Around which date does the earth reach aphelion, its farthest point from the sun, each year?

About 4 July. The earth is farthest from the sun, about 152 million km away, in early July. The textbook approximation is about 4 July. The exact date shifts a little each year. In 2026 it falls on 6 July.Read more: WorldGeo0092 — Solar Radiation, Heat Balance and Temperature

Which process transfers heat vertically through rising air currents, mainly within the troposphere?

Convection. Convection is the vertical transfer of heat through rising air currents. It works mainly within the troposphere. Only a few very strong thunderstorms push past the tropopause into the lower stratosphere.Read more: WorldGeo0092 — Solar Radiation, Heat Balance and Temperature

In the earth's heat budget, what fraction of the 100 units of incoming insolation is reflected back to space as albedo, before reaching the surface?

35 units. 35 units are reflected back to space as albedo; the remaining 65 units are absorbed, 14 by the atmosphere and 51 by the earth's surface.Read more: WorldGeo0092 — Solar Radiation, Heat Balance and Temperature

The normal lapse rate, the rate at which temperature falls with height, is approximately:

6.5°C per 1,000 m. The normal lapse rate is 6.5°C per 1,000 m, meaning temperature is highest at ground level and decreases with height.Read more: WorldGeo0092 — Solar Radiation, Heat Balance and Temperature

Temperature inversion, where the normal lapse rate is reversed, is a permanent, year-round feature over which regions?

Polar regions. While inversion elsewhere is usually a brief, clear-night phenomenon, it is normal throughout the year over polar regions.Read more: WorldGeo0092 — Solar Radiation, Heat Balance and Temperature

सौर विकिरण, ऊष्मा संतुलन और तापमान

पृथ्वी 100 इकाई सौर ऊर्जा प्राप्त करती है और ठीक 100 इकाई वापस भेजती है: 35 इकाई परावर्तन से और 65 इकाई बाहर जाने वाले विकिरण से। NCERT के सरल मॉडल में इन 65 इकाइयों में से 17 सतह से और 48 वायुमंडल से निकलती हैं। इस सरल मॉडल में ऊर्जा का हिसाब बराबर रहता है, इसलिए पृथ्वी लगातार गर्म या ठंडी नहीं होती जाती। आज वास्तविक पृथ्वी का ऊर्जा संतुलन थोड़ा बिगड़ा हुआ है और अतिरिक्त ऊष्मा मुख्य रूप से महासागरों में जमा हो रही है।

100 इकाई अंदर, 100 इकाई बाहर

लंबे समय में पृथ्वी का ऊष्मा बजट कैसे संतुलित रहता है, इसका एक सरल मॉडल

सूर्यातप

आने वाला सौर विकिरण, जो अक्षांश, झुकाव और ऋतु के अनुसार बदलता है।

ऊष्मा का स्थानांतरण

चालन, संवहन और अभिवहन से वायु में ऊष्मा का स्थानांतरण होता है।

ऊष्मा बजट

100 इकाई अंदर आती हैं, 65 अवशोषित होती हैं और 65 अंतरिक्ष में लौट जाती हैं।

तापमान का वितरण

समताप रेखाएँ, तापमान का व्युत्क्रमण और सतह के तापमान को नियंत्रित करने वाले कारक।

सूर्यातपआने वाला सौर विकिरण, जिसका वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर औसत 1.94 कैलोरी/वर्ग सेमी/मिनट होता है।

एल्बीडोसूर्यातप का वह हिस्सा जो अवशोषित हुए बिना सीधे अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है।

ताप ह्रास दरऊँचाई बढ़ने पर तापमान घटने की दर, जो सामान्यतः प्रति 1,000 मीटर पर 6.5°C होती है।

तापमान का व्युत्क्रमणसामान्य ताप ह्रास दर की उलटी स्थिति, जिसमें ऊँचाई बढ़ने पर तापमान घटने के बजाय बढ़ता है।

विषय-सूची

सूर्यातप और ऊष्मा बजट
तापमान का वितरण और परीक्षा के लिए ज़रूरी बातें

सूर्यातप और ऊष्मा बजट

ज़रूर जानें

सूर्यातप: इसे नियंत्रित करने वाले कारक

सूर्यातप, यानी आने वाला सौर विकिरण, वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर औसतन 1.94 कैलोरी प्रति वर्ग सेमी प्रति मिनट होता है।
सूर्यातप पृथ्वी के घूर्णन, सूर्य की किरणों के कोण, दिन की अवधि, वायुमंडल की पारदर्शिता और स्थल की बनावट के अनुसार बदलता है।
पृथ्वी का अक्ष उसके कक्षीय तल से 66.5 डिग्री झुका हुआ है। इस झुकाव का अलग-अलग अक्षांशों को मिलने वाले सूर्यातप की मात्रा पर गहरा प्रभाव पड़ता है। धरातल तक पहुँचने से पहले आने वाली यह ऊर्जा परतों वाले वायुमंडल से होकर गुजरती है।
4 जुलाई को पृथ्वी सूर्य से सबसे दूर होती है। इस स्थिति को कहते हैं अपसौर (aphelion), जब दूरी 152 मिलियन किमी होती है। 3 जनवरी को पृथ्वी सूर्य के सबसे पास, उपसौर की स्थिति में, 147 मिलियन किमी दूर होती है। इसलिए उस समय उसे थोड़ा अधिक सूर्यातप मिलता है। स्थल और समुद्र का वितरण तथा वायुमंडलीय परिसंचरण इस छोटे अंतर के प्रभाव को दबा देते हैं, इसलिए रोज़मर्रा के मौसम पर इसका बहुत कम असर पड़ता है।

Q1. सही या गलत: 4 जुलाई को पृथ्वी उपसौर की स्थिति में, यानी सूर्य के सबसे पास होती है।

चालन, संवहन और अभिवहन

चालन में सीधे संपर्क के कारण ऊष्मा अधिक गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु में जाती है। इससे वायुमंडल की सबसे निचली परतें गर्म होती हैं।
संवहन में गर्म वायु ऊपर उठती धाराओं के रूप में ऊष्मा को ऊपर ले जाती है। यह मुख्य रूप से क्षोभमंडल में होता है। केवल कुछ बहुत शक्तिशाली गरज वाले तूफान क्षोभसीमा को पार करके निचले समतापमंडल में पहुँचते हैं।
अभिवहन, यानी वायु की क्षैतिज गति, मध्य अक्षांशों में रोज़मर्रा के मौसम में होने वाले अधिकतर बदलावों का कारण है। भारत में गर्मियों की गर्म “लू” इसका एक वास्तविक उदाहरण है। यह व्यापक भारतीय मानसूनी जलवायु तंत्रका हिस्सा है।

Q2. सही या गलत: संवहन में ऊपर उठती वायु धाराओं से ऊष्मा का ऊर्ध्वाधर स्थानांतरण होता है। यह मुख्य रूप से क्षोभमंडल में होता है।

ऊष्मा बजट: 100 इकाई अंदर, 65 बाहर

सूर्यातप की 100 इकाइयों में से 35 सतह तक पहुँचने से पहले सीधे अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाती हैं। परावर्तित होने वाला यह हिस्सा पृथ्वी का कहलाता है एल्बीडो (albedo).
शेष 65 इकाइयाँ अवशोषित होती हैं: 14 वायुमंडल में और 51 पृथ्वी की सतह द्वारा।
पृथ्वी अपनी 51 इकाइयाँ विकिरण के रूप में वापस छोड़ती है। इनमें से 17 सीधे अंतरिक्ष में जाती हैं और 34 वायुमंडल अवशोषित कर लेता है। वायुमंडल द्वारा पहले अवशोषित 14 इकाइयों को मिलाकर, कुल 48 इकाइयाँ वायुमंडल से अंतरिक्ष में लौटती हैं।
पृथ्वी से 17 और वायुमंडल से 48 इकाइयाँ मिलकर शुरू में अवशोषित 65 इकाइयों के बराबर होती हैं। इस सरल मॉडल में ऊष्मा बजट संतुलित रहता है, इसलिए पृथ्वी लगातार गर्म या ठंडी नहीं होती जाती। आज वास्तविक पृथ्वी का ऊर्जा संतुलन पूरी तरह बराबर नहीं है। NASA के अनुसार, बढ़ती ग्रीनहाउस गैसों के कारण बाहर निकलने वाली ऊर्जा की तुलना में थोड़ी अधिक ऊर्जा पृथ्वी पर रुक जाती है। अतिरिक्त ऊष्मा मुख्य रूप से महासागरों में जमा होती है। 100 इकाइयों के इस हिसाब को लंबे समय के संतुलन को समझाने वाला मॉडल मानें, वर्तमान स्थिति का वास्तविक माप नहीं। यही संतुलन उन जलवायु क्षेत्रों का भी आधार है जिन्हें दर्शाया गया है कोपेन के जलवायु वर्गीकरण (Koeppen’s climate classification) में.

Q3. सही या गलत: वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर पहुँचने वाले सूर्यातप की 100 इकाइयों में से 65 अवशोषित होती हैं और 35 एल्बीडो के रूप में परावर्तित हो जाती हैं।

आगे पढ़ने से पहले, इस पर सोचें। यदि सूर्यातप की 35 इकाइयाँ परावर्तित हो जाती हैं और बिल्कुल अवशोषित नहीं होतीं, तो ऊष्मा बजट में बाहर जाने वाली ऊर्जा 65 इकाइयाँ ही क्यों होती है, इससे कम क्यों नहीं?

व्याख्या देखें

परावर्तित हुई 35 इकाइयाँ पृथ्वी-वायुमंडल तंत्र के ऊर्जा बजट में शामिल ही नहीं हुईं, इसलिए वे उन 65 इकाइयों का हिस्सा नहीं हैं जिनका संतुलन होना चाहिए। वास्तव में अवशोषित 65 इकाइयों में से 51 सतह ने और 14 वायुमंडल ने अवशोषित कीं। इनमें से हर इकाई को अंततः विकिरण के रूप में बाहर जाना ही होगा, वरना पृथ्वी लगातार गर्म होती रहेगी। सतह 17 इकाइयाँ सीधे अंतरिक्ष में भेजती है और बाकी ऊर्जा वायुमंडल को देती है। वायुमंडल को सतह से 34 इकाइयाँ मिलती हैं और उसकी अपनी अवशोषित ऊर्जा 14 इकाइयाँ होती है। वह कुल 48 इकाइयाँ अंतरिक्ष में भेजता है। सतह की 17 और वायुमंडल की 48 इकाइयों को जोड़ने पर कुल ठीक 65 इकाइयाँ होती हैं। यह शुरू में अवशोषित ऊर्जा के बराबर है।

तापमान के प्रतिरूप और परीक्षा में पूछे जाने वाले बिंदु

जानने योग्य बातें

तापमान को नियंत्रित करने वाले पाँच कारक

तापमान अक्षांश के अनुसार मिलने वाले सूर्यातप पर निर्भर करता है और ऊँचाई बढ़ने पर सामान्य ताप ह्रास दर से घटता है, जो प्रति 1,000 m पर 6.5°C है।
समुद्र स्थल की तुलना में धीरे गर्म और ठंडा होता है। इसलिए तटीय स्थानों पर तापमान में बदलाव भीतरी स्थलीय स्थानों से कम होता है।
गर्म वायु राशियाँ और गर्म महासागरीय धाराएँ तटीय तापमान बढ़ाती हैं; ठंडी वायु राशियाँ और ठंडी धाराएँ उसे घटाती हैं।

Q4. सही या गलत: सामान्य ताप ह्रास दर का अर्थ है कि तापमान धरातल पर सबसे अधिक होता है और प्रत्येक 1,000 m की ऊँचाई पर लगभग 6.5°C घटता है।

समताप रेखाएँ, तापमान का व्युत्क्रमण और शुद्ध विकिरण संतुलन

समताप रेखाएँ समान तापमान वाले स्थानों को जोड़ती हैं और सामान्यतः अक्षांश रेखाओं के समानांतर चलती हैं।
समताप रेखाएँ जुलाई की तुलना में जनवरी में अधिक मुड़ती हैं। यह विशेष रूप से उत्तरी गोलार्ध में होता है, जहाँ विशाल स्थलभाग के कारण स्थल और महासागर के तापमान का अंतर अधिक होता है। गल्फ स्ट्रीम (Gulf Stream) जैसी गर्म धाराएँ महासागर के ऊपर समताप रेखाओं को उत्तर की ओर मोड़ती हैं, जबकि पास के स्थलभाग पर तापमान अधिक तेजी से गिरता है।
तापमान का व्युत्क्रमण सामान्य ताप ह्रास दर को उलट देता है। यह आम तौर पर थोड़े समय के लिए होता है, खासकर सर्दियों की साफ रातों में, जब हवा शांत होती है। ध्रुवों पर तापमान का व्युत्क्रमण पूरे वर्ष सामान्य स्थिति है, केवल कभी-कभार होने वाली घटना नहीं।
रात में ठंडी, सघन वायु गुरुत्वाकर्षण के कारण ढलानों से नीचे घाटियों की तली में बहती है। इस प्रक्रिया को वायु अपवाह कहते हैं। इससे पहाड़ी ढलानों के पौधे पाले से बचे रहते हैं।
40°N और 40°S के बीच के क्षेत्रों में विकिरण से मिलने वाली ऊर्जा, बाहर जाने वाली ऊर्जा से अधिक होती है। ध्रुवीय क्षेत्रों में मिलने वाली ऊर्जा कम होती है। पवनें इस अतिरिक्त ऊष्मा को ध्रुवों की ओर पहुँचाती हैं। इसलिए उष्णकटिबंधीय क्षेत्र लगातार गर्म नहीं होते रहते और ध्रुव स्थायी रूप से पूरी तरह जम नहीं जाते।

Q5. सही या गलत: ध्रुवीय क्षेत्रों में तापमान का व्युत्क्रमण पूरे वर्ष सामान्य स्थिति है, केवल कभी-कभार होने वाली घटना नहीं।

यह क्रम याद रखें। ऊष्मा बजट को ऐसे खाते की तरह समझें जिसमें आने और जाने वाली ऊर्जा, दोनों 65 इकाइयाँ हों। तापमान के व्युत्क्रमण को सामान्य ताप ह्रास दर का अपवाद समझें, अलग नियम नहीं।

त्वरित प्रश्नोत्तर

पृथ्वी सूर्य से सबसे दूर कब होती है?

अपसौर की स्थिति में, 4 जुलाई को, 152 मिलियन km दूर।

सूर्यातप का कितना भाग एल्बीडो के रूप में परावर्तित होता है?

वायुमंडल की ऊपरी सीमा तक पहुँचने वाली 100 इकाइयों में से 35 इकाइयाँ।

सामान्य ताप ह्रास दर क्या है?

ऊँचाई बढ़ने पर तापमान प्रति 1,000 m पर 6.5°C घटता है।

तापमान का व्युत्क्रमण कहाँ पूरे वर्ष सामान्य स्थिति है?

ध्रुवीय क्षेत्रों में। अन्य स्थानों पर यह सामान्यतः साफ रातों में थोड़े समय के लिए होता है।

📝 परीक्षा की दृष्टि से

CAPF (ACs) 2022, सामान्य योग्यता में पूछा गया था कि कौन-सा कथन सामान्य ताप ह्रास दर का सही वर्णन करता है। सही उत्तर के अनुसार तापमान धरातल पर सबसे अधिक होता है और ऊँचाई बढ़ने पर घटता है।
NDA & NA (I) 2026, सामान्य योग्यता में परीक्षार्थियों से तापमान के व्युत्क्रमण से जुड़े कथनों की जाँच करने को कहा गया था।
CDS (I) 2022, सामान्य ज्ञान में पूछा गया था कि किस स्थल सतह का एल्बीडो सबसे अधिक होता है।
UPSC CDS (II) 2020, सामान्य ज्ञान में पूछा गया था कि जनवरी में कौन-सी समताप रेखा भारत को लगभग उत्तरी और दक्षिणी भागों में बाँटती है।
NDA & NA (II) 2025, सामान्य योग्यता में पूछा गया था कि किन कारकों से पृथ्वी को मिलने वाले सूर्यातप की मात्रा में अंतर आता है।
परीक्षाओं में ऊष्मा बजट की सटीक संख्याएँ और सामान्य ताप ह्रास दर का अपवाद, तापमान का व्युत्क्रमण, बार-बार पूछे जाते हैं। इसलिए ऊष्मा बजट की संख्याएँ ठीक-ठीक और व्युत्क्रमण की स्थिति स्पष्ट रूप से याद करें।

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