वायुमंडलीय ताप का क्या कारण है?

वातावरण को कई जटिल प्रक्रियाओं द्वारा गर्म किया जाता है, लेकिन लगभग सभी वायुमंडलीय ताप का स्रोत सूर्य है। स्थानीय रूप से, हवा को उन प्रक्रियाओं द्वारा गर्म किया जा सकता है जो सीधे सूर्य पर निर्भर नहीं होती हैं, जैसे ज्वालामुखी विस्फोट, बिजली गिरने, जंगल आग या मानव गतिविधि, जैसे बिजली उत्पादन और भारी उद्योग, लेकिन ये गर्मी स्रोत सौर की तुलना में महत्वहीन हैं विकिरण।

सूर्य सभी दिशाओं में ऊष्मा, प्रकाश और विकिरण के रूप में ऊर्जा विकीर्ण करता है। यह ऊर्जा अविश्वसनीय दूरी पर वस्तुओं को गर्म करने में सक्षम है। सौर ताप तब होता है जब सौर विकिरण किसी पदार्थ के अणु से टकराता है और अवशोषित हो जाता है। सौर विकिरण परावर्तक सामग्री पर हमला करता है और अधिक गर्मी को अवशोषित किए बिना इसे दूर कर देता है। पारदर्शी सामग्री सौर विकिरण को बिना गर्मी के आदान-प्रदान के गुजरने देती है।

पृथ्वी का वायुमंडल या तो परावर्तक या पारदर्शी होता है, जो इससे मिलने वाले विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। नतीजतन, वायुमंडल को सौर विकिरण से थोड़ी सी सीधी गर्मी प्राप्त होती है। सौर ऊर्जा या तो अंतरिक्ष में वापस परावर्तित हो जाती है या इसकी ऊर्जा को अवशोषित किए बिना गुजरने की अनुमति दी जाती है। अधिक ऊर्जा बादलों और ओजोन जैसे रासायनिक यौगिकों से परावर्तित होती है। सूर्य की ऊर्जा का लगभग 54 प्रतिशत ही सतह तक पहुंचने के लिए वायुमंडल से होकर गुजरता है।

एक बार जब सौर विकिरण पृथ्वी की सतह पर पहुंच जाता है, तो जमीन और पानी के पिंड लगभग सभी को अवशोषित कर लेते हैं। केवल 4 प्रतिशत ही वापस अंतरिक्ष में परावर्तित होता है। सौर ऊर्जा को अवशोषित करके, ये सतहें गर्म हो जाती हैं। गर्म वस्तुएं लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण विकीर्ण करने लगती हैं। वायुमंडल के बिना, यह ऊर्जा अंतरिक्ष में विकीर्ण हो जाएगी।

पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना के कारण, गर्म सतह से उत्सर्जित अधिकांश अवरक्त विकिरण कभी भी अंतरिक्ष में नहीं पहुंच पाता है। इसके बजाय विकिरण ग्रीनहाउस गैसों के रूप में ज्ञात यौगिकों द्वारा परावर्तित या अवशोषित होता है। जब ये यौगिक सतह से अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं, तो वातावरण गर्म हो जाता है। पृथ्वी की ओर वापस परावर्तित ऊर्जा सतह को और गर्म करती है, जिससे पृथ्वी अधिक अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करती है। यह एक चक्र बनाता है जो वातावरण और सतह को गर्म रखता है।