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वायुमंडल Previous Year Questions (PYQs)
Practice solved questions for वायुमंडल with detailed step-by-step solutions, key insights, and trend analysis for UPSC CSE PRELIMS.
Solved Previous Year Questions
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निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
कथन I: वायुमंडल में धूल के कणों की मात्रा भूमध्यरेखीय और ध्रुवीय क्षेत्रों की तुलना में उपोष्णकटिबंधीय और समशीतोष्ण क्षेत्रों में अधिक है।
कथन II: उपोष्णकटिबंधीय और समशीतोष्ण क्षेत्रों में कम शुष्क हवाएँ होती हैं।
उपरोक्त कथनों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा सही है?
Detailed Explanation:
वायुमंडल में धूल कणों की मात्रा उपोष्णकटिबंधीय (Subtropical) और समशीतोष्ण (Temperate) क्षेत्रों में अधिक होती है क्योंकि वहाँ शुष्क जलवायु, रेगिस्तान, कम वनस्पति और तेज़ शुष्क हवाएँ पाई जाती हैं। इसलिए कथन I सही है। लेकिन कथन II गलत है क्योंकि इन क्षेत्रों में शुष्क हवाएँ कम नहीं बल्कि अधिक चलती हैं।
✅ कथन I सही है: उपोष्णकटिबंधीय और समशीतोष्ण क्षेत्रों में शुष्क परिस्थितियों तथा तेज़ हवाओं के कारण धूल अधिक पाई जाती है।
❌ कथन II गलत है: इन क्षेत्रों में शुष्क हवाएँ अधिक चलती हैं, जो धूल को उठाकर दूर-दूर तक ले जाती हैं।
"जलवाष्प" के संदर्भ में, निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?
- यह एक गैस है, जिसकी मात्रा ऊँचाई के साथ घटती है।
- इसका प्रतिशत ध्रुवों पर अधिकतम है।
नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए :
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 1 — केवल 1
कथन 1 सही है क्योंकि जलवाष्प की सांद्रता ऊँचाई के साथ घटती है क्योंकि उच्च ऊँचाई पर ठंडी हवा में नमी धारण करने की क्षमता कम होती है। कथन 2 गलत है क्योंकि जलवाष्प का प्रतिशत भूमध्य रेखा के पास अधिकतम होता है (उच्च तापमान और वाष्पीकरण के कारण) और ध्रुवों पर न्यूनतम होता है, इसके विपरीत नहीं।
✅ कथन 1 – सही: जलवाष्प एक गैस है जो ऊँचाई के साथ घटती है क्योंकि उच्च ऊँचाई पर तापमान गिरता है, जिससे हवा की नमी धारण करने की क्षमता कम हो जाती है।
❌ कथन 2 – गलत: जलवाष्प का प्रतिशत भूमध्य रेखा पर अधिकतम (गर्म, उच्च वाष्पीकरण) और ध्रुवों पर न्यूनतम (ठंडा, कम वाष्पीकरण) होता है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: वायुमंडलीय जलवाष्प
- प्रकृति: जलवाष्प एक अदृश्य गैस है और वायुमंडल का सबसे परिवर्तनशील घटक है, जो आयतन के हिसाब से 0% से 4% तक होता है।
- ऊर्ध्वाधर वितरण: ऊँचाई के साथ सांद्रता तेजी से घटती है; लगभग 50% वायुमंडलीय जलवाष्प 2 किमी से नीचे और 90% 6 किमी की ऊँचाई से नीचे पाया जाता है।
- क्षैतिज वितरण: अधिकतम सांद्रता भूमध्यरेखीय क्षेत्र में होती है (गर्म, उच्च वाष्पीकरण) और ध्रुवों की ओर घटती है (ठंडा, कम वाष्पीकरण)।
- तापमान निर्भरता: गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में अधिक नमी धारण कर सकती है; 30°C पर, हवा 0°C की तुलना में लगभग 4 गुना अधिक जलवाष्प धारण कर सकती है।
- मौसम में भूमिका: जलवाष्प बादल निर्माण, वर्षण और गुप्त ऊष्मा स्थानांतरण के लिए महत्वपूर्ण है, जो मौसम प्रणालियों और तूफानों को संचालित करता है।
- ग्रीनहाउस गैस: जलवाष्प सबसे प्रचुर ग्रीनहाउस गैस है, जो प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव और पृथ्वी के तापमान नियमन में महत्वपूर्ण योगदान देती है।
- स्रोत: मुख्य रूप से समुद्र के पानी के वाष्पीकरण से (समुद्र पृथ्वी की सतह का 71% कवर करते हैं), इसके बाद झीलों, नदियों, मिट्टी की नमी और पौधों से वाष्पोत्सर्जन से।
निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
कथन-I: भूमध्य रेखा पर क्षोभमंडल की मोटाई ध्रुवों की तुलना में बहुत अधिक है। कथन-II: भूमध्य रेखा पर, प्रबल संवहनीय धाराओं द्वारा ऊष्मा को बड़ी ऊंचाइयों तक ले जाया जाता है।
उपरोक्त कथनों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा सही है?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 1 — कथन-I और कथन-II दोनों सही हैं तथा कथन-II, कथन-I की व्याख्या करता है
क्षोभमंडल वास्तव में भूमध्य रेखा पर (लगभग 16-18 किमी) ध्रुवों की तुलना में (लगभग 8-10 किमी) मोटा है, जो विभेदी तापन और तापीय प्रसार के कारण होता है। भूमध्य रेखा पर तीव्र सौर विकिरण प्रबल संवहनीय धाराएं उत्पन्न करता है जो ऊष्मा को लंबवत रूप से बड़ी ऊंचाइयों तक ले जाती हैं, जिससे वायु का प्रसार होता है और इस प्रकार क्षोभमंडल की मोटाई बढ़ जाती है। कथन-II, कथन-I में वर्णित घटना के लिए प्रत्यक्ष कारण स्पष्टीकरण प्रदान करता है।
✅ कथन-I – सही: भूमध्य रेखा पर क्षोभमंडल की मोटाई (16-18 किमी) ध्रुवों (8-10 किमी) की तुलना में अधिक तापन और वायु प्रसार के कारण काफी अधिक है।
✅ कथन-II – सही: भूमध्य रेखा पर तीव्र सौर तापन द्वारा संचालित प्रबल संवहनीय धाराएं ऊष्मा को लंबवत रूप से बड़ी ऊंचाइयों तक ले जाती हैं, जो सीधे बढ़े हुए क्षोभमंडलीय मोटाई का कारण बनती हैं।
📝 संक्षिप्त नोट्स: क्षोभमंडल और वायुमंडलीय संरचना
- क्षोभमंडल की विशेषताएं: वायुमंडल की सबसे निचली परत जहां सभी मौसम संबंधी घटनाएं होती हैं, इसमें वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 75% और लगभग सभी जलवाष्प शामिल है।
- मोटाई में भिन्नता: क्षोभमंडल की मोटाई ध्रुवों पर 8-10 किमी से लेकर भूमध्य रेखा पर 16-18 किमी तक भिन्न होती है, वैश्विक औसत लगभग 13 किमी है।
- भूमध्यरेखीय तापन: भूमध्य रेखा को पूरे वर्ष अधिक प्रत्यक्ष और तीव्र सौर विकिरण प्राप्त होता है, जिससे अधिकतम सतह तापन और वायु तापमान होता है।
- संवहनीय धाराएं: भूमध्य रेखा पर गर्म वायु कम घनत्व के कारण तेजी से ऊपर उठती है, जिससे प्रबल लंबवत धाराएं बनती हैं जो ऊष्मा को उच्च ऊंचाइयों तक ले जाती हैं (हैडली सेल परिसंचरण का हिस्सा)।
- तापीय प्रसार: गर्म वायु अधिक आयतन घेरती है, जिससे भूमध्य रेखा पर वायुमंडलीय स्तंभ लंबवत रूप से फैलता है, जिससे क्षोभमंडलीय ऊंचाई बढ़ती है।
- तापमान ह्रास दर: क्षोभमंडल में तापमान ऊंचाई के साथ औसतन 6.5°C प्रति किलोमीटर की दर से घटता है जब तक कि क्षोभसीमा तक नहीं पहुंच जाता।
- क्षोभसीमा में भिन्नता: क्षोभसीमा (क्षोभमंडल और समतापमंडल के बीच की सीमा) भूमध्य रेखा पर (-80°C) ध्रुवों (-45°C) की तुलना में अधिक ऊंची और ठंडी है।
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निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- उच्च बादल मुख्य रूप से सौर विकिरण को परावर्तित करते हैं और पृथ्वी की सतह को ठंडा करते हैं।
- निम्न बादलों में पृथ्वी की सतह से निकलने वाले अवरक्त विकिरण का उच्च अवशोषण होता है और इस प्रकार वे तापन प्रभाव उत्पन्न करते हैं।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 4 — न तो 1 और न ही 2
उच्च और निम्न बादलों के विकिरणीय प्रभावों के संबंध में दोनों कथन गलत हैं। उच्च बादल पतले होते हैं और मुख्य रूप से बाहर जाने वाले अवरक्त विकिरण को रोकते हैं, जिससे शीतलन के बजाय तापन होता है। निम्न बादल मोटे होते हैं और मुख्य रूप से आने वाले सौर विकिरण को परावर्तित करते हैं, जिससे तापन के बजाय शीतलन होता है।
❌ कथन 1 – गलत: उच्च बादल (जैसे पक्षाभ) पतले होते हैं और सौर विकिरण को गुजरने देते हैं लेकिन पृथ्वी की सतह से बाहर जाने वाले अवरक्त विकिरण को रोकते हैं, जिससे सतह को ठंडा करने के बजाय गर्म करते हैं।
❌ कथन 2 – गलत: निम्न बादल (जैसे स्तरी और कपासी) मोटे होते हैं और सौर विकिरण के उत्कृष्ट परावर्तक होते हैं, सूर्य के प्रकाश को वापस अंतरिक्ष में परावर्तित करते हैं, जिससे तापन प्रभाव के बजाय शीतलन प्रभाव उत्पन्न होता है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: बादलों के प्रकार और उनके विकिरणीय प्रभाव
| बादल का प्रकार | ऊँचाई | विशेषताएँ | प्राथमिक विकिरणीय प्रभाव | निवल प्रभाव |
|---|---|---|---|---|
| उच्च बादल (पक्षाभ, पक्षाभ-स्तरी, पक्षाभ-कपासी) |
6-12 किमी | पतले, हिम क्रिस्टल बादल; सौर विकिरण को गुजरने देते हैं | पृथ्वी से बाहर जाने वाले अवरक्त (दीर्घ तरंग) विकिरण को रोकते हैं | निवल तापन - ग्रीनहाउस गैसों की तरह कार्य करते हैं |
| निम्न बादल (स्तरी, स्तरी-कपासी, कपासी) |
0-2 किमी | मोटे, जल बूंद बादल; अत्यधिक परावर्तक | आने वाले सौर (लघु तरंग) विकिरण को अंतरिक्ष में वापस परावर्तित करते हैं | निवल शीतलन - पृथ्वी की एल्बिडो बढ़ाते हैं |
| मध्य बादल (उच्च-स्तरी, उच्च-कपासी) |
2-6 किमी | मिश्रित संरचना; मध्यम मोटाई | परावर्तन और अवशोषण दोनों | परिवर्तनशील - मोटाई और संरचना पर निर्भर |
- एल्बिडो प्रभाव: निम्न बादलों में उच्च एल्बिडो (30-60%) होता है, जो महत्वपूर्ण सौर विकिरण को परावर्तित करता है, जबकि उच्च बादलों में कम एल्बिडो (10-30%) होता है।
- ग्रीनहाउस प्रभाव: उच्च बादल अपने ठंडे शीर्ष और पतली संरचना के कारण अवरक्त विकिरण को अधिक प्रभावी ढंग से रोकते हैं, ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाते हैं।
- जलवायु प्रभाव: कुल मिलाकर, निम्न बादलों का जलवायु पर निवल शीतलन प्रभाव (~-30 W/m²) होता है, जबकि उच्च बादलों का निवल तापन प्रभाव (~+10 W/m²) होता है।
- बादल प्रतिक्रिया: बादलों के आवरण और प्रकारों में परिवर्तन जलवायु परिवर्तन पूर्वानुमानों में सबसे बड़ी अनिश्चितताओं में से हैं।
बादलों वाली रात में ओस की बूंदें क्यों नहीं बनतीं?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 2 — बादल पृथ्वी के विकिरण को वापस परावर्तित कर देते हैं।
साफ रातों में जब पृथ्वी की सतह विकिरण ऊष्मा हानि के माध्यम से ओसांक से नीचे ठंडी हो जाती है तो ओस की बूंदें बनती हैं। बादलों वाली रातों में, बादल एक कंबल की तरह कार्य करते हैं और पृथ्वी के दीर्घ तरंग विकिरण को सतह पर वापस परावर्तित करते हैं, जिससे पर्याप्त शीतलन नहीं हो पाता। यह तापमान को ओसांक से ऊपर रखता है, इस प्रकार ओस का निर्माण नहीं हो पाता।
📝 संक्षिप्त नोट्स: ओस का निर्माण और विकिरण
- ओस का निर्माण: जब सतह का तापमान ओसांक तक या उससे नीचे गिर जाता है तो वायु में जलवाष्प ठंडी सतहों पर संघनित होकर ओस बनाती है।
- विकिरण शीतलन: साफ रातों में, पृथ्वी की सतह अंतरिक्ष में ऊष्मा (दीर्घ तरंग अवरक्त विकिरण) विकिरित करती है, जिससे सतह का तापमान तेजी से गिरता है।
- बादलों की भूमिका: बादलों में जल की बूंदें होती हैं जो पृथ्वी के बाहर जाने वाले दीर्घ तरंग विकिरण को अवशोषित और परावर्तित करती हैं, जो एक इन्सुलेटिंग कंबल की तरह कार्य करती हैं।
- हरितगृह प्रभाव: बादलों द्वारा यह परावर्तन हरितगृह प्रभाव के समान है, जहां कुछ वायुमंडलीय घटक सतह के पास ऊष्मा को रोकते हैं।
- साफ बनाम बादलों वाली रातें: साफ रातों में अधिकतम शीतलन और ओस निर्माण होता है, जबकि बादलों वाली रातें गर्म रहती हैं और न्यूनतम या बिना ओस के होती हैं।
- ओसांक: वह तापमान जिस पर वायु संतृप्त (100% आपेक्षिक आर्द्रता) हो जाती है और जलवाष्प संघनित होना शुरू हो जाती है।
सामान्यतः, पृथ्वी की सतह से ऊँचाई में वृद्धि के साथ तापमान घटता है, क्योंकि
- वायुमंडल को केवल पृथ्वी की सतह से ऊपर की ओर गर्म किया जा सकता है
- ऊपरी वायुमंडल में अधिक नमी होती है
- ऊपरी वायुमंडल में वायु कम सघन होती है
नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए:
Detailed Explanation:
✅ कथन 1 – सही: वायुमंडल आने वाले सौर विकिरण के लिए पारदर्शी है लेकिन मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित दीर्घ तरंग स्थलीय विकिरण द्वारा नीचे से गर्म होता है, जिससे निचली परतें अधिक गर्म रहती हैं।
❌ कथन 2 – गलत: जलवाष्प और नमी ऊपरी वायुमंडल में नहीं बल्कि निचले वायुमंडल (क्षोभमंडल) में केंद्रित होती है, जो ऊपरी वायुमंडल की तुलना में काफी शुष्क है।
✅ कथन 3 – सही: अधिक ऊँचाई पर, वायु दाब कम होता है जिससे वायु कम सघन होती है; ऊपर उठने वाली वायु फैलती है और रुद्धोष्म शीतलन से गुजरती है, तथा पतली वायु में ऊष्मा अवशोषित और धारण करने की क्षमता कम होती है।
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