ପୃଥିବୀର ବାୟୁମଣ୍ଡଳ

ପୃଥିବୀର ବାୟୁମଣ୍ଡଳ, ସାଧାରଣତଃ ବାୟୁ ନାମରେ ପରିଚିତ, ଏକ ଗ୍ୟାସ୍‌ମାନଙ୍କ ସମାହାର ଯାହା ପୃଥିବୀ ଗ୍ରହକୁ ଘେରି ରହିଛି ଓ ପୃଥିବୀର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ଶକ୍ତି ବଳରେ ଆକର୍ଷିତ ହୋଇ ରହିଛି । ଏହି ବାୟୁମଣ୍ଡଳ ପୃଥିବୀର ଜୀବମାନଙ୍କୁ ଅତିବାଇଗିଣୀ ରଶ୍ମୀ ସୌର ରାଡିଏସନ‌କୁ (ultraviolet solar radiation) ଅବଶୋଷଣ କରି ସୁରକ୍ଷା ଦିଏ, ଏହାର ବାହ୍ୟ ଭାଗକୁ ଉଷୁମ ରଖେ ଓ ଦିବାରାତ୍ରୀର ଚରମ ଉତ୍ତାପକୁ (ଦୈନନ୍ଦିନ ଉତ୍ତାପ ପରିବର୍ତ୍ତନ) କମେଇ ଦିଏ ।

Blue light is scattered more than other wavelengths by the gases in the atmosphere, giving Earth a blue halo when seen from space onboard ISS at a height of 402–424 km

Composition of Earth's atmosphere by volume. The lower pie represents the trace gases that together compose about 0.038% of the atmosphere (0.043% with CO₂ at 2014 concentration). The numbers are from a variety of years (mainly 1987, with CO₂ and methane from 2009) and do not represent any single source.

Diagram of Earth's atmosphere (layers to scale). Distance from the surface to the top of the stratosphere is just under 1% of Earth's radius.

ଶୁଷ୍କ ବାୟୁରେ ଏହାର ଆୟତନର ୭୮.୦୯% ଯବକ୍ଷାରଜାନ, ୨୦.୯୫% ଅମ୍ଳଜାନ, ୦.୯୩% ଆର୍ଗନ, ୦.୦୩୯% ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ଓ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣର ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଗ୍ୟାସ୍ ଥାଏ । ସମୁଦ୍ର ପତନରରେ ବାୟୁର ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପର ପରିମାଣ ୧% ଥାଏ ଓ ସମୁଦାୟ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଏହାର ପରିମାଣ ୦.୪% ଥାଏ । ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ବିଭିନ୍ନ ସ୍ତରରେ ବାୟୁର ସାମଗ୍ରୀ ଓ ଚାପରେ ଅନ୍ତର ଥାଏ ଓ ପାର୍ଥିବ ବୃକ୍ଷମାନଙ୍କ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଓ ଆଲୋକ ସଂଶ୍ଳେଶଣ ନିମନ୍ତେ ଉପ‌ଯୁକ୍ତ ବାୟୁ କେବଳ ପୃଥିବୀର ଟ୍ରୋଫୋସ୍ଫିଅରରେ ମିଳେ ।

ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପ୍ରାୟ ୫.୧୫ × 10^୧୮ କେଜି, (5.15 × 10^୧୮ kg) ଯାହାର ତିନି ଚତୁର୍ଥାଂଶ ଭୂପୃଷ୍ଠରୁ ପ୍ରାୟ ୧୧ କି:ମି:(୬.୮ମାଇଲ୍; ୩୬,୦୦୦')) ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ । ଉଚ୍ଚତାର ବୃଦ୍ଧି ସଙ୍ଗେ ସଙ୍ଗେ ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳ ପତଳା ହୋଇଯାଏ, ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳ ଓ ଅନ୍ତରୀକ୍ଷର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସୀମାରେଖା ନ ଥାଏ । କାର୍ମାନ ରେଖା (Kármán line), ବା ପୃଥିବୀ ବ୍ୟସାର୍ଦ୍ଧର ୧.୫୭%କୁ ଏହି ସୀମା ରେଖା ରୂପେ ବ୍ୟବ‌ହାର କରାଯାଏ । ଉଡ଼ାଜାହାଜ ତଳକୁ ଖସିଲା ବେଳେ ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ପ୍ରଭାବ ପ୍ରାୟ ୧୨୦କିମି ବା ୭୫ମାଇଲ୍‌ଠାରୁ ତଳକୁ ଜଣାଯାଏ । ଉତ୍ତାପ ଓ ଗଠନ ଅନୁସାରେ ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ବିଭିନ୍ନ ସ୍ତର ଚିହ୍ନଟ ହୁଏ ।

ପୃଥିବୀର ବାୟୁମଣ୍ଡଳ ଓ ପ୍ରକ୍ରିୟାଫ ଅନୁଶୀଳନ‌କୁ ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳୀୟ ବିଜ୍ଞାନ ବା ଏରୋଲୋଜି କୁହାଯାଏ । ଲେଅନ ଟିସେରେନସ୍ (Léon Teisserenc de Bort) ଓ ରିଚାର୍ଡ଼ ଆସମାନ (Richard Assmann) ଏହାର ପ୍ରାକ୍ ପଥପ୍ରଦର୍ଶକ ଥିଲେ ।

ବାୟୁ ଉପାଦାନ

ମୂଳ ପ୍ରସଙ୍ଗ: ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ରସାୟନ ଶାସ୍ତ୍ର

ମିନ ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳୀୟ ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପ (Mean atmospheric water vapor)

ବାୟୁ ତ‌ଥା ପୃଥିବୀର ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ତିନୋଟି ମୂଖ୍ୟ ଉପାଦାନ ଥାଏ ଯଥା:- ଯବକ୍ଷାରଜାନ, ଅମ୍ଳଜାନ ଓ ଆର୍ଗନ୍ । ବାୟୁ ମଣ୍ଡଳର ସମୁଦାୟ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ମୋଟାମୋଟି ୦.୨୫% ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପ ଅଧିକାର କରିଥାଏ । ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପର (ଏକ ଗ୍ରୀନ୍ ହାଉସ୍ ଗ୍ୟାସ୍) ସାନ୍ଦ୍ରତା ସର୍ବାଧିକ ଥଣ୍ଡା ସ୍ଥାନରେ ଆୟତନର ପ୍ରାୟ ୧୦ପିପିଏମ ଥାଏ ଓ ଉତ୍ତପ୍ତ ତ‌ଥା ଆର୍ଦ୍ର ବାୟୁରେ ଆୟତନର ୫% ଥାଏ; ଅନ୍ୟ ଗ୍ୟାସ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଶୁଷ୍କ ବାୟୁ ହିସାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଏ । ଅନ୍ୟ ଗ୍ୟାସମାନଙ୍କୁ ନାମମାତ୍ର ଗ୍ୟାସ୍ (trace gas) ଭାବରେ ନିଆଯାଏ, ଯେଉଁଥିରେ ଗ୍ରୀନ ହାଉସ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ଯଥା ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ, ମିଥେନ୍, ନାଇଟ୍ରସ୍ ଅକ୍ସାଇଡ ଓ ଓଜୋନ ଥାଏ । ଫିଲ୍‌ଟର ହୋଇଥିବା ଗ୍ୟାସ୍‌ରେ ନାମମାତ୍ର ରାସାୟନିକ ଦ୍ରବ୍ୟ ଥାଏ । ଅନେକ ସ୍ଥାନୀୟ ତ‌ଥା ଋତୁ ଅନୁଯାୟୀ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ପରିମାଣର ପଦାର୍ଥ ଏରୋସୋଲ୍‌ ଆକାରରେ ପ୍ରାକୃତିକ ବାୟୁରେ ଥାଏ ଯେପରିକି ଖଣିଜ ଜୈବିକ ପଦାର୍ଥର ଧୂଳି, ପରାଗ, ସ୍ପୋର/ ବୀଜାଣୁ, ସାମୁଦ୍ରିକ ସ୍ପ୍ରେ ଓ ଆଗ୍ନେୟ ଗିରି ପାଉଁଶ । ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରଦୂଷଣକାରୀ ପଦାର୍ଥ ଯେପରିକି କ୍ଲୋରିନ, ଫ୍ଲୋରିନ୍ ଯୌଗିକ ପଦାର୍ଥ ଓ ମୌଳିକ ପାରଦ ବାଷ୍ପ ମଧ୍ୟ ବାୟୁରେ ଥାଏ । ହାଇଡ୍ରୋଜେନ ସଲ୍‌ଫାଇଡ ଓ ସଲ୍‌ଫର୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ/(SO₂) ମଧ୍ୟ ପକୃତିରୁ ତ‌ଥା କଳ କାରଖାନାରୁ ଉତ୍ପନ୍ନା ହୋଇ ବାୟୁ ପ୍ରଦୂଷଣ କରେ ।

ଶୁଷ୍କ ବାୟୁରେ ଆୟତନ ଅନୁଯାୟୀ ଉପାଦାନ

ଗ୍ୟାସ୍		ଆୟତନ(A)
ନାମ	ଫର୍ମୁଲା	ପିପିଏମ‌ଭି(B)	%
ଯବକ୍ଷାରଜାନ	N2	୭୮୦,୮୪୦	୭୮.୦୮୪
ଅମ୍ଳଜାନ	O2	୨୦୯,୪୬୦	୨୦.୯୪୬
ଆର୍ଗନ୍	Ar	୯,୩୪୦	୦.୯୩୪୦
ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ	CO2	୩୯୭	୦.୦୩୯୭
ନିଅନ୍	Ne	୧୮.୧୮	୦.୦୦୧୮୧୮
ହିଲିଅମ୍	He	୫.୨୪	୦.୦୦୦୫୨୪
ମିଥେନ୍	CH4	୧.୭୯	୦.୦୦୦୧୭୯
ଶୁଷ୍କ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଅଣଲିଖିତ :
ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପ(C)	H2O	୧୦–୫୦,୦୦୦(D)	୦.୦୦୧%–୫%(D)
notes: (A) ଆୟତନ ଅଂଶ ସମାନ ମୋଲ୍ ଭଗ୍ନାଂଶ କେବଳ ଆଦର୍ଶ ଗ୍ୟାସ୍ ନିମନ୍ତେ,     ଅଧିକ ଦେଖନ୍ତୁ ଆୟତନ ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ସ (thermodynamics) (B) ପିପିଏମ‌ଭି: ନିୟୁତ ଭାଗରୁ ଭାଗ ପରିମାଣ ଆୟତନର (C) ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପ ୦.୨୫% /ମାସ୍‌ ସମ୍ପୁର୍ଣ୍ଣ ବାୟୁମଣ୍ଡଳର (D) ଜଳୀୟ ବାଷ୍ପର ସ୍ଥାନୀୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ

ବାୟୁମଣ୍ଡଳର ଗଠନ

ମୂଖ୍ୟ ସ୍ତର ସମୂହ

ସାଧାରଣତଃ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଉଚ୍ଚତା ବୃଦ୍ଧି ସଙ୍ଗେ ସଙ୍ଗେ ବାୟୁ ଚାପ ଓ ସାନ୍ଦ୍ରତା କମିବାକୁ ଲାଗେ । ଅନ୍ୟ ପକ୍ଷରେ ଉଚ୍ଚତା ଅନୁସାରେ ଉତ୍ତାପର ଏକ ଜଟିଳ ରୂପରେଖ ଦେଖାଯାଏ, ଏହା ପ୍ରାୟ ସମାନ ରହିପାରେ ବା ଉଚ୍ଚତା ବୃଦ୍ଧି ଅନୁସାରେ ଉତ୍ତାପ ମଧ୍ୟ କେତେକ ସ୍ଥଳରେ ବଢ଼ିପାରେ । ଉଚ୍ଚତା ଅନୁସାରେ ଉତ୍ତାପର ଏକ ଢାଞ୍ଚା ଦେଖାଯାଏ ଯାହା ବେଲୁନ ସାଉଣ୍ଡିଙ୍ଗଦ୍ୱାରା ମ‌ପାଯାଇପାରେ ଓ ଏହି ତାରତମ୍ୟ ଅନୁସାରେ ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ସ୍ତର ଚିହ୍ନଟ କରାଯାଇପାରେ । ଏହି ପ୍ରଥା ଅନୁସାରେ ପୃଥିବୀର ବାୟୁମଣ୍ଡଳକୁ ୫ଟି ସ୍ତରରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇପାରେ ଯଥା:- ଏକ୍ସୋସ୍‌ଫିଅର, ଟ୍ରୋପୋସ୍‌ଫିଅର, ସ୍ଟ୍ରାଟୋସ୍‌ଫିଅର, ମେସୋସ‌୍‌ଫିଅର ଓ ଥର୍ମୋସ୍‌ଫିଅର । ଉର୍ଦ୍ଧ୍ୱରୁ ନିମ୍ନ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ୫ ସ୍ତରର ନାମ ଓ ପରିବ୍ୟାପ୍ତି:

• ଏକ୍ସୋସ୍‌ଫିଅର: ୭୦୦ରୁ ୧୦,୦୦୦ କିମି (୪୪୦ରୁ ୬,୨୦୦ ମାଇଲ)
• ଥର୍ମୋସ୍‌ଫିଅର : ୮୦ରୁ ୭୦୦ କିମି (୫୦ରୁ ୪୪୦ ମାଇଲ୍)
• ମେସୋସ‌୍‌ଫିଅର : ୫୦ରୁ ୮୦ କିମି (୩୧ରୁ ୫୦ମାଇଲ)
• ସ୍ଟ୍ରାଟୋସ୍‌ଫିଅର: ୧୨ରୁ ୫୦ କିମି (୭ରୁ ୩୧ ମାଇଲ୍)
• ଟ୍ରୋପୋସ୍‌ଫିଅର: ୦ରୁ ୧୨ କିମି (୦ରୁ ୭ ମାଇଲ୍)

ଏକ୍ସୋସ୍‌ଫିଅର

ମୂଳ ପ୍ରସଙ୍ଗ: Exosphere

ବାୟୁମଣ୍ଡଳର ସର୍ବଶେଷ ଉର୍ଦ୍ଧ୍ୱ ସ୍ତରକୁ ଏକ୍ସୋସ୍‌ଫିଅର କୁହାଯାଏ ଓ ଏହି ସ୍ତରର ଶେଷ ସୀମାଏୱ ହିଁ ବାୟୁମଣ୍ଡଳର ସୀମା ସମାପ୍ତ ହୋଇଯାଏ । ଏହି ସ୍ତର ଏକ୍ସୋବେସଠାରୁ ଆରମ୍ଭ ହୁଏ ଯାହା ଥର୍ମୋସ୍ଫିଅର ଉପରେ ସମୁଦ୍ର ପତନଠାରୁ ପ୍ରାୟ ୭୦୦ କିମି ଦୂରଠାରୁ ଆରମ୍ଭ ହୋଇ ପ୍ରାୟ ୧୦,୦୦୦ କିମି (୬,୨୦୦ ମାଇଲ; ୩୩,୦୦୦,୦୦୦ ଫୁଟ) ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବ୍ୟାପିଥାଏ ଓ ତା'ପରେ ସୌର ପବନ ସ‌ହ ମିଶିଯାଏ ।

ଏହି ସ୍ତରରେ ଅତି କମ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବିଶିଷ୍ଟ ଉଦଜାନ, ହିଲିଅମ ଓ କେତେକ ଓଜନ‌ଦାର ମଲିକ୍ୟୁଲ ଯେପରିକି ଯବକ୍ଷାରଜାନ, ଅମ୍ଳଜାନ ଓ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ଏକ୍ସୋବେସ କତିରେ ଥାଏ । ଏଠାରେ ଆଟମ ଓ ମଲିକ୍ୟୁଲଗୁଡ଼ିକ ଏତେ ଛଡ଼ା ଛଡ଼ା ଥାଆନ୍ତି ଯେ ଶହ ଶହ କିଲୋମିଟର ଗଲେ ମଧ୍ୟ ପରଷ୍ପର ସ‌ହିତ ଧକ୍କା ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ନ ଥାଏ । ଏଣୁ ଏହି ସ୍ତର ଗ୍ୟାସ୍ ଭଳି ନୁହେଁ ଓ ଏହାର ପାର୍ଟିକ୍ଲଗୁଡ଼ିକ ସ୍ପେସକୁ ବାହାରିଯାଆନ୍ତି । ଏ ଗୁଡ଼ିକ ମୁକ୍ତ-ଚଳନକ୍ଷମ ପାର୍ଟିକ୍ଲ ଯାହା ବାଲିସ୍ଟିକ ଟ୍ରାଜେକ୍ଟୋରି ନିୟମ ଅନୁସାରେ ମାଗନେଟୋସ୍ଫିଅର ଓ ସୌର ପବନ ଭିତରକୁ ବାହାରକୁ ଚଳ ପ୍ରଚଳ ହୁଅନ୍ତି ।

ଥର୍ମୋସ୍ଫିଅର

ଏହା ପୃଥିବି ପୃଷ୍ଠରୁ ଦ୍ୱିତୀୟ ଉଚ୍ଚତମ ସ୍ତର । ଏହା ମେସୋପଜ୍‌ରୁ (ଭୁପୃଷ୍ଠରୁ ୮୦ କିମିରୁ ବା ୫୦ ମାଇଲ ବା ୨୬୦,୦୦୦ ଫୁଟ) ଥର୍ମୋପଜ୍ (୫୦୦ରୁ ୧୯୯୯ କିମି ବା ୩୧୦ରୁ ୬୨୦ ମାଇଲ) ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବ୍ୟାପିଥାଏ । ସୌର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅନୁସାରେ ଥର୍ମୋପଜ୍‌ର ଉଚ୍ଚତା ଅସ୍ଥିର ରହେ । ଏକ୍ସୋସ୍ଫିଅରର ତଳ ସୀମାରେ ଥର୍ମୋପଜ୍ ଥାଏ ଓ ଏହାକୁ ଏକ୍ସୋବେସ ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ । ଥର୍ମୋସ୍ଫିଅରର ତଳ ସ୍ତର (୮୦ରୁ ୫୫୦କିମି ବା ୫୯ରୁ ୩୪୨ମାଇଲ) ଉଚ୍ଚତାର ନାମ ଆୟୋନୋସ୍ଫିଅର ।

ଥର୍ମୋସ୍ଫିଅରର ଉତ୍ତାପ ଉଚ୍ଚତା ଅନୁସାରେ ବଢ଼ିଚାଲେ । ଏହି ଉତ୍ତାପ ପରିମାଣ ୧୫୦୦୦ସେ (୨୭୦୦୦ ଫା) ହୁଏ କିନ୍ତୁ ଏହା ଆମ ହିସାବ ଅନୁସାରେ ଉତ୍ତପ୍ତ ନୁହେଁ । ଏଠାରେ ଗ୍ୟସ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଅତି କମ ଯୋଗୁ ଆମ ଚର୍ମକୁ ଗରମ ଲାଗେନାହିଁ । 

ଏହି ସ୍ତରରେ କୌଣସି ମେଘ ବା ଜଳକଣା ନ ଥାଏ । କିନ୍ତୁ ଅରୋରା ବୋରିଆଲିସ୍ ଓ ଅରୋଫା ଅଷ୍ଟ୍ରାଲିସ ବେଳେ ଦେଖାଯାଏ । ଏହି ସ୍ତରରେ ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ସ୍ପେସ ସ୍ଟେଶନ ୩୨୦ରୁ ୪୫୦କିମି ଭିତରେ ଘୁରୁଥାଏ ।