प्रस्तावना :-
वायुमंडल में ऊर्जा और ऊष्मा का एकमात्र स्रोत सूर्य है, लेकिन यह सीधे तौर पर इसे प्रभावित नहीं करता है। उदाहरण के लिए, जब हम पहाड़ पर चढ़ते हैं या वायुमंडल में सूर्य की ओर ऊपर जाते हैं, तो ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान बढ़ने के बजाय घटता है।
ऐसा वायुमंडल को गर्म करने की प्रक्रिया की जटिलता के कारण होता है। चार प्रक्रियाएँ हैं जो वायुमंडल को सीधे गर्म करती हैं।
पृथ्वी के वायुमंडल के गर्म होने का कारण है :-
विकिरण –
जब ऊष्मा स्रोत से ऊष्मा तरंगों के माध्यम से सीधे किसी वस्तु तक पहुँचती है, तो इस प्रक्रिया को विकिरण कहते हैं। इस प्रक्रिया में ऊष्मा अंतरिक्ष के माध्यम से स्थानांतरित होती है। पृथ्वी द्वारा प्राप्त और उससे उत्सर्जित अधिकांश ऊष्मीय ऊर्जा विकिरण द्वारा स्थानांतरित होती है।
वायुमंडल लघु तरंगों के लिए पारगम्य और दीर्घ तरंगों के लिए अभेद्य है। यही कारण है कि पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा या स्थलीय विकिरण के कारण वायुमंडल सौर विकिरण की तुलना में अधिक गर्म होता है।
विकिरण प्रक्रिया के लिए उल्लेखनीय तथ्य हैं –
- सभी वस्तुएँ, चाहे वे गर्म हों या ठंडी, निरंतर ऊर्जा का विकिरण करती हैं।
- किसी वस्तु का तापमान उसके विकिरण की तरंगदैर्घ्य निर्धारित करता है।
- गर्म वस्तुएं ठंडी वस्तुओं की तुलना में प्रति इकाई क्षेत्र में अधिक ऊर्जा विकीर्ण करती हैं।
- तापमान और विकिरण की तरंगदैर्घ्य के बीच विपरीत संबंध होता है। कोई वस्तु जितनी अधिक गर्म होगी, उसकी उत्सर्जित तरंगदैर्घ्य उतनी ही लघु होगी।
- सौर विकिरण (सूर्यातप) पृथ्वी की सतह पर लघु तरंगों के रूप में पहुँचता है, और पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित ऊष्मीय ऊर्जा दीर्घ तरंगों के रूप में होती है।
चालन –
जब अलग-अलग तापमान वाली दो वस्तुएँ एक दूसरे के संपर्क में आती हैं, तो ऊष्मा ऊर्जा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर जाती है और इस प्रक्रिया को चालन कहते हैं। चालन के माध्यम से ऊष्मा ऊर्जा का प्रवाह तब तक जारी रहता है जब तक कि दोनों वस्तुओं का तापमान बराबर न हो जाए या उनका संपर्क टूट न जाए।
वायुमंडल में चालन प्रक्रिया उस क्षेत्र में संचालित होती है जहाँ वायुमंडल पृथ्वी की सतह के संपर्क में आता है। हालाँकि, चालन प्रक्रिया वायुमंडल को गर्म करने में बहुत छोटी भूमिका निभाती है; क्योंकि चालन का प्रभाव केवल ज़मीन के सबसे नज़दीकी हवा पर ही महसूस होता है।
संवहन –
वायु के सामान्यतः ऊपर की ओर गति के कारण ऊष्मा का स्थानांतरण संवहन कहलाता है। पृथ्वी से विकिरण या चालन द्वारा वायुमंडल की निचली परतें गर्म हो जाती हैं। हवा गर्म होकर फैलती है। इसका घनत्व घटता है और यह ऊपर उठती है।
गर्म हवा के लगातार ऊपर की ओर गति करने के कारण वायुमंडल की निचली परतों में खाली जगह बन जाती है। इस खाली जगह को भरने के लिए ऊपर से ठंडी हवा नीचे आती है, जिससे संवहन धाराएँ बनती हैं।
संवहन धाराओं में ऊष्मा का स्थानांतरण नीचे से ऊपर की ओर होता है और इस प्रकार वायुमंडल धीरे-धीरे गर्म होता जाता है।
अभिवहन –
पवन एक स्थान से दूसरे स्थान पर ऊष्मा का स्थानांतरण करती हैं। यदि कोई स्थान गर्म क्षेत्रों से आने वाली पवनों के मार्ग में पड़ता है, तो उसका तापमान बढ़ जाएगा।
यदि वह ठंडे क्षेत्रों से आने वाली पवनों के मार्ग में पड़ता है, तो उसका तापमान गिर जाएगा। पवनों द्वारा ऊष्मा के क्षैतिज स्थानांतरण को अभिवहन कहा जाता है।
