वायुमण्डल, पवनें, जलमण्डल, महासागरीय धाराएँ व जलसन्धियाँ

भाग 1: वायुमण्डल का संगठन, संरचना एवं सूर्यातप

वायुमण्डलीय घटना के अध्ययन को मौसम विज्ञान कहा जाता है. वायुमण्डल का विस्तार सागर तल से 90 किमी. से 1,000 किमी. की ऊँचाई तक पाया जाता है. वायुमण्डल में जलवाष्प की मात्रा इसके कुल आयतन का 4 से 5 प्रतिशत होती है (ध्रुवीय क्षेत्रों में 1% तथा उष्ण-आर्द्र प्रदेशों में 4%).

1. वायुमण्डल का गैस संगठन (50 किमी. की ऊँचाई तक)

वायुदाब मापन बैरोमीटर की सहायता से किया जाता है तथा जलवायु वैज्ञानिकों द्वारा इसकी इकाई को 'मिलीबार' कहा जाता है. एक मिलीबार एक वर्ग सेण्टीमीटर क्षेत्रफल पर एक ग्राम भार के बल के बराबर होता है.

2. वायुमण्डलीय परतें (Atmospheric Layers)

1. क्षोभमण्डल या अधोमण्डल (Troposphere) — यह 12 किमी. की ऊँचाई तक फैला है. इसमें ऊँचाई बढ़ने पर प्रति 165 मीटर पर 1°C तापमान कम होता है (तापमान 17°C से घटकर -53°C हो जाता है). मौसम सम्बन्धी अधिकांश परिवर्तन (आँधी, बादल, वर्षा) इसी में होते हैं. संवहन धाराओं की उपस्थिति के कारण इसे संवहन मण्डल भी कहते हैं. इसकी ऊपरी सीमा को क्षोभ सीमा (Tropopause) कहा जाता है.
2. समतापमण्डल (Stratosphere) — यह 12 किमी. से 50 किमी. की ऊँचाई तक फैला है. इसमें 10 से 50 किमी. की ऊँचाई तक ओजोन गैस विद्यमान है (ओजोन मण्डल), जो सर्वाधिक सघन 22 किमी. की ऊँचाई पर है. यह हानिकारक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है. इसमें तापमान -53°C से बढ़कर 7°C हो जाता है. यहाँ आँधी, वर्षा, बादल न होने के कारण यह भाग शान्त रहता है.
3. मध्यमण्डल (Mesosphere) — यह 50 किमी. से 80 किमी. तक फैला है, जहाँ ऊँचाई के साथ तापमान में ह्रास होता है और 80 किमी. की ऊँचाई पर तापमान -100°C हो जाता है.
4. आयनमण्डल या तापमण्डल (Ionosphere / Thermosphere) — यह 80 किमी. से 500 किमी. तक फैला है, जहाँ तापमान -93°C से बढ़कर 427°C हो जाता है. इसमें सूर्य की एक्स-किरणों व पराबैंगनी किरणों द्वारा वायु आयनित (Ionised) हो जाती है. पृथ्वी से प्रेषित रेडियो तरंगें इसी मण्डल से परावर्तित होकर वापस आती हैं.
5. बाह्य मण्डल (Exosphere) — यह 640–1000 किमी. के मध्य स्थित है, जहाँ विद्युत आवेशित कणों की प्रधानता होती है तथा नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, हीलियम व हाइड्रोजन की अलग-अलग परतें होती हैं.

3. सूर्यातप (Insolation) एवं तापमान का प्रतिलोमन

• सूर्यातप — पृथ्वी द्वारा प्राप्त सौर विकिरण को सूर्यातप कहते हैं, जो लघु तरंगों के रूप में पहुँचती है. ऊष्मा की कुल 100 इकाइयों में से 35 इकाइयाँ धरातल पर पहुँचने से पहले ही अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाती हैं (6 इकाइयाँ वायुमण्डल की ऊपरी परत से, 27 इकाइयाँ बादलों से तथा 2 इकाइयाँ पृथ्वी के धरातल से). किसी भी सतह से परावर्तित होने वाली सूर्यातप की मात्रा के अनुपात को एल्बीडो कहते हैं (पृथ्वी का एल्बीडो 35 है). पृथ्वी का औसत तापमान 15°C है. पूर्वी साइबेरिया में स्थित बर्खोयांस्क को पृथ्वी का शीत ध्रुव कहा जाता है.
• तापमान का प्रतिलोमन (Temperature Inversion) — सामान्यतः ऊँचाई के साथ तापमान घटता है, परन्तु इसके विपरीत स्थिति (ऊँचाई के साथ तापमान का बढ़ना) को तापीय प्रतिलोमन कहते हैं, जो पर्वतीय क्षेत्रों में ढालों पर ठंडी हवा के नीचे बैठने से होता है.

भाग 2: वायुदाब पेटियाँ एवं विश्व की प्रमुख पवनें

1. वायुदाब की पेटियाँ (Pressure Belts)

पृथ्वी के धरातल पर वायुदाब की पेटियों को दो भागों— ताप जनित तथा गति जनित में विभाजित किया जाता है:

1. विषुवतरेखीय निम्न वायुदाब की पेटी (ताप जनित) — यह विषुवत रेखा से 10° उत्तरी और दक्षिणी अक्षांशों के मध्य स्थित है, जहाँ संवहन धाराओं के कारण क्षैतिज प्रवाह नहीं होता; इसे 'शान्त पेटी' या **डोलड्रम** कहते हैं.
2. उपोष्ण उच्च वायुदाब की पेटी (गति जनित) — यह दोनों गोलार्द्धों में 35° अक्षांशों के निकट स्थित है, जहाँ विषुवत रेखा से उठी हवाएँ नीचे उतरती हैं। इसे **अश्व अक्षांश (Horse Latitude)** भी कहते हैं.
3. उपध्रुवीय निम्न वायुदाब की पेटियाँ (गति जनित) — ये दोनों गोलार्द्धों में आर्कटिक और अंटार्कटिक वृत्तों से 45° उत्तरी और दक्षिणी अक्षांशों तक विस्तृत हैं.
4. ध्रुवीय उच्च वायुदाब की पेटियाँ (ताप जनित) — ध्रुवों के निकट निम्न तापमान के कारण यहाँ वायुदाब सदैव उच्च रहता है.

मानचित्र पर समान वायुदाब वाले स्थानों को मिलाने वाली कल्पित रेखाओं को समदाब रेखाएँ (Isobars) कहते हैं. पृथ्वी के घूर्णन के कारण हवाएँ मूल दिशा से विक्षेपित हो जाती हैं, इसे कॉरिऑलिस प्रभाव या कॉरिऑलिस बल कहते हैं। इसके कारण उत्तरी गोलार्द्ध की पवनें अपनी दाईं ओर तथा दक्षिणी गोलार्द्ध की पवनें अपनी बाईं ओर विक्षेपित होती हैं, इसे **फेरल का नियम** कहते हैं.

2. विश्व की प्रमुख स्थानीय पवनें (Local Winds)

भाग 3: आर्द्रता, बादल, वर्षण एवं चक्रवात

1. आर्द्रता (Humidity) एवं संघनन

• निरपेक्ष, सापेक्ष व विशिष्ट आर्द्रता — वायु के प्रति इकाई आयतन में विद्यमान जलवाष्प की मात्रा को निरपेक्ष आर्द्रता (ग्राम प्रति घनमीटर) कहते हैं. किसी भी तापमान पर वायु में उपस्थित जलवाष्प तथा उसी तापमान पर वायु की आर्द्रता सामर्थ्य के अनुपात को सापेक्ष आर्द्रता (%) कहते हैं. वायु के प्रति इकाई भार में जलवाष्प के भार को विशिष्ट आर्द्रता (ग्राम प्रति किलोग्राम) कहा जाता है. जल के गैसीय अवस्था से द्रव अवस्था में बदलने की प्रक्रिया को संघनन कहते हैं. ओस, पाला, कुहरा, कुहासा, बादल इसके विभिन्न रूप हैं. वायु जिस तापमान पर संतृप्त होती है उसे ओसांक (Dew Point) कहते हैं.
• वर्षण के प्रकार:
  1. संवहनीय वर्षा (Convectional Rainfall) — धरातल के अत्यधिक गर्म होने के फलस्वरूप संवहन धाराओं द्वारा होने वाली वर्षा, जो विषुवतीय क्षेत्रों में मुसलाधार होती है.
  2. चक्रवातीय वर्षा (Cyclonic Rainfall) — चक्रवातों के कारण दो विपरीत वायुराशियों (शीतोष्ण कटिबन्ध) के मिलने से होने वाली वर्षा, जो उत्तरी भारत में शीतकाल में होती है.
  3. पर्वतीय वर्षा (Orographic Rainfall) — गर्म और आर्द्र वायु जब पर्वत श्रेणी जैसे अवरोधों से टकराकर ऊपर उठती है तो वर्षा होती है। पर्वत के पीछे का भाग 'वृष्टि-छाया क्षेत्र' (Rain-shadow zone) कहलाता है.

2. चक्रवात (Cyclones) एवं प्रतिचक्रवात (Anti-Cyclone)

• चक्रवात — जब वायुदाब में अंतर पड़ने के कारण केन्द्र में निम्न दाब (Low) और चारों ओर उच्च दाब होता है, तो हवाएँ चक्राकार प्रतिरूप बनाती हैं, जिसे चक्रवात कहते हैं. चक्रवात में वायु के चलने की दिशा उत्तरी गोलार्द्ध में घड़ी की सुइयों के विपरीत (Anticlockwise) तथा दक्षिणी गोलार्द्ध में घड़ी की सुइयों की दिशा (Clockwise) में होती है. विभिन्न क्षेत्रों में नाम: हरीकेन (कैरिबियन सागर व मैक्सिको), टाइफून (चीन, फिलीपींस, जापान), साइक्लोन (हिन्द महासागर), विली-विली (ऑस्ट्रेलिया), टॉरनेडो (दक्षिण एवं पूर्वी अमेरिका).
• प्रतिचक्रवात (Anti-Cyclone) — यह वृत्ताकार समदाब रेखाओं द्वारा घिरा हवा का ऐसा क्रम है जिसके केन्द्र में वायुदाब अधिक (High) होता है और बाहर की ओर घटता जाता है. इसमें हवाएँ केन्द्र से परिधि की ओर चलती हैं, तथा इनकी दिशा उत्तरी गोलार्द्ध में क्लॉकवाइज व दक्षिणी गोलार्द्ध में एंटी-क्लॉकवाइज होती है.

भाग 4: जलमण्डल (Hydrosphere) — गर्त, धाराएँ एवं लवणता

भूमण्डल के लगभग 70.8% भाग पर जल है. दक्षिणी गोलार्द्ध में 84% जल और 16% स्थल तथा उत्तरी गोलार्द्ध में 40% जल और 60% स्थल भाग है.

1. महासागरीय गर्त (Oceanic Deeps)

2. महासागरीय धाराएँ (Ocean Currents)

* हिन्द महासागर की धाराओं में: उत्तरी हिन्द महासागर में ऋतुओं के अनुसार मानसूनी पवनों की दिशा बदलने से धाराओं की दिशा बदल जाती है. मोजाम्बिक धारा और अगुलहास धारा गर्म हैं, जबकि पश्चिमी ऑस्ट्रेलियाई धारा ठंडी प्रकृति की है.

3. महासागरीय लवणता (Salinity)

सागरीय जल के भार एवं उसमें घुले हुए पदार्थों के भार के अनुपात को सागरीय लवणता कहा जाता है, जिसे ग्राम प्रति हजार ग्राम (‰) के रूप में व्यक्त करते हैं. समुद्री जल की औसत लवणता लगभग 35‰ है.

• लवणों का घटता क्रम — सोडियम क्लोराइड (NaCl - 77.8%) > मैग्नीशियम क्लोराइड (MgCl₂ - 10.9%) > मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO₄ - 4.7%) > कैल्शियम सल्फेट (CaSO₄ - 3.6%).
• सर्वाधिक लवणता वाले क्षेत्र — कर्क तथा मकर रेखाओं के बीच (35° अक्षांश निकट) लवणता सबसे ज्यादा होती है. विश्व में सबसे ज्यादा लवणता **वान झील (टर्की) — 330‰**, मृत सागर (इजरायल, जॉर्डन) — 240‰, तथा साल्ट लेक (अमेरिका) — 220‰ में मिलती है. महासागरों में सर्वाधिक लवणता उत्तरी अटलांटिक महासागर के सारगैसो क्षेत्र (38%) में मिलती है. समान खारेपन वाले स्थानों को मिलाने वाली रेखा को समलवण रेखा (Isohaline) कहते हैं.

भाग 5: विश्व की 30 प्रमुख जलसन्धियाँ (Straits)