वायुमंडल और पवनें: परतें, दाब पेटियाँ और जेट धाराएँ

वायुमंडल गैसों का वह आवरण है जिसे पृथ्वी ने अपने गुरुत्व से बाँध रखा है। यही हमें साँस लेने के लिए ऑक्सीजन और पौधों को कार्बन डाइऑक्साइड देता है, पराबैंगनी विकिरण को छानता है, हरितगृह प्रभाव से धरातल को गर्म रखता है और वह नमी तथा ऊष्मा ढोता है जिससे मौसम बनता है। प्रतियोगी परीक्षाओं में पवनों, दाब पेटियों और जेट धाराओं से जुड़े लगभग सभी प्रश्न इसी संरचना और परतों के तथ्यों से बनते हैं, इसलिए दोनों को साथ पढ़ना ठीक रहता है।

वायुमंडल की संरचना

धरातल के पास शुष्क वायु में आयतन के हिसाब से लगभग 78 प्रतिशत नाइट्रोजन और लगभग 21 प्रतिशत ऑक्सीजन होती है, और यही दोनों मिलकर उसका लगभग पूरा भाग बनाती हैं। आर्गन एक प्रतिशत से कुछ कम है और कार्बन डाइऑक्साइड लगभग 0.04 प्रतिशत, जिसका अंश जीवाश्म ईंधन जलाने से बढ़ता जा रहा है। जलवाष्प शुष्क वायु में नहीं गिनी जाती पर यही सबसे परिवर्तनशील गैस है, जो मरुस्थल के ऊपर लगभग शून्य और गर्म महासागर के ऊपर लगभग चार प्रतिशत तक हो सकती है; सारी वर्षा इसी से होती है और यह पृथ्वी से लौटने वाली ऊष्मा भी सोखती है। ओजोन मात्रा में बहुत कम है पर पराबैंगनी विकिरण सोखने के कारण अत्यंत महत्वपूर्ण है। धूल और नमक के कण संघनन के नाभिक बनते हैं, इसीलिए नगर की वायु खुले समुद्र की वायु से अधिक धुँधली रहती है।

वायुमंडल की परतें

ऊँचाई के साथ तापमान किस प्रकार बदलता है, इसी आधार पर वायुमंडल को परतों में बाँटा जाता है। सबसे नीचे का क्षोभमंडल भूमध्य रेखा पर लगभग 18 किलोमीटर और ध्रुवों पर लगभग 8 किलोमीटर तक जाता है, क्योंकि भूमध्य रेखा की गर्म वायु फैलकर ऊपर उठती है। इसमें तापमान सामान्य ह्रास दर से घटता है, जो लगभग 6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति किलोमीटर है, और सभी बादल, वर्षा तथा तूफान यहीं बनते हैं; इसकी ऊपरी सीमा क्षोभसीमा कहलाती है। इसके ऊपर समतापमंडल में ओजोन परत है, इसलिए यहाँ ऊँचाई के साथ तापमान घटने के बजाय बढ़ता है; वायु स्थिर और बादलरहित रहती है, इसीलिए जेट विमान इसके निचले भाग में उड़ना पसंद करते हैं। मध्यमंडल में तापमान फिर घटता है और मध्यसीमा पर पूरे वायुमंडल का न्यूनतम तापमान मिलता है; उल्काएँ इसी परत में जलकर नष्ट होती हैं। उसके ऊपर तापमंडल है, जिसमें आयनित परतें रेडियो तरंगों को पृथ्वी की ओर लौटाती हैं और जहाँ तापमान तेजी से बढ़ता है, और उससे आगे बाह्यमंडल अंतरिक्ष में विलीन हो जाता है।

दाब पेटियाँ और ग्रहीय पवनें

असमान तापन से प्रत्येक गोलार्ध में चार दाब पेटियाँ बनती हैं। भूमध्यरेखीय निम्न दाब पेटी, जिसे शांत पेटी या डोलड्रम कहते हैं, उठती हुई वायु और शांति की पेटी है; लगभग तीस अंश पर उपोष्ण उच्च दाब पेटी, जिसे अश्व अक्षांश कहते हैं, उतरती हुई वायु की पेटी है जहाँ बड़े मरुस्थल मिलते हैं; लगभग साठ अंश पर उपध्रुवीय निम्न दाब पेटी अभिसरण और तूफानों की पेटी है; और ध्रुवीय उच्च दाब पेटी ठंडी भारी वायु की पेटी है। पवनें उच्च दाब से निम्न दाब की ओर चलती हैं, पर कभी सीधी रेखा में नहीं, क्योंकि पृथ्वी का घूर्णन उन्हें उत्तरी गोलार्ध में दाहिनी ओर और दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर मोड़ देता है। यही कोरिऑलिस प्रभाव है, जिसे फेरल का नियम कहा जाता है। बाइज बैलेट का नियम इसी बात को दूसरे ढंग से कहता है कि उत्तरी गोलार्ध में पवन की ओर पीठ करके खड़े होने पर निम्न दाब बाईं ओर होता है।

इन्हीं पेटियों से स्थायी या ग्रहीय पवनें निकलती हैं। व्यापारिक पवनें उपोष्ण उच्च दाब से भूमध्यरेखीय निम्न दाब की ओर चलती हैं, उत्तरी गोलार्ध में उत्तर पूर्वी और दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिण पूर्वी रूप में। पछुआ पवनें उपोष्ण उच्च दाब से उपध्रुवीय निम्न दाब की ओर चलती हैं और दक्षिणी महासागर पर इतनी प्रबल हो जाती हैं कि उन्हें गरजती चालीसा, प्रचंड पचासा और चीखता साठा कहा जाता है। ध्रुवीय पूर्वी पवनें ध्रुवीय उच्च दाब से बाहर की ओर चलती हैं।

मौसमी और स्थानीय पवनें

मौसमी या सामयिक पवनें ऋतु या दिन के साथ दिशा बदल लेती हैं। मानसून इसका सबसे बड़ा उदाहरण है, जो ग्रीष्म और शीत के बीच पलट जाता है क्योंकि स्थल जल की तुलना में तेजी से गर्म और ठंडा होता है। यही अंतर छोटे पैमाने पर दिन में समुद्री समीर और रात में स्थल समीर देता है, तथा पर्वतों में दिन में घाटी समीर ऊपर की ओर और रात में पर्वत समीर नीचे की ओर चलता है। स्थानीय पवनें हर पाठ्यक्रम में पूछी जाती हैं और इन्हें तालिका के रूप में याद रखना सबसे अच्छा है।

जेट धाराएँ

जेट धाराएँ ऊपरी क्षोभमंडल में अत्यंत तीव्र पवनों की सँकरी पट्टियाँ हैं। उपोष्ण पछुआ जेट और ध्रुवीय वाताग्र जेट पश्चिम से पूर्व की ओर चलती हैं और मध्य अक्षांशों की मौसम प्रणालियों को दिशा देती हैं। भारत में शीत ऋतु में पछुआ जेट हिमालय के दक्षिण रहती है और पश्चिमी विक्षोभ लाती है। ग्रीष्म में यह तिब्बत के पठार के उत्तर खिसक जाती है और प्रायद्वीपीय भारत के ऊपर पूर्वी जेट बनती है, जिसका संबंध दक्षिण पश्चिम मानसून के प्रस्फोट से जोड़ा जाता है।