UP Board class 11 Geography Chapter 9. सौर विकिरण, ऊष्मा सन्तुलन एवं तापमान Hindi Medium Notes - PDF

अध्याय 9: सौर विकिरण, ऊष्मा सन्तुलन एवं तापमान

1. सौर विकिरण (Solar Radiation)

• परिभाषा: सूर्य से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में ऊर्जा का पृथ्वी तक पहुँचना सौर विकिरण कहलाता है।
• सौर स्थिरांक (Solar Constant): पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा पर सूर्य की किरणों के लम्बवत एकांक क्षेत्रफल पर एक मिनट में प्राप्त होने वाली ऊर्जा की मात्रा को सौर स्थिरांक कहते हैं। इसका मान लगभग 2.0 कैलोरी प्रति वर्ग सेंटीमीटर प्रति मिनट है।
• विकिरण की प्रक्रिया: सूर्य से ऊर्जा का संचरण विकिरण (Radiation) प्रक्रिया द्वारा होता है, जिसमें माध्यम की आवश्यकता नहीं होती।

2. पृथ्वी द्वारा सौर विकिरण की प्राप्ति

• पृथ्वी द्वारा प्राप्त सौर विकिरण को अंतरागत सौर विकिरण (Insolation) कहा जाता है।
• इसकी मात्रा निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
  • सूर्यातप (Sun's Altitude): सूर्य जितना ऊँचा होगा, विकिरण उतनी ही अधिक मात्रा में प्राप्त होगी।
  • दिन की लम्बाई (Length of the Day): दिन जितने लम्बे होंगे, अंतरागत सौर विकिरण की मात्रा उतनी ही अधिक होगी।
  • दूरी (Distance): पृथ्वी की सूर्य से दूरी में परिवर्तन के कारण वार्षिक अंतरागत विकिरण में भिन्नता आती है।
  • वायुमंडलीय पारदर्शिता (Atmospheric Transparency): धूल, जलवाष्प, ओजोन, CO2 आदि वायुमंडल में उपस्थित कण सूर्यातप की मात्रा को प्रभावित करते हैं।

3. वायुमंडल का ऊष्मा बजट (Heat Budget of the Atmosphere)

• पृथ्वी और उसके वायुमंडल द्वारा प्राप्त और सम्पूर्ण सौर विकिरण का लगभग समान मात्रा में विकिरण द्वारा ह्रास हो जाता है। इससे पृथ्वी का तापमान स्थिर रहता है। इसे ही ऊष्मा बजट या ऊष्मा सन्तुलन कहते हैं।
• आने वाली (इनकमिंग) ऊर्जा:
  • कुल सौर विकिरण का 100% (इकाई मानकर)।
• जाने वाली (आउटगोइंग) ऊर्जा:
  • 35% विकिरण बादलों, धूल के कणों और पृथ्वी की सतह द्वारा परावर्तित होकर अंतरिक्ष में लौट जाती है। इसे पृथ्वी की एल्बिडो (Albedo) कहते हैं।
  • 14% विकिरण वायुमंडल द्वारा अवशोषित कर ली जाती है।
  • 51% विकिरण पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित कर ली जाती है।
• पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित यह 51% ऊर्जा पृथ्वी द्वारा वापस वायुमंडल में निम्नलिखित तरीकों से दी जाती है:
  • विकिरण (Radiation): पृथ्वी द्वारा दीर्घ तरंग दैर्ध्य विकिरण के रूप में।
  • संवहन (Convection): वायु के ऊपर उठने से ऊष्मा का स्थानांतरण।
  • चालन (Conduction): संपर्क में आई वस्तुओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण।
  • गुप्त ऊष्मा (Latent Heat): जलवाष्पीकरण और संघनन की प्रक्रिया में ऊष्मा का अवशोषण और मुक्त होना।

4. तापमान (Temperature)

• परिभाषा: वायुमंडल की ऊष्मा की मात्रा को तापमान कहते हैं, जिसे थर्मामीटर से मापा जाता है।
• तापमान के वितरण को प्रभावित करने वाले कारक:
  • अक्षांश (Latitude): सूर्य की किरणें विषुवत वृत्त पर साल भर लम्बवत पड़ती हैं, इसलिए यहाँ तापमान अधिक रहता है। ध्रुवों की ओर तिरछी किरणें पड़ने के कारण तापमान कम होता जाता है।
  • ऊँचाई (Altitude): तापमान सामान्यतः प्रति 165 मीटर की ऊँचाई पर 1°C की दर से घटता है। इसे सामान्य ताप पात दर (Normal Lapse Rate) कहते हैं।
  • समुद्र से दूरी (Distance from the Sea): समुद्र के निकट के स्थानों पर समुद्री प्रभाव के कारण जलवायु सम (Moderate) रहती है। महाद्वीपों के आंतरिक भागों में अत्यधिक गर्मी और सर्दी पड़ती है। इसे स्थलाकृतिक प्रभाव (Continental Effect) कहते हैं।
  • समुद्री धाराएँ (Ocean Currents): गर्म समुद्री धाराएँ तटीय क्षेत्रों के तापमान को बढ़ा देती हैं, जबकि ठंडी धाराएँ तापमान को कम कर देती हैं।
  • प्रचलित पवनें (Prevailing Winds): जो पवनें समुद्र से dry land की ओर चलती हैं, वे उस स्थान के तापमान को प्रभावित करती हैं।
  • मृदा एवं वनस्पति (Soil and Vegetation): बंजर भूमि शीघ्र गर्म और शीघ्र ठंडी हो जाती है, जबकि वनाच्छादित क्षेत्रों का तापमान संतुलित रहता है।
  • मानवीय क्रियाएँ (Human Activities): शहरीकरण, उद्योग, प्रदूषण आदि स्थानीय तापमान को बढ़ाते हैं (शहरी ताप द्वीप प्रभाव - Urban Heat Island Effect)।

5. तापमान का व्युत्क्रमण (Temperature Inversion)

• सामान्यतः तापमान ऊँचाई के साथ घटता है, परन्तु कभी-कभी ऐसी परिस्थितियाँ बन जाती हैं जब ऊँचाई बढ़ने के साथ तापमान बढ़ने लगता है। इस घटना को तापमान का व्युत्क्रमण कहते हैं।
• कारण:
  • लंबी रातें और साफ मौसम।
  • शुष्क हवा।
  • शांत और स्थिर हवा।
  • घाटियों में ठंडी हवा का जमा होना।
• परिणाम:
  • व्युत्क्रमण की स्थिति में ऊपर की गर्म हवा, नीचे की ठंडी हवा के मिश्रण को रोकती है, जिससे कोहरा (Fog) और smog बनता है।
  • यह प्रदूषकों को फैलने से रोकता है, जिससे वायु प्रदूषण बढ़ जाता है।

6. वार्षिक तापान्तर (Annual Range of Temperature)

• किसी स्थान के सबसे गर्म महीने के औसत तापमान और सबसे ठंडे महीने के औसत तापमान के अंतर को वार्षिक तापान्तर कहते हैं।
• यह महाद्वीपों के आंतरिक भागों में अधिक और समुद्र के निकटवर्ती क्षेत्रों में कम होता है।