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पराबैंगनी किरणों के अवशोषण में ओजोन परत की भूमिका

1910
  • Charles Fabry
  • Henri Buisson
Laboratory scene with Charles Fabry and Henri Buisson studying ozone absorption in 1910.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

पृथ्वी की समताप मंडल की ओजोन परत जीवन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सूर्य की हानिकारक किरणों के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित करती है। पराबैंगनी विकिरण. It completely blocks the most energetic UVC rays, absorbs about 95% of UVB rays, and allows most of the less harmful यूवीए किरणों को गुजरने देने के लिए। यह फ़िल्टरिंग प्रभाव स्थलीय जीवन को डीएनए को गंभीर नुकसान से बचाता है।

The ozone layer is a region in the Earth’s stratosphere, roughly 15 to 35 kilometers above the surface, with a high concentration of ozone (O3) molecules. Its protective mechanism is based on a continuous photochemical process known as the ozone-oxygen cycle. When high-energy UVC and UVB radiation strikes an ozone molecule, it splits the molecule into an ordinary oxygen molecule (O2) and a free oxygen atom (O). The formula for this photodissociation is [latex]O_3 + h\nu_{(\lambda < 310nm)} \longrightarrow O_2 + O[/latex]. The free oxygen atom can then recombine with another oxygen molecule to form ozone again, releasing heat in the process: [latex]O_2 + O \longrightarrow O_3[/latex]. This cycle effectively converts harmful UV radiation into thermal energy, warming the stratosphere. The absorption is wavelength-dependent. UVC (100-280 nm) is completely absorbed. UVB (280-315 nm) is strongly but incompletely absorbed, with absorption decreasing as wavelength increases. UVA (315-400 nm) is only weakly absorbed. The discovery of the Antarctic ozone hole in the 1980s revealed that man-made chemicals, particularly chlorofluorocarbons (CFCs), were disrupting this natural cycle by introducing chlorine and bromine atoms that act as उत्प्रेरक to destroy ozone, leading to increased UVB radiation at the surface and prompting international action like the Montreal Protocol.

UNESCO Nomenclature: 2505
भूभौतिकी

Type

प्राकृतिक घटना

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • ऑक्सीजन तत्व की खोज
  • 1840 में क्रिश्चियन फ्रेडरिक शॉनबीन द्वारा ओजोन की खोज।
  • का विकास पराबैंगनी स्पेक्ट्रोस्कोपी
  • पृथ्वी के वायुमंडल की परतदार संरचना की समझ

आवेदन

  • ओजोन परत को नुकसान पहुंचाने वाले पदार्थों को विनियमित करने के लिए मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल
  • ओजोन-सुरक्षित रेफ्रिजरेंट और प्रोपेलेंट का विकास
  • public health campaigns for sun protection (UV index)
  • ओजोन छिद्र की उपग्रह निगरानी
  • जलवायु परिवर्तन मॉडलिंग

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • ऊंचाई पर उड़ने वाले ड्रोन जो ओजोन-पुनर्जनन उत्प्रेरकों को क्षयग्रस्त क्षेत्रों में छोड़ते हैं
  • वायुमंडल में ओजोन परत को नष्ट करने वाले पदार्थों को विघटित करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित सूक्ष्मजीव
  • लाइव सैटेलाइट ओजोन डेटा पर आधारित एक वैश्विक, वास्तविक समय यूवी सूचकांक पूर्वानुमान प्रणाली
  • शहरी तापद्वीप प्रभाव और यूवी विकिरण के संपर्क को कम करने के लिए यूवी-परावर्तक भवन निर्माण सामग्री और शहरी कोटिंग्स।
  • उन्नत उपग्रह सेंसर उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ ओजोन सांद्रता का मानचित्रण करने में सक्षम हैं।
  • ओजोन परत को नुकसान पहुंचाने वाले सभी रसायनों के लिए जैवअपघटनीय विकल्पों का विकास।
  • शिक्षात्मक संवर्धित वास्तविकता apps that visualize the ozone layer and uv radiation in real-time
  • जमीनी स्तर पर प्रदूषकों को विघटित करने के लिए यूवी-सक्रिय उत्प्रेरक
  • व्यक्तिगत यूवी सेंसर जो उपयोगकर्ताओं को तब सचेत करते हैं जब स्थानीय ओजोन परत के पतले होने से खतरनाक यूवी स्तर उत्पन्न होते हैं।
  • सौर ऊर्जा से चलने वाला विमान जिसे वायुमंडलीय निगरानी के लिए समताप मंडल में निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
संबंधित विषय: ओजोन परत, समताप मंडल, पराबैंगनी विकिरण अवशोषण, यूवीसी, यूवीबी, ओजोन-ऑक्सीजन चक्र, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल, सीएफसी, त्वचा कैंसर, पर्यावरण विज्ञान।

ऐतिहासिक संदर्भ

Meteorological laboratory measuring dew point with hygrometer and digital display.

ओसांक

ओस बिंदु वह तापमान है जिस पर स्थिर दाब और जल की मात्रा पर वायु को ठंडा करने पर वह जल वाष्प से संतृप्त हो जाती है। इस तापमान पर सापेक्ष आर्द्रता 100% होती है। यदि वायु और ठंडी हो जाती है, तो जल वाष्प संघनित होकर द्रव जल (ओस) बन जाती है, या हिमांक से नीचे होने पर पाले के रूप में जम जाती है।
19th-century laboratory with scientists studying solar radiation measurements.

सौर स्थिरांक

सौर स्थिरांक पृथ्वी के वायुमंडल के शीर्ष पर, किरणों के लंबवत दिशा में मापी गई प्रति इकाई क्षेत्रफल औसत सौर विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। इसका मान लगभग 1361 वाट प्रति वर्ग मीटर (W/m²) है। यह मान सौर गतिविधि और पृथ्वी की कक्षीय दूरी के साथ थोड़ा बदलता रहता है, लेकिन जलवायु विज्ञान, उपग्रह डिजाइन और नवीकरणीय ऊर्जा गणनाओं के लिए एक मूलभूत आधार के रूप में कार्य करता है।
Flue-gas desulfurization system in atmospheric chemistry applications.

अम्लीय वर्षा निर्माण रसायन विज्ञान

वायुमंडलीय सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) की जल, ऑक्सीजन और अन्य रसायनों के साथ अभिक्रिया से अम्लीय वर्षा होती है। SO2 ऑक्सीकृत होकर सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4) बनाता है, और NOx नाइट्रिक अम्ल (HNO3) बनाता है। ये अभिक्रियाएँ, जो अक्सर सूर्य के प्रकाश द्वारा उत्प्रेरित होती हैं, अत्यधिक अम्लीय यौगिक उत्पन्न करती हैं जो पृथ्वी पर गीले या सूखे निक्षेपण के रूप में गिरते हैं और पारिस्थितिक तंत्र को नुकसान पहुँचाते हैं।

पराबैंगनी किरणों के अवशोषण में ओजोन परत की भूमिका

Chemist conducting experiment on PFAS in organic chemistry lab.

The Carbon-Fluorine Bond: the Source of PFAS Stability

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are characterized by a chain of carbon atoms bonded to fluorine atoms. The carbon-fluorine (C-F) bond is one of the strongest single bonds in organic chemistry, with a bond dissociation energy around 485 kJ/mol. This extreme strength makes PFAS highly resistant to chemical, thermal, and biological degradation, leading to their environmental persistence.
Laboratory scene with chemist measuring fluorescent whitening agents in physical chemistry.

फ्लोरोसेंट व्हाइटनिंग एजेंट (एफडब्ल्यूए)

फ्लोरोसेंट व्हाइटनिंग एजेंट, जिन्हें ऑप्टिकल ब्राइटनिंग एजेंट (OBAs) भी कहा जाता है, ऐसे रासायनिक यौगिक हैं जो सफेदी की अनुभूति को बढ़ाते हैं। ये पराबैंगनी (UV) स्पेक्ट्रम में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, जो मानव आँख को दिखाई नहीं देता, और इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित करते हैं। यह नीला प्रकाश किसी भी पदार्थ में मौजूद पीले या क्रीम रंग के प्रभाव को दूर करता है।
Nuclear Magnetic Resonance spectrometer in an analytical chemistry laboratory.

नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी

नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी एक ऐसी तकनीक है जो कुछ परमाणु नाभिकों के चुंबकीय गुणों का उपयोग करती है। इसमें नमूने को एक मजबूत, स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और रेडियो तरंगों द्वारा उसका परीक्षण किया जाता है। नाभिक एक विशिष्ट अनुनाद आवृत्ति पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित और पुनः उत्सर्जित करते हैं, जो कि अंतरा-आणविक चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करता है। इससे अणुओं की संरचना, गतिशीलता और रासायनिक वातावरण के बारे में विस्तृत जानकारी प्राप्त होती है।
1800
1838
1872
1910
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1946
1650
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1912
1940
1940
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17th century geophysicist studying geomagnetic secular variation data.

भूचुंबकीय धर्मनिरपेक्ष भिन्नता

भूचुंबकीय धर्मनिरपेक्ष परिवर्तन पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में वर्षों से लेकर सहस्राब्दियों तक के समय पैमाने पर होने वाले धीमे परिवर्तनों को संदर्भित करता है। इन परिवर्तनों में क्षेत्र की शक्ति और द्विध्रुवीय अक्ष की दिशा में बदलाव, साथ ही गैर-द्विध्रुवीय विशेषताओं का पश्चिम की ओर खिसकना शामिल है। यह परिवर्तन बाहरी कोर में पिघले हुए लोहे के प्रवाह में परिवर्तन के कारण होता है, जो भू-गतिकी का स्रोत है।
Meteorological station measuring relative humidity in agriculture.

सापेक्ष आर्द्रता (आरएच)

सापेक्ष आर्द्रता ([latex]phi[/latex]) किसी दिए गए तापमान पर जल वाष्प के आंशिक दाब ([latex]p_{H_2O}[/latex]) और जल के साम्य वाष्प दाब ([latex]p^*_{H_2O}[/latex]) का अनुपात है। इसे प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है: [latex]phi = frac{p_{H_2O}}{p^*_{H_2O}} times 100%[/latex]। यह दर्शाता है कि वायु संतृप्ति के कितने करीब है, जहाँ 100% सापेक्ष आर्द्रता का अर्थ है कि वायु संतृप्त है।
Laboratory analysis of absorbance using UV-Vis spectroscopy in analytical chemistry.

बीयर-लैम्बर्ट कानून

बीयर-लैम्बर्ट नियम प्रकाश के क्षीणन को उस पदार्थ के गुणों से संबंधित करता है जिससे होकर प्रकाश गुजरता है। यह बताता है कि किसी विलयन का अवशोषक (A) अवशोषक पदार्थ की सांद्रता (c) और विलयन से होकर गुजरने वाले प्रकाश की पथ लंबाई (l) के सीधे समानुपाती होता है। इस संबंध को A = εc/cl के रूप में व्यक्त किया जाता है, जहाँ ε मोलर अवशोषकता है।
Scientist measuring solar panel performance related to Air Mass Coefficient in a laboratory.

वायु द्रव्यमान गुणांक (AM)

वायु द्रव्यमान गुणांक (AM) पृथ्वी के वायुमंडल से होकर गुजरने वाले सूर्य के प्रकाश के प्रत्यक्ष प्रकाशीय पथ की लंबाई को मापता है। यह किसी दिए गए शीर्ष कोण [θ] पर पथ की लंबाई और सूर्य के ठीक ऊपर (शीर्ष पर) होने पर पथ की लंबाई का अनुपात है। लगभग 60° तक के कोणों के लिए, इसे लगभग AM ≈ sec(θ) द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। AM₀ वायुमंडल के बाहर के स्पेक्ट्रम को संदर्भित करता है।
BOD5 test setup in a laboratory for water quality assessment.

बीओडी5 परीक्षण

जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (बीओडी) जल में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के दौरान वायवीय सूक्ष्मजीवों द्वारा खपत की गई घुलित ऑक्सीजन का माप है। मानक परीक्षण, बीओडी5, एक सीलबंद नमूने में ऑक्सीजन की कमी को मापता है जिसे 20°C तापमान पर पांच दिनों तक अंधेरे में रखा जाता है। नियामक उद्देश्यों के लिए और नदी में सामान्य यात्रा समय का प्रतिनिधित्व करने के लिए इस मानकीकृत अवधि को एक व्यावहारिक समझौते के रूप में चुना गया था।
Geophysicist studying Earth's geodynamo mechanism and magnetic field generation.

पृथ्वी का भूडायनेमो सिद्धांत

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र भू-गतिकी तंत्र द्वारा उत्पन्न होता है। पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न कोरिओलिस प्रभाव के कारण, बाह्य कोर में विद्युत प्रवाहकीय पिघले हुए लोहे की संवहन धाराएँ विद्युत धाराओं की एक स्व-संचालित प्रणाली का निर्माण करती हैं। ये धाराएँ ग्रह के विशाल चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करती हैं, जो एक विशाल विद्युतचुंबक की तरह व्यवहार करता है। इस प्रक्रिया को चुंबक-जलगतिकी (एमएचडी) द्वारा वर्णित किया जाता है।
Laboratory analysis of carbonaceous and nitrogenous biochemical oxygen demand in wastewater treatment.

कार्बनयुक्त और नाइट्रोजनयुक्त जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (cBOD और nBOD)

कुल जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (बीओडी) दो मुख्य प्रक्रियाओं का योग है: कार्बनयुक्त बीओडी (सीबीओडी) और नाइट्रोजनयुक्त बीओडी (एनबीओडी)। सीबीओडी सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक कार्बन यौगिकों के ऑक्सीकरण के लिए उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन है। एनबीओडी विशिष्ट स्वपोषी जीवाणुओं द्वारा नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों, मुख्य रूप से अमोनिया (नाइट्रीकरण) के बाद के चरण के ऑक्सीकरण में उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन है। उन्नत अपशिष्ट जल उपचार के लिए इन दोनों के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है।
Urban street scene depicting photochemical smog effects in 1950, highlighting atmospheric chemistry.

फोटोकेमिकल स्मॉग

प्रकाश रासायनिक स्मॉग सूर्य के प्रकाश, नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) से जुड़ी जटिल अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से बनता है। यह प्रक्रिया तब शुरू होती है जब सूर्य का प्रकाश नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) को नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) और एक ऑक्सीजन परमाणु (O) में विभाजित करता है। यह मुक्त ऑक्सीजन परमाणु फिर आणविक ऑक्सीजन (O₂) के साथ मिलकर जमीनी स्तर की ओजोन (O₃) बनाता है, जो स्मॉग का एक प्राथमिक घटक है।

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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