Best Notes for HCS Exam Prelims and Mains | IAS | UPSC Preparation

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Structure and composition of Atmosphere

Atmosphere

  • Earth is enveloped by a deep blanket of gases extending several thousands of kilometres above its surface. This gaseous cover of the earth is known as the atmosphere.
  • Like land (lithosphere) and water (hydrosphere), the atmosphere is an integral part of the earth.

Atmospheric pressure:

  • The air exerts pressure on earth’s surface by virtue of its weight. This pressure is called atmospheric pressure.
  • Atmospheric pressure is the most important climatic element.
  • The atmospheric pressure at sea level is 1034 gm per square centimeter.

Role of earth’s atmosphere

  • The atmosphere contains various gases like oxygen, carbon dioxide, nitrogen etc.
  • Plants require carbon dioxide to survive while animals and many other organisms need oxygen for their survival.
  • The atmosphere supplies these life giving gases.
  • Atmosphere regulates the entry of solar radiation.

Gases of the atmosphere:

  • Nitrogen and oxygen are the two main gases in the atmosphere and 99 percentage of the atmosphere is made up of these two gases.
  • Other gases like argon, carbon dioxide, neon, helium, hydrogen, etc. form the remaining part of the atmosphere.
  • The portion of the gases changes in the higher layers of the atmosphere in such a way that oxygen will be almost negligible quantity at the heights of 120 km.

Best Notes

वायुमंडल

  • पृथ्वी अपनी सतह से हजारों किलोमीटर ऊपर तक है जिस पर बहुत सी गैसों का आवरण है | गैसों का यह आवरण वायुमंडल कहलाता है |
  • भूमि (स्थलमंडल) एवं जल (जलमंडल) की तरह वायुमंडल पृथ्वी का अभिन्न अंग है।

वायुमण्डलीय दाब:

  • वायु अपने भार के आधार पर पृथ्वी की सतह पर दाब उत्पन्न करती है इस दाब को वायुमंडलीय दाब कहा जाता है।
  • वायुमंडलीय दाब सबसे महत्वपूर्ण जलवायु तत्व है।
  • समुद्र स्तर पर वायुमंडलीय दाब  1034 ग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर है।

धरती के वायुमंडल की भूमिका

  • वायुमंडल में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन आदि जैसी  विभिन्न गैसें शामिल हैं।
  • पौधों को जीवित रहने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता होती है, जबकि जानवरों और कई अन्य जीवों को उनके अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
  • वायुमंडल इन जीवन देने वाले गैसों की आपूर्ति करता है।
  • वायुमंडल सौर विकिरण के प्रवेश का विनियमन करता है।

वायुमंडल में उपस्थित विभिन्न गैस

  • नाइट्रोजन और ऑक्सीजन वायुमंडल में दो मुख्य गैस हैं और 99 प्रतिशत वायुमंडल इन दो गैसों से बना है।
  • आर्गेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नीयन, हीलियम, हाइड्रोजन, आदि जैसे अन्य गैसों के द्वारा वायुमंडल का शेष निर्मित है |
  • वायुमंडल की उच्च परतों में वायु के हिस्से में बदलाव आता रहता है , जैसे की वायुमंडल की सतह से  120 किलोमीटर की ऊंचाई पर ऑक्सीजन लगभग नगण्य है |

Gases of the atmosphere

Oxygen:

  • Oxygen, although constituting only 21% of total volume of atmosphere, is the most important component among gases.
  • All living organisms inhale oxygen.
  • Besides, oxygen can combine with other elements to form important compounds, such as, oxides.

Carbon dioxide:

  • It is transparent to the incoming solar radiation (insolation) but opaque to the outgoing terrestrial radiation.
  • It absorbs a part of terrestrial radiation and reflects back some part of it towards the earth’s surface.
  • Largely responsible for the greenhouse effect.

Nitrogen:

  • Nitrogen accounts for 78% of total atmospheric volume.
  • It is a relatively inert gas, and is an important constituent of all organic compounds.
  • The main function of nitrogen is to control combustion by diluting oxygen.

Water Vapour

  • Gases form of water present in the atmosphere is called water vapour.
  • Source of all kinds of precipitation.
  • The amount of water vapour decreases with altitude.
  • It also decreases from the equator (or from the low latitudes) towards the poles (or towards the high latitudes).

वायुमंडल के गैस

ऑक्सीजन:

  • ऑक्सीजन, यद्यपि यह वायुमंडल की कुल मात्रा का केवल 21% ही है, परन्तु सभी गैसों के बीच सबसे महत्वपूर्ण घटक है।
  • सभी जीवित प्राणी ऑक्सीजन द्वारा श्वास लेते है।
  • इसके अलावा, ऑक्सीजन अन्य तत्वों के साथ संयोजन करके महत्वपूर्ण यौगिकों का निर्माण कर सकती है जैसे की ऑक्साइड |

कार्बन डाइआक्साइड:

  • यह पृथ्वी की सतह पर प्रवेश करने वाले सौर विकिरण (आतपन) के लिए पारदर्शी है, लेकिन बाहर जाने वाले स्थलीय विकिरण के लिए अपारदर्शी है।
  • यह स्थलीय विकिरण के एक भाग को अवशोषित करता है और पृथ्वी की सतह की ओर इसके कुछ हिस्से को परावर्तित कर देता है |
  • यह ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए बड़े पैमाने पर जिम्मेदार है ।

नाइट्रोजन:

  • सम्पूर्ण वायुमंडल में  78% हिस्सा नाइट्रोजन है।
  • यह एक अपेक्षाकृत निष्क्रिय गैस है, और सभी कार्बनिक यौगिकों का एक महत्वपूर्ण घटक है।
  • नाइट्रोजन का मुख्य कार्य ऑक्सीजन को कम करके दहन को नियंत्रित करना है।

जलवाष्प

  • वायुमंडल में मौजूद जल के गैसीय रूप को  जलवाष्प कहा जाता है |
  • यह सभी प्रकार की वर्षा का स्रोत है ।
  • ऊंचाई के साथ जलवाष्प की मात्रा घट जाती है |
  • यह भूमध्य रेखा से (या निम्न अक्षांशों से) ध्रुव की ओर (या उच्च अक्षांशों की ओर) घट जाती है |

Major greenhouse gases

Troposphere

  • Lowermost layer of the atmosphere.
  • The height of this layer is about 18 km on the equator and 8 km on the poles.
  • The thickness of the troposphere is greatest at the equator because heat is transported to great heights by strong convectional currents.
  • Troposphere contains dust particles and water vapour.

Stratosphere:

  • Found just above the troposphere.
  • Extends up to a height of 50 km.
  • The temperature remains almost the same in the lower part of this layer up to the height of 20 km.
  • After this, the temperature increases slowly with the increase in the height.
  • The temperature increases due to the presence of ozone gas in the upper part of this layer.

Mesosphere:

  • Third layer of the atmosphere spreading over the stratosphere.
  • Extends up to a height of 80 km.
  • In this layer, the temperature starts decreasing with increasing altitude and reaches up to 100 degree Celsius at the height of 80 km.
  • Meteors or falling stars occur in this layer.

Thermosphere:

  • This layer is located between 80 and 400 km above the mesopause.
  • It contains electrically charged particles known as ions, and hence, it is known as the ionosphere.
  • Radio waves transmitted from the earth are reflected back to the earth by this layer and due to this, radio broadcasting has become possible.

महत्पूर्ण हरित गृह गैसे

क्षोभ मंडल :

  • यह वायुमंडल का सबसे निचला मंडल है |
  • इस मंडल की ऊँचाई विषुवत रेखा पर 18 किमी और ध्रुवों पर 8 किमी है |
  • विषुवत रेखा पर क्षोभ मंडल की मोटाई सबसे अधिक होती है क्योंकि उष्मा तेज संवहक धाराओं द्वारा काफी उंचाई तक पहुंचा दी  जाती है |
  • क्षोभ मंडल में धूलकण और जल वाष्प होते हैं |

समताप मंडल :

  • यह क्षोभ मंडल के ठीक ऊपर पाया जाता है |
  • यह 50 कि.मी. तक फैला हुआ है |
  • इस मंडल के निचले भाग में  20 किमी तक तापमान लगभग एक समान रहता है |
  • इसके बाद, जैसे-जैसे उंचाई बढती है तापमान में धीरे-धीरे बढ़ोत्तरी होती जाती है |
  • इस मंडल के ऊपरी भाग में ओज़ोन गैस की उपस्थिति के कारण तापमान में वृद्धि होती जाती है |

मध्यमंडल :

  • यह समताप मंडल के ऊपर फैली  वायुमंडल की तीसरी परत है |
  • यह 80 किमी तक यह फैला हुआ है |
  • इस मंडल में, तापमान ऊँचाई में बढ़ोत्तरी के साथ घटना शुरू हो जाता है और 80 किमी की ऊंचाई पर यह 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुच जाता है |
  • इस मंडल में ही टूटते तारे या जलते उल्का पाए जाते है |

तापमंडल :

  • यह परत मध्यमंडल के ऊपर 80 और 400 किमी के बीच फैली  है |
  • इस मंडल में विद्युत् आवेशित  कण होते हैं, जिन्हें आयन कहा जाता है, इसलिए इसे आयनमंडल भी कहा जाता है |
  • पृथ्वी  द्वारा प्रेषित रेडियो तरंगे इस मंडल द्वारा वापस पृथ्वी  की ओर परावर्तित कर दी जाती हैं, जिसके कारण रेडियो प्रसारण संभव हो पाया है |

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