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CBSE · कक्षा 9 · विज्ञान

अध्याय 13: पृथ्वी : एक तंत्र – ऊर्जा, पदार्थ और जीवन

8 अवधारणाएँ · उत्तर सहित 64 अभ्यास प्रश्न · पढ़ना मुफ़्त

यह पाठ इन भाषाओं में भी: मराठी · English

पृथ्वी तंत्र और उसके पाँच मंडल

रोज़मर्रा के जीवन से

एक पर्यटक हिमालय की झील के किनारे डेरा डालती है : चोटियों पर हिम, झील में पानी, पैरों के नीचे चट्टान, चारों ओर हवा और घास चरती भेड़ें। पृथ्वी के पाँचों भाग एक ही दृश्य में दिखते हैं।

सरल परिभाषा

पृथ्वी परस्पर क्रिया करने वाले मंडलों का एक तंत्र है : स्थलमंडल (चट्टानें, मिट्टी, भू-आकृतियाँ, आंतरिक भाग), जलमंडल (द्रव जल), हिममंडल (बर्फ़ और हिम), वायुमंडल (हवा) और जैवमंडल (सभी जीव और उनके आवास)। सूर्य ऊर्जा का मुख्य स्रोत है, जिसे पृथ्वी का गर्म आंतरिक भाग सहयोग देता है। मंडलों के बीच ऊर्जा और पदार्थ बहते हैं, इसलिए एक का बदलाव दूसरों को प्रभावित करता है।

स्थलमंडल : चट्टानें, मिट्टी, भू-आकृतिजलमंडल : नदियाँ, झीलें, महासागरहिममंडल : हिमनद, हिम, ध्रुवीय बर्फ़वायुमंडल + जैवमंडल : हवा और जीवन

आकृति में : पाँच मंडल, एक जुड़ा हुआ तंत्र।

नियम 1 : पदार्थ के रूप से मंडल पहचानें — ठोस भूमि स्थलमंडल, द्रव जल जलमंडल, बर्फ़ हिममंडल, हवा वायुमंडल और जीव जैवमंडल हैं।

  • आसान : हिमनद हिममंडल है और उससे पोषित नदी जलमंडल है।
  • मध्यम : गेहूँ जैवमंडल है और उसके नीचे की मिट्टी स्थलमंडल है।
  • परीक्षा-प्रकार : बादल और पवन वायुमंडल के भाग हैं।

नियम 2 : एक मंडल का बदलाव दूसरों तक फैलता है — पहले बदलाव से प्रभावों की शृंखला देखें।

  • आसान : कम हिमपात, झील में कम पानी, भेड़ों के लिए कम घास।
  • मध्यम : गर्म समुद्र, अधिक वाष्पन, बदली हुई मानसूनी वर्षा।
  • परीक्षा-प्रकार : बर्फ़ पिघलना, समुद्र स्तर बढ़ना, तटीय आवासों पर संकट।
याद रखें

पाँचों मंडल ऊर्जा और पदार्थ के प्रवाह से जुड़े हैं, इसलिए एक को छेड़ने पर बाकी भी प्रभावित होते हैं।

सामान्य गलती

मंडलों को अलग-अलग डिब्बे समझना, या हिमनदों को जलमंडल में रखना।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : स्थ-ज-हि-वा-जै — स्थल (भूमि), जल (पानी), हिम (बर्फ़), वायु (हवा), जैव (जीवन)। एक बदलाव, अनेक प्रभाव।

अंतर पहचानें

मंडलउसमें क्या हैउदाहरण
स्थलमंडलचट्टानें, मिट्टी, भू-आकृतियाँथार मरुस्थल
हिममंडलबर्फ़ और हिमहिमालय का हिमनद
जैवमंडलजीव और उनके आवासप्रवाल भित्ति

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1पृथ्वी तंत्र के पाँच मंडलों के नाम बताइए।
  2. 2भूजल किस मंडल में आता है?
  3. 3मैंग्रोव किस मंडल में आता है?
मध्यम
  1. 4हिमनद को हिममंडल में क्यों रखा जाता है?
  2. 5कम हिमपात का चरती भेड़ों की घास पर कैसे प्रभाव पड़ सकता है?
  3. 6गर्म समुद्री जल मानसून को कैसे बदलता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7एक झील को वर्ष भर में बर्फ़ पिघलने से 12 इकाई और वर्षा से 8 इकाई जल मिलता है। बर्फ़ पिघलने से मिलने वाला भिन्न कितना है?
  2. 820 विशेषताओं वाले चित्र में 6 जैवमंडल की हैं। यह कितने प्रतिशत है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1स्थलमंडल, जलमंडल, हिममंडल, वायुमंडल और जैवमंडल।
  2. 2जलमंडल।
  3. 3जैवमंडल।
  4. 4उसका जल ठोस रूप में, बर्फ़ के रूप में होता है।
  5. 5झील का स्तर गिरता है और घास के लिए कम जल बचता है।
  6. 6अधिक वाष्पन मानसून को बदलता है, इसलिए वर्षा में अंतर आता है और बाढ़ या सूखा पड़ सकता है।
  7. 712 ÷ (12 + 8) = 12/20 = 3/5।
  8. 86 ÷ 20 × 100 = 30 प्रतिशत।

सौर विकिरण, सूर्यातप और सौर स्थिरांक

रोज़मर्रा के जीवन से

जैसलमेर में साफ़ दोपहर में एक सौर पैनल और एक व्यक्ति एक ही धूप में खड़े हैं। पैनल बिजली बनाता है और व्यक्ति को गर्मी लगती है, फिर भी दोनों को सूर्य की ही ऊर्जा मिल रही है।

सरल परिभाषा

सौर विकिरण पृथ्वी तक विद्युतचुंबकीय तरंगों के रूप में पहुँचता है; ये तरंगें निर्वात में प्रकाश की चाल 3 × 10⁸ m/s से चलती हैं (ध्वनि को माध्यम चाहिए)। सूर्य की लगभग 99 प्रतिशत ऊर्जा पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त क्षेत्र में होती है। ओज़ोन परत पराबैंगनी किरणें अवशोषित करती है, दृश्य प्रकाश प्रकाश संश्लेषण चलाता है और अवरक्त सतह को गर्म करता है। भूमि तक पहुँचने वाला विकिरण सूर्यातप है। सौर स्थिरांक वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर लगभग 1.4 kW प्रति m²टर है, और साफ़ आकाश में सतह पर लगभग 1 kW प्रति m²टर मिलता है।

गामा, एक्स-किरण : अधिक ऊर्जा, छनती हैंपराबैंगनी : ओज़ोन अवशोषित करती हैदृश्य : प्रकाश संश्लेषण और गर्मीअवरक्त : सतह गर्म, गैसें रोकती हैं

आकृति में : हर विकिरण की अपनी भूमिका।

नियम 1 : कम तरंगदैर्ध्य यानी अधिक आवृत्ति और ऊर्जा — निर्वात में सभी विद्युतचुंबकीय तरंगों की चाल समान होती है, इसलिए चाल = आवृत्ति × तरंगदैर्ध्य से कम तरंगदैर्ध्य की आवृत्ति अधिक होती है।

  • आसान : रेडियो तरंगों से गामा किरणों की तरंगदैर्ध्य कम है, इसलिए उनमें अधिक ऊर्जा है।
  • मध्यम : 200 nm की पराबैंगनी किरण की आवृत्ति 700 nm के दृश्य प्रकाश से अधिक है।
  • परीक्षा-प्रकार : रेडियो तरंगों की ऊर्जा पृथ्वी को अधिक गर्म करने जितनी नहीं होती।

नियम 2 : मिली ऊर्जा = तीव्रता × क्षेत्रफल × समय — जूल प्रति सेकंड प्रति m²टर, m²टर और सेकंड का उपयोग करें।

  • आसान : 1000 J प्रति सेकंड प्रति m²टर, 1 m²टर पर 1 सेकंड, यानी 1000 J।
  • मध्यम : 3 m²टर पर 10 सेकंड, यानी 30000 J।
  • परीक्षा-प्रकार : 2 m²टर पर 1 घंटा (3600 s), यानी 7200000 J।
याद रखें

सूर्य का दृश्य और अवरक्त प्रकाश प्रकाश संश्लेषण चलाता है और पृथ्वी को गर्म करता है, जबकि वायुमंडल हानिकारक किरणें छानता है।

सामान्य गलती

यह कहना कि पूरा सौर स्थिरांक भूमि तक पहुँचता है, या ध्वनि प्रकाश की तरह निर्वात में चलती है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : गा-एक्स-प-दृ-अ-सू-रे — गामा, एक्स-किरण, पराबैंगनी, दृश्य, अवरक्त, सूक्ष्म तरंग, रेडियो। कम तरंगदैर्ध्य = अधिक ऊर्जा।

अंतर पहचानें

राशिअर्थमान
सौर स्थिरांकवायुमंडल की ऊपरी सीमा पर ऊर्जालगभग 1.4 kW प्रति m²टर
सूर्यातपसतह तक पहुँचने वाला विकिरणलगभग 1 kW प्रति m²टर
प्रकाश की चालनिर्वात में3 × 10⁸ m/s

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1सूर्यातप क्या है?
  2. 2ओज़ोन परत मुख्यतः किस विकिरण को अवशोषित करती है?
  3. 3निर्वात में प्रकाश की चाल कितनी है?
मध्यम
  1. 4सतह पर सूर्यातप सौर स्थिरांक से कम क्यों होता है?
  2. 5लोग सनस्क्रीन क्यों लगाते हैं?
  3. 6प्रकाश निर्वात में चलता है पर ध्वनि क्यों नहीं चलती?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7सूर्यातप 1000 J प्रति सेकंड प्रति m²टर है। 3 m²टर पर 10 सेकंड में कितनी ऊर्जा पड़ेगी?
  2. 84 m²टर क्षेत्रफल के पैनल को 1000 J प्रति सेकंड प्रति m²टर मिलता है। 1 मिनट में उसे कितनी ऊर्जा मिलेगी?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सौर विकिरण की मात्रा।
  2. 2पराबैंगनी विकिरण।
  3. 33 × 10⁸ m/s।
  4. 4गैसें, बादल और धूल कुछ ऊर्जा अवशोषित और प्रकीर्णित करते हैं।
  5. 5पराबैंगनी किरणें त्वचा और आँखों को क्षति पहुँचा सकती हैं।
  6. 6ध्वनि यांत्रिक तरंग है जिसे माध्यम चाहिए, जबकि प्रकाश विद्युतचुंबकीय तरंग है।
  7. 7E = 1000 × 3 × 10 = 30000 J।
  8. 8E = 1000 × 4 × 60 = 240000 J।

ऐल्बीडो, अवशोषण और ऊष्मा का पुनर्विकिरण

रोज़मर्रा के जीवन से

गर्मी की दोपहर में एक बच्चा पहले सफ़ेद संगमरमर की सीढ़ी पर और फिर काली तारकोल की सड़क पर बैठता है। संगमरमर ठंडा लगता है और सड़क झुलसाती है, जबकि दोनों एक ही सूर्य के नीचे हैं।

सरल परिभाषा

ऐल्बीडो किसी सतह द्वारा परावर्तित सौर विकिरण का अंश है (लैटिन में श्वेतता)। बर्फ़ का 0.80 से 0.90, हिम का 0.50 से 0.70 और कुचली चट्टान का 0.25 से 0.30 होता है, जबकि काली मिट्टी और समुद्री जल का ऐल्बीडो कम होता है। अधिक ऐल्बीडो वाली सतह ठंडी रहती है और कम ऐल्बीडो वाली अधिक अवशोषित करके गर्म होती है। हर वस्तु ऊष्मा पुनः विकिरित करती है; कंक्रीट रात में संचित ऊष्मा छोड़ता है, इसलिए शहर नगरीय ऊष्मा द्वीप बन जाते हैं, जबकि वनस्पति छाया और वाष्पोत्सर्जन से ठंडक देती है।

बर्फ़ : ऐल्बीडो 0.8–0.9, ठंडी रहती हैहिम : ऐल्बीडो 0.5–0.7, अच्छा परावर्तनकाली मिट्टी, समुद्र : कम ऐल्बीडो, गर्मशहर : कंक्रीट संचित ऊष्मा छोड़ता है

आकृति में : अधिक ऐल्बीडो परावर्तित करता है, कम अवशोषित।

नियम 1 : अवशोषित भाग = 1 − ऐल्बीडो — जो सतह 0.8 प्रकाश परावर्तित करती है वह शेष 0.2 अवशोषित करती है।

  • आसान : 0.9 ऐल्बीडो की बर्फ़ केवल 0.1 धूप अवशोषित करती है।
  • मध्यम : 0.3 ऐल्बीडो पर 500 J में से 350 J अवशोषित होते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : सफ़ेद छत गहरी छत से कम अवशोषित करती है।

नियम 2 : गहरी और निर्मित सतहें अधिक गर्म होती हैं — वे अधिक धूप अवशोषित करती हैं और संचित ऊष्मा को पुनः विकिरित करती हैं।

  • आसान : तारकोल की सड़कें हल्के कंक्रीट से जल्दी गर्म होती हैं।
  • मध्यम : कंक्रीट के घर रात में गर्म रहते हैं, मोटी मिट्टी की दीवारें ठंडी रहती हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : वन छाया और वाष्पोत्सर्जन से ठंडे रहते हैं।
याद रखें

ऐल्बीडो तय करता है कि सतह कितनी धूप अवशोषित करती है; इससे स्थानीय तापमान और ध्रुवों की ठंड बनती है।

सामान्य गलती

ऐल्बीडो को तापमान या इकाई वाली राशि समझना, या गहरी सतहें अधिक परावर्तित करती हैं ऐसा मानना।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : सफ़ेद परावर्तित करता है, गहरा अवशोषित — अधिक ऐल्बीडो यानी ठंडा, कम ऐल्बीडो यानी गर्म।

अंतर पहचानें

सतहऐल्बीडोप्रभाव
ताज़ा बर्फ़0.80 से 0.90बहुत ठंडी रहती है
कुचली चट्टान0.25 से 0.30अधिक अवशोषित करती है
समुद्री जलकमअवशोषित कर गर्म होता है

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1ऐल्बीडो क्या है?
  2. 2बर्फ़ और काली मिट्टी में किसका ऐल्बीडो अधिक है?
  3. 3नगरीय ऊष्मा द्वीप प्रभाव क्या है?
मध्यम
  1. 4ध्रुवीय क्षेत्र ठंडे क्यों रहते हैं?
  2. 5रात में कंक्रीट के घर में गर्मी क्यों लगती है?
  3. 6वन किसी क्षेत्र को ठंडा कैसे रखता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 70.6 ऐल्बीडो वाली सतह पर 200 J धूप पड़ती है। कितना अवशोषित होगा?
  2. 80.25 ऐल्बीडो वाली सतह पर 800 W प्रति m²टर विकिरण पड़ता है। कितना परावर्तित होता है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1किसी सतह द्वारा परावर्तित सौर विकिरण का अंश।
  2. 2बर्फ़।
  3. 3निर्मित पदार्थ ऊष्मा अवशोषित करके रोके रखते हैं, इसलिए शहर आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों से अधिक गर्म होते हैं।
  4. 4बर्फ़ और हिम धूप का बड़ा भाग परावर्तित करते हैं।
  5. 5कंक्रीट दिन में अवशोषित ऊष्मा को पुनः विकिरित करता है।
  6. 6छाया और वाष्पोत्सर्जन हवा को ठंडा करते हैं।
  7. 7परावर्तित = 0.6 × 200 = 120 J, इसलिए अवशोषित = 200 − 120 = 80 J।
  8. 8परावर्तित = 0.25 × 800 = 200 W प्रति m²टर।

अक्षांश, पृथ्वी का आकार और असमान तापन

रोज़मर्रा के जीवन से

दीवार पर टॉर्च सीधी मारें तो छोटा चमकीला घेरा बनता है। टॉर्च तिरछी करें तो वही प्रकाश फैलकर फीका अंडाकार बन जाता है। सूर्य पृथ्वी पर भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक ठीक यही करता है।

सरल परिभाषा

पृथ्वी गोलाकार है, इसलिए सूर्य का प्रकाश भूमध्य रेखा के पास लगभग सिर के ऊपर से और ध्रुवों के पास तिरछा पड़ता है। सीधी किरणें ऊर्जा छोटे क्षेत्र पर देती हैं, जबकि तिरछी किरणें उसे बड़े क्षेत्र में फैलाती हैं। इसीलिए भूमध्य रेखा गर्म और ध्रुव ठंडे रहते हैं। अक्ष का झुकाव और पृथ्वी की परिक्रमा ऋतुएँ और दिन की बदलती लंबाई देते हैं। यह असमान तापन पवनों और महासागरीय धाराओं को चलाता है।

गोलपृथ्वीकिरण-कोणभिन्नऊष्माभिन्नअसमानतापन

आकृति में : गोल पृथ्वी असमान रूप से गर्म होती है।

नियम 1 : सीधी किरणें ऊर्जा को केंद्रित करती हैं — वही पुंज छोटे क्षेत्रफल पर पड़े तो प्रत्येक m²टर को अधिक ऊर्जा मिलती है।

  • आसान : भूमध्य रेखा पर 1 m²टर पर पड़ने वाला पुंज ध्रुव के पास 3 m²टर पर फैलता है, यानी हर एक को एक-तिहाई ऊर्जा।
  • मध्यम : ऊँचे अक्षांश भूमध्य रेखा से ठंडे होते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : भारत उष्णकटिबंध में है, इसलिए उसे प्रचुर धूप मिलती है।

नियम 2 : झुकाव और परिक्रमा ऋतुएँ बनाते हैं — पृथ्वी के सूर्य की परिक्रमा करते समय अक्ष अपना झुकाव बनाए रखता है।

  • आसान : झुकाव न होता तो स्पष्ट ऋतुएँ न होतीं।
  • मध्यम : वर्ष भर दिन की लंबाई बदलती है।
  • परीक्षा-प्रकार : सूर्य की ओर झुके गोलार्ध में गर्मी होती है।
याद रखें

पृथ्वी का आकार, अक्षांश और झुकाव तय करते हैं कि हर स्थान को कितनी धूप मिलती है।

सामान्य गलती

ऋतुएँ अक्ष के झुकाव से नहीं बल्कि पृथ्वी-सूर्य की बदलती दूरी से होती हैं ऐसा मानना।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : गोल पृथ्वी, झुका अक्ष — सीधी किरणें यानी गर्म, तिरछी किरणें यानी ठंडी।

अंतर पहचानें

स्थानधूपपरिणाम
भूमध्य रेखासीधी, छोटा क्षेत्रवर्ष भर गर्म
मध्य अक्षांशमध्यम तिरछीऋतुएँ
ध्रुवबहुत तिरछी, बड़ा क्षेत्रठंडे

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1सूर्य की किरणें सबसे सीधी कहाँ पड़ती हैं?
  2. 2भूमध्य रेखा का अक्षांश कितना है?
  3. 3ऋतुएँ किससे होती हैं?
मध्यम
  1. 4ध्रुव भूमध्य रेखा से ठंडे क्यों होते हैं?
  2. 5वर्ष भर दिन की लंबाई क्यों बदलती है?
  3. 6असमान तापन किसे चलाता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7भूमध्य रेखा पर 1 m²टर पर 900 J का पुंज पड़ता है और ध्रुव के पास वह 3 m²टर पर फैलता है। ध्रुव के पास प्रत्येक m²टर पर कितनी ऊर्जा पड़ती है?
  2. 8एक स्थान पर प्रत्येक m²टर को 250 J मिलते हैं और क्षेत्रफल 6 m²टर है। कुल ऊर्जा कितनी है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1भूमध्य रेखा के पास।
  2. 20°।
  3. 3पृथ्वी के अक्ष का झुकाव और सूर्य के चारों ओर उसकी परिक्रमा।
  4. 4वहाँ धूप तिरछी पड़ती है और बड़े क्षेत्रफल पर फैलती है।
  5. 5झुका अक्ष बदलता है कि प्रत्येक स्थान कितनी देर सूर्य के सामने रहता है।
  6. 6पवनों और महासागरीय धाराओं को।
  7. 7900 ÷ 3 = 300 J।
  8. 8250 × 6 = 1500 J।
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अक्षांश, पृथ्वी का आकार और असमान तापन

ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।

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वायुमंडल : परतें और ग्रीनहाउस प्रभाव

रोज़मर्रा के जीवन से

हिमालय में चढ़ती पर्यटक को हर km पर हवा और ठंडी लगती है, फिर भी उसके बहुत ऊपर विमान बादलों के ऊपर शांत, साफ़ हवा में उड़ते हैं। मौसम एक ही पतली परत में रहता है।

सरल परिभाषा

वायुमंडल 78 प्रतिशत नाइट्रोजन और 21 प्रतिशत ऑक्सीजन से बना है और गुरुत्व से थमा है। क्षोभमंडल (0 से 12 km) में लगभग सारा मौसम होता है और प्रति km लगभग 6.5 °C तापमान घटता है। समतापमंडल (12 से 50 km) में ओज़ोन परत है, जो पराबैंगनी किरणें अवशोषित करती है, इसलिए ऊँचाई के साथ तापमान बढ़ता है और हवा शांत रहती है। अंतरिक्ष लगभग 100 km पर शुरू होता है। वायुमंडल आने वाले विकिरण का कुछ भाग अवशोषित करता है और ग्रीनहाउस गैसों (CO₂, CH₄, जलवाष्प) से बाहर जाता अवरक्त रोकता है। यह ग्रीनहाउस प्रभाव पृथ्वी को गर्म रखता है, पर अतिरिक्त CO₂ से भूमंडलीय तापन होता है।

क्षोभमंडल (0–12 km) : सारा मौसमसमतापमंडल (12–50 km) : ओज़ोन परतग्रीनहाउस गैसें निकलती ऊष्मा रोकती हैंCFC ओज़ोन परत पतली करते हैं

आकृति में : परतें मौसम और ऊष्मा संतुलन गढ़ती हैं।

Live आकृति

वायुमंडल : परतें और ग्रीनहाउस प्रभाव

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नियम 1 : हर परत का तापमान-रुझान अलग है — क्षोभमंडल में ऊँचाई के साथ ठंडक बढ़ती है और समतापमंडल में ऊँचाई के साथ तापमान बढ़ता है।

  • आसान : भूमि पर 30 °C, 4 km ऊपर : 30 − 6.5 × 4 = 4 °C।
  • मध्यम : ओज़ोन पराबैंगनी किरणें अवशोषित करती है, इसलिए समतापमंडल ऊपर की ओर गर्म होता है।
  • परीक्षा-प्रकार : समतापमंडल में ठंडी हवा के ऊपर गर्म हवा होने से मौसम नीचे ही रहता है।

नियम 2 : वायुमंडल दोनों ओर से छलनी है — वह आने वाले विकिरण का कुछ भाग अवशोषित करता है और बाहर जाती ऊष्मा का कुछ भाग रोकता है।

  • आसान : ओज़ोन हानिकारक पराबैंगनी किरणें रोकती है।
  • मध्यम : CO₂, CH₄ और जलवाष्प सतह से आने वाला अवरक्त रोकते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : शुक्र पर अनियंत्रित ग्रीनहाउस प्रभाव है और वह बुध से अधिक गर्म है।
याद रखें

परतदार वायुमंडल मौसम को क्षोभमंडल में रखता है और ग्रीनहाउस प्रभाव पृथ्वी को जीवन के लिए पर्याप्त गर्म रखता है।

सामान्य गलती

ओज़ोन छिद्र और ग्रीनहाउस प्रभाव को मिला देना : एक में अधिक पराबैंगनी किरणें आती हैं, दूसरे में ऊष्मा रुकती है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : क्षो-सम-म-ता-ब — क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल, तापमंडल, बहिर्मंडल (भूमि से अंतरिक्ष तक)।

अंतर पहचानें

परतऊँचाईविशेषता
क्षोभमंडल0 से 12 kmमौसम; ऊँचाई के साथ ठंडा
समतापमंडल12 से 50 kmओज़ोन परत; ऊँचाई के साथ गर्म
बाह्य अंतरिक्षलगभग 100 km से ऊपरवायुमंडल समाप्त

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1लगभग सारा मौसम किस परत में होता है?
  2. 2ओज़ोन परत किस परत में है?
  3. 3दो ग्रीनहाउस गैसों के नाम बताइए।
मध्यम
  1. 4समतापमंडल में ऊँचाई के साथ तापमान क्यों बढ़ता है?
  2. 5मौसम क्षोभमंडल तक ही सीमित क्यों रहता है?
  3. 6वायुमंडल न होता तो पृथ्वी बहुत ठंडी क्यों होती?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7भूमि पर तापमान 24 °C है। क्षोभमंडल में 2 km की ऊँचाई पर वह कितना होगा?
  2. 8क्षोभमंडल में 6 km चढ़ने पर तापमान कितने अंश घटता है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1क्षोभमंडल।
  2. 2समतापमंडल।
  3. 3कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन।
  4. 4ओज़ोन पराबैंगनी किरणें अवशोषित करती है और परत को गर्म करती है।
  5. 5समतापमंडल में हवा का ऊर्ध्वाधर मिश्रण कम है, इसलिए हवा उसमें ऊपर नहीं उठती।
  6. 6बाहर जाती ऊष्मा रोकने वाली ग्रीनहाउस गैसें नहीं होतीं।
  7. 7कमी = 6.5 × 2 = 13 °C, इसलिए 24 − 13 = 11 °C।
  8. 86.5 × 6 = 39 °C।
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वायुमंडल : परतें और ग्रीनहाउस प्रभाव

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पवनें और महासागरीय धाराएँ

रोज़मर्रा के जीवन से

शिमला जैसे पहाड़ी स्थान पर दोपहर में हवा चढ़ाई की ओर बहती है और रात में घाटी में उतरती है। बहुत बड़े पैमाने पर यही विचार पूरे ग्रह पर हवा और जल को चलाता है।

सरल परिभाषा

पवन उच्च दाब से निम्न दाब की ओर जाती हवा है, और दाब का अंतर असमान तापन से आता है। दिन में धूप से गर्म ढलानें घाटी पवन देती हैं और रात में ठंडी सघन हवा पर्वतीय पवन देती है। वैश्विक स्तर पर गर्म हवा भूमध्यरेखीय निम्न दाब पर ऊपर उठती है, 30° के पास नीचे आती है (उपोष्ण उच्च दाब), 60° के पास फिर उठती है (उपध्रुवीय निम्न दाब) और ध्रुवों पर नीचे आती है। घूर्णन उत्तर में पवनों को दाईं ओर और दक्षिण में बाईं ओर मोड़ता है। पवनें सतही जल खींचकर महासागरीय धाराएँ बनाती हैं; तापमान, लवणता और महाद्वीप उन्हें आकार देते हैं और घूर्णन से वृत्ताकार जायर बनते हैं। धाराएँ ऊष्मा और पोषक तत्व ले जाती हैं।

असमानतापनदाब काअंतरहवाबहती हैपवन औरधाराएँ

आकृति में : तापन के अंतर हवा को गति देते हैं।

नियम 1 : गर्म हवा उठती है, ठंडी हवा नीचे आती है और हवा खाली जगह भरती है — गतिमान हवा सदा अधिक दाब से कम दाब की ओर जाती है।

  • आसान : दिन में धूप से गर्म ढलान की हवा ऊपर उठती है, जिससे घाटी पवन बनती है।
  • मध्यम : रात में ढलान की ठंडी सघन हवा नीचे आती है, जिससे पर्वतीय पवन बनती है।
  • परीक्षा-प्रकार : भूमध्य रेखा पर गर्म हवा उठती है और निम्न दाब की पट्टी बचती है।

नियम 2 : घूर्णन प्रवाह को मोड़ता है — पवनें और समुद्री जल उत्तर में दाईं ओर और दक्षिण में बाईं ओर मुड़ते हैं।

  • आसान : ग्रहीय पवनें वक्र पथों पर चलती हैं।
  • मध्यम : उत्तरी जायर दक्षिणावर्त घूमते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : दक्षिणी जायर वामावर्त घूमते हैं।
याद रखें

असमान तापन हवा और जल को चलाता है, और धाराएँ ऊष्मा व पोषक तत्व पूरे ग्रह में फैलाती हैं।

सामान्य गलती

यह कहना कि पवन निम्न दाब से उच्च दाब की ओर बहती है, या घाटी पवन ढलान से नीचे बहती है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : दिन में ऊपर, रात में नीचे — घाटी पवन दिन में चढ़ती है, पर्वतीय पवन रात में उतरती है। उत्तर में दाएँ, दक्षिण में बाएँ।

अंतर पहचानें

पट्टीअक्षांशदाब
भूमध्यरेखीय0°निम्न
उपोष्णलगभग 30°उच्च
उपध्रुवीयलगभग 60°निम्न

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1पवन क्या है?
  2. 2दिन में पर्वत ढलान पर चढ़ने वाली पवन का नाम बताइए।
  3. 3उत्तरी गोलार्ध में पवनें किस ओर मुड़ती हैं?
मध्यम
  1. 4सूर्यास्त के बाद पर्वतीय पवन क्यों बहती है?
  2. 5पवनें महासागरीय धाराओं को कैसे गतिमान करती हैं?
  3. 6उत्तरी अटलांटिक अपवाह यूरोपीय बंदरगाहों की कैसे सहायता करता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7भूमध्यरेखीय निम्न दाब 0° पर और उपध्रुवीय निम्न दाब 60° पर है। उनके बीच कितने अंश अक्षांश का अंतर है?
  2. 8एक महासागरीय धारा 3 km/h की चाल से बहती है। 24 घंटे में वह कितनी दूरी तय करती है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1उच्च दाब से निम्न दाब की ओर हवा की गति।
  2. 2घाटी पवन।
  3. 3दाईं ओर।
  4. 4ढलानें तेज़ ठंडी होती हैं और ठंडी सघन हवा घाटी में उतरती है।
  5. 5तेज़ पवनें घर्षण से सतही जल खींचती हैं।
  6. 6उसका गर्म जल बंदरगाहों को सर्दियों में बर्फ़-मुक्त रखता है।
  7. 760° − 0° = 60°।
  8. 83 × 24 = 72 km।

जैव-भू-रासायनिक चक्र : जल, कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन

रोज़मर्रा के जीवन से

मटर के खेत में वर्षा होती है, जड़ें उसे पीती हैं, पत्तियाँ हवा लेती हैं, मिट्टी के जीवाणु जड़ों को पोषण देते हैं, और अगले मौसम की फ़सल इस वर्ष के पौधों के परमाणुओं से बनती है।

सरल परिभाषा

पदार्थ जीवित और निर्जीव भागों में जैव-भू-रासायनिक चक्रों में निरंतर घूमता रहता है। जल चक्र में जल वाष्पित होता है, संघनित होता है, वर्षण के रूप में गिरता है और भूमि में रिसता है। कार्बन चक्र में पौधे प्रकाश संश्लेषण से CO₂ लेते हैं, श्वसन और सड़न से वह लौटती है (तेज़ चक्र, दिन से वर्ष), दबे अवशेषों से जीवाश्म ईंधन बनते हैं (धीमा चक्र, लाखों वर्ष) और महासागर CO₂ अवशोषित करते हैं। नाइट्रोजन चक्र में जीवाणु N₂ स्थिर करते हैं, नाइट्रीकारी नाइट्रेट बनाते हैं, पौधे उसे ग्रहण करते हैं, अपघटक अमोनीकरण करते हैं और विनाइट्रीकारी N₂ लौटाते हैं। ऑक्सीजन चक्र में श्वसन और दहन O₂ खर्च करते हैं और प्रकाश संश्लेषण उसे पुनः भरता है।

जल : वाष्पन, संघनन, वर्षाकार्बन : प्रकाश संश्लेषण, श्वसननाइट्रोजन : स्थिरीकरण से विनाइट्रीकरणऑक्सीजन : जीव खर्चते, पौधे बनाते

आकृति में : चार चक्र पदार्थ को घुमाते रहते हैं।

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जैव-भू-रासायनिक चक्र : जल, कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन

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नियम 1 : हर चक्र में भंडार, भीतर आने का और बाहर जाने का मार्ग होता है — पदार्थ नष्ट नहीं होता, वह हवा, जल, मिट्टी और जीवों के बीच घूमता है।

  • आसान : वायुमंडल में 78 प्रतिशत N₂ है; जीवाणु उसे स्थिर करते हैं और विनाइट्रीकारी लौटाते हैं।
  • मध्यम : कार्बन : प्रकाश संश्लेषण CO₂ लेता है और श्वसन उसे लौटाता है।
  • परीक्षा-प्रकार : ऑक्सीजन : प्रकाश संश्लेषण उसे भरता है और श्वसन व दहन उसे घटाते हैं।

नियम 2 : नाइट्रोजन निश्चित क्रम में घूमती है — N₂ से अमोनिया, फिर नाइट्राइट, फिर नाइट्रेट, फिर पौधे, और फिर हवा में।

  • आसान : फलीदार पौधों की जड़ों की गाँठों में राइज़ोबियम N₂ स्थिर करता है।
  • मध्यम : नाइट्रोसोमोनास और फिर नाइट्रोबैक्टर नाइट्रीकरण करते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : अपघटक मृत पदार्थ का अमोनीकरण करते हैं और स्यूडोमोनास विनाइट्रीकरण करते हैं।
याद रखें

चक्र पोषक तत्वों को घुमाते रहते हैं और हवा, जल, मिट्टी और जीवों को जोड़ते हैं।

सामान्य गलती

यह मानना कि पौधे हवा की नाइट्रोजन गैस सीधे उपयोग कर सकते हैं, या कार्बन का केवल तेज़ चक्र होता है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : स्थि-नाइ-ग्र-अ-वि — स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण, ग्रहण (स्वांगीकरण), अमोनीकरण, विनाइट्रीकरण।

अंतर पहचानें

चक्रभीतर आने का मार्गबाहर जाने का मार्ग
कार्बनप्रकाश संश्लेषणश्वसन, दहन
नाइट्रोजनजीवाणुओं द्वारा स्थिरीकरणविनाइट्रीकरण
ऑक्सीजनप्रकाश संश्लेषणश्वसन, दहन

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1जैव-भू-रासायनिक चक्र क्या है?
  2. 2फलीदार पौधों की जड़ों की गाँठों में कौन-से जीवाणु रहते हैं?
  3. 3हवा में ऑक्सीजन को कौन-सी प्रक्रिया पुनः भरती है?
मध्यम
  1. 4पौधे नाइट्रोजन गैस सीधे क्यों नहीं ले सकते?
  2. 5धीमा कार्बन चक्र तेज़ चक्र से कैसे भिन्न है?
  3. 6महासागर कार्बन चक्र में कैसे भाग लेते हैं?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7वायुमंडल की CO₂ 280 ppm से 420 ppm हो गई। वह कितने ppm बढ़ी?
  2. 8एक पत्ती का शुष्क भार 50 g है और उसमें 49 प्रतिशत कार्बन है। कितना कार्बन है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1पृथ्वी के निर्जीव और जीवित भागों के बीच पदार्थ की चक्रीय गति।
  2. 2राइज़ोबियम।
  3. 3प्रकाश संश्लेषण।
  4. 4नाइट्रोजन गैस अभिक्रियाशील नहीं है और उसे पहले नाइट्रेट जैसे घुलनशील यौगिकों में बदलना पड़ता है।
  5. 5तेज़ चक्र प्रकाश संश्लेषण और श्वसन से दिन से वर्षों में होता है, जबकि धीमे चक्र में जीवाश्म ईंधन बनने में लाखों वर्ष लगते हैं।
  6. 6महासागर CO₂ अवशोषित करके कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट आयन बनाते हैं, जिन्हें प्लवक और कवच बनाने वाले जीव उपयोग करते हैं।
  7. 7420 − 280 = 140 ppm।
  8. 849 ÷ 100 × 50 = 24.5 g।
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पृथ्वी की प्रक्रियाओं पर मानव का प्रभाव

रोज़मर्रा के जीवन से

एक शहरवासी का दिन : धूप में स्कूटर की सवारी, खेत के लिए उर्वरक की बोरी, नई सड़क के लिए कटे पेड़। हर छोटा कार्य पृथ्वी के अलग मंडल पर दबाव डालता है।

सरल परिभाषा

जीवाश्म ईंधन जलाने और वन-विनाश से 1960 के बाद CO₂ 315 से 420 ppm हो गई और ग्रीनहाउस प्रभाव बढ़ा। अतिरिक्त CO₂ से समुद्र का जल अधिक अम्लीय होता है, प्लवक और प्रवाल को हानि होती है, और गर्म महासागर कम CO₂ अवशोषित करते हैं। अधिक उर्वरक से सुपोषण होता है, यानी शैवाल प्रस्फुटन जो ऑक्सीजन खत्म कर देता है। वन-विनाश से प्रकाश संश्लेषण और वाष्पोत्सर्जन घटता है, स्थानीय वर्षा कम होती है, ऐल्बीडो बदलता है, मृदा अपरदन होता है और आवास नष्ट होते हैं। वाहनों के धुएँ से भूमि-स्तर पर स्मॉग और ओज़ोन बनती है। मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल जैसा सहयोग, सौर व पवन ऊर्जा, वृक्षारोपण, जल की बचत और मिशन लाइफ़ संतुलन बहाल करने में सहायता करते हैं।

ईंधनजलताCO2बढ़तीऊष्मारुकतीतापमानवृद्धि

आकृति में : मानवीय कार्य चक्रों को बिगाड़ते हैं।

नियम 1 : हर कार्य के प्रभावों की शृंखला देखें — हर बदलाव एक से अधिक मंडलों से होकर गुज़रता है।

  • आसान : जीवाश्म ईंधन, अधिक CO₂, बढ़ा ग्रीनहाउस प्रभाव, बर्फ़ पिघलना।
  • मध्यम : अधिक उर्वरक, नाइट्रेट, शैवाल प्रस्फुटन, कम ऑक्सीजन, मछलियाँ मरती हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : वन-विनाश, कम वाष्पोत्सर्जन, कम वर्षा और अधिक अपरदन।

नियम 2 : स्थानीय कार्य और वैश्विक सहयोग से संतुलन बहाल करें — व्यक्तियों की आदतें और अंतरराष्ट्रीय समझौते दोनों मायने रखते हैं।

  • आसान : पेड़ लगाएँ और जल व ऊर्जा बचाएँ।
  • मध्यम : कोयले की जगह सौर और पवन ऊर्जा का उपयोग करें।
  • परीक्षा-प्रकार : मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने CFC घटाए और ओज़ोन परत सुधर रही है।
याद रखें

मानवीय गतिविधियाँ हर मंडल को बिगाड़ती हैं, पर सामूहिक कार्य से कुछ क्षति की भरपाई शुरू हो चुकी है।

सामान्य गलती

यह मानना कि भूमि-स्तर की ओज़ोन समतापमंडल की ओज़ोन जैसी रक्षा करती है, या एक देश अकेला जलवायु सुधार सकता है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : घटाओ, पुनः उपयोग करो, पुनर्चक्रण करो और नवीकरणीय ऊर्जा अपनाओ।

अंतर पहचानें

कार्यप्रभावप्रभावित मंडल
जीवाश्म ईंधन जलानाअधिक CO₂, तापनवायुमंडल
अधिक उर्वरकशैवाल प्रस्फुटन, कम ऑक्सीजनजलमंडल
वन-विनाशकम वर्षा, मृदा अपरदनजैवमंडल और स्थलमंडल

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1सुपोषण (यूट्रोफिकेशन) क्या है?
  2. 2किस समझौते से ओज़ोन परत सुधरने लगी?
  3. 3एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत का नाम बताइए।
मध्यम
  1. 4अतिरिक्त CO₂ प्रवाल भित्तियों के लिए हानिकारक क्यों है?
  2. 5वन-विनाश स्थानीय वर्षा कैसे घटाता है?
  3. 6भूमि-स्तर की ओज़ोन समस्या क्यों है और समतापमंडल की ओज़ोन उपयोगी क्यों?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7वायुमंडल की CO₂ 350 ppm से 420 ppm हो गई। प्रतिशत वृद्धि कितनी है?
  2. 815 कक्षाओं में से प्रत्येक 12 पौधे लगाती है। कुल कितने पौधे लगाए जाते हैं?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1अतिरिक्त पोषक तत्वों से शैवाल प्रस्फुटन होता है जो जल की ऑक्सीजन खत्म कर देता है।
  2. 2मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल।
  3. 3सौर ऊर्जा या पवन ऊर्जा।
  4. 4अतिरिक्त CO₂ से समुद्र का जल अधिक अम्लीय होता है, जिससे प्रवाल और प्लवक को कवच व कंकाल बनाना कठिन होता है।
  5. 5पेड़ कम होने पर वाष्पोत्सर्जन घटता है, इसलिए हवा में कम जलवाष्प पहुँचती है।
  6. 6ज़मीन के पास वह स्वास्थ्य को हानि पहुँचाती है, जबकि समतापमंडल में पराबैंगनी किरणें रोकती है।
  7. 7(420 − 350) ÷ 350 × 100 = 20 प्रतिशत।
  8. 815 × 12 = 180 पौधे।