Atmosphere
ഭൂമിയെ ആവരണം ചെയ്യുന്ന വായുമണ്ഡലം. ജീവന്റെ നിലനില്പും വളര്ച്ചയും അന്തരീക്ഷത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അദൃശ്യവും അസ്പൃശ്യവും പ്രകാശസംക്രമണ ക്ഷമവുമാണ് വായുമണ്ഡലം. ഉയരം കൂടുന്തോറും നേര്ത്തുവരുന്ന ഇതിന്റെ വ്യാപ്തി 1,000 കി.മീ. ആയി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ചുരുക്കം ചില വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതമാണ് വായു. ഇതിന്റെ ഘടകങ്ങള് അന്തരീക്ഷത്തില് പല ഗുണവിശേഷങ്ങളും പ്രകടമാക്കുന്നു. അദ്ഭുതകരങ്ങളായ പ്രക്രിയകള്ക്ക് അവ ഹേതുവായിത്തീരുന്നു. കാറ്റ്, മേഘങ്ങള്, വര്ണരാജികള് തുടങ്ങിയ എല്ലാ പ്രതിഭാസങ്ങളുടെയും ഉറവിടം അന്തരീക്ഷമാണ്.
അന്തരീക്ഷം ഇന്നത്തെ രൂപത്തിലാകുന്നതിനു മുന്പ് വ്യാപകമായ പരിവര്ത്തനങ്ങള്ക്കു വിധേയമായി എന്നും ഇന്നത്തെ അന്തരീക്ഷത്തിന് ഭൌമായുസ്സിന്റെ പത്തിലൊന്ന് പ്രായമേയുള്ളുവെന്നും അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ആരംഭത്തില് അന്തരീക്ഷഘടന ഇന്നത്തേതില് നിന്നും തുലോം വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു. ഹൈഡ്രജന്, ഹീലിയം, നൈട്രജന് എന്നിവയും കുറഞ്ഞ അളവില് ആര്ഗണ്, മീഥേന്, അമോണിയ എന്നിവയുമായിരുന്നു അന്നത്തെ ഘടകവാതകങ്ങള്. തിളച്ചുരുകുന്ന ഭൌമശിലകള് താപനിലയില് അത്യധികമായ വര്ധനം ഉണ്ടാക്കിയതിന്റെ ഫലമായി ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും ഒട്ടാകെത്തന്നെ ശൂന്യാകാശത്തിലേക്കു സംക്രമിച്ചു. പകരം ഭൂമുഖത്തുനിന്നും നിര്ഗമിച്ച നീരാവി, ഗന്ധകബാഷ്പം, കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡ്, സയനൊജന് എന്നീ വാതകങ്ങള് ലയിച്ചുചേര്ന്നു. തുടര്ച്ചയായ താപവികിരണം മൂലം ഭൂമി ക്രമേണ തണുത്തുറഞ്ഞു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നീരാവി ദ്രവീഭവിച്ചു മഴയായി താഴേക്കു വീഴുന്ന ജലം മുഴുവനായി ബാഷ്പീഭവിച്ചു പോകാതെ ഭൂമിയില്ത്തന്നെ തങ്ങിനില്ക്കാവുന്ന ഒരവസ്ഥ ഇതോടെ സംജാതമായി. ഈ അന്തരീക്ഷത്തില് നൈട്രജന്, കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡ്, ആര്ഗണ് എന്നിവയുടെ ആധിക്യമുണ്ടായിരുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തില് ഭൂമിയില് സസ്യജീവിതം നാമ്പെടുത്തു തുടങ്ങി. പ്രകാശസംശ്ളേഷണ(photosynthesis) ഫലമായി കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡിന്റെ ഏറിയ ഭാഗവും ഹരിതസസ്യങ്ങള് അവശോഷണം ചെയ്തു തുടങ്ങിയത് ഓക്സിജന്റെ അംശം അന്തരീക്ഷത്തില് അധികമാകുവാന് കാരണമായി.
വായുവിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങള് നൈട്രജന് (78 ശ.മാ.), ഓക്സിജന് (20.9 ശ.മാ.) എന്നിവയാണ്. നന്നേ ചെറിയ അളവില് കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡും ആര്ഗണ്, നിയോണ് തുടങ്ങിയ നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങളും വായുവില് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
പട്ടിക
ഇവയുടെ അളവില് ചില്ലറ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള് വരാം. അതിനനുസരിച്ച് ഓക്സിജന്റെ അളവിലും വ്യതിയാനം ഉണ്ടാകുന്നു. കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡിന്റെ ശ.ശ. അളവ് 0.03 ശ.മാ. ആണ്. നീരാവിയുടെ അളവില് സ്ഥലകാലഭേദങ്ങളനുസരിച്ച് വ്യതിയാനങ്ങള് വരാവുന്നതാണ്. ആര്ട്ടിക് മേഖലയില് നീരാവിയുടെ വ്യാപ്തമാനം 0.001 ശ.മാ. ആണ്. മധ്യരേഖാപ്രദേശങ്ങളില് അത് 5 ശ.മാ. ആയി വര്ധിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രമുഖമായ ഘടകമാണ് നീരാവി. കാറ്റ്, മഴ തുടങ്ങിയ വിവിധ പ്രകൃതിപ്രക്രിയകള്ക്കും അതോടനുബന്ധിച്ചുള്ള കാലാവസ്ഥാപ്രകാരങ്ങള്ക്കും ഹേതുവായിത്തീരുന്നത് നീരാവിയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളാണ്. നാനാരീതിയില് അന്തരീക്ഷത്തില് കടന്നു കൂടുന്ന മലിനധൂളികള്ക്കും ഇക്കാര്യത്തില് പങ്കുണ്ട്. അന്തരീക്ഷത്തില് സംഘനനക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിന് ഈ സൂക്ഷ്മധൂളികളുടെ സാന്നിധ്യം അനിവാര്യമാണ്.
ഉയര്ന്ന വിതാനങ്ങളില് മാത്രം സാമാന്യമായ തോതില് കണ്ടുവരുന്ന ഓസോണ് (O_3) വാതകമാണ് അന്തരീക്ഷത്തിലെ മറ്റൊരു ഘടകം. സൌരപ്രസരണത്തിലെ അത്യുഗ്രവും വിപല്കരവുമായ അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളെ അരിച്ചെടുത്ത് നിഷ്ക്രിയമാക്കുന്നതില് ഓസോണ് കാര്യമായ പങ്കു വഹിക്കുന്നു.
താണ വിതാനങ്ങളിലൊഴികെ അന്തരീക്ഷഘടന ഏറെക്കുറേ സ്ഥായിയാണ്. അന്തരീക്ഷത്തിലെ താപനില, ഉയരം അടിസ്ഥാനമാക്കി നോക്കുമ്പോള് സ്ഥിരമല്ല. നിശ്ചിത ഉയരങ്ങളില് ക്രമമായ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള് കാണാം. വിവിധ ഉന്നതികളിലെ താപനിലയെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ലേഖ താഴെ ചേര്ത്തിരിക്കുന്നു.
ഗതിശീലമായ വാതകമാണ് വായു. ഒരു സ്ഥലത്തെ വായുവിന്റെ ഘനത്വം അവിടെ ഭൂനിരപ്പിനു മുകളിലുളള വായുനാളത്തിന്റെ ഭാരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഈ ഘനത്വമാണ് അന്തരീക്ഷമര്ദം. സമുദ്രനിരപ്പില് ച.സെ.മീ. ന് 1.054 കി.ഗ്രാം (ച. ഇഞ്ചിന് 1.516 കി.ഗ്രാം) എന്ന തോതിലാണ് മര്ദം അനുഭവപ്പെടുക. മര്ദത്തിന്റെ ഈ മാത്രയ്ക്കാണ് ഒരു 'അറ്റ്മോസ്ഫിയര്' (atmosphere) എന്നു പറയുന്നത്. 2,200 മീ. ഉയരെ വായുമര്ദം പകുതിയാകുന്നു; 18 കി.മീ. പൊക്കത്തിലാവുമ്പോള് പത്തിലൊന്നായി കുറയുന്നു.
താപക്രമം അടിസ്ഥാനമാക്കി അന്തരീക്ഷത്തെ പ്രത്യേക മണ്ഡലങ്ങളായി വിഭജിക്കാവുന്നതാണ്. അന്തരീക്ഷ നിരീക്ഷണ ലോകസംഘടന(W.H.O)യുടെ വിഭജനം താഴെ ചേര്ക്കുന്നു. ഉദ്ദേശ ഉയരങ്ങള് അതതു മണ്ഡലത്തിന്റെ ശ.ശ. അതിര്ത്തികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അക്ഷാംശഭേദങ്ങള്ക്കൊത്ത് ഇതില് വ്യത്യാസങ്ങള് ഉണ്ടാകാം.
Troposphere
അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഏറ്റവും താഴത്തെ മണ്ഡലമാണ് ട്രോപോസ്ഫിയര്. വായുപിണ്ഡത്തിന്റെ മുക്കാല് ഭാഗത്തോളവും ഈ മേഖലയിലാണ്. അന്തരീക്ഷ ജലാംശത്തിന്റെ പത്തില് ഒന്പത് ഭാഗവും ഈ മണ്ഡലത്തില് തങ്ങിനില്ക്കുന്നു. മലിനധൂളികള് വ്യാപിക്കുന്നതും വ്യാപരിക്കുന്നതും ഇവിടെത്തന്നെ. അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭങ്ങളുടേതായ മേഖലയാണ് ഇത്. ഇവയുടെ ഫലമായി ഉണ്ടാകുന്ന അന്യോന്യപ്രക്രിയകളാണ് കാലാവസ്ഥാപ്രകാരങ്ങള്ക്ക് പ്രേരകമാകുന്നത്. സംവഹനരീതിയിലുള്ള ചലനം കാരണം ഈ മണ്ഡലത്തില് വായുവിന്റെ ഗതിശീലം വര്ധിക്കുന്നു. ഭൂഭ്രമണം, കര, കടല് എന്നിവയുടെ ആപേക്ഷികസ്ഥിതി, നിമ്നോന്നതപ്രകൃതി, ഭൂതലഘര്ഷണം എന്നിവയുടെ പ്രഭാവത്തിനു വഴങ്ങി വായു ആഗോളപരിസഞ്ചരണത്തിനു വിധേയമാകുന്നു. വിഭിന്ന സ്വഭാവങ്ങള് ആര്ജിച്ച വായുപിണ്ഡങ്ങള് കൂടിക്കലര്ന്നാണ് ആര്ദ്രോഷ്ണാവസ്ഥയിലെ വ്യതിയാനങ്ങള് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. ഈ മണ്ഡലത്തിലെ താപനില ഉയരത്തിന് ആനുപാതികമായി കുറഞ്ഞുവരുന്നു. ക്രമമായ ഈ താപക്കുറച്ചിലാണ് അന്തരീക്ഷത്തിലെ താപക്ഷയമാനം (laps rate). കി.മീ. ന് 6.5^0C എന്ന തോതിലാണ് ഊഷ്മാവ് കുറയുന്നത്. ട്രോപോമണ്ഡലത്തിന്റെ മുകള്പ്പരപ്പിലെ ശ.ശ. താപനില- 60^0C ആണ്.
ഈ മണ്ഡലത്തിലെ ജലാംശം, കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡ് എന്നിവ സൂര്യാതാപത്തിന്റെ ക്രമവിതരണമുള്പ്പെടെ ഭൂമിയുടെ താപനില സമീകരിക്കുന്നതില് കാര്യമായ പങ്കുവഹിക്കുന്നു.
മധ്യരേഖയോടടുത്ത് ട്രോപോമണ്ഡലത്തിന്റെ സീമ 16-17 കി.മീ. വരെ എത്തുന്നു. എന്നാല് ധ്രുവപ്രദേശങ്ങളില് ഉദ്ദേശം 6-7 കി.മീ. വരെ മാത്രമേ വരൂ.
ട്രോപോസ്ഫിയറിന്റെ തൊട്ടുമുകളിലായുള്ള സീമാമേഖലയാണ് ട്രോപോപാസ്. ഉദ്ദേശം 5 കി.മീ. വ്യാപ്തിയുള്ള ഈ വിതാനത്തില് ഊഷ്മാവു സ്ഥിരമായി നില്ക്കുന്നു. എല്ലാ അക്ഷാംശങ്ങളിലും തുടര്ച്ചയായുള്ള ഒരു മേഖലയല്ല ഇത്. പ്രത്യേക അക്ഷാംശമേഖലകളില് വ്യക്തമായ വിച്ഛിന്നതകള് കാണുന്നു.
Stratosphere
അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളുടെ അവശോഷണം മൂലം താപനില വര്ധിക്കുന്ന മണ്ഡലമാണ് സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയര്. ഊഷ്മാവ് ക്രമേണ ഉയര്ന്ന് ഉദ്ദേശം 50 കി.മീ. ഉയരെ സമുദ്രനിരപ്പിലേതിന് തുല്യമായിത്തീരുന്നു. 12 കി.മീ. മുതല് 30 കി.മീ. വരെ കാണുന്ന ഓസോണ് മണ്ഡലം (Ozonosphere) സ്ട്രാറ്റോ മണ്ഡലത്തിലെ ഒരു ഉപമേഖലയാണ്. അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളുടെ പ്രകാശരാസപ്രക്രിയയുടെ (Photo chemical process) ഫലമായി ഊഷ്മാവ് വര്ധിക്കുന്നതുമൂലം ഓക്സിജന് ഓസോണായും, മറിച്ചും രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. വിനാശകരമായ ഓസോണ്വാതകം ഏറ്റവും കൂടിയ അളവില് (ലക്ഷത്തിലൊരംശം) കാണപ്പെടുന്നത് 35 കി.മീ. ഉയരെയാണ്. ഏറ്റവും താഴത്തെവിതാനങ്ങളില് തീരെയും ഇല്ല. അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളെ അവശോഷിപ്പിക്കുന്നത് പ്രധാനമായും ഓസോണ് ആണ്. ഭൂമിയില്നിന്നും വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ദീര്ഘതരംഗങ്ങളെ സംഗ്രഹിച്ചു മടക്കി അയയ്ക്കുന്നതിലും ഓസോണിനു പങ്കുണ്ട്.
സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറില് ജലാംശം കാണുന്നില്ല. തന്മൂലം മേഘങ്ങളില്ലാത്ത നിര്മല മേഖലയായിരിക്കുന്നു. ഉദ്ദേശം 25 കി.മീ. ഉയരെയായി വല്ലപ്പോഴും മാത്രം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന 'ചിപ്പി' മേഘങ്ങള് (Mother of pearl clouds) സാധാരണമേഘങ്ങളില്നിന്നും വിഭിന്നമാണ്. ആകാശത്തിന്റെ നിറം കടുംനീലയോ കറുപ്പോ ആയി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഈ മണ്ഡലത്തിലെ വായു നന്നേ നേര്ത്തതാണ്. അതു പ്രകാശതരംഗങ്ങളെ അപഭംഗപ്പെടുത്തുകയോ പ്രകീര്ണനവിധേയമാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല. സ്ട്രാറ്റോമണ്ഡലത്തിന്റെ താഴത്തെ വിതാനങ്ങളില് മലിനധൂളികളുടെ ആധിക്യം കാണാം. ഗന്ധകസ്വഭാവമുള്ള ഉല്കാധൂളികളാണ് കൂടുതലായുള്ളത്.
സ്ഥിരദിശകളില് അനുസ്യൂതമായി വീശിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഉപര്യന്തരീക്ഷവാതങ്ങള് (Upper air winds) ഈ മണ്ഡലത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്. 'ജെറ്റ് സ്ട്രീം' എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇവ ആഗോള വാതപരിസഞ്ചരണവ്യവസ്ഥയില് വമ്പിച്ച സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.
സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറിനും തൊട്ടുമുകളിലുള്ള മണ്ഡലമായ മീസോസ്ഫിയറിനും ഇടയ്ക്കുള്ള സ്ഥിര-ഊഷ്മാവിന്റേതായ സീമാമേഖലയാണ് സ്ട്രാറ്റോപാസ്.
മീസോസ്ഫിയറില് ഉയരത്തിന് ആനുപാതികമായി ഊഷ്മാവു കുറയുന്നു. താപക്ഷയമാനം കി.മീ. ന് 3ബ്ബഇ എന്ന തോതിലാണ്. ഉദ്ദേശം 80 കി.മീ. ഉയരത്തിലാവുമ്പോള് താപനില സ്ഥിരമാകുന്നു. ഈ വിതാനമാണ് മീസോപാസ്. ഈ മേഖലയില് സോഡിയം അണുക്കളുടെ ഒരു നേരിയ വീചി ഉടനീളം കാണാം. സാന്ധ്യപ്രകാശ (twilight)ത്തിന്റെ സമവിതരണത്തിനു നിദാനമാവുന്നു എന്നതൊഴിച്ചാല് ശാസ്ത്രീയമായ കൂടുതലറിവ് ഈ വീചിയെക്കുറിച്ചു ലഭിച്ചിട്ടില്ല. കൂടുതല് ഉയരത്തിലേക്കു പോകുന്തോറും അള്ട്രാവയലറ്റ് തരംഗങ്ങളുടെ അവശോഷണം അധികമാകുന്നു. താപവര്ധനത്തിന്റേതായ ഈ മണ്ഡലമാണ് തെര്മോസ്ഫിയര്. ഉദ്ദേശം 400 കി.മീ. ഉയരെ അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവ് ഉദ്ദേശം 2,000^0C ആണ്.
രാസവൈദ്യുത സ്വഭാവങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അന്തരീക്ഷത്തെ ട്രോപോസ്ഫിയര്, ഓസോണോസ്ഫിയര്, അയോണോസ്ഫിയര്, എക്സോസ്ഫിയര് എന്നിങ്ങനെ വിവിധമണ്ഡലങ്ങളായി വിഭജിക്കാം. ഏതാണ്ട് 50 കി.മീ. ന് മുകളിലുള്ള മണ്ഡലമാണ് അയോണോസ്ഫിയര്. ഈ മേഖലയില് സൂര്യാതപത്തിലെ അള്ട്രാവയലറ്റ്, എക്സ്റേ തരംഗങ്ങള് അന്തരീക്ഷവാതകങ്ങളുടെ തന്മാത്രകളെ അയോണീകരിക്കുന്നു. ഗണ്യമായ വൈദ്യുതചാലകത അയോണോസ്ഫിയറിന്റെ സവിശേഷതയാണ്. ഏതാണ്ട് 300 കി.മീ. ഉയരത്തോളം ഈ മണ്ഡലം വ്യാപിച്ചുകാണുന്നു.
അയോണോസ്ഫിയറിലെ ഏറ്റവും ഉയര്ന്ന മണ്ഡലങ്ങളില് ഊര്ധ്വമുഖമായി ചലിക്കുന്ന പരമാണുക്കള് ശൂന്യാകാശത്തിലേക്കു നിഷ്ക്രമിക്കുവാനുള്ള സാധ്യതകളുണ്ട്. ഇവയില് ചിലത് ശൂന്യാകാശത്തില് സ്വന്തമായ പരിഭ്രമണപഥങ്ങളിലൂടെ സഞ്ചരിച്ചു മടങ്ങിയെത്തുന്നു. ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്ന ഈ സൂക്ഷ്മ സാറ്റലൈറ്റുകളെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി പഠനം നടത്തിയ ലൈമാന്സ്പിറ്റ്സെര് ഈ മണ്ഡലത്തെ എക്സോസ്ഫിയര് എന്നു വിളിച്ചു (1949). 640 കി.മീ. നും ഉയരെ ഹൈഡ്രജന് അണുക്കളുടെ ആധിക്യം കാണാം. മണിക്കൂറില് 26,875 കി.മീ. ആണ് ഇവയുടെ ഗതിവേഗം. എക്സോസ്ഫിയറിലെ സാധാരണ താപനില 2,000ബ്ബഇ ആണ്. ഉദ്ദേശം 1,000 കി.മീ. ഉയരത്തോളം ഈ മണ്ഡലം വ്യാപിച്ചുകാണുന്നു.
സൌരപ്രജ്വാല(Solar flares)കളില് നിന്നും വമിക്കുന്ന കണികാമയ വികിരണം (corpuscular radiation) ഉയര്ന്ന അക്ഷാംശമേഖലകളില് വര്ണശബളമായ പ്രകാശവീചികള് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇതാണ് 'അറോറാ' (Aurora) അഥവാ ധ്രുവദീപ്തി. അന്തരീക്ഷത്തിലെ സങ്കീര്ണവും എന്നാല് അതിമനോഹരവുമായ ഒരു പ്രതിഭാസമാണിത്. ഭൂമിയുടെ ആകര്ഷണമേഖലയിലേക്ക് പാഞ്ഞുകയറുന്ന വലുതും ചെറുതുമായ ലക്ഷോപലക്ഷം ഉല്കകള് ഉപരിമണ്ഡലത്തില്വച്ചു തന്നെ കത്തിയെരിഞ്ഞുപോകുന്നു. അന്തരീക്ഷവാതകങ്ങളുടെ അയോണികൃതതന്മാത്രകളുമായുള്ള ഘര്ഷണമാണ് ഇവയെ നശിപ്പിക്കുന്നത്. ഉല്കകള് കത്തിയെരിയുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന പ്രകാശജ്വാലയാണ് കൊള്ളിമീനുകള്
Atmospheric Pressure
വായുവിന്റെ ഭാരം മൂലം ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില് അനുഭവപ്പെടുന്ന മര്ദം. ചില ഗ്രഹങ്ങളുടെ പ്രതലത്തിന്മേലുള്ള അന്തരീക്ഷമര്ദം, ഗുരുത്വാകര്ഷണം കൊണ്ടാണുണ്ടാകുന്നത്. അന്തരീക്ഷമര്ദം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണമാണ് ബാരോമീറ്റര് (Barometer). സമുദ്രനിരപ്പില്നിന്നുള്ള ഉയരം വര്ധിക്കുന്തോറും അന്തരീക്ഷമര്ദം കുറഞ്ഞുവരുന്നു. മര്ദവും (p) ഉയരവും (h) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സൂചിപ്പിക്കുന്ന സമവാക്യം:
∂p/∂h = -gp........................(A)
ഇതില് h-ന്റെ ഒരു ഫലനമാണ് p;h-നെ അപേക്ഷിച്ചുള്ള pയുടെ ആംശിക-അവകലജാങ്കം (partial differential coefficicent) ആണ് (അ);ഴ ഗുരുത്വ ത്വരണവും (gravitatioanl acceleration); P വായുവിന്റെ ഘനത്വവും (density of air).
കൂടുതല് ഉയരത്തിലേക്കു പോകുന്തോറും വായുവിന്റെ ഘനത്വം കുറയുന്നതിനാല് മര്ദവും കുറയുന്നു. വിവിധ സ്ഥലങ്ങളിലെ അന്തരീക്ഷമര്ദം രേഖപ്പെടുത്തിയ ചാര്ട്ടുകള് ഉപയോഗിച്ച് കാലാവസ്ഥാപ്രവചനം സാധിക്കുന്നുണ്ട്.
അന്തരീക്ഷമര്ദം കുറിക്കുന്നതിനുള്ള സി.ജി.എസ്. (C.G.S) ഏകകം, ഡൈന്/സെ.മീ.2 ആണ്. വായുവിന്റെ മര്ദംകൊണ്ട് താങ്ങിനിര്ത്താന് കഴിയുന്നത്ര രസ(mercury)നാളത്തിന്റെ നീളവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തിയും അന്തരീക്ഷമര്ദം സൂചിപ്പിക്കാം. അന്തരീക്ഷവിജ്ഞാന(Meteorology)ത്തില്, മില്ലിബാര് (millibar) എന്ന വ്യുത്പന്ന- ഏകകം (derived unit) ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് (1000 മില്ലിബാര് = 1 ബാര് = 106 ഡൈന്/സെ.മീ.2). 1,013.25 മില്ലിബാറിനെ പ്രമാണ അന്തരീക്ഷമര്ദം (Standard atmosphere ) ആയി അംഗീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.
അന്തരീക്ഷത്തില് ആര്ദ്രവായുവിന്റെ സംഘനന (condensation)ത്തിലൂടെ ഉണ്ടാകുന്ന ജലകണം. വായു അതിപൂരിതാവസ്ഥ (super saturated stage)യിലെത്തുന്നതിനു മുമ്പു തന്നെ നീരാവിക്കു സംഘനനം സംഭവിക്കുന്നു; തണുക്കുന്നതിന്റെ തോതിന് ആനുപാതികമായി ത്വരിതപ്പെടുകയും ചെയ്യും.
സംഘനനത്തിനു പ്രേരകമായി മൂന്നുതരം പ്രക്രിയകളാണുള്ളത്. ആദ്യത്തേത് രുദ്ധോഷ്മ (adiabatic) പ്രക്രിയയാണ്. ഉയര്ന്ന വിതാനങ്ങളിലേക്കുയരുന്ന വായുപിണ്ഡം, തല്സ്ഥാനത്തെ വായുവിനെ തള്ളിമാറ്റുന്ന പ്രവൃത്തിയിലൂടെ സ്വയം തണുക്കും. തത്ഫലമായി പൂരിതമാവുകയും ഓരോ കി.മീ. ഉയരുമ്പോഴും ഘ.മീ.-ന് ഒരു ഗ്രാം എന്ന തോതില് ജലം ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു.
പൂരിതാവസ്ഥ(saturated stage)യിലുള്ള വായു തുഷാരാങ്ക (Dew point)ത്തിലും താണ ഊഷ്മാവിലുള്ള ഏതെങ്കിലുമൊരു തലവുമായി ഏറെസമയം ബന്ധപ്പെട്ടുകഴിഞ്ഞാല് നീരാവി തണുത്തു ജലകണങ്ങളുണ്ടാകുന്നു. നിശാവികിരണ (night radiation)ത്തിലൂടെ തണുക്കുന്ന ഭൂമി ഇത്തരം തലങ്ങള്ക്കുദാഹരണമാണ്. വിഭിന്ന ഊഷ്മാവുകളിലുള്ള രണ്ടു വായുപിണ്ഡങ്ങള് കൂടിക്കലര്ന്ന്, കൂടിയ ഊഷ്മാവിലുള്ള വായു പെട്ടെന്നു പൂരിതമാകുന്നെങ്കിലും ജലകണങ്ങള് ഉണ്ടാകാം. മേല്പറഞ്ഞവയില് ആദ്യത്തെ പ്രക്രിയയാണ് മേഘങ്ങളുടെ രൂപവത്കരണത്തിനു ഹേതു. രണ്ടാമത്തേതു മൂടല്മഞ്ഞുണ്ടാക്കുന്നു.
സംഘനനം നടക്കുന്നത് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ലീനസ്വഭാവമുള്ള സൂക്ഷ്മധൂളികളെ കേന്ദ്രീകരിച്ചാണ്. അന്തരീക്ഷജലകണങ്ങളുടെ അപൂരിതാവസ്ഥയിലെ നിലനില്പ് ഇത്തരം ധൂളികളെ ആശ്രയിച്ചു മാത്രമേ സാധ്യമാകൂ. അന്തരീക്ഷത്തില് ജലകണങ്ങളുടെ വലുപ്പം വര്ധിക്കുന്നതോടൊപ്പം അവ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടാനുള്ള സാധ്യതയും വര്ധിക്കുന്നു. 0.5 ? -ല് കൂടുതല് വ്യാസാര്ധമുള്ള കണങ്ങള്ക്ക് ആപേക്ഷിക ആര്ദ്രത 100 ശ.മാ.-ത്തില് കുറവായാല് നിലനില്ക്കാനാവില്ല.
അന്തരീക്ഷ ജലകണം 00C-ല് താണ ഊഷ്മാവില്പോലും ജലമായി വര്ത്തിക്കുന്നു. സൌരവികിരണ(Solar radiation)ത്തിലെയും ഭൌമവികിരണ(Terrestrial radiation)ത്തിലെയും പ്രത്യേക തരംഗായതിയിലുള്ള ഊര്ജപ്രസരത്തെ അവശോഷണം ചെയ്തും വിസരിപ്പിച്ചും ഭൂമിയുടെ താപബജറ്റ് സമീകരിക്കുന്നതില് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ജലകണങ്ങള് ഗണ്യമായ പങ്കുവഹിക്കുന്നു
അന്തരീക്ഷ നിരീക്ഷണകേന്ദ്രം
നിശ്ചിത മേഖലകളില് പ്രത്യേകസമയങ്ങളിലെ താപനില, ആര്ദ്രത, വായുമര്ദം, കാറ്റിന്റെ ദിശ, വേഗം തുടങ്ങിയവ അളന്നു നിര്ണയിക്കുകയും ഇവമൂലം അന്തരീക്ഷത്തിനുണ്ടാകുന്ന ഭാവഭേദങ്ങളെ നിരീക്ഷിച്ചു വിശകലനം നടത്തുകയും ചെയ്യുന്ന സ്ഥാപനം.
കാലാവസ്ഥാ സൂചനകള്ക്കും അന്തരീക്ഷവിജ്ഞാനീയ സംബന്ധമായ മറ്റു പഠനങ്ങള്ക്കും അടിസ്ഥാനം ഇത്തരം നിരീക്ഷണകേന്ദ്രങ്ങള് വഴി ശേഖരിക്കുന്ന വിവരങ്ങളാണ്. രാപകലില്ലാതെ നിശ്ചിത സമയക്രമമനുസരിച്ച് തിട്ടപ്പെടുത്തുന്ന വിവരങ്ങള്, പ്രവചനം നടത്തുന്ന കേന്ദ്രങ്ങളിലേക്ക് അപ്പപ്പോള് എത്തിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യവസ്ഥകള് നിരീക്ഷണകേന്ദ്രങ്ങളില് ഉണ്ടായിരിക്കും.
ഇന്ത്യയില് അഞ്ചുതരം അന്തരീക്ഷനിരീക്ഷണ കേന്ദ്രങ്ങളാണുള്ളത്. നിശ്ചിതസമയവ്യവസ്ഥയനുസരിച്ച് ആവശ്യമായ എല്ലാ വിവരങ്ങളും ശേഖരിച്ചു പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യാന് പോന്ന ഉപകരണങ്ങളും സന്നാഹങ്ങളുമുള്ളവയാണ് 'കറന്റ് വെതര് സ്റ്റേഷന്' എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആദ്യത്തെ ഇനം. ഇത്രയും സൌകര്യങ്ങളില്ലാതെ പ്രധാനപ്പെട്ട വിവരങ്ങള് മാത്രം രേഖപ്പെടുത്തുന്ന മറ്റൊരുതരം നിരീക്ഷണ കേന്ദ്രങ്ങളാണടുത്തത്. മൂന്നാമത്തെയിനം 'റാവിന്' കേന്ദ്രങ്ങള് എന്നറിയപ്പെടുന്നു (Rawin = Radio+ Wind). ഇവിടങ്ങളില് ഹൈഡ്രജന് നിറച്ച ബലൂണുകള് അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഉയര്ത്തിവിട്ട്, തിയോഡെലൈറ്റുകള് ഉപയോഗിച്ച് അവയുടെ ഗതിയും അതിലൂടെ ഉപരിമണ്ഡലങ്ങളിലെ കാറ്റിന്റെ സ്വഭാവവും നിര്ണയിക്കുന്നു. റേഡിയോ സോണ്ട് (Radio sonde) കേന്ദ്രങ്ങളാണടുത്തത്. ഇവിടെ ഹൈഡ്രജന് ബലൂണുകളോടൊത്ത് വയര്ലസ് ട്രാന്സ്മിറ്ററുകള് കൂടി ഘടിപ്പിക്കുന്നു. ഇവ ഉപര്യന്തരീക്ഷത്തിലെ താപനിലയെയും ആര്ദ്രതയെയും കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങള് ലഭ്യമാക്കുന്നു. ഇവ കൂടാതെ പ്രത്യേക നിരീക്ഷണങ്ങള്ക്കായുള്ള മറ്റു കേന്ദ്രങ്ങളുമുണ്ട്. വര്ഷമാപിനി (Rain gauge) കള് മാത്രമുള്ള അനേകായിരം കേന്ദ്രങ്ങള് വേറെയുണ്ട്.
കരയില് മാത്രമല്ല, കടലിലും ഇത്തരം കേന്ദ്രങ്ങളുടെ ആവശ്യമുണ്ട്. അമേരിക്ക തുടങ്ങിയ വികസിത രാജ്യങ്ങളില് നിശ്ചിത സ്ഥാനങ്ങളില് നങ്കുരമിട്ടു കിടക്കുന്ന കപ്പലുകള് അന്തരീക്ഷനിരീക്ഷണം നടത്തുന്നു. ഇന്ത്യയില് ഈ ആവശ്യം നിര്വഹിക്കുന്നത് ചരക്കുകപ്പലുകളും യാത്രാക്കപ്പലുകളുമാണ്
Atmospheric Pollution
അന്തരീക്ഷത്തില് വിഷവാതകങ്ങളും പുകയും മറ്റു പദാര്ഥങ്ങളും കലരുന്നതുമൂലം ഉണ്ടാകുന്ന മലിനീകരണം. ഭൌമോപരിതലത്തിനു സമീപത്തുള്ള അന്തരീക്ഷ പാളിയായ ട്രോപോസ്ഫിയറിലാണ് സാധാരണയായി വിഷവാതകങ്ങള് ലയിക്കുന്നത്. സാധാരണ ഗതിയില് ഏതാനും മണിക്കൂറുകള്ക്കുള്ളിലോ ദിവസങ്ങള്ക്കുള്ളിലോ ഈ മാലിന്യങ്ങള് അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഉയര്ന്ന വിതാനങ്ങളിലേക്ക് വിലയനം ചെയ്യുകയോ മഴയിലൂടെ താഴേക്ക് നിപതിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു. ഇപ്രകാരം ട്രോപോസ്ഫിയര് സ്വയം ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ട്രോപോസ്ഫിയറിനു മുകളിലുള്ള സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറില് വായുവിന്റെ ചലനം കുറവായതിനാല് അവിടെ മാലിന്യങ്ങള് വര്ഷങ്ങളോളം നശിക്കാതെ കിടക്കും. അതിനാല് സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറില് മാലിന്യങ്ങള് അടിഞ്ഞു കൂടുന്നത് ആപത്കരമാണ്.
അന്തരീക്ഷത്തില് മാലിന്യങ്ങളുടെ സൂക്ഷ്മകണികകളും വിഷവാതകങ്ങളും വ്യത്യസ്ത അളവുകളില് അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. പല വിധത്തിലും പല സ്രോതസ്സുകളില് നിന്നും ആണ് ഈ മാലിന്യങ്ങള് അന്തരീക്ഷത്തിലെത്തിച്ചേരുന്നത്. സമുദ്രജലം ബാഷ്പീകരിച്ചുണ്ടാവുന്ന ലവണകണികകള്, സജീവ അഗ്നിപര്വതങ്ങള് പുറന്തള്ളുന്ന ധൂളികണങ്ങള് വിഷവാതകങ്ങള് തുടങ്ങിയവ നൈസര്ഗിക മാലിന്യങ്ങളാണ്. ഗാര്ഹിക വ്യാവസായിക മാലിന്യങ്ങളും വാഹനങ്ങള് പുറന്തള്ളുന്ന വിഷപുകയും മനുഷ്യനിര്മിത മാലിന്യങ്ങളാണ്.
അന്തരീക്ഷ മാലിന്യങ്ങളെ വാതകങ്ങള് (കാര്ബണ് മോണോക്സൈഡ്), കണികകള് (പുക, കീടനാശിനികള്), അജൈവ വസ്തുക്കള് (ഹൈഡ്രജന് ഫ്ളൂറൈഡ്), ജൈവപദാര്ഥങ്ങള് (മെര്കാപ്റ്റനുകള്), ഓക്സീകാരികള് (ഓസോണ്), നിരോക്സീകാരികള് (സള്ഫറിന്റെയും നൈട്രജന്റെയും ഓക്സൈഡുകള്), റേഡിയോ ആക്ടിവതയുള്ള പദാര്ഥങ്ങള് (I131) നിഷ്ക്രിയ പദാര്ഥങ്ങള് (പരാഗരേണുക്കള്, ചാരം), താപീയ മാലിന്യങ്ങള് (ആണവ നിലയങ്ങള് ബഹിര്ഗമിക്കുന്ന താപം) എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ആഗോളതലത്തില് നാലു വാതകങ്ങളാണ് പ്രധാന മാലിന്യങ്ങളായി കണക്കാക്കിയിരിക്കുന്നത്. അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണത്തിന്റെ 90 ശ.മാ.-ത്തിന്റെയും ഉത്തരവാദികളായ ഇവയെ പ്രാഥമിക മാലിന്യങ്ങള് (Primary Pollutants) എന്നു പറയുന്നു. ഇവ അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള മറ്റു രാസവസ്തുക്കളുമായി സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തില് സംയോജിച്ചു ദ്വിതീയ മാലിന്യങ്ങള് (Secondary pollutants) ഉണ്ടാകുന്നു. 1. സള്ഫര് ഡൈഓക്സൈഡ്, 2. നൈട്രജന് ഓക്സൈഡുകള്, 3. കാര്ബണ് ഓക്സൈഡുകള്, 4. ഹൈഡ്രോകാര്ബണുകള് എന്നിവയും ചാരവും പൊടിയും ആണ് പ്രാഥമിക മാലിന്യങ്ങള്.
ആധുനിക യാന്ത്രികയുഗത്തില് രാസവസ്തുക്കളുടെ വിവിധങ്ങളായ ഉപയോഗങ്ങള് മൂലം ധാരാളം മാലിന്യങ്ങള് അന്തരീക്ഷത്തില് വ്യാപരിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണത്തിന്റെ ദൂരവ്യാപകമായ ഫലങ്ങള് അനവധിയാണ്. ഇതുമൂലം ലോകം ഇന്ന് നേരിടുന്ന മുഖ്യ പ്രശ്നങ്ങള് അമ്ളമഴയും (acid rain) ഓസോണ് പാളിശോഷണവും ആഗോളതാപനവും ആണ്.
പെട്രോളിയം ഇന്ധനങ്ങള് കത്തുമ്പോള് ഉത്പാദിക്കപ്പെടുന്ന നൈട്രജന്റെയും സള്ഫറിന്റെയും ഓക്സൈഡുകള് (NO2, SO2) അന്തരീക്ഷത്തിലെത്തി ഓക്സിജനും നീരാവിയുമായി ചേര്ന്ന് നൈട്രിക്, സള്ഫ്യൂറിക് അമ്ളങ്ങള് ഉണ്ടാകുകയും അമ്ളമഴയായി പെയ്തിറങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ മഴ താഴെ പതിക്കുമ്പോള് മണ്ണില് ചെറിയ തോതിലടങ്ങിയിട്ടുള്ള വിഷലോഹങ്ങള് ലയിച്ച് ജലാശയങ്ങളില് ഒഴുകിയെത്തുന്നു. ഇത് മനുഷ്യനും ജീവജാലങ്ങള്ക്കും ഹാനികരമാകുന്നു. ഇപ്രകാരം ജലാശയങ്ങളില് ലയിച്ചു ചേരുന്ന അലൂമിനിയം മത്സ്യങ്ങളുടെ ശ്വസനാവയവത്തില് ശ്ളേഷമോത്പാദനത്തെ ത്വരിപ്പിച്ച് ശ്വാസതടസ്സം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. അമ്ളമഴ ജലാശയങ്ങളുടെ അമ്ളത വര്ധിപ്പിച്ച് ജലജീവികളുടെ ആവാസവ്യവസ്ഥയെ തകിടം മറിക്കുന്നു. അമ്ളമഴ നേരിട്ടും മണ്ണിന്റെ രാസഘടനയില് മാറ്റം വരുത്തിയും ഭക്ഷ്യചങ്ങലയില് വ്യതിയാനം വരുത്തിയും സസ്യങ്ങളുടെയും ജീവജാലങ്ങളുടെയും നിലനില്പ്പിനു ഭീഷണി ഉയര്ത്തുന്നു.
സൂര്യനില് നിന്ന് ഉത്സര്ജിക്കപ്പെടുന്ന അപകടകാരികളായ അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികള് വര്ധിച്ച തോതില് ഭൌമോപരിതലത്തില് പതിച്ചാല് അത് മനുഷ്യനും ജന്തുക്കള്ക്കും ഹാനികരമാകുകയും ആഗോള ആവാസ വ്യവസ്ഥയെതന്നെ താറുമാറാക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ വികിരണങ്ങളെ തടഞ്ഞുനിര്ത്തുന്ന ഭൂമിയുടെ സ്വാഭാവിക ആവരണമാണ് ഓസോണ്പാളി. സ്ട്രാറ്റോസ്ഫിയറില് സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു നേരിയ വാതക(ഓസോണ്) പാളിയാണിത്. 1970-കളില് അന്റാര്ട്ടിക്കയില് നടത്തിയ ഗവേഷണങ്ങളുടെ ഫലമായും മറ്റും ഈ പാളി ശോഷിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതായി ശാസ്ത്രജ്ഞര് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഫോം നിര്മാണം, ഇലക്ട്രോണിക വ്യവസായം എന്നീ മേഖലകളിലും ശീതീകരണികളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്ളോറോ ഫ്ളൂറോ കാര്ബണുകള് (CFCs) ഓസോണ് തന്മാത്രകളെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നതാണിതിനു കാരണമായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളത്. ഓസോണ് പാളി ശോഷണം നിമിത്തം ഉയര്ന്ന തോതില് അള്ട്രാവയലറ്റ് രശ്മികള് ഭൂമിയില് എത്തുന്നത് ത്വക്ക് അര്ബുദം, തിമിരം, രോഗപ്രതിരോധശക്തി ശോഷണം, സസ്യങ്ങളുടെ ഉത്പാദനക്ഷമതയില് ശോഷണം, സൂക്ഷ്മസസ്യങ്ങളുടെ നാശം എന്നിവയുണ്ടാകുന്നു. ഓസോണ് പാളി സംരക്ഷിക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത മനസ്സിലാക്കി ലോകരാഷ്ട്രങ്ങള് ഓസോണ് ശോഷക വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം പരമാവധി കുറയ്ക്കുവാനായി വിയന്നാ കണ്വെന്ഷന് (1985), മോണ്ട്രിയല് പ്രോട്ടോക്കോള് (1987), ലണ്ടന് (1990), കോപ്പന് ഹാഗന് (1992) ഉടമ്പടികള് തുടങ്ങിയവ ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്.
ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങള് എന്നറിയപ്പെടുന്ന കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡ്, മീഥേന്, നൈട്രസ് ഓക്സൈഡ്, ക്ളോറോഫ്ളൂറോ കാര്ബണുകള്, നീരാവി തുടങ്ങിയ വാതകങ്ങള് ഭൂമിയുടെ ശ.ശ. താപനില വര്ധിക്കുവാന് കാരണമായി തീര്ന്നിട്ടുണ്ട്. ഭൂമിയിലെത്തുന്ന സൂര്യപ്രകാശവും ചൂടും ഗണ്യമായ തോതില് ഭൂമിയില് നിന്നു തിരികെ ബഹിരാകാശത്തേക്ക് വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നുണ്ട്. എന്നാല് മേല്പ്പറഞ്ഞ വാതകങ്ങള് പ്രകാശം, താപരശ്മികളെ ആഗിരണം ചെയ്ത് ഭൂതലത്തിലേക്കു തന്നെ വികിരണം ചെയ്യുന്നതാണ് താപനില ഉയരുവാന് കാരണം. ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവം (green house effect) എന്നാണിതറിയപ്പെടുന്നത്. 19-ാം ശ.-ത്തിന്റെ അന്ത്യം മുതല് 20-ാം ശ.-ത്തിന്റെ അന്ത്യംവരെയുള്ള കണക്കനുസരിച്ച് ആഗോള തലത്തില് കാര്ബണ് ഡൈഓക്സൈഡിന്റെ അളവില് 25 ശ.മാ. വരെ വര്ധനവുണ്ടായിട്ടുള്ളതായും പ്രതിവര്ഷം 0.5 ശ.മാ. എന്ന കണക്കില് വര്ധനവുണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നും കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ ഈ നിലയിലുള്ള വര്ധന തുടര്ന്നാല് 2040-ഓടെ ആഗോളതാപനിലയില് 20 മുതല് 50 വരെ വര്ധനയുണ്ടാകുമെന്ന് പഠനങ്ങള് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷ താപനില ഉയരുന്നത് കാലാവസ്ഥയില് അപ്രതീക്ഷിത മാറ്റങ്ങളുണ്ടാക്കും. ധ്രുവഹിമപാളികളും ഹിമാനികളും ഉരുകി സമുദ്രജലനിരപ്പില് ഗണ്യമായ ഉയര്ച്ച ഉണ്ടാകും. പല ദ്വീപുകളും സമുദ്രതീരപ്രദേശങ്ങളും ഇതോടെ കടലിനടിയിലാകും. ആഗോളതാപനം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന ആപല്ക്കരമായ സ്ഥിതിവിശേഷത്തിനു തടയിടുവാനായി ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ നിര്ഗമനത്തില് വരുത്തേണ്ട വെട്ടിച്ചുരുക്കല് സംബന്ധിച്ച് 160 ലോകരാഷ്ട്രങ്ങള് ചേര്ന്നുണ്ടാക്കിയ ഉടമ്പടിയാണ് ക്യോട്ടോ ഉടമ്പടി (1997).
അന്തരീക്ഷമലിനീകരണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള് ഇന്നു ലോകത്തിന്റെ പലഭാഗത്തും നടന്നുവരുന്നു. ലോക അന്തരീക്ഷ നിരീക്ഷണ സംഘടന (WMO) 1989 മുതല് ആഗോള പരിസ്ഥിതി നിരീക്ഷണ പദ്ധതി (Global Environment Monitoring System) ആവിഷ്ക്കരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ആഗോളതലത്തില് അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണ തോത് (Background Air pollution Monitoring Network) ഓസോണിന്റെ അളവ് എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ് പദ്ധതിയുടെ മുഖ്യലക്ഷ്യം.
നാഷനല് എയര് ക്വാളിറ്റി മോണിറ്ററിങ് നെറ്റ്വര്ക്ക് (National Air Quality Monitoring Network)ഉം നാഷനല് എന്വയണ്മെന്റല് എന്ജിനീയറിങ് റിസര്ച്ച് ഇന്സ്റ്റിറ്റ്യൂ(NEERI)ട്ടും സംസ്ഥാന മലിനീകരണ നിയന്ത്രണസമിതികളും ചേര്ന്നാണ് ഭാരതത്തില് അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണ നിരീക്ഷണ പഠനങ്ങള് നടത്തിവരുന്നത്.
Turbulence
വായുവിന്റെ പ്രവാഹഗതിയിലെ അനിയതമായ ചുഴലികള്. ഭിന്നസ്വഭാവത്തിലുള്ള വായുപിണ്ഡങ്ങള് അന്യോന്യം കൂടിക്കലരുന്നതാണ് ഇത്തരം വിക്ഷോഭത്തിനു കാരണം. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഏറ്റവും താഴത്തെ വിതാനങ്ങളില് വിക്ഷോഭം ഒരു സാധാരണ പ്രക്രിയയാണ്. ഉയര്ന്ന വിതാനങ്ങളില് സംവഹനത്തിനു വിധേയമായ വായുപിണ്ഡങ്ങളുടെ മണ്ഡലം ഒഴിച്ചാല് പൊതുവേ വിക്ഷോഭം അനുഭവപ്പെടുന്നില്ലെന്നു പറയാം. ഇടിമഴയ്ക്കു നിദാനമായ കാര്മേഘങ്ങള്, സാരമായ വിക്ഷോഭങ്ങളുടെ ഫലമായി രൂപം കൊള്ളുന്നവയാണ്. ജെറ്റ് സ്ട്രീമു (Jet stream)കളില് വിക്ഷോഭരഹിതവും ക്രമപ്രവൃദ്ധവുമായ പ്രവാഹമാണുള്ളത്.
അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഒരു വിതാനത്തില്നിന്നും മറ്റൊരു വിതാനത്തിലേക്ക് താപം, ആര്ദ്രത തുടങ്ങിയവ പകരുന്നതിന് വിക്ഷോഭം കാരണമാകുന്നു. തിരശ്ചീനമായ വിസരണം (diffusion) മാത്രമുള്ള ഒരന്തരീക്ഷത്തില് ഇന്നുള്ള കാലാവസ്ഥാപ്രകാരങ്ങള് ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല. ഏറ്റവും താഴത്തെ ഏതാനും മീറ്റര് ഉയരംവരെ ഭൂമിയില്നിന്നും താപം സംക്രമിച്ച് അത്യുഷ്ണമായിരിക്കും; അതിനുപരി ശൈത്യാവസ്ഥയും. ജലാശയങ്ങള്ക്കുയരെ നീരാവി സംപൂര്ണമായ വായു തങ്ങിനിന്ന് തുടര്ന്നുള്ള ബാഷ്പീകരണം തടയുന്നതുമൂലം അന്തരീക്ഷമലിനീകരണം വര്ധിക്കും. ചുരുക്കത്തില്, അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭങ്ങള് ജീവന്റെ നിലനില്പിനുതന്നെ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.
സാധാരണയായി അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭം സൂര്യന്റെ ചായ്വ് അനുസരിച്ചുള്ള ദൈനികവ്യത്യാസം പ്രകടമാക്കുന്നു. ഭൂതലത്തിലെ ചെറിയ തോതിലുള്ള നിമ്നോന്നതികള്പോലും സാമാന്യമായ വിക്ഷോഭങ്ങള്ക്കു പ്രേരകങ്ങളാണ്. എന്നാല് അവ ഒരു നിശ്ചിത ഉയരത്തിനുമീതെ (ഏതാണ്ട് 500 മീ.) വ്യാപിച്ചു കാണുന്നില്ല.
അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭങ്ങള്മൂലം കാറ്റിന്റെ ഗതിയില് കീഴ്മേലുള്ള വലിവുകള് ഉണ്ടായെന്നുവരാം. ഈ മേഖലകളിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്ന വിമാനങ്ങളെ പ്രസ്തുത ഗതിമാറ്റം അല്പമായി ബാധിക്കുമെങ്കിലും അത് അപകടകരമല്ല. കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനങ്ങള്ക്കായി അന്തരീക്ഷസ്ഥിതിയെ വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോള് വ്യോമയാനത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന വലിയ വിക്ഷോഭങ്ങളെ മാത്രമേ പരിഗണിക്കാറുള്ളു.
കടല്ക്കാറ്റിനും കരക്കാറ്റിനും സ്വാധീനതയുള്ള തീരപ്രദേശങ്ങളില് അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭം മൂലമുള്ള സംവഹനം ഇടിമഴയുണ്ടാക്കുന്നു. സൂക്ഷ്മ അന്തരീക്ഷവിജ്ഞാന(Micro meteorology)ത്തില് അന്തരീക്ഷവിക്ഷോഭങ്ങള്ക്ക് ഗണ്യമായ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. താഴത്തെ വിതാനങ്ങളില് വായുവിന്റെ വിവിധ സ്വഭാവങ്ങള് കൈമാറുന്നതില് വിക്ഷോഭങ്ങള്ക്കാണ് മുഖ്യപങ്ക്.
Meteorology
അന്തരീക്ഷ പ്രക്രിയകളുടെ ഭൌതികവും ഗതീയവുമായ ഗുണവിശേഷങ്ങളെക്കുറിച്ചു പഠനം നടത്തുന്ന ശാസ്ത്രശാഖ. നിരീക്ഷണ-പരീക്ഷണാധിഷ്ഠിതവും സിദ്ധാന്തപരവുമായ അറിവുകളെ കൂട്ടിയിണക്കി, അന്തരീക്ഷത്തിലെ പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിവേചിക്കുവാനുള്ള പ്രവിധികളാണ് അന്തരീക്ഷവിജ്ഞാനീയം ഉള്ക്കൊള്ളുന്നത്. കര, കടല്, അന്തരീക്ഷം എന്നിവയ്ക്കിടയ്ക്കുള്ള അന്യോന്യ പ്രക്രിയകളും ഇതിന്റെ പരിധിയില്പെടുന്നു.
ആര്ദ്രോഷ്ണാവസ്ഥാനിരീക്ഷണത്തിലൂടെയുള്ള കാലാവസ്ഥാസൂചന പ്രായോഗികപ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്. അന്തരീക്ഷസ്ഥിതി സ്ഥലകാലഭേദമനുസരിച്ച് അനുസ്യൂതം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. വായുമണ്ഡലത്തിലെ താപം, ഈര്പ്പനില, മര്ദം, സാന്ദ്രത, കാറ്റിന്റെ ദിശ, വേഗം എന്നിവയാണ് അന്തരീക്ഷസ്ഥിതിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങള്; ഇവയുടെ നിരീക്ഷണവും രേഖപ്പെടുത്തലുമാണ് അന്തരീക്ഷ വിജ്ഞാനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം.
ഒരു നിയതകാലയളവിലെ ആര്ദ്രോഷ്ണാവസ്ഥയുടെ മാധ്യ-സ്ഥിതി(ാലമി രീിറശശീിേ)യാണ് കാലാവസ്ഥ. അന്തരീക്ഷസ്ഥിതിയുടെ ചരിത്രപരമായ അവലോകനമാണ് കാലാവസ്ഥാവിജ്ഞാനീയം (Climatology). കാലാവസ്ഥാപ്രകാരങ്ങളുടെ വികാസപരിണാമങ്ങള് വിശ്ളേഷിക്കുന്ന ഉപശാഖയാണ് സാമാസിക-അന്തരീക്ഷ വിജ്ഞാനം
Cloud Electricity
വായുവിലെ ധനാത്മകവും ഋണാത്മകവുമായ ചാര്ജുകള് (positive ane negative charges) വഹിക്കുന്ന അയോണുകളുടെ ചലന പ്രക്രിയ. 1887-ല് ഡബ്ള്യൂ. ലിന്സ് എന്ന ജര്മന് ശാസ്ത്രജ്ഞന്, വായുവിന് വൈദ്യുത ചാലകത (electrical conductivity) ഉണ്ടെന്നു സ്ഥാപിച്ചു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഇടിമിന്നല്പോലുള്ള വൈദ്യുത പ്രതിഭാസങ്ങളില് ഒരു പ്രധാനപങ്കു വഹിക്കുന്നത് ഈ ചാലകതയാണ്. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷം സദാ അയോണന വികിരണങ്ങള്ക്കു (lonizing radiations) വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കയാണ്. ഭൂമിയിലോ അന്തരീക്ഷത്തിലോ ഉള്ള റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് (Radio-active) വസ്തുക്കളില് നിന്നോ കോസ്മിക രശ്മികളില് നിന്നോ ഉദ്ഭവിക്കുന്നവയാണ് ഈ വികിരണങ്ങള്. സമുദ്രനിരപ്പില് ഒരു ഘ.സെ.മീ. വായുവില് ശരാശരി മൂന്ന് അയോണ് ജോടികള് ഓരോ സെക്കന്ഡിലും ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റ
നല്ല കാലാവസ്ഥയില് ഭൂതലത്തിനു മുകളിലുള്ള വായു ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ഇരിപ്പിടമാണെന്ന് 1752-ല് പിയ്റി ചാള്സ് ലമോണിയെ എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞന് കണ്ടുപിടിച്ചു. ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ കീഴ്പോട്ടാണ്; മറ്റൊരുവിധത്തില് പറഞ്ഞാല് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന് ഋണവൈദ്യുതാവേശമാണുള്ളത്. 100 വോ/മീ. വരും ഈ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ അളവ്. പക്ഷേ പൊട്ടന്ഷ്യല് ഗ്രേഡിയന്റി (potential gradient)ന്റെ മൂല്യം എല്ലായ്പോഴും സ്ഥിരമായി നില്ക്കാറില്ല. കാലാവസ്ഥ, സമയം, സ്ഥലം എന്നിവ അനുസരിച്ച് അതിന് വ്യതിയാനങ്ങള് കണ്ടുവരുന്നു. സമുദ്രനിരപ്പില് നിന്നുള്ള ഉയരം മാറുമ്പോഴും വ്യത്യാസമുണ്ടാകുന്നതായി ബലൂണ് പരീക്ഷണങ്ങളില്നിന്നു തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. നല്ല കാലാവസ്ഥയിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലംകൊണ്ട് ധന-അയോണുകള് കീഴ്പോട്ടും ഋണ-അയോണുകള് മേല്പോട്ടുമാണ് നീങ്ങുന്നത്. ഇതിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുത ധാരയുടെ ശരാശരി മൂല്യം രണ്ട് മൈക്രോ ആംപിയര് / കി.മീ.2 ആയിരിക്കും. ബാഹ്യാന്തരീക്ഷത്തില്നിന്ന് ഭൂഗോളത്തിലേക്ക് ആകപ്പാടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ഏതാണ്ട് 1,000 ആമ്പിയറോളം വരും. വലിയ പട്ടണങ്ങളുടെ സമീപമുണ്ടാകുന്ന അന്തരീക്ഷമാലിന്യങ്ങള് വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റിനെ കൂട്ടുകയും, വൈദ്യുത ചാലകതയെ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. മഴ, മൂടല്മഞ്ഞ്, പൊടിക്കാറ്റ്, ഇടി, കൊടുങ്കാറ്റ് എന്നിവയും അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതിയില് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുണ്ടാക്കുന്നു.
ഒരു കൂര്ത്ത വൈദ്യുതവാഹിയെ ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തില് വച്ചാല് ബ്രഷ് ഡിസ്ചാര്ജ് (brush discharge) എന്നു പറയപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത വിസര്ജനം ഉണ്ടാകുന്നതാണ്. അതുപോലെതന്നെ ഉയരം, തീക്ഷണത (sharpness), പൊട്ടന്ഷ്യല് ഗ്രേഡിയന്റ് എന്നിവ വേണ്ടത്ര ഉണ്ടായിരുന്നാല് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള സംവാഹികളില്നിന്നും ഡിസ്ചാര്ജ് ഉണ്ടാകും. ഈ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ലോഹദണ്ഡുകള്, പട്ടങ്ങള് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ബഞ്ചമിന് ഫ്രാങ്ക്ളിന്, ഡാലിബാര്ഡ്, ലമോണിയെ തുടങ്ങിയ ആദ്യകാല ഗവേഷകര് അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തെപ്പറ്റി പഠിച്ചത്. അനൂകൂല സാഹചര്യങ്ങളില് പര്വതശിഖരങ്ങള്, കപ്പലുകളുടെ പാമരങ്ങള് തുടങ്ങിയവ ദീപ്തിവിസര്ജനം നടത്താറുണ്ട്. ഇത് സെന്റ് എല്മോസ് ഫയര് (St.Elmos Fire) എന്ന പേരില് അറിയപ്പെടുന്നു.
അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതികൊണ്ടാണ് ഇടിമിന്നല് ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒരു സെക്കന്ഡില് നൂറോളം ഇടിമിന്നലുകളുണ്ടാകുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. കാര്മേഘങ്ങളില് ശക്തിയേറിയ വൈദ്യുതമണ്ഡലമുണ്ടാകുമ്പോള് ഇടിയുണ്ടാകുന്നു. കാര്മേഘങ്ങളില് വൈദ്യുതിയുണ്ടാകുന്നതിന് പല കാരണങ്ങളുണ്ട്. താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന വലിയ ജലകണങ്ങളും ഹിമകണങ്ങളും മറ്റും പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഋണ-അയോണുകളെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് കാര്മേഘങ്ങള് വൈദ്യുതാവേശിതങ്ങളാകുന്നതെന്ന് സി.റ്റി.ആര്. വില്സണ് എന്ന സ്കോട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന് അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. അതിശീതള(super cooled) ജലകണങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഉറയല്, സംഘട്ടനംകൊണ്ടുള്ള ഘര്ഷണം തുടങ്ങിയവയും മേഘങ്ങളില് വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കും. മേഘങ്ങള്ക്കിടയിലും മേഘത്തില്നിന്നും ഭൂമിയിലേക്കും മിന്നലുകളുണ്ടാകാറുണ്ട്. ഡിസ്ചാര്ജ് കടന്നുപോകുന്ന പാതയിലുള്ള തന്മാത്രകളും അണുകണങ്ങളും ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ അയോണീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ടാണ് മിന്നലിന് ശോഭയുണ്ടാകുന്നത്. മേഘങ്ങളിലെ പൊട്ടന്ഷിയല് വ്യത്യാസം ഏതാണ്ട് 2.8*108 വോള്ട്ട് ആയിരിക്കുമെന്ന് വിമാനങ്ങളുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള് വെളിവാക്കുന്നു. 20 സെക്കന്ഡില് ഒരു മിന്നല് തരുന്ന മേഘം തുടര്ച്ചയായി 3 * 105 കി.വാ. വൈദ്യുത-ഊര്ജത്തെ മിന്നലിന്റെ രൂപത്തില് നഷ്ടപ്പെടുത്തിക്കളയുന്നുണ്ട്. ഇത് മേഘം സംഭരിക്കുന്ന ആകെയുള്ള വൈദ്യുത-ഊര്ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമേ ആകുന്നുള്ളു.
അവസാനം പരിഷ്കരിച്ചത് : 7/28/2020
കൂടുതല് വിവരങ്ങള്
കൂടുതല് വിവരങ്ങള്
ഇ-മാലിന്യവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിവരങ്ങൾ
കൂടുതല് വിവരങ്ങള്