பூமியின் வளிமண்டலம்
கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிபீடியாவில் இருந்து.
பூமியின் வளிமண்டலம் என்பது பூமியின் ஈர்ப்புச் சக்தியினால் அதனைச் சூழ்ந்து இருக்கும்படி அமைந்துள்ள பல்வேறு வாயுக்களின் படலமாகும். இது ஐந்தில் நான்கு பங்கு நைட்ரஜனையும், ஐந்தில் ஒரு பங்கு ஆக்சிஜனையும் மிகக் குறைந்த அளவில் கரியமில வாயு உட்பட்ட மேலும் பல வாயுக்களையும் கொண்டுள்ளது. சூரியக் கதிர்வீச்சிலிருக்கும் புறஊதாக் கதிர்களை உறிஞ்சிக் கொள்வதன் மூலமும், பகல், இரவு நேரங்களுக்கு இடையேயான வெப்பநிலை வேறுபாடுகளைக் குறைப்பதன் மூலமும் வளிமண்டலம் பூமியில் உயிர் வாழ்வைக் காத்து வருகிறது.
வளிமண்டலத்துக்குச் சடுதியாக முடிவடையும் ஒரு எல்லை கிடையாது. வளிமண்டலத்தின் அடர்த்தி படிப்படியாகக் குறைந்து வந்து இல்லாமல் போய் விடுகிறது. வளிமண்டலத்துக்கும், ஆகாய வெளிக்கும் இடையே வரையறுக்கப்பட்ட எல்லை எதுவும் இல்லை. வளிமண்டலத்தின் முக்கால் பகுதி திணிவு புவியின் மேற்பரப்பிலிருந்து 11 கிலோமீட்டர் தூரத்துக்குள் அடங்கியுள்ளது. ஐக்கிய அமெரிக்காவில் 50 மைல் (80.5 கிமீ) களுக்கு மேல் பயணிக்கும் எவரும் விண்வெளிவீரர்கள் என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளனர். விண்வெளியிலிருந்து திரும்பும் போது வளிமண்டலத்தின் பாதிப்புப் புலப்படத் தொடங்குமிடம் 120 கிமீ (75 மைல் அல்லது 400,000 அடி) உயரத்தில் உள்ளதாகவும் கருதப்படுகிறது. 100 கிமீ (62 மைல்) உயரத்திலுள்ள கர்மான் கோடு எனப்படும் கோடும் வளிமண்டலத்துக்கும் விண்வெளிக்கும் இடையிலான எல்லையாகக் கருதப்படுவதுண்டு.
பொருளடக்கம் |
[தொகு] வெப்பநிலையும் வளிமண்டலப் படலங்களும்
வளிமண்டல வெப்பநிலை புவி மேற்பரப்பிலிருந்தான உயரத்துடன் வேறுபடுகின்றது; வெப்பநிலைக்கும், உயரத்துக்கும் இடையிலான கணிதத் தொடர்பும் வெவ்வேறு வளிமண்டலப் படலங்களிடையே வேறுபடுகின்றது:
- அடிவளிமண்டலம் (troposphere): மேற்பரப்பிலிருந்து 7 கிமீ தொடக்கம் 17 கிமீ வரை, அகலாங்குகள் மற்றும் காலநிலை சார்ந்த காரணிகளைப் பொறுத்து உயரத்துடன் வெப்பநிலை குறைவடைகின்றது.
- அடுக்கு மண்டலம் (Stratosphere): அடிவளிமண்டலத்துக்கு மேல் 50 கிமீ வரை உயரம் அதிகரிக்க வெப்பநிலை கூடுகின்றது.
- மத்திய மண்டலம் (mesosphere): 50 கிமீ-இலிருந்து 80 - 85 கிமீ வரையான பகுதிக்குள் உயரம் அதிகரிக்க வெப்பநிலை குறைகின்றது.
- வெப்பமண்டலம்? (thermosphere): 80 - 85 கிமீ முதல் 640+ கிமீ வரை வெப்பநிலை உயரத்துடன் அதிகரிக்கின்றது.
மேற்படி பகுதிகளுக்கிடையான எல்லைகள் tropopause, stratopause மற்றும் mesopause எனப்படுகின்றன.
பூமியின் மேற்பரப்பில் வளிமண்டலத்தின் சராசரி வெப்பநிலை 14 °C ஆகும்.
[தொகு] அமுக்கம்
- முதன்மைக் கட்டுரை: வளிமண்டல அமுக்கம்
வளிமண்டல அமுக்கம் என்பது வளியின் நிறையின் நேரடியான விளைவாகும். புவி மேற்பரப்பின் மேலுள்ள வளியின் அளவும் அதன் நிறையும் இடத்துக்கு இடமும், நேரத்தை ஒட்டியும் வேறுபடுவதன் காரணமாக வளியமுக்கமும் இடத்தையும் நேரத்தையும் பொறுத்து வேறுபடுகின்றது. சுமார் 5 கிமீ உயரத்தில் வளிமண்டல அமுக்கம் ~50% வீழ்ச்சியடைகின்றது. (இன்னொரு வகையில் கூறுவதானால் சுமார் வளிமண்டலத் திணிவின் 50% கீழுள்ள 5 கிமீக்குள் அடங்கி விடுகின்றது). கடல் மட்டத்தில் சராசரி வளி அமுக்கம் சுமார் 101.3 கிலோபாஸ்கல்கள் (ஏறத்தாழ சதுர அங்குலத்துக்கு 14.7 இறாத்தல்கள்) ஆகும்.
[தொகு] Composition
Percent Composition of Dry Atmosphere, by volume - ppmv: parts per million by volume |
||
---|---|---|
Gas | per NASA |
|
Nitrogen | 78.084% | |
Oxygen | 20.946% | |
Argon | 0.9340% | |
Carbon dioxide | 365 ppmv | |
Neon | 18.18 ppmv | |
Helium | 5.24 ppmv | |
Methane | 1.745 ppmv | |
Krypton | 1.14 ppmv | |
Hydrogen | 0.55 ppmv | |
Not included in above composition of dry atmosphere: |
||
Water vapor | Highly variable; typically makes up about 1% |
Carbon dioxide and methane updated (to 1998) by IPCC TAR table 6.1 [1]
Minor components of air not listed above include: nitrous oxide (0.5 ppmv), xenon (0.09 ppmv), ozone (0.0 to 0.07 ppmv, 0.0 to 0.02 ppmv in winter), nitrogen dioxide (0.02 ppmv), iodine (0.01 ppmv), carbon monoxide (0.0 to trace), and ammonia (0.0 to trace).
The mean molecular mass of air is 28.97 g/mol.
[தொகு] Heterosphere
Below an altitude of about 100 km, the Earth's atmosphere has a more-or-less uniform composition (apart from water vapor) as described above. However, above about 100 km, the Earth's atmosphere begins to have a composition which varies with altitude. This is essentially because, in the absence of mixing, the density of a gas falls off exponentially with increasing altitude, but at a rate which depends on the molecular mass. Thus higher mass constituents, such as oxygen and nitrogen, fall off more quickly than lighter constituents such as helium, molecular hydrogen, and atomic hydrogen. Thus there is a layer, called the heterosphere, in which the earth's atmosphere has varying composition. As the altitude increases, the atmosphere is dominated successively by helium, molecular hydrogen, and atomic hydrogen. The precise altitude of the heterosphere and the layers it contains varies significantly with temperature.[2]
[தொகு] அடர்த்தியும் திணிவும்
The density of air at sea level is about 1.2 kg/m3. Natural variations of the barometric pressure occur at any one altitude as a consequence of weather. This variation is relatively small for inhabited altitudes but much more pronounced in the outer atmosphere and space due to variable solar radiation
The atmospheric density decreases as the altitude increases. This variation can be approximately modeled using the barometric formula. More sophisticated models are used by meteorologists and space agencies to predict weather and orbital decay of satellites.
The total mass of the atmosphere is about 5.1 × 1018 kg, or about 0.9 ppm of the Earth's total mass.
The above composition percentages are done by volume. Assuming that the gases act like ideal gases, we can add the percentages p multiplied by their molar masses m, to get a total t = sum (p·m). Any element's percent by mass is then p·m/t. When we do this to the above percentages, we get that, by mass, the composition of the atmosphere is 75.523% N2, 23.133% O2, 1.288% Ar, 0.053% CO2, 0.001267% Ne, 0.00029% CH4, 0.00033% Kr, 0.000724% He, and 0.0000038 % H2.
This graph is from the NRLMSISE-00 atmosphere model, which has as inputs: latitude, longitude, date, time of day, altitude, solar flux, and the earth's magnetic field daily index.
[தொகு] பல்வேறு வளிமண்டலப் பகுதிகள்
Atmospheric regions are also named in other ways:
- அயனிமண்டலம் (ionosphere)— the region containing ions: approximately the mesosphere and thermosphere up to 550 km.
- புறவளிமண்டலம் (exosphere)— above the ionosphere, where the atmosphere thins out into space.
- magnetosphere — the region where the Earth's magnetic field interacts with the solar wind from the Sun. It extends for tens of thousands of kilometers, with a long tail away from the Sun.
- ஓசோன் படலம் (ozone layer)— or ozonosphere, approximately 10 - 50 km, where stratospheric ozone is found. Note that even within this region, ozone is a minor constituent by volume.
- upper atmosphere — the region of the atmosphere above the mesopause.
- Van Allen radiation belts — regions where particles from the Sun become concentrated.
[தொகு] புவியின் வளிமண்டலத்தின் படிமுறை வளர்ச்சி
The history of the Earth's atmosphere prior to one billion years ago is poorly understood, but the following presents a plausible sequence of events. This remains an active area of research.
The modern atmosphere is sometimes referred to as Earth's "third atmosphere", in order to distinguish the current chemical composition from two notably different previous compositions. The original atmosphere was primarily helium and hydrogen; heat (from the still molten crust, and the sun) dissipated this atmosphere.
About 3.5 billion years ago, the surface had cooled enough to form a crust, still heavily populated with volcanoes which released steam, carbon dioxide, and ammonia. This led to the "second atmosphere"; which was, primarily, carbon dioxide and water vapor, with some nitrogen but virtually no oxygen. (Though very recent simulations run at the University of Waterloo and University of Colorado in 2005 suggested that it may have had up to 40% hydrogen.[3]) This second atmosphere had ~100 times as much gas as the current atmosphere. It is generally believed that the greenhouse effect, caused by high levels of carbon dioxide, kept the Earth from freezing.
During the next few billion years, water vapor condensed to form rain and oceans, which began to dissolve carbon dioxide. Approximately 50% of the carbon dioxide would be absorbed into the oceans. One of the earliest types of bacteria are the cyanobacteria. Fossil evidence indicates that these bacteria existed approximately 3.3 billion years ago and were the first oxygen producing evolving phototropic organisms. They are responsible for the initial conversion of the earth’s atmosphere from an anoxic (state without oxygen) to an oxic (with oxygen) state. Being the first to carry out oxygenic photosynthesis, they were able to convert carbon dioxide into oxygen playing a major role in oxygenating the atmosphere.
Photosynthesizing plants would evolve and convert more carbon dioxide into oxygen. Over time, excess carbon became locked in fossil fuels, sedimentary rocks (notably limestone), and animal shells. As oxygen was released, it reacted with ammonia to create nitrogen; in addition, bacteria would also convert ammonia into nitrogen.
As more plants appeared, the levels of oxygen increased significantly (while carbon dioxide levels dropped). At first it combined with various elements (such as iron), but eventually oxygen accumulated in the atmosphere — resulting in mass extinctions and further evolution. With the appearance of an ozone layer (ozone is an allotrope of oxygen) lifeforms were better protected from ultraviolet radiation. This oxygen-nitrogen atmosphere is the "third atmosphere".
[தொகு] உசாத்துணைகள்
- The thermosphere: a part of the heterosphere, by J. Vercheval (viewed 1 Apr 2005)
[தொகு] இவற்றையும் பார்க்கவும்
- வளி
- Global warming
- பச்சைவீட்டு விளைவு
- Historical temperature record
- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
- Atmospheric electricity