛੀਆਂ ਕਿਰਨਾਂ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਜੇਕਰ ਵੱਧ ਖੇਤਰ ਢੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਊਰਜਾ ਵੰਡੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਖੇਤਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਤਿਰਛੀਆਂ ਕਿਰਨਾਂ ਨੂੰ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੀ ਵੱਡੀ ਡੂੰਘਾਈ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਧੇਰੇ ਸੋਖਣ, ਪ੍ਰਕੀਰਣ ਅਤੇ ਫੈਲਾਅ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 8.1 : ਗਰਮੀਆਂ ਦਾ ਅਯਨਾਂਤ
ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੁਆਰਾ ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ ਦਾ ਲੰਘਣਾ
ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਛੋਟੀ ਤਰੰਗ ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ ਲਈ ਬਹੁਤ ਹੱਦ ਤੱਕ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਹੈ। ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਵਿਕਿਰਣ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਪੈਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ। ਟ੍ਰੋਪੋਸਫੀਅਰ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਾਣੀ ਦੀ ਭਾਫ, ਓਜ਼ੋਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਗੈਸਾਂ ਨੇੜੇ-ਤੇੜੇ ਦੇ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਵਿਕਿਰਣ ਦਾ ਬਹੁਤ ਕੁਝ ਸੋਖ ਲੈਂਦੀਆਂ ਹਨ।
ਟ੍ਰੋਪੋਸਫੀਅਰ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਛੋਟੇ-ਛੋਟੇ ਨਿਲੰਬਿਤ ਕਣ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਗੋਚਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਸਪੇਸ ਅਤੇ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਵੱਲ ਦੋਵਾਂ ਵੱਲ ਪ੍ਰਕੀਰਣ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨਾਲ ਅਸਮਾਨ ਨੂੰ ਰੰਗ ਮਿਲਦਾ ਹੈ। ਉਦਯਮਾਨ ਅਤੇ ਅਸਤ ਹੋ ਰਹੇ ਸੂਰਜ ਦਾ ਲਾਲ ਰੰਗ ਅਤੇ ਅਸਮਾਨ ਦਾ ਨੀਲਾ ਰੰਗ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੇ ਪ੍ਰਕੀਰਣ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹਨ।
ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਖੇਤਰੀ ਵੰਡ
ਸਤਹ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਉਪਉਪਖੰਡਾਂ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ $320 \mathrm{Watt} / \mathrm{m}^{2}$ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਧਰੁਵਾਂ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 70 ਵਾਟ $/ \mathrm{m}^{2}$ ਤੱਕ ਬਦਲਦੀ ਹੈ। ਉਪ-ਉਪਖੰਡੀ ਮਾਰੂਥਲਾਂ ਉੱਤੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਬੱਦਲਵਾਈ ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਭੂਮੱਧ ਰੇਖਾ ਨੂੰ ਉਪਉਪਖੰਡਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ, ਇੱਕੋ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ ‘ਤੇ ਮਹਾਂਸਾਗਰਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਮਹਾਂਦੀਪਾਂ ਉੱਤੇ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਰਦੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਮੱਧ ਅਤੇ ਉੱਚੇ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ਾਂ ਨੂੰ ਗਰਮੀਆਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਵਿਕਿਰਣ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦਾ ਗਰਮ ਅਤੇ ਠੰਡਾ ਹੋਣਾ
ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਗਰਮ ਅਤੇ ਠੰਡਾ ਹੋਣ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੀਕੇ ਹਨ।
ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਧਰਤੀ ਲੰਬੀ ਤਰੰਗ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਧਰਤੀ ਦੇ ਨੇੜੇ ਵਾਲੀਆਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਪਰਤਾਂ ਵਿੱਚ ਭੇਜਦੀ ਹੈ। ਜ਼ਮੀਨ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਹਵਾ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਗਰਮ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਹੇਠਲੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਆਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਉੱਪਰਲੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਵੀ ਗਰਮ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਚਾਲਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਚਾਲਨ ਉਦੋਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਅਸਮਾਨ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀਆਂ ਦੋ ਵਸਤੂਆਂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਗਰਮ ਤੋਂ ਠੰਡੀ ਵਸਤੂ ਵੱਲ ਊਰਜਾ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗਰਮੀ ਦਾ ਤਬਾਦਲਾ ਉਦੋਂ ਤੱਕ ਜਾਰੀ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਦੋਵੇਂ ਵਸਤੂਆਂ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਤਾਪਮਾਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਨਹੀਂ ਕਰ ਲੈਂਦੀਆਂ ਜਾਂ ਸੰਪਰਕ ਟੁੱਟ ਨਹੀਂ ਜਾਂਦਾ। ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੀਆਂ ਹੇਠਲੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਚਾਲਨ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।
ਧਰਤੀ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਹਵਾ ਧਾਰਾਵਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਗਰਮ ਹੋ ਕੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਉੱਠਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਅੱਗੇ ਭੇਜਦੀ ਹੈ। ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਤਾਪਨ ਦੀ ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸੰਵਹਿਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਊਰਜਾ ਦਾ ਸੰਵਹਿਨ ਤਬਾਦਲਾ ਸਿਰਫ਼ ਟ੍ਰੋਪੋਸਫੀਅਰ ਤੱਕ ਹੀ ਸੀਮਿਤ ਹੈ।
ਹਵਾ ਦੀ ਖਿਤਿਜੀ ਹਰਕਤ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮੀ ਦੇ ਤਬਾਦਲੇ ਨੂੰ ਅਡਵੈਕਸ਼ਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਵਾ ਦੀ ਖਿਤਿਜੀ ਹਰਕਤ ਲੰਬਕਾਰੀ ਹਰਕਤ ਨਾਲੋਂ ਅਪੇਕਸ਼ਾਕ੍ਰਿਤ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਮੱਧ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ਾਂ ਵਿੱਚ, ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਮੌਸਮ ਵਿੱਚ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਦਿਨ-ਰਾਤ ਦੇ ਪਰਿਵਰਤਨ ਸਿਰਫ਼ ਅਡਵੈਕਸ਼ਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉਪਉਪਖੰਡੀ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਉੱਤਰੀ ਭਾਰਤ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀਆਂ ਦੇ ਮੌਸਮ ਵਿੱਚ ਸਥਾਨਕ ਹਵਾਵਾਂ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ‘ਲੂ’ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਡਵੈਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।
ਭੂ-ਵਿਕਿਰਣ
ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਛੋਟੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਰੂਪਾਂ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਸਤਹ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਗਰਮ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਧਰਤੀ ਆਪ ਇੱਕ ਵਿਕਿਰਣ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਲੰਬੀ ਤਰੰਗ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਛੱਡਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਊਰਜਾ ਹੇਠਾਂ ਤੋਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਭੂ-ਵਿਕਿਰਣ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਲੰਬੀ ਤਰੰਗ ਵਿਕਿਰਣ ਨੂੰ ਵਾਯੂਮੰਡਲੀ ਗੈਸਾਂ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਅਤੇ ਹੋਰ ਗ੍ਰੀਨਹਾਊਸ ਗੈਸਾਂ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖ ਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਅਸਿੱਧੇ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਧਰਤੀ ਦੇ ਵਿਕਿਰਣ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀ ਛੱਡਦਾ ਅਤੇ ਭੇਜਦਾ ਹੈ। ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਚਲੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਅਤੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ ਲਗਾਤਾਰ ਤਾਪਮਾਨ ਬਣਿਆ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ।
ਗ੍ਰਹਿ ਧਰਤੀ ਦਾ ਗਰਮੀ ਬਜਟ
ਚਿੱਤਰ 9.2 ਗ੍ਰਹਿ ਧਰਤੀ ਦੇ ਗਰਮੀ ਬਜਟ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਸਮੁੱਚੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਧਰਤੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਜਮ੍ਹਾਂ ਨਹੀਂ ਕਰਦੀ ਜਾਂ ਗੁਆਂਢੀ ਨਹੀਂ ਕਰਦੀ। ਇਹ ਆਪਣਾ ਤਾਪਮਾਨ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਤਾਂ ਹੀ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੇਕਰ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਭੂ-ਵਿਕਿਰਣ ਦੁਆਰਾ ਧਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਗੁਆਚੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਵੇ।
ਮੰਨ ਲਓ ਕਿ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਸਿਖਰ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ 100 ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਹੈ। ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਸਮੇਂ ਕੁਝ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਪਰਾਵਰਤਿਤ, ਪ੍ਰਕੀਰਿਤ ਅਤੇ ਸੋਖ ਲਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਬਾਕੀ ਬਚਿਆ ਹਿੱਸਾ ਹੀ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ। ਲਗਭਗ 35 ਯੂਨਿਟਾਂ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਪਹੁੰਚਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਵਾਪਸ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਪਰਾਵਰਤਿਤ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, 27 ਯੂਨਿਟਾਂ ਬੱਦਲਾਂ ਦੇ ਸਿਖਰ ਤੋਂ ਪਰਾਵਰਤਿਤ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ 2 ਯੂਨਿਟਾਂ ਧਰਤੀ ਦੇ ਬਰਫ਼ ਅਤੇ ਬਰਫ਼ ਨਾਲ ਢੱਕੇ ਖੇਤਰਾਂ ਤੋਂ ਪਰਾਵਰਤਿਤ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਪਰਾਵਰਤਿਤ ਵਿਕਿਰਣ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਧਰਤੀ ਦਾ ਅਲਬੇਡੋ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਬਾਕੀ ਬਚੀਆਂ 65 ਯੂਨਿਟਾਂ ਸੋਖ ਲਈਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, 14 ਯੂਨਿਟਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਅਤੇ 51 ਯੂਨਿਟਾਂ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਦੁਆਰਾ। ਧਰਤੀ 51 ਯੂਨਿਟਾਂ ਨੂੰ ਭੂ-ਵਿਕਿਰਣ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਛੱਡਦੀ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, 17 ਯੂਨਿਟਾਂ ਸਿੱਧੇ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਛੱਡੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਬਾਕੀ ਬਚੀਆਂ 34 ਯੂਨਿਟਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖ ਲਈਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ (6 ਯੂਨਿਟਾਂ ਸਿੱਧੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, 9 ਯੂਨਿਟਾਂ ਸੰਵਹਿਨ ਅਤੇ ਉਥਲ-ਪੁਥਲ ਦੁਆਰਾ ਅਤੇ 19 ਯੂਨਿਟਾਂ ਸੰਘਣਾਪਨ ਦੀ ਗੁਪਤ ਗਰਮੀ ਦੁਆਰਾ)। ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖੀਆਂ ਗਈਆਂ 48 ਯੂਨਿਟਾਂ (ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਤੋਂ 14 ਯੂਨਿਟਾਂ + ਭੂ-ਵਿਕਿਰਣ ਤੋਂ 34 ਯੂਨਿਟਾਂ) ਵੀ ਵਾਪਸ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਛੱਡੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਧਰਤੀ ਅਤੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਤੋਂ ਵਾਪਸ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਕੁੱਲ ਵਿਕਿਰਣ ਕ੍ਰਮਵਾਰ $17+48=65$ ਯੂਨਿਟਾਂ ਹੈ ਜੋ ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ 65 ਯੂਨਿਟਾਂ ਦੇ ਕੁੱਲ ਨੂੰ ਸੰਤੁਲਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਧਰਤੀ ਦਾ ਗਰਮੀ ਬਜਟ ਜਾਂ ਗਰਮੀ ਸੰਤੁਲਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਇਹ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੰਨੀ ਵੱਡੀ ਗਰਮੀ ਦੇ ਤਬਾਦਲੇ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ ਧਰਤੀ ਨਾ ਤਾਂ ਗਰਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਠੰਡੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 8.2 : ਧਰਤੀ ਦਾ ਗਰਮੀ ਬਜਟ
ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਕੁੱਲ ਗਰਮੀ ਬਜਟ ਵਿੱਚ ਪਰਿਵਰਤਨ
ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਹਿਲਾਂ ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਵਿਕਿਰਣ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਪਰਿਵਰਤਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਧਰਤੀ ਦੇ ਕੁਝ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵਿਕਿਰਣ ਸੰਤੁਲਨ ਦੀ ਵਾਧੂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਘਾਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 8.3 ਧਰਤੀ-ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਕੁੱਲ ਵਿਕਿਰਣ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ੀ ਪਰਿਵਰਤਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ 40 ਡਿਗਰੀ ਉੱਤਰ ਅਤੇ ਦੱਖਣ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਕੁੱਲ ਵਿਕਿਰਣ ਸੰਤੁਲਨ ਦੀ ਵਾਧੂ ਹੈ ਅਤੇ ਧਰੁਵਾਂ ਦੇ ਨੇੜੇ ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਘਾਟਾ ਹੈ। ਉਪਉਪਖੰਡਾਂ ਤੋਂ ਵਾਧੂ ਗਰਮੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਧਰੁਵਾਂ ਵੱਲ ਮੁੜ ਵੰਡਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਉਪਉਪਖੰਡ ਵਾਧੂ ਗਰਮੀ ਦੇ ਜਮ੍ਹਾਂ ਹੋਣ ਕਾਰਨ ਲਗਾਤਾਰ ਗਰਮ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ ਜਾਂ ਉੱਚੇ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ ਵਾਧੂ ਘਾਟੇ ਕਾਰਨ ਸਥਾਈ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਜੰਮੇ ਨਹੀਂ ਰਹਿੰਦੇ।
ਚਿੱਤਰ 8.3 : ਕੁੱਲ ਵਿਕਿਰਣ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਅਕਸ਼ਾਂਸ਼ੀ ਪਰਿਵਰਤਨ
ਤਾਪਮਾਨ
ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਅਤੇ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਗਰਮੀ ਕਿਸੇ ਪਦਾਰਥ ਨੂੰ ਬ