65 इकाइयाँ अंदर, 65 इकाइयाँ बाहर
भूमि, वायु और अंतरिक्ष के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होते हुए भी पूरा संतुलन
परावर्तित
सूर्यातप की 35 इकाइयाँ बिना अवशोषित हुए सीधे अंतरिक्ष में लौट जाती हैं।
अवशोषित
51 इकाइयाँ पृथ्वी की सतह तक पहुँचती हैं और बाद में ऊष्मा के रूप में बाहर विकिरित होती हैं।
ताप ह्रास दर
सामान्यतः हर 1,000 मीटर ऊपर जाने पर तापमान 6.5 डिग्री C कम हो जाता है।
तापमान व्युत्क्रमण
सर्दियों की साफ और शांत रातों में तापमान घटने का यह सामान्य क्रम उलट जाता है।
वायु कैसे गर्म होती है
ज़रूरी बातेंऊष्मा के स्थानांतरण के चार तरीके
- चालन में एक-दूसरे के संपर्क में मौजूद दो वस्तुओं के बीच सीधे ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। जैसे, भूमि अपने ठीक ऊपर की वायु को गर्म करती है। यह प्रक्रिया तब तक चलती है, जब तक दोनों का तापमान समान न हो जाए।
- संवहन में भूमि के पास की गर्म वायु ऊपर उठती धाराओं के रूप में ऊँचाई पर जाती है। वायु का यह ऊर्ध्वाधर मिश्रण मुख्य रूप से होता है क्षोभमंडल में। केवल कुछ बहुत शक्तिशाली गरज वाले तूफानों की ऊपर उठती वायु धाराएँ क्षोभसीमा को पार करके निचले समतापमंडल तक पहुँचती हैं।
- अभिवहन वायु की क्षैतिज गति से ऊष्मा को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाता है। गर्मियों में उत्तर भारत की गर्म “लू” अभिवहन का सीधा परिणाम है।
- सूर्य पहले लघु तरंगों से भूमि को गर्म करता है। फिर भूमि उस ऊष्मा को दीर्घ तरंगों के रूप में दोबारा विकिरित करती है। यही ऊष्मा भूमि के ऊपर के वायुमंडल को गर्म करती है।
Q1. सही या गलत: गर्मियों में उत्तर भारत की गर्म “लू” अभिवहन, यानी वायु की क्षैतिज गति, का सीधा परिणाम है।
ऊष्मा बजट: 65 इकाइयों का संतुलन
- आने वाले कुल सूर्यातप में से 35 इकाइयाँ किसी भी चीज़ को गर्म करने से पहले सीधे अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाती हैं। यह परावर्तित हिस्सा पृथ्वी का कहलाता है एल्बीडो.
- बाकी 65 इकाइयाँ अवशोषित हो जाती हैं: 14 इकाइयाँ वायुमंडल में और 51 इकाइयाँ सीधे पृथ्वी की सतह पर।
- पृथ्वी अपनी 51 इकाइयाँ वापस विकिरित करती है। इनमें से 17 सीधे अंतरिक्ष में जाती हैं, जबकि 34 को पहले वायुमंडल दोबारा अवशोषित करता है।
- कुल मिलाकर: पृथ्वी से 17 इकाइयाँ और वायुमंडल से विकिरित 48 इकाइयाँ मिलकर 65 होती हैं। यह शुरू में अवशोषित 65 इकाइयों के बराबर है। कुल मिलाकर ऊर्जा न घटती है, न बढ़ती है। पूरे विश्व के बजाय अक्षांशीय पट्टियों पर संतुलन का यही सिद्धांत विस्तार से समझाया गया है हमारे सूर्यातप पर विशेष लेख में.
- 40°N और 40°S के बीच के क्षेत्र में प्राप्त विकिरण, बाहर जाने वाले विकिरण से अधिक होता है। ध्रुवों पर इसके उलट विकिरण की कमी होती है। संतुलन बनाने के लिए पवनें उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की अतिरिक्त ऊष्मा ध्रुवों की ओर ले जाती हैं।
Q2. सही या गलत: वायुमंडल की ऊपरी सीमा तक पहुँचने वाले कुल सूर्यातप में से 35 इकाइयाँ बिना अवशोषित हुए एल्बीडो के रूप में अंतरिक्ष में लौट जाती हैं।
आगे पढ़ने से पहले सोचकर देखिए। ऊष्मा बजट के सरल मॉडल में पृथ्वी सौर ऊर्जा की 65 इकाइयाँ अवशोषित करती है और 65 इकाइयाँ वापस भेजती है। यह समझाने के लिए बनाया गया संतुलित मॉडल है, किसी वर्ष का वास्तविक मापन नहीं। यदि यह संतुलन थोड़ा भी बिगड़ जाए, तो समय के साथ पृथ्वी पर क्या होगा?
व्याख्या देखें
संतुलन बिगड़ने का मतलब होगा कि पृथ्वी की ऊष्मा स्थिर रहने के बजाय साल-दर-साल लगातार बढ़ रही है या घट रही है। यदि पृथ्वी बाहर विकिरित करने से अधिक ऊर्जा अवशोषित करे, तो अतिरिक्त ऊर्जा महासागरों, वायुमंडल और हिमचादरों में जमा होती जाएगी। इससे समय के साथ वैश्विक औसत तापमान बढ़ता जाएगा। यदि पृथ्वी अवशोषित करने से अधिक ऊर्जा बाहर विकिरित करे, तो उलटा होगा। पृथ्वी साल-दर-साल ठंडी होती जाएगी। ऊष्मा बजट का लगभग संतुलित रहना, यानी 65 इकाइयाँ अंदर और 65 इकाइयाँ बाहर, लंबे समय तक पृथ्वी का औसत तापमान मोटे तौर पर स्थिर रहने का कारण है। वास्तविक पृथ्वी पर हर वर्ष पूरा संतुलन नहीं होता। NASA और NOAA ने मापा है एक छोटा धनात्मक ऊर्जा असंतुलन, जिसका मतलब है कि पृथ्वी तंत्र में अतिरिक्त ऊर्जा जमा हो रही है और वह गर्म हो रहा है। बहुत छोटा लेकिन लगातार बना रहने वाला असंतुलन, भले ही प्रति वर्ष एक इकाई का कुछ अंश हो, वास्तव में लंबे समय के जलवायु परिवर्तन का मूल कारण है।
दुनिया भर के तापमान को समझना
जानने योग्य बातेंकिसी स्थान का तापमान किन कारकों पर निर्भर करता है
- किसी स्थान का तापमान उसके अक्षांश, ऊँचाई, समुद्र से दूरी, वहाँ से गुजरने वाली वायुराशियों और महासागरीय धाराओं तथा स्थानीय भूमि के ढाल की दिशा पर निर्भर करता है। अक्षांश के संदर्भ में इन्हीं कारकों को समझाया गया है हमारे ग्लोब और ताप कटिबंधों पर लेख में.
- सामान्यतः हर 1,000 मीटर की ऊँचाई बढ़ने पर तापमान लगभग 6.5°C घटता है, जिसे कहते हैं सामान्य ताप ह्रास दर. यही कारण है कि पहाड़ी स्थान अपने नीचे के मैदानी इलाकों से ठंडे रहते हैं।
- स्थल जल्दी गर्म होता है और जल्दी ठंडा होता है। समुद्र धीरे-धीरे गर्म और ठंडा होता है, इसलिए तटीय स्थानों पर तापमान में उतना उतार-चढ़ाव नहीं होता जितना समुद्र से दूर भीतरी इलाकों में होता है।
- समताप रेखाएँ समान तापमान वाले स्थानों को जोड़ती हैं। ये आम तौर पर अक्षांश रेखाओं के समानांतर चलती हैं, क्योंकि तापमान पर सबसे अधिक असर अक्षांश का होता है। इसका गहरा संबंध पृथ्वी के झुकाव और ऋतुओं के साथ उसकी गति से है, जिन्हें हमने अपने पृथ्वी की गतियाँ लेख.
- जनवरी में उत्तरी अटलांटिक महासागर के ऊपर समताप रेखाएँ उत्तर की ओर मुड़ती हैं, क्योंकि गल्फ स्ट्रीम (Gulf Stream) जैसी गर्म धाराएँ वहाँ तापमान अपेक्षाकृत अधिक रखती हैं। स्थल के ऊपर ये दक्षिण की ओर मुड़ती हैं, क्योंकि स्थल जल्दी ठंडा हो जाता है। साइबेरिया के भीतरी भागों में जनवरी और जुलाई के तापमान का अंतर 60°C से अधिक होता है। यह दुनिया में सबसे अधिक तापांतर है। भूमध्य रेखा के पास पूरे वर्ष का तापांतर केवल 3°C तक हो सकता है।
Q3. सही या गलत: पृथ्वी हर साल 4 जुलाई को उपसौर की स्थिति में सूर्य के सबसे पास होती है।
तापमान का व्युत्क्रमण
- सामान्यतः ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान घटता है। लेकिन तापमान के व्युत्क्रमणमें यह क्रम उलट जाता है: जमीन के पास ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान वास्तव में बढ़ता है।
- सर्दियों की लंबी, साफ आसमान वाली और शांत रात में यह स्थिति आम तौर पर बनती है। जमीन पूरी रात विकिरण से अपनी ऊष्मा खोती रहती है। इसलिए सुबह तक जमीन अपने ठीक ऊपर की हवा से अधिक ठंडी हो जाती है।
- तापमान का व्युत्क्रमण धुएँ और धूल को जमीन के पास हवा की एक स्थिर परत में रोक देता है। यही कारण है कि सर्दियों में सुबह-सुबह घना कोहरा इतना आम होता है।
- पहाड़ियों और घाटियों में रात की ठंडी हवा पानी की तरह ढलानों से नीचे बहती है और घाटी के तल में जमा हो जाती है। इससे ऊपरी ढलानों की फसलें पाले के नुकसान से बच जाती हैं।
Q4. सही या गलत: तापमान का व्युत्क्रमण, जिसमें जमीन के पास ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान बढ़ता है, सर्दियों की साफ आसमान वाली और शांत रात में होने की सबसे अधिक संभावना होती है।
Q5. सही या गलत: सामान्य ताप ह्रास दर, यानी क्षोभमंडल में ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान घटने की दर, लगभग 6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति 1,000 मीटर होती है।
यह क्रम याद रखें। परीक्षाओं में तापमान के व्युत्क्रमण से जुड़े सवालों में अक्सर “साफ” और “बादलों से ढके” आसमान को आपस में बदल दिया जाता है। साफ आसमान में व्युत्क्रमण होता है, क्योंकि रात में ऊष्मा आसानी से अंतरिक्ष में निकल जाती है और उसे रोकने के लिए बादल नहीं होते।
झटपट सवाल-जवाब
पृथ्वी सूर्यातप की कितनी इकाइयाँ अवशोषित किए बिना वापस अंतरिक्ष में परावर्तित कर देती है?
35 इकाइयाँ। यह पृथ्वी का एल्बीडो है और परावर्तन का अधिकांश भाग बादलों से होता है।
सामान्य ताप ह्रास दर क्या है?
हर 1,000 मीटर की ऊँचाई बढ़ने पर तापमान लगभग 6.5 डिग्री सेल्सियस घटता है।
तापमान के व्युत्क्रमण की सबसे अधिक संभावना कब होती है?
सर्दियों की लंबी, साफ आसमान वाली और शांत रात में, जब जमीन विकिरण से अपनी ऊष्मा खो देती है।
उत्तर भारत में गर्म “लू” चलने का कारण क्या है?
अभिवहन, यानी चलती हवा के जरिए ऊष्मा का क्षैतिज स्थानांतरण।
- CAPF (ACs) 2022, सामान्य योग्यता में पूछा गया था कि कौन-सा कथन सामान्य ताप ह्रास दर का सही वर्णन करता है। उत्तर: तापमान जमीन के स्तर पर सबसे अधिक होता है और ऊँचाई बढ़ने के साथ घटता है।
- NDA & NA (I) 2026, सामान्य योग्यता में तापमान के व्युत्क्रमण पर तीन कथन पूछे गए थे। भ्रामक कथन में “बादलों से ढके” आसमान को इसका कारण बताया गया था। वास्तव में साफ आसमान से रात में ऊष्मा बाहर निकल पाती है।
- UPSC CSP 2024, सामान्य अध्ययन प्रश्नपत्र I में जनवरी के दौरान उत्तरी अटलांटिक के ऊपर समताप रेखाओं के मुड़ने पर सवाल पूछा गया था। भ्रामक कथन में ठंडी धाराओं को इसका कारण बताया गया था, जबकि गल्फ स्ट्रीम (Gulf Stream) और उत्तरी अटलांटिक प्रवाह (North Atlantic Drift) वास्तव में गर्म धाराएँ हैं।
- इन सवालों में केवल शब्द पहचानना काफी नहीं है। हर कथन में बताए गए कारण और परिणाम के संबंध को ध्यान से पढ़ना जरूरी है। सही शब्द के साथ उलटा कारण जोड़ना सवाल को भ्रामक बनाने का आम तरीका है।
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