భూగోళాన్ని కాపాడే కవచాలు!
మేఘాలు దట్టంగా కమ్ముకొని, ఉరుములు మెరుపులతో వర్షాలు దంచి కొడుతున్నా విమానాలు చక్కగా తిరుగుతూనే ఉంటాయి. ఉల్కలు, తోకచుక్కలు భూమి వైపు దూసుకొస్తున్నాయని వార్తలు వచ్చినా, ఎక్కడా పడి విధ్వంసం సృష్టించిన దాఖలాలు కనిపించవు. ఆ మేఘాలు, ఉరుములు-మెరుపులు ఎక్కడ ఉంటాయి? విమానాలు ఆ అలజడులకు గురికాకుండా ఎలా ఉంటాయి? అంతరిక్ష శఖలాలు మధ్యలోనే ఏవిధంగా అంతర్థానమవుతున్నాయి? అన్నింటికీ సమాధానం ఆ భూగోళానికి కవచాలుగా నిలిచి కాపాడుతున్న ఆవరణాలే. వాటి గురించి అభ్యర్థులు అవగాహన కలిగి ఉండాలి.
వాతావరణ సంఘటనం - నిర్మాణం
భూమి మీద అన్ని ప్రాంతాల్లో శీతోష్ణస్థితి ఒకే రకంగా ఉండదు. ఇది ప్రాంతాన్ని బట్టి మారుతూ ఉంటుంది. వివిధ శీతోష్ణ పరిస్థితులు నెలకొనడానికి ప్రధాన కారణం వాతావరణం. శీతోష్ణస్థితి మార్పులను అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని శీతోష్ణస్థితి శాస్త్రం అంటారు.
మానవజాతి మనుగడకు జీవవైవిధ్యం అత్యంత అవసరం. మానవులు, జంతువులు, మొక్కలు పరస్పరం సహకరించుకుంటూ జీవనం సాగిస్తున్నాయి. దీనికి భూగోళంపై వివిధ ఆవరణాలు సహకరిస్తున్నాయి. అయితే వీటి లక్షణాలు, గుణాలను పరిగణనలోకి తీసుకుని భూగోళాన్ని నాలుగు భౌతిక ఆవరణాలుగా విభజించారు. వీటిని భౌగోళిక ఆవరణాలు అంటారు.
1) శిలావరణం: గమన రహితమైన శిలా నిర్మిత ఘనపదార్థ సముదాయ ఆవరణాన్ని శిలావరణం అంటారు.
2) జలావరణం: మందగమనంతో కూడిన నిర్మలమైన జల సముదాయ ఆవరణాన్ని జలావరణం అని పిలుస్తారు. ఉదా: సముద్రాలు
3) వాతావరణం: విభిన్న వాయువులతో తీవ్ర గమనంలో ఉన్న వాయు సముదాయ ఆవరణాన్నే వాతావరణం అంటారు. ఉదా: మన చుట్టూ ఉన్న గాలి
4) జీవావరణం: పై మూడు ఆవరణాలు కలిసే సంధి ప్రాంతంలో నిరంతరం కార్బన్, ఆక్సిజన్, నీరు, నైట్రోజన్, ఫాస్ఫరస్‌ వలయాల రూపంలో పదార్థ మార్పిడి జరుగుతుంది. ఈ ప్రాంతంలో ఏర్పడిన భౌతిక పరిసరాల్లో నివసించే సమస్త జీవరాశిని జీవావరణంగా పరిగణిస్తారు.
భూమిని ఆవరించి ఉన్న దట్టమైన గాలి పొరను వాతావరణం అంటారు. ఇది శిలావరణం, జలావరణాలను ఆవరించి ఉన్న అనేక వాయువుల మిశ్రమం. భూమి నుంచి దాదాపు 1600 కి.మీ. వరకు వ్యాపించి ఉంటుంది. ఇందులో 96 శాతం వాతావరణం భూ ఉపరితలం నుంచి 22.5 కి.మీ. ఎత్తులో ఉండి పైకి వెళ్లే కొద్దీ తేలికైన హైడ్రోజన్, హీలియం వాయువులతో నిండి పలుచగా మారుతుంది. నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్, కార్బన్ డై ఆక్సైడ్‌ లాంటి బరువైన వాయువులు ఉండటం వల్ల భూ ఉపరితలాన్ని ఆనుకుని ఉన్న వాతావరణం అధిక సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది.
భూమిని ఆవరించి ఉన్న వాతావరణం బరువు సుమారు 56 కోట్ల టన్నులు. ఇది భూమిపై ప్రతి సెంటీ మీటరుకు 2.722 కి.గ్రా. బరువును మోపుతుంది. అంటే భూమి మనకు తెలియకుండానే దాదాపు 20 టన్నుల వాతావరణ బరువును మోస్తుంది.
* భూగురుత్వాకర్షణ శక్తి వల్ల వాతావరణం భూమిని అంటిపెట్టుకుని ఉంటుంది. మెండలీవ్‌ ఆవర్తన పట్టికలోని వాయు మూలకాల్లో క్లోరిన్‌ మినహా మిగిలిన అన్ని భూవాతావరణంలో ఉన్నాయి. వాతావరణ పరిస్థితి, శీతోష్ణస్థితి భూవాతావరణ ప్రక్రియపై ఆధారపడి ఉంటాయి.
వాతావరణ స్థితి: రోజులో లేదా కొన్ని గంటల్లో ఒక ప్రదేశానికి సంబంధించిన పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, పవనాలు, వర్షపాతాన్ని వాతావరణ స్థితి అంటారు.
శీతోష్ణస్థితి: ఒక ప్రదేశం దీర్ఘకాలిక (30 లేదా 50 లేదా 100 సంవత్సరాలు) సగటు వాతావరణ స్థితిని శీతోష్ణస్థితి అంటారు.
వాతావరణ లక్షణాలు: * దీనికి రంగు, రుచి, వాసన ఉండవు. వాసన, శబ్దాలను ఒక ప్రాంతం నుంచి మరో ప్రాంతానికి మోసుకెళుతుంది.
* స్థితిస్థాపక శక్తితోపాటు పారదర్శకతను కలిగి ఉంటుంది.
* ఇది భూమిని ఆవరించి ఉండటం వల్ల సూర్యుడి నుంచి వెలువడే హానికరమైన అతినీలలోహిత కిరణాలు భూ ఉపరితలాన్ని చేరకుండా అడ్డుకొని జీవజాతిని రక్షిస్తుంది.
వాతావరణం ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థాలతో ఏర్పడుతుంది.
ఘనపదార్థాలు: భూ ఉపరితలం నుంచి వాతావరణంలోకి చేరే దుమ్ము, ధూళి రేణువులు, కాలుష్య కణాలు వాతావరణంలోని ఘనపదార్థాలు. ఇవి పరిమితికి మించి వాతావరణంలోకి చేరితే వాతావరణ పారదర్శకత దెబ్బతిని ఎదురుగా ఉన్న వస్తువులు కంటికి కనిపించవు. వాతావరణం కూడా కాలుష్యానికి గురవుతుంది. వాతావరణంలోని నీటి ఆవిరి ద్రవీభవనం చెందడంలో ఈ ఘనపదార్థాలు హైగ్రోస్కోపిక్‌ కేంద్రకాలుగా వ్యవహరిస్తాయి.
ద్రవ పదార్థాలు: వాతావరణంలోకి చేరే నీటి ఆవిరిని ద్రవపదార్థంగా పేర్కొంటారు.
వాయు పదార్థాలు: క్లోరిన్‌ మినహా మిగిలిన అన్ని వాయువులు భూవాతావరణంలో ఉంటాయి. వాటిలో ముఖ్యమైనవి.
నైట్రోజన్: ఇది వాతావరణంలో అధిక శాతంలో (78.08%) ఉండే వాయువు. ఇది వృక్ష ప్రపంచానికి ముఖ్యంగా లెగ్యుమినేసి మొక్కలకు ఉపయోకరమైంది. దీని ద్వారానే మొక్కలు నైట్రేట్లను తయారుచేసుకుని వాటి పెరుగుదలలో వినియోగించుకుంటాయి. ఆక్సిజన్ దహన ప్రక్రియను స్థిరీకరించే ముఖ్యమైన వాయువు నైట్రోజన్.
ఆక్సిజన్: దీన్ని ప్రాణవాయువు అంటారు. ఇది వాతావరణంలో 20.94% ఉంటుంది. జీవుల శ్వాసక్రియలో కీలకమైంది. సూర్యుడి నుంచి ప్రసరించే ప్రమాదకరమైన అతినీలలోహిత కిరణాలను హరింపజేసే ఓజోన్‌ వాయువును ఏర్పరచడంలో ఇది ప్రధానపాత్ర పోషిస్తుంది.
కార్బన్ డై ఆక్సైడ్‌: ఇది మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియలో ముఖ్యపాత్ర వహిస్తూ ఆహారోత్పాదనకు తోడ్పడుతుంది. ఇది వాతావరణంలో 0.03% ఉంటుంది. ఇది పగటి సమయంలో భూమి మీద ఉష్ణోగ్రతలు మరీ ఎక్కువగా, రాత్రి సమయాల్లో మరీ తక్కువ కాకుండా చేస్తుంది. గ్లోబల్‌ వార్మింగ్‌కు కారణమవుతుంది. దీన్ని బొగ్గుపులుసు వాయువు అని కూడా పిలుస్తారు.
ఆర్గాన్‌: దీన్ని ఎలక్ట్రిక్‌ బల్బుల్లో ఉపయోగిస్తారు. వాతావరణంలో అధిక శాతంలో (0.93%) ఉన్న జడవాయువు.
వాతావరణ నిర్మాణం
వాతావరణంలో అనేక పొరలు ఉంటాయి. ప్రతి పొరలోని భౌతిక, రసాయనిక ధర్మాల్లో తేడాలు ఉంటాయి. ఇవి ఒక పొర నుంచి మరొక పొరకు వెళ్లే కొద్దీ క్రమంగా మారుతుంటాయి. పొరల మధ్య కచ్చితమైన సరిహద్దు ఉండక అతిపాతం చెంది ఉంటాయి. భూమిని ఆనుకొని ఉన్న వాతావరణ పొరలు మందంగా, పైకి వెళ్లే కొద్దీ పలుచగా ఉంటాయి. భూమి గురుత్వాకర్షణ శక్తి తగ్గడంతో బరువైన వాయువుల శాతం తగ్గి తేలికైన వాయువుల శాతం పెరుగుతుంది.
వాతావరణ లక్షణాలు, భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు, ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసాలను అనుసరించి వాతావరణాన్ని అయిదు ఆవరణాలుగా విభజించారు.
ట్రోపో ఆవరణం: ఇది భూ ఉపరితలం నుంచి 13 కి.మీ. ఎత్తు వరకు వ్యాపించి ఉన్న వాతావరణంలోని మొదటి ఆవరణం. భూమధ్యరేఖా ప్రాంతంలో ఉష్ణోగ్రతలు ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల వ్యాకోచం చెంది, ధ్రువాల వద్ద ఉష్ణోగ్రతలు తక్కువగా ఉండటం వల్ల సంకోచించి ఉంటుంది. కాబట్టి భూమధ్య రేఖా ప్రాంతంలో 18 కి.మీ., ధ్రువాల వద్ద కేవలం 8 కి.మీ. వరకు ఉంటుంది. ధ్రువప్రాంతాల్లో అధిక సాంద్రత, భూమధ్య రేఖా ప్రాంతాల్లో సాపేక్షంగా తక్కువ సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది. దీనిలో ప్రతి 1000 మీ. ఎత్తుకు వెళ్లిన కొద్దీ 6.4 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ చొప్పున లేదా ప్రతి 165 మీ. ఎత్తుకు ఒక సెంటీగ్రేడ్‌ చొప్పున ఉష్ణోగ్రతలు తగ్గుతూ ఉంటాయి. దీన్ని సాధారణ క్షీణతా క్రమం అంటారు. ఈ ఆవరణం పైభాగం కంటే కింది భాగంలో ఉష్ణోగ్రత అధికంగా ఉండి సంవహన క్రియకు దోహదపడుతుంది. భూ ఉపరితలం నుంచి వాతావరణంలోకి చేరే దుమ్ము, ధూళి కణాలు, నీటి ఆవిరి గురుత్వాకర్షణ శక్తిని అధిగమించి ఈ ఆవరణం వరకు చేరతాయి. దీంతోపాటు ద్రవీభవనం, మేఘాలు ఏర్పడటం, ఉరుములు, మెరుపులు, అల్ప పీడనాలు, వర్షపాతం లాంటి వాతావరణ అలజడులన్నీ ట్రోపో ఆవరణంలోనే జరుగుతాయి. ట్రోపో ఆవరణానికి, దానిపై ఉన్న స్ట్రాటో ఆవరణానికి మధ్య సరిహద్దునే ట్రోపోపాస్‌ అంటారు. ఆవరణంపై సరిహద్దులో పశ్చిమం నుంచి తూర్పునకు అత్యంత వేగంతో కదిలే జియోస్ట్రోపిక్‌ పవనాలను జెట్‌స్ట్రీమ్స్‌ అని పిలుస్తారు.
స్ట్రాటో ఆవరణం: ట్రోపోపాస్‌ను ఆనుకొని భూ ఉపరితలం నుంచి దాదాపు 50 కి.మీ. వరకు విస్తరించిన రెండో పొరను స్ట్రాటో ఆవరణం అంటారు. ఇందులో ఎత్తుకు వెళ్లేకొద్దీ ఉష్ణోగ్రత దాదాపు స్థిరంగా ఉంటుంది. ఈ ఆవరణంలోని 25 - 35 కి.మీ. మధ్య ప్రాంతంలో ఓజోన్‌ పొర ఉండి అతినీలలోహిత కిరణాలను హరించడం వల్ల కొద్దిగా ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతాయి. దీనినే ఓజోన్‌ ఆవరణం అంటారు. ఇక్కడ ఎలాంటి వాతావరణ అలజడులు ఏర్పడవు. విమానాలు ప్రయాణించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ట్రోపో ఆవరణంతో పోలిస్తే ఈ ఆవరణంలో మేఘాలు, దుమ్ము, ధూళి కణాలు, నీటి ఆవిరి చాలా తక్కువ ఉండి సిర్రస్‌ మేఘాలు (ఉన్నత మేఘాలు) విస్తరించి ఉంటాయి. స్ట్రాటో ఆవరణం ప్రారంభంలో సుమారు -60 డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. ఇది పైకి వెళ్లేకొద్దీ కొంత దూరం వరకు స్థిరంగా ఉండి ఆపైన ఓజోన్‌ వాయువు అతినీలలోహిత కిరణాలను హరించడం వల్ల ఉష్ణోగ్రత 0 డిగ్రీల వరకు పెరుగుతుంది. ఈ ఆవరణం పైభాగంలో ఉన్న సన్నని పొరను స్ట్రాటోపాస్‌ అంటారు.
మీసో ఆవరణం: ఇది స్ట్రాటోపాస్‌ తర్వాత భూఉపరితలం నుంచి 80 కి.మీ. వరకు విస్తరించి ఉన్న వాతావరణంలోని మూడో పొర. ఇందులో ఎత్తుకు వెళ్లేకొద్దీ ఉష్ణోగ్రత అధిక మొత్తంలో తగ్గుతుంది. ఈ ప్రాంతంలోని వాయు అణువులు చల్లబడి నిశ్చల స్థితిలో ఉంటాయి. కానీ దీనిపై ఉన్న థర్మో ఆవరణంలో వాయు అణువులు అత్యంత వేగంతో కదులుతాయి. దానివల్ల మీసో ఆవరణంలో నిరంతరం ఘర్షణ బలాలు ఏర్పడుతుంటాయి. ఫలితంగా విశ్వాంతరాళం నుంచి భూ వాతావరణం వైపు కదిలే ఆస్టరాయిడ్స్, తోకచుక్కలు, ఉల్కలు లాంటి ఖగోళ పదార్థాలు ఈ ప్రాంతంలోకి రాగానే పూర్తిగా దహనమవుతాయి. భూగోళాన్ని పరిరక్షించడంలో ఈ పొర కీలక పాత్ర వహిస్తుంది. ఈ ఆవరణంలో ఉష్ణోగ్రత క్షీణతా క్రమ పరిస్థితులు ఉండటం వల్ల దీన్ని బాహ్య ట్రోపో ఆవరణం అని పిలుస్తారు. మీసో, థర్మో ఆవరణానికి మధ్య ఉన్న సరిహద్దును మీసోపాస్‌ అంటారు.
థర్మో ఆవరణం: ఇది మీసోపాస్‌ను ఆనుకొని దాదాపు 400 కి.మీ. ఎత్తు వరకు విస్తరించి ఉంటుంది. ఈ ఆవరణంలో ఉష్ణోగ్రత ఎత్తుకు వెళ్లేకొద్దీ అనూహ్యంగా పెరుగుతూ ఉంటుంది. ఇందులో వాయువులు అయనీకరణం చెంది ఉండటం వల్ల దీన్ని ఐనో ఆవరణం అని కూడా పిలుస్తారు. ఈ ప్రాంతంలో వాయు అణువుల మధ్య జరిగే థ]ర్మో న్యూక్లియర్‌ చర్యల కారణంగా విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ఏర్పడి రేడియో, దూరదర్శిని తరంగాలను భూమి వైపు పరావర్తనం చెందిస్తాయి.
ఎక్సో ఆవరణం: థర్మో ఆవరణం పైన విస్తరించిన ఆవరణాన్ని ఎక్సో ఆవరణం అంటారు. దీనిలో తేలికైన హైడ్రోజన్, హీలియం లాంటి వాయువులు ఉంటాయి. ఇది భూ వాతావరణంతో పోలిస్తే పూర్తిగా విరుద్ధమైన వాయువుల మిశ్రమంతో నిండి ఉంటుంది. ఇందులో ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతూ ఉంటాయి. ఇక్కడ పదార్థం నాలుగో రూపమైన ప్లాస్మా స్థితిలో ఉంటుంది. ఈ ఆవరణంపై భూ గురుత్వాకర్షణ తక్కువగా ఉంటుంది.
అరోరా బోరియాలిస్, అరోరా ఆస్ట్రాలిస్‌: వీటిని ‘కాంతి పుంజాలు’ అని కూడా అంటారు. సూర్యుడి నుంచి వెలువడే అధిక శక్తిమంతమైన వికిరణాలు ఐనోస్ఫియర్‌లోకి ప్రవేశించి అందులోని ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ వాయువులతో విభేదిస్తాయి. ఫలితంగా రసాయన చర్య జరిగి మిరుమిట్లు గొలిపే కాంతి వెలువడుతుంది. వీటినే అరోరాలు అంటారు. ఇవి అయస్కాంత ధ్రువాల వైపు ఆకర్షితమవుతాయి. ఉత్తర ధ్రువం వద్ద ఈ కాంతి పుంజాలను అరోరా బోరియాలిస్, దక్షిణ ధ్రువం వద్ద ఏర్పడే వాటిని అరోరా ఆస్ట్రాలిస్‌ అంటారు.
రచయిత: సక్కరి జయకర్‌
మరిన్ని అంశాలు ... మీ కోసం!
