বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞান

বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞান হল পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল এবং এর বিভিন্ন অভ্যন্তরীণ-শারীরিক প্রক্রিয়াগুলির অধ্যয়ন। আবহাওয়াবিদ্যা বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন এবং বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞানের সাথে আবহাওয়া পূর্বাভাস এর উপরে একটি প্রধান আকর্ষণ অন্তর্ভুক্ত করে। জলবায়ু বিজ্ঞান হলো বায়ুমণ্ডলীয় পরিবর্তন এর গবেষণা(দীর্ঘ ও স্বল্পমেয়াদী উভয়) যা প্রাকৃতিক এবং নৃতাত্ত্বিক জলবায়ুর পরিবর্তনশীলতার কারণে গড় জলবায়ু এবং সময়ের সাথে তাদের পরিবর্তনের সংজ্ঞা দেয়। অ্যারোনমি হল বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরগুলির অধ্যয়ন, যেখানে পৃথকীকরণ এবং আয়নীকরণ গুরুত্বপূর্ণ। বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞানটি গ্রহসংক্রান্ত বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে এবং সৌরজগত এর গ্রহ এবং প্রাকৃতিক উপগ্রহের বায়ুমণ্ডলের অধ্যয়নের ক্ষেত্রে প্রসারিত হয়েছে।
বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞানে ব্যবহৃত পরীক্ষামূলক যন্ত্রগুলির মধ্যে রয়েছে উপগ্রহ, রকেটসোন্ডস, রেডিওসোন্ডস, আবহাওয়া বেলুন এবং লেজার।
বায়ুমণ্ডলীয় বিদ্যা শব্দটি (গ্রীক ἀήρ, আড়, "বায়ু"; এবং -λογία,-লোগিয়া থেকে) কখনও কখনও পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল অধ্যয়নের জন্য বিকল্প শব্দ হিসাবে ব্যবহৃত হয়; অন্যান্য সংজ্ঞানুযায়ী, বায়ুমন্ডলবিদ্যা মুক্ত বায়ুমণ্ডলে সীমাবদ্ধ থাকে যা গ্রহের সীমানা স্তর এর উপরের অঞ্চল।
এক্ষেত্রে গোড়ার দিকের প্রবর্তকদের মধ্যে রয়েছে লিওন টেইসারেনক ডি বোর্ট এবং রিচার্ড এসম্যান।
বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন হল বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞানের একটি শাখা যেখানে পৃথিবীর এবং অন্যান্য গ্রহের বায়ুমণ্ডল এর রসায়ন অধ্যয়ন করা হয়। এটি গবেষণার একটি বহুপক্ষীয় ক্ষেত্র এবং পরিবেশগত রসায়ন, পদার্থবিজ্ঞান, আবহাওয়া, কম্পিউটার মডেলিং, সমুদ্রবিদ্যা, ভূতত্ত্ব এবং আগ্নেয়গিরি এবং অন্যান্য শাখাগুলির প্রতি আকর্ষণ করে।জলবায়ুবিদ্যার মতো অধ্যয়নের অন্যান্য ক্ষেত্রগুলির সাথে গবেষণা ক্রমবর্ধমানভাবে যুক্ত রয়েছে।
বায়ুমণ্ডলের রচনা ও রসায়ন বিভিন্ন কারণে গুরুত্বপূর্ণ, তবে মূলত বায়ুমণ্ডল এবং জীবিত প্রাণীদের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলির কারণে। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের গঠনটি মানুষের কার্যকলাপ দ্বারা পরিবর্তিত হয়েছে এবং এর কিছু পরিবর্তন মানুষের স্বাস্থ্য, ফসল এবং বাস্তুতন্ত্রের জন্য ক্ষতিকারক। বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন দ্বারা যে সমস্যাগুলিকে সনাক্ত করা হয়েছে তার মধ্যে রয়েছে অ্যাসিড বৃষ্টি, ফোটোকেমিক্যাল ধোঁয়া এবং বৈশ্বিক উষ্ণায়ন। বায়ুমণ্ডলীয় রসায়ন এই সমস্যাগুলির কারণগুলি বোঝার চেষ্টা করে এবং সেগুলির একটি তাত্ত্বিক ধারণা অর্জনের মাধ্যমে, সম্ভাব্য সমাধানগুলি পরীক্ষা করার অনুমতি দেয় এবং সরকারী নীতিতে পরিবর্তিত প্রভাবগুলির মূল্যায়ন করে।
বায়ুমণ্ডলীয় গতিশীলতা হল আবহাওয়াসংক্রান্ত গুরুত্বসম্পন্ন গতি ব্যবস্থার অধ্যয়ন, একাধিক স্থান, সময় এবং তত্ত্বগুলির পর্যবেক্ষণকে একীভূতকরণ। অধ্যয়ন করা সাধারণ বিষয়গুলির মধ্যে রয়েছে বজ্রপাত, টর্নেডো, অভিকর্ষ তরঙ্গ, ক্রান্তীয় ঘূর্ণিঝড়, বহির্মুখী ঘূর্ণিঝড়, জেট স্ট্রিম এবং বিশ্বব্যাপী সঞ্চলনগুলির মতো বিভিন্ন ঘটনা। গতিশীলতার অধ্যয়নের লক্ষ্য হলো পদার্থবিজ্ঞান এর মৌলিক নীতির ভিত্তিতে পর্যবেক্ষণের প্রচলনগুলি ব্যাখ্যা করা। এই ধরনের গবেষণার উদ্দেশ্যগুলি হলো আবহাওয়া পূর্বাভাস এর উন্নতি, মৌসুমী এবং আন্তঃবার্ষিক জলবায়ু অস্থিরতা অনুমান করার পদ্ধতিগুলির বিকাশ এবং বৈশ্বিক জলবায়ুতে মানুষের দ্বারা সৃষ্ট বিচলন (যেমন, কার্বন ডাই-অক্সাইডের ঘনত্ব বা ওজোন স্তরকে হ্রাস করা) এর প্রভাবগুলিকে বোঝানো।
বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞান হলো বায়ুমণ্ডলের অধ্যয়নের জন্য পদার্থবিজ্ঞানের প্রয়োগ। বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞানীরা বায়ুমণ্ডলে এবং অন্তর্নিহিত মহাসাগরগুলিতে তরল প্রবাহ সমীকরণ, রাসায়নিক মডেল, বিকিরণ ভারসাম্য এবং শক্তি স্থানান্তর প্রক্রিয়া ব্যবহার করে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল এবং অন্যান্য গ্রহের বায়ুমণ্ডলকে মডেল করার চেষ্টা করেন। আবহাওয়া ব্যবস্থার মডেল করার জন্য, বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞানীরা বিক্ষেপ তত্ত্ব, তরঙ্গ প্রসারণ মডেল, মেঘ পদার্থবিজ্ঞান,স্ট্যাটিসটিক্যাল মেকানিক্স এবং স্থানিক পরিসংখ্যান গুলির উপাদানগুলিকে নিয়োগ করেন।এদের প্রত্যেকটিতে উচ্চতর স্তরের গণিত এবং পদার্থবিজ্ঞানের সমন্বয় ঘটে। বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞানের সাথে আবহাওয়া এবং জলবায়ুবিদ্যার ঘনিষ্ঠ সংযোগ রয়েছে। এটি বায়ুমণ্ডল অধ্যয়নের জন্য রিমোট সেন্সিং যন্ত্র সহ অন্যান্য যন্ত্রগুলির নকশা এবং নির্মাণ এবং তাদের প্রদত্ত ডেটাগুলির ব্যাখ্যা অন্তর্ভুক্ত করে।
যুক্তরাজ্যে, বায়ুমণ্ডলীয় অধ্যয়নগুলি আবহাওয়া অফিসের আওতায় পড়ে। ইউ এস ন্যাশনাল ওশানিক এন্ড এটমোস্ফেরিক এডমিনিস্ট্রেশন (এনওএএ) এর বিভাগগুলি বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞানের সাথে জড়িত গবেষণা প্রকল্প এবং আবহাওয়া মডেলিংয়ের তদারকি করে। ইউ এস ন্যাশনাল এস্ট্রোনমি এন্ড আয়োনস্ফিয়ার সেন্টার উচ্চ বায়ুমণ্ডলের গবেষণাও পরিচালনা করে।
পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র এবং সৌর বায়ু বায়ুমণ্ডলের সাথে বিক্রিয়া করে, আয়নোস্ফিয়ার , ভ্যান অ্যালেন রেডিয়েশন বেল্টস, টেলুরিক স্রোত এবং বিকিরণ শক্তি তৈরি করে।
আবহাওয়াবিদ্যার বিপরীতে, যা কয়েক সপ্তাহ অবধি স্থায়ী স্বল্পমেয়াদী আবহাওয়া ব্যবস্থার অধ্যয়ন করে, জলবায়ুবিদ্যা সেই ব্যবস্থাগুলির কম্পাংক এবং প্রবণতা অধ্যয়ন করে। এটি কয়েক সহস্র বছর ধরে আবহাওয়ার ঘটনাগুলির পর্যায়বৃত্ততার পাশাপাশি বায়ুমণ্ডলের অবস্থার সাথে দীর্ঘমেয়াদী আবহাওয়ার ধরনগুলির গড় পরিবর্তন অধ্যয়ন করে। জলবায়ু বিশেষজ্ঞরা, যারা জলবায়ুবিদ্যায় অনুশীলন করেন, তারা স্থানীয়, আঞ্চলিক বা বৈশ্বিক জলবায়ুর প্রকৃতি এবং প্রাকৃতিক বা মানব-প্ররোচিত প্রভাবগুলির কারণে জলবায়ু পরিবর্তনের কারণ নিয়ে গবেষণা করেন। জলবায়ুবিদ্যা অতীতকে বিবেচনা করে এবং ভবিষ্যতের জলবায়ু পরিবর্তন এর পূর্বাভাস দিতে সহায়তা করে।
জলবায়ুগত আগ্রহের ঘটনাবলির মধ্যে রয়েছে বায়ুমণ্ডলীয় সীমানা স্তর, সঞ্চালন ধরন, তাপ স্থানান্তর (বিকিরণ , পরিচালন এবং সুপ্ত), বায়ুমণ্ডল, মহাসাগর এবং ভূপৃষ্ঠের মধ্যে সম্পর্ক (বিশেষত উদ্ভিদবর্ধন, ভূমি ব্যবহার এবং টোপোগ্রাফি) এবং বায়ুমণ্ডল এর রাসায়নিক ও শারীরিক গঠন। সম্পর্কিত শাখাগুলির মধ্যে রয়েছে জ্যোতির্বিজ্ঞান, বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, বাস্তুশাস্ত্র, প্রাকৃতিক ভূগোল, ভূতত্ত্ব,ভূপ্রকৃতিবিদ্যা, গ্লেসিওলজি, হাইড্রোলজি, সমুদ্রবিদ্যা এবং আগ্নেয়গিরি।
সৌরজগতের সব গ্রহেরই বায়ুমণ্ডল রয়েছে।কারণ তাদের মাধ্যাকর্ষণ গ্যাসীয় কণাগুলিকে ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি রাখতে যথেষ্ট শক্তিশালী। বৃহৎ গ্যাস জায়ান্টগুলি প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম এর মতো হালকা গ্যাস ধরে রাখার পক্ষে যথেষ্ট পরিমাণে বড়। অন্যদিকে ছোট গ্রহগুলি এই গ্যাসগুলিকে মহাকাশে হারিয়ে ফেলে। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের গঠন অন্যান্য গ্রহগুলির চেয়ে পৃথক, কারণ পৃথিবীতে সংঘটিত বিভিন্ন জীবনচক্র বিনামূল্যে অক্সিজেন অণু তৈরি করেছিল। বুধের বেশিরভাগ বায়ুমণ্ডল সৌর বাতাসে বিস্ফোরিত হয়েছে। টাইটান হলো একমাত্র উপগ্রহ যা ঘন বায়ুমন্ডল কে ধরে রেখেছে। ট্রাইটন এ একটি পাতলা বায়ুমণ্ডল, এবং চাঁদে একটি বায়ুমণ্ডলের সন্ধান পাওয়া গেছে।
গ্রহীয় বায়ুমণ্ডলগুলি সূর্য বা তার অভ্যন্তর উভয়ের কাছ থেকে প্রাপ্ত শক্তির বিভিন্ন মাত্রা দ্বারা প্রভাবিত হয়, যা গতিময় আবহাওয়া ব্যবস্থা যেমন হারিকেন, (পৃথিবীতে), গ্রহব্যাপী ধূলিঝড় (মঙ্গল গ্রহে),বৃহস্পতিতে পৃথিবী-আকারের এন্টিসাইক্লোন (যাকে গ্রেট রেড স্পট বলা হয়) এবং বায়ুমণ্ডলে গর্ত (নেপচুনে) গঠনের দিকে পরিচালিত করে। সৌরজগতের বাহিরের একটি গ্রহ, এইচডি ১৮৯৭৩৩ বি, গ্রেট রেড স্পটের অনুরূপ তবে দ্বিগুণ বৃহত্তর একটি আবহাওয়া ব্যবস্থা থাকার দাবি করেছে।
উষ্ণ জুপিটারগুলিকে নক্ষত্রের বিকিরণের কারণে তাদের বায়ুমণ্ডলকে মহাকাশে হারিয়ে ফেলতে দেখা গেছে।এটি দেখতে অনেকটা ধূমকেতুর লেজের মতো। এই গ্রহগুলির দিন এবং রাতের অংশের তাপমাত্রার মাঝে বিস্তর পার্থক্য থাকতে পারে যা সুপারসোনিক বাতাস উৎপাদন করে। যদিও এইচডি ১৮৯৭৩৩ বি এর দিন এবং রাতের অংশের তাপমাত্রা একই রকম বলে মনে হয়। এর থেকে বোঝা যায় এই গ্রহের বায়ুমণ্ডল গ্রহের চারপাশের নক্ষত্রের শক্তিকে কার্যকরভাবে পুনরায় বিতরণ করে।