परीक्षा से ठीक पहले के दोहराव के लिए इस अध्याय का निचोड़: सूर्यातप एवं इसे प्रभावित करने वाले कारक, ऊष्मा-स्थानांतरण की तीन प्रक्रियाएँ, पृथ्वी का 100 इकाई का ऊष्मा बजट, तापमान वितरण के छह कारक, समताप रेखाओं के जनवरी-जुलाई पैटर्न, तथा तापमान का व्युत्क्रमण, सब एक जगह। विस्तार से पढ़ने के लिए पूरे नोट्स अलग से उपलब्ध हैं।
1 दो मुख्य परिभाषाएँ
सूर्यातप (Insolation), पृथ्वी को लघु तरंगदैर्ध्य के रूप में प्राप्त होने वाला आगमी सौर विकिरण है; पृथ्वी वायुमंडल की ऊपरी सतह पर औसतन 1.94 कैलोरी प्रति वर्ग सेंटीमीटर प्रतिमिनट सूर्यातप प्राप्त करती है।
एल्बिडो (Albedo), सौर विकिरण की परावर्तित मात्रा (100 इकाई में से 35 इकाइयाँ) को पृथ्वी का एल्बिडो कहते हैं।
अपसौर (4 जुलाई, 15 करोड़ 20 लाख किमी) तथा उपसौर (3 जनवरी, 14 करोड़ 70 लाख किमी) की तिथियाँ, तथा पृथ्वी के अक्ष का 66½° का झुकाव, सीधे वस्तुनिष्ठ प्रश्न के रूप में पूछे जाते हैं।
2 सूर्यातप की भिन्नता के पाँच कारक
| कारक | प्रभाव |
|---|---|
| (i) पृथ्वी का अपने अक्ष पर घूमना | दिन-रात का चक्र निर्धारित करता है |
| (ii) सूर्य की किरणों का नति कोण | उच्च अक्षांशों पर कोण कम, किरणें अधिक तिरछी |
| (iii) दिन की अवधि | दिन जितना लंबा, सूर्यातप उतना अधिक |
| (iv) वायुमंडल की पारदर्शिता* | अधिक पारदर्शी वायुमंडल से अधिक सूर्यातप पहुँचता है |
| (v) स्थल विन्यास (Aspect)* | ढाल की दिशा सूर्यातप को प्रभावित करती है |
*अंतिम दो कारकों (iv, v) का प्रभाव अपेक्षाकृत कम माना गया है।
तिरछी किरणों के दो अलग-अलग प्रभावों को मिलाएँ नहीं: (1) वे अधिक क्षेत्र पर फैलती हैं, इसलिए प्रति इकाई क्षेत्र ऊर्जा कम मिलती है; (2) वे वायुमंडल की अधिक गहराई से गुजरती हैं, इसलिए अधिक अवशोषण-प्रकीर्णन-विसरण से ऊर्जा का अधिक ह्रास होता है। दोनों तथ्य अलग-अलग पूछे जा सकते हैं।
3 धरातल पर सूर्यातप का स्थानिक वितरण
| स्थान/तथ्य | सूर्यातप |
|---|---|
| उष्ण कटिबंध | लगभग 320 वाट/वर्गमीटर |
| ध्रुव | लगभग 70 वाट/वर्गमीटर |
| सर्वाधिक सूर्यातप | उपोष्ण कटिबंधीय मरुस्थलों पर (कम मेघाच्छादन) |
| विषुवत् वृत्त बनाम उष्ण कटिबंध | विषुवत् वृत्त पर तुलनात्मक रूप से कम (अधिक मेघाच्छादन) |
| महाद्वीप बनाम महासागर (समान अक्षांश) | महाद्वीपीय भाग पर अधिक |
4 वायुमंडल के गर्म-ठंडे होने की तीन प्रक्रियाएँ
| प्रक्रिया | विशेषता |
|---|---|
| चालन (Conduction) | असमान ताप वाले दो पिंडों के सीधे संपर्क से ताप का प्रवाह; वायुमंडल की निचली परतों को गर्म करने में महत्त्वपूर्ण |
| संवहन (Convection) | गर्म वायु का लंबवत् उठना; केवल क्षोभमंडल तक सीमित |
| अभिवहन (Advection) | वायु का क्षैतिज संचलन; उदाहरण: उत्तरी भारत की गर्मियों की लू; मध्य अक्षांशों की दैनिक मौसम-भिन्नता का मुख्य कारण |
यह मत समझें कि वायुमंडल सीधे सूर्यातप से गर्म होता है। वायुमंडल लघु तरंगदैर्ध्य वाले सौर विकिरण के लिए अधिकांशतः पारदर्शी है; यह मुख्यतः पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित दीर्घ तरंगदैर्ध्य वाले पार्थिव विकिरण (जिसे कार्बन डाईऑक्साइड जैसी ग्रीन हाउस गैसें अवशोषित करती हैं) से, अर्थात अप्रत्यक्ष रूप से गर्म होता है।
5 पृथ्वी का ऊष्मा बजट (100 इकाई)
| चरण | इकाइयाँ |
|---|---|
| ऊपरी सतह पर प्राप्त सूर्यातप | 100 |
| परावर्तित (एल्बिडो) = 6 (अंतरिक्ष में प्रकीर्णित) + 27 (बादलों से) + 2 (हिम/बर्फ से) | 35 |
| अवशोषित कुल = 14 (वायुमंडल) + 51 (पृथ्वी की सतह) | 65 |
| पृथ्वी की सतह द्वारा पार्थिव विकिरण के रूप में लौटाई गईं = 17 (सीधे अंतरिक्ष) + 34 (वायुमंडल द्वारा अवशोषित) | 51 |
| 34 का विभाजन: 6 (स्वयं वायुमंडल) + 9 (संवहन) + 19 (संघनन की गुप्त ऊष्मा) | 34 |
| वायुमंडल का कुल अवशोषण = 14 (सूर्यातप) + 34 (पार्थिव विकिरण) | 48 |
| अंतरिक्ष में कुल वापसी = 17 (सीधे) + 48 (वायुमंडल से) | 65 (= प्राप्त 65 के बराबर) |
- 100 → 35 परावर्तित, 65 अवशोषित (14+51) → पृथ्वी की 51 इकाइयाँ पार्थिव विकिरण से वापस (17+34) → वायुमंडल कुल 48 अवशोषित करता है (14+34) → अंतरिक्ष में कुल वापसी 17+48=65, जो प्राप्त 65 के बराबर है
6 तापमान वितरण को नियंत्रित करने वाले छह कारक
| कारक | मुख्य तथ्य |
|---|---|
| अक्षांश | सूर्यातप की मात्रा पर निर्भर, जो अक्षांश के अनुसार बदलती है |
| उत्तुंगता | सामान्य ह्रास दर: प्रति 1,000 मीटर पर 6.5° सेल्सियस तापमान घटता है |
| समुद्र से दूरी | समुद्र धीरे-धीरे, स्थल जल्दी गर्म-ठंडा होता है |
| वायु संहति का परिसंचरण | कोष्ण वायु संहति से प्रभावित स्थान अधिक गर्म, शीत वायु संहति से प्रभावित स्थान ठंडे |
| कोष्ण तथा ठंडी महासागरीय धाराओं की उपस्थिति | गर्म धाराओं वाले तट अधिक गर्म, ठंडी धाराओं वाले तट अधिक ठंडे |
| स्थानीय कारक | पुस्तक इसे छठे कारक के रूप में गिनाती है (अंग्रेज़ी संस्करण में कुल पाँच कारक हैं) |
| पैटर्न | तथ्य |
|---|---|
| जनवरी: महासागर के ऊपर | उत्तर की ओर मुड़ती हैं (गल्फ स्ट्रीम, उत्तरी अटलांटिक ड्रिफ्ट) |
| जनवरी: महाद्वीप पर | दक्षिण की ओर मुड़ती हैं (साइबेरिया के मैदान में सर्वाधिक स्पष्ट) |
| जनवरी, 60°पू पर 80°उ व 50°उ | दोनों जगह माध्य तापमान -20° सेल्सियस |
| दक्षिणी गोलार्ध (जनवरी) | महासागरीय प्रभाव प्रबल, रेखाएं लगभग अक्षांश-समानांतर |
| जुलाई | प्रायः अक्षांशों के समानांतर; 40°उ व 40°द दोनों पर 10° सेल्सियस |
| सर्वाधिक वार्षिक तापांतर | लगभग 60° सेल्सियस, उत्तर-पूर्वी यूरेशिया (महाद्वीपीयता) |
| न्यूनतम वार्षिक तापांतर | 3° सेल्सियस, 20°द-15°उ के बीच |
8 तापमान का व्युत्क्रमण (Inversion)
सामान्य ह्रास दर के उलट जाने, अर्थात ऊँचाई के साथ तापमान घटने के बजाय बढ़ने की स्थिति को तापमान का व्युत्क्रमण कहते हैं।
| पहलू | तथ्य |
|---|---|
| आदर्श दशाएँ | सर्दियों की लंबी मेघ-विहीन रात, शांत वायु |
| ध्रुवीय क्षेत्र | वर्ष भर सामान्य |
| सतही प्रभाव | स्थिरता, सुबह घना कुहरा |
| पहाड़ी क्षेत्रों में | वायु अपवाह से, पौधों को पाले से बचाता है |
दो बॉक्स तथ्य: प्लैंक का नियम: वस्तु जितनी गर्म, उतनी अधिक ऊर्जा व उतनी लघु तरंगदैर्ध्य विकिरित होगी। विशिष्ट ऊष्मा: एक ग्राम पदार्थ का तापमान एक अंश सेल्सियस बढ़ाने हेतु आवश्यक ऊर्जा।
- सूर्यातप = आगमी सौर विकिरण; अपसौर 4 जुलाई (15.2 करोड़ किमी), उपसौर 3 जनवरी (14.7 करोड़ किमी); अक्षीय झुकाव 66½°
- पाँच कारक: घूर्णन, नति कोण, दिन की अवधि, वायुमंडल की पारदर्शिता, स्थल विन्यास (अंतिम दो का प्रभाव कम)
- चालन (निचली परतें), संवहन (क्षोभमंडल तक सीमित, लंबवत्), अभिवहन (क्षैतिज, जैसे लू)
- ऊष्मा बजट: 100 → 35 परावर्तित, 65 अवशोषित (14+51) → 51 सतह से वापस (17+34) → वायुमंडल 48 अवशोषित → अंतरिक्ष में कुल 65 वापस
- तापमान के छह कारक: अक्षांश, उत्तुंगता (6.5° प्रति 1,000 मी.), समुद्र से दूरी, वायु संहति का परिसंचरण, महासागरीय धाराएँ, स्थानीय कारक
- जनवरी में उत्तरी गोलार्ध अनियमित (महासागर उत्तर, महाद्वीप दक्षिण मुड़ें); जुलाई व दक्षिणी गोलार्ध अधिक अक्षांश-अनुरूप
- व्युत्क्रमण: सर्दी की लंबी रात व शांत वायु में सामान्य ह्रास दर उलटना; ध्रुवों में वर्ष भर, पहाड़ों में वायु अपवाह से
क्या मैं ऊष्मा बजट के 100-इकाई विभाजन को क्रम से (35-65-14-51-17-34-6-9-19-48) बता सकता हूँ? क्या मैं समझा सकता हूँ कि वायुमंडल सीधे सूर्यातप से नहीं बल्कि पार्थिव विकिरण से गर्म होता है? क्या मैं जनवरी में उत्तरी अटलांटिक महासागर के गर्म रहने का कारण बता सकता हूँ?