पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए : 1. क्षोभमंडल (troposphere) की मोटाई विषुवत् वृत्त पर सबसे अधिक है; 2. क्षोभसीमा (tropopause) में वायु का तापमान ध्रुवों के ऊपर सबसे अधिक होता है; 3. क्षोभमंडल में प्रत्येक 165 मीटर की ऊंचाई पर तापमान 1°F की दर से घटता है। उपर्युक्त में से कौन-सा/कौन-से कथन सही है/हैं ?
- (a)केवल 1
- (b)केवल 1 और 2
- (c)केवल 2 और 3
- (d)1, 2 और 3
उत्तर
क्यों
सही उत्तर — B, केवल 1 और 2। कथन 1 सत्य है : क्षोभमंडल विषुवत् वृत्त के ऊपर सबसे मोटा (लगभग 16-18 किमी) और ध्रुवों के ऊपर सबसे पतला (लगभग 8-9 किमी) होता है, क्योंकि प्रबल विषुवतीय संवहन उसकी ऊपरी सीमा को और ऊपर धकेल देता है। कथन 2 सत्य है : क्षोभसीमा ध्रुवों के ऊपर सबसे गर्म होती है — चूँकि विषुवतीय क्षोभमंडल इतनी अधिक ऊँचाई तक फैलता है, उसकी चोटी लगभग -80 डिग्री सेल्सियस तक ठंडी हो जाती है, जबकि नीची ध्रुवीय क्षोभसीमा केवल लगभग -45 डिग्री सेल्सियस तक ही पहुँचती है, अतः क्षोभसीमा ध्रुवों के ऊपर अधिक गर्म है। कथन 3 में त्रुटि है : क्षोभमंडल में तापमान प्रत्येक 165 मीटर की चढ़ाई पर लगभग 1 डिग्री सेल्सियस घटता है, 1 डिग्री फारेनहाइट नहीं (सामान्य ह्रास दर लगभग 6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी)। इसलिए केवल 1 और 2 सही हैं।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)केवल 1 — यह कथन 2 को छोड़ देता है, किंतु क्षोभसीमा वास्तव में विषुवत् वृत्त की तुलना में ध्रुवों के ऊपर अधिक गर्म होती है, इसलिए कथन 2 भी सही है।
- (c)केवल 2 और 3 — यह कथन 3 को गलत ढंग से स्वीकार कर लेता है (जिसमें तापमान की इकाई गलत है — वहाँ 1 डिग्री फारेनहाइट नहीं, 1 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए) और सही कथन 1 को छोड़ देता है।
- (d)1, 2 और 3 — इसमें कथन 3 सम्मिलित है, जो ह्रास दर में सेल्सियस के स्थान पर फारेनहाइट लिख देने की त्रुटि के कारण असत्य है।
अवधारणा
वायुमंडल को उसके तापमान-व्यवहार के अनुसार परतों में बाँटा गया है : क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्यमंडल और तापमंडल। क्षोभमंडल सबसे नीचे की, मौसम धारण करने वाली परत है, और इसका तापमान ऊँचाई के साथ घटता है। इसकी मोटाई समान नहीं है — गर्म विषुवत् वृत्त के ऊपर प्रबल संवहन उसकी चोटी को लगभग 16-18 किमी तक उठा देता है, जबकि ठंडे ध्रुवों के ऊपर वह केवल लगभग 8-9 किमी है। क्षोभसीमा क्षोभमंडल के शीर्ष की सीमा है; चूँकि विषुवतीय क्षोभमंडल कहीं अधिक ऊपर तक जाता है, उसकी क्षोभसीमा नीची और गर्म ध्रुवीय क्षोभसीमा से कहीं अधिक ठंडी होती है।
कथन 1 और 2 एक ही कारण से जुड़े हैं — गहरा विषुवतीय संवहन। जाल कथन 3 है, जो ‘लगभग 1 डिग्री प्रति 165 मीटर’ वाली परिचित ह्रास दर उद्धृत करता है किंतु सेल्सियस के स्थान पर फारेनहाइट रख देता है; इस इकाई-त्रुटि को पकड़ना ही उसे अस्वीकार करने की कुंजी है।
मुख्य तथ्य
- क्षोभमंडल विषुवत् वृत्त के ऊपर लगभग 16-18 किमी और ध्रुवों के ऊपर लगभग 8-9 किमी मोटा है।
- क्षोभसीमा विषुवत् वृत्त के ऊपर (लगभग -80 डिग्री सेल्सियस) ध्रुवों के ऊपर (लगभग -45 डिग्री सेल्सियस) की तुलना में अधिक ठंडी होती है।
- सामान्य (पर्यावरणीय) ह्रास दर मोटे तौर पर 6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी है, अर्थात् लगभग 1 डिग्री सेल्सियस प्रति 165 मीटर।
- क्षोभमंडल में वायुमंडल की लगभग सारी जलवाष्प और मौसम रहता है; क्षोभसीमा उस पर ढक्कन का काम करती है।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- ह्रास दर वाले कथनों में इकाइयों पर ध्यान दें — लगभग 1 डिग्री सेल्सियस (फारेनहाइट नहीं) प्रति 165 मीटर।
- क्षोभसीमा विषुवत् वृत्त के ऊपर ठंडी और ध्रुवों के ऊपर गर्म होती है, जो पहली नज़र में उलटा लगता है।
प्रायः कथन-आधारित प्रश्न के रूप में पूछा जाता है जो क्षोभमंडल की मोटाई, क्षोभसीमा के तापमान और ह्रास दर के आँकड़े को मिला देता है, और उसमें एक छिपी हुई इकाई-त्रुटि रहती है।
संबंधित PYQ
कथन (A) : वायुमंडल की मोटाई विषुवत् वृत्त के ऊपर अधिकतम होती है। कारण (R) : विषुवत् वृत्त के ऊपर उच्च सूर्यातप और प्रबल संवहन धाराएँ होती हैं।
- (a) A और R दोनों अलग-अलग सही हैं और R, A का सही स्पष्टीकरण है
- (b) A और R दोनों अलग-अलग सही हैं किंतु R, A का सही स्पष्टीकरण नहीं है
- (c) A सही है किंतु R गलत है
- (d) A गलत है किंतु R सही है
उत्तर(d) A गलत है किंतु R सही है — विषुवत् वृत्त के ऊपर उच्च सूर्यातप और प्रबल संवहन वास्तव में होते हैं, किंतु वहाँ केवल क्षोभमंडल ऊपर की ओर उभरता है, पूरा वायुमंडल नहीं।
वही भौतिकी — विषुवतीय संवहन विषुवत् वृत्त के ऊपर क्षोभमंडल को ऊँचा उठा देता है। यूपीएससी ने पूरे वायुमंडल वाले दावे को असत्य ठहराया, किंतु क्षोभमंडल के उभरने की पुष्टि की (जो यहाँ ठीक कथन 1 है)।
अभ्यास
- अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं
क्षोभमंडल निम्नलिखित में से किसके ऊपर सबसे मोटा है ?
- (a)ध्रुव
- (b)विषुवत् वृत्त
- (c)कर्क रेखा
- (d)आर्कटिक वृत्त
उत्तर(b) विषुवत् वृत्त — प्रबल विषुवतीय संवहन क्षोभसीमा को लगभग 16-18 किमी तक उठा देता है। - अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं
क्षोभमंडल में सामान्य (पर्यावरणीय) ह्रास दर लगभग है :
- (a)1 डिग्री सेल्सियस प्रति 100 मीटर
- (b)6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी
- (c)10 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी
- (d)1 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी
उत्तर(b) 6.5 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी — यह प्रत्येक 165 मीटर की चढ़ाई पर लगभग 1 डिग्री सेल्सियस के बराबर है।