आपने पहले ही सीखा है कि वायु में जल-वाष्प होती है। यह वायुमंडल के आयतन के शून्य से चार प्रतिशत तक भिन्न होती है और मौसम की घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जल वायुमंडल में तीन रूपों में उपस्थित होता है — गैसीय, द्रव और ठोस। वायुमंडल में नमी जल-निकायों से वाष्पीकरण द्वारा और पौधों से वाष्पोत्सर्ग द्वारा प्राप्त होती है। इस प्रकार, वाष्पीकरण, वाष्पोत्सर्ग, संघनन और वर्षण की प्रक्रियाओं द्वारा वायुमंडल, महासागरों और महाद्वीपों के बीच जल का निरंतर आदान-प्रदान होता रहता है।

वायु में उपस्थित जल-वाष्प को आर्द्रता कहा जाता है। इसे मात्रात्मक रूप से विभिन्न तरीकों से व्यक्त किया जाता है। वायुमंडल में उपस्थित जल-वाष्प की वास्तविक मात्रा को निरपेक्ष आर्द्रता कहा जाता है। यह प्रति घन मीटर वायु में जल-वाष्प के भार के रूप में व्यक्त की जाती है और ग्राम प्रति घन मीटर में दी जाती है। वायु की जल-वाष्प को धारण करने की क्षमता पूरी तरह से उसके तापमान पर निर्भर करती है। निरपेक्ष आर्द्रता पृथ्वी की सतह पर स्थान-स्थान पर भिन्न होती है। किसी दिए गए तापमान पर वायुमंडल में उपस्थित नमी की मात्रा, उसकी पूरी क्षमता की तुलना में जो प्रतिशत होती है, उसे सापेक्ष आर्द्रता कहा जाता है। वायु के तापमान में परिवर्तन के साथ, नमी को धारण करने की क्षमता बढ़ या घट जाती है और सापेक्ष आर्द्रता भी प्रभावित होती है। यह महासागरों के ऊपर अधिक और महाद्वीपों के ऊपर कम होती है।

एक निश्चित तापमान पर जब वायु अपनी पूरी क्षमता तक नमी धारण कर लेती है, तो उसे संतृप्त कहा जाता है। इसका अर्थ है कि उस तापमान पर वायु उस अवस्था में अतिरिक्त नमी को धारण करने में असमर्थ है। वह तापमान जिस पर दी गई वायु के नमूने में संतृप्ति होती है, उसे ओस बिंदु कहा जाता है।

वाष्पोत्सर्जन और संघनन

वायुमंडल में जल वाष्प की मात्रा क्रमशः वाष्पोत्सर्जन और संघनन के कारण बढ़ती या घटती है। वाष्पोत्सर्जन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें जल द्रव अवस्था से गैसीय अवस्था में परिवर्तित होता है। वाष्पोत्सर्जन का मुख्य कारण ऊष्मा है। वह तापमान जिस पर जल वाष्पोत्सर्जन प्रारंभ करता है, उसे वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा कहा जाता है।

तापमान में वृद्धि से दी गई वायु की जल अवशोषण और धारण क्षमता बढ़ जाती है। इसी प्रकार, यदि नमी की मात्रा कम हो, तो वायु में नमी को अवशोषित और धारण करने की क्षमता होती है। वायु की गति संतृप्त परत को असंतृप्त परत से प्रतिस्थापित कर देती है। इसलिए, वायु की गति जितनी अधिक होगी, वाष्पोत्सर्जन उतना ही अधिक होगा।

जल वाष्प का जल में परिवर्तन संघनन कहलाता है। संघनन ऊष्मा की हानि के कारण होता है। जब आर्द्र वायु ठंडी होती है, तो वह एक ऐसे स्तर तक पहुँच सकती है जब उसमें जल वाष्प को धारण करने की क्षमता समाप्त हो जाती है। तब अतिरिक्त जल वाष्प द्रव रूप में संघनित हो जाती है। यदि यह सीधे ठोस रूप में संघनित हो, तो इसे ऊर्ध्वपातन कहा जाता है। मुक्त वायु में, संघनन बहुत छोटे कणों के आसपास ठंडक के कारण होता है जिन्हें हाइग्रोस्कोपिक संघनन नाभिक कहा जाता है। धूल, धुएँ और समुद्र से निकले नमक के कण विशेष रूप से अच्छे नाभिक होते हैं क्योंकि वे जल को अवशोषित करते हैं। संघनन तब भी होता है जब आर्द्र वायु किसी ठंडी वस्तु के संपर्क में आती है और यह तब भी हो सकता है जब तापमान ओस बिंदु के निकट हो। संघनन, इसलिए, ठंडक की मात्रा और वायु की सापेक्ष आर्द्रता पर निर्भर करता है। संघनन वायु के आयतन, तापमान, दबाव और आर्द्रता से प्रभावित होता है। संघनन तब होता है: (i) जब वायु का तापमान उसके आयतन को स्थिर रखते हुए ओस बिंदु तक घटाया जाता है; (ii) जब आयतन और तापमान दोनों घटाए जाते हैं; (iv) जब वाष्पीकरण के माध्यम से वायु में नमी जोड़ी जाती है। हालांकि, संघनन के लिए सबसे अनुकूल स्थिति वायु के तापमान में कमी है।

संघनन के बाद वायुमंडल में जलवाष्प या आर्द्रता निम्नलिखित रूपों में से किसी एक रूप को ग्रहण करती है - ओस, पाला, कोहरा और बादल। संघनन के रूपों को तापमान और स्थान के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। संघनन तब होता है जब ओस बिंदु हिमांक बिंदु से नीचे के साथ-साथ हिमांक बिंदु से ऊपर भी होता है।

ओस

जब आर्द्रता ठोस वस्तुओं की ठंडी सतहों (सतह के ऊपर वायु में उपस्थित नाभिकों के बजाय) जैसे पत्थरों, घास की पत्तियों और पौधों की पत्तियों पर जल बूंदों के रूप में जम जाती है, तो इसे ओस कहा जाता है। इसके निर्माण के लिए आदर्श परिस्थितियाँ स्वच्छ आकाश, शांत वायु, उच्च सापेक्ष आर्द्रता और ठंडी तथा लंबी रातें हैं। ओस के निर्माण के लिए यह आवश्यक है कि ओस बिंदु हिमांक बिंदु से ऊपर हो।

पाला

पाला ठंडी सतहों पर तब बनता है जब संघनन हिमांक बिंदु $\left(0^{\circ}\mathrm{C}\right)$ से नीचे होता है, अर्थात ओस बिंदु हिमांक बिंदु पर या उससे नीचे होता है। अतिरिक्त आर्द्रता जल बूंदों के बजाय सूक्ष्म बर्फ क्रिस्टलों के रूप में जम जाती है। सफेद पाले के निर्माण के लिए आदर्श परिस्थितियाँ ओस के निर्माण वाली परिस्थितियों के समान होती हैं, सिवाय इसके कि वायु तापमान हिमांक बिंदु पर या उससे नीचे होना चाहिए।

कोहरा और धुंध

जब जलवाष्प की बड़ी मात्रा वाले वायु-समूह का तापक्रम अचानक गिर जाता है, तो उसके भीतर बारीक धूल कणों पर संघनन होने लगता है। इस प्रकार, धुंध $^{2}$ एक ऐसा बादल है जिसका आधर भूमि पर या भूमि के बहुत निकट होता है। धुंध और कोहरे के कारण दृश्यता शून्य तक खराब हो जाती है। शहरी और औद्योगिक केन्द्रों में धुआँ पर्याप्त संख्या में नाभिक उपलब्ध कराता है जो धुंध और कोहरे के निर्माण में सहायक होते हैं। जब धुंध धुएँ से मिल जाती है, तो ऐसी स्थिति को स्मोग कहा जाता है। धुंध और कोहरे के बीच केवल इतना अंतर है कि धुंध में कोहरे की तुलना में अधिक नमी होती है। धुंध में प्रत्येक नाभिक के चारों ओर नमी की अधिक मोटी परत होती है। पहाड़ों पर धुंध अधिक बार बनती है क्योंकि ढलानों पर ऊपर चढ़ती गर्म हवा ठंडी सतह से टकराती है। कोहरा धुंध की तुलना में अधिक शुष्क होता है और वह उन स्थानों पर प्रचलित होता है जहाँ गर्म वायु धाराएँ ठंडी धाराओं से मिलती हैं। कोहरे वे छोटे बादल होते हैं जिनमें धूल, धुएँ और नमक कणों द्वारा उपलब्ध कराए गए नाभिकों के चारों ओर संघनन होता है।

बादल

बादल जलवाष्प के संघनन से बने अत्यंत सूक्ष्य जल-बूंदों या बर्फ के छोटे क्रिस्टलों का समूह होता है जो काफी ऊँचाई पर मुक्त वायु में बनता है। चूँकि बादल पृथ्वी की सतह से कुछ ऊँचाई पर बनते हैं, वे विभिन्न आकृतियों को ग्रहण करते हैं। उनकी ऊँचाई, फैलाव, घनत्व और पारदर्शिता या अपारदर्शिता के अनुसार बादलों को चार प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: (i) सिरस; (ii) क्यूमुलस; (iii) स्ट्रेटस; (iv) निंबस।

सिरस

सिरस बादल ऊँचाई पर बनते हैं ($8,000-12,000 m)$। ये पतले और अलग-अलग बादल होते हैं जिनमें पंख जैसी आकृति होती है। ये हमेशा सफेद रंग के होते हैं।

क्यूमुलस

क्यूमुलस बादल रुई के फाहे जैसे दिखते हैं। ये आमतौर पर 4,000 $7,000 \mathrm{~m}$ की ऊँचाई पर बनते हैं। ये टुकड़ों में होते हैं और यहाँ-वहाँ बिखरे दिखाई देते हैं। इनका आधार समतल होता है।

स्ट्रेटस

जैसा कि इनके नाम से स्पष्ट है, ये परतदार बादल होते हैं जो आकाश के बड़े हिस्से को ढक लेते हैं। ये बादल आमतौर पर या तो ऊष्मा की हानि के कारण या विभिन्न तापमान वाली वायु द्रव्यों के मिश्रण से बनते हैं।

निंबस

निंबस बादल काले या गहरे भूरे रंग के होते हैं। ये मध्यम स्तर पर या पृथ्वी की सतह के बहुत निकट बनते हैं। ये अत्यधिक घने और सूर्य की किरणों के लिए अपारदर्शी होते हैं। कभी-कभी बादल इतने नीचे होते हैं कि वे जमीन को छूते प्रतीत होते हैं। निंबस बादल घने वाष्प के आकारहीन ढेर होते हैं।

आकृति 10.1

आकृति 10.2

इन बादलों के प्रकारों की पहचान कीजिए जो आकृति 10.1 और 10.2 में दिखाए गए हैं।

इन चार मूलभूत प्रकारों के संयोजन से निम्नलिखित प्रकार के बादल बनते हैं; उच्च बादल - सिरस, सिरोस्ट्रेटस, सिरोक्यूमुलस; मध्य बादल - ऑल्टोस्ट्रेटस और ऑल्टोक्यूमुलस; निम्न बादल - स्ट्रैटोक्यूमुलस और निंबोस्ट्रेटस और ऊर्ध्वाधिक विकास वाले बादल - क्यूमुलस और क्यूम्युलोनिंबस।

वर्षण

मुक्त वायु में निरंतर संघनन की प्रक्रिया संघनित कणों को आकार में बढ़ने में मदद करती है। जब वायु का प्रतिरोध उन्हें गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध रोकने में असफल हो जाता है, तो वे पृथ्वी की सतह पर गिर जाते हैं। इसलिए जल वाष्प के संघनन के बाद नमी का मोचन वर्षण कहलाता है। यह द्रव या ठोस रूप में हो सकता है। जब वर्षण जल के रूप में होता है तो इसे वर्षा कहा जाता है, जब तापमान $0^{\circ}\mathrm{C}$ से कम होता है, तो वर्षण बर्फ के बारीक झागों के रूप में होता है और इसे हिमपात कहा जाता है। नमी षट्कोणीय क्रिस्टलों के रूप में मुक्त होती है। ये क्रिस्टल बर्फ के झाग बनाते हैं। वर्षा और हिमपात के अलावा, वर्षण के अन्य रूप ओलावृष्टि और ओले हैं, यद्यपि बाद वाले घटनाओं में सीमित हैं और समय तथा स्थान दोनों में छिटपुट होते हैं।

ओले जमे हुए वर्षा बूंदों और पुनः जमे हुए पिघले हुए हिम-जल होते हैं। जब जमने के ऊपर तापमान वाली वायु की एक परत भूमि के निकट उप-जमने वाली परत के ऊपर होती है, तो वर्षा ओलों के रूप में होती है। गर्म वायु को छोड़ने वाली वर्षा बूंदें नीचे की ठंडी वायु से टकराती हैं। परिणामस्वरूप वे ठोस होकर बर्फ के छोटे-छोटे गोलों के रूप में भूमि पर गिरती हैं जो उन बूंदों से बड़े नहीं होते जिनसे वे बनी हैं।

कभी-कभी बादलों द्वारा छोड़ी गई वर्षा की बूंदें छोटे गोलाकार ठोस बर्फ के टुकड़ों में जम जाती हैं और जब वे पृथ्वी की सतह तक पहुँचती हैं तो उन्हें ओलावृष्टि कहा जाता है। ये वर्षा के जल के ठंडी परतों से गुजरने पर बनते हैं। ओलों में एक के ऊपर एक कई संकेन्द्री बर्फ की परतें होती हैं।

वर्षा के प्रकार

उत्पत्ति के आधार पर वर्षा को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है — संवहनी, पर्वतीय या राहत और चक्रवाती या मोर्चा।

संवहनी वर्षा

वायु गर्म होकर हल्की हो जाती है और संवहनी धाराओं में ऊपर उठती है। ऊपर उठते हुए वह फैलती है और ऊष्मा खो देती है, जिससे संघनन होता है और क्यूमुलस बादल बनते हैं। गरज और बिजली के साथ भारी वर्षा होती है पर यह अधिक देर तक नहीं चलती। ऐसी वर्षा गर्मियों में या दिन के गर्म भाग में सामान्य होती है। यह विषुवतीय क्षेत्रों और महाद्वीपों के आंतरिक भागों, विशेषकर उत्तरी गोलार्ध में बहुत सामान्य है।

पर्वतीय वर्षा

जब संतृप्त वायु-पुंज किसी पहाड़ के सामने आता है, तो वह ऊपर चढ़ने को मजबूर होता है और जैसे-जैसे वह ऊपर उठता है, वह फैलता है; तापमान गिरता है और नमी संघनित हो जाती है। इस प्रकार की वर्षा का मुख्य लक्षण यह है कि वायुमंडलीय ढलानें अधिक वर्षा प्राप्त करती हैं। वायुमंडलीय ओर पर वर्षा करने के बाद, जब ये पवन दूसरी ओर की ढलान पर पहुँचती हैं, तो वे नीचे उतरती हैं और उनका तापमान बढ़ता है। तब उनकी नमी को सोखने की क्षमता बढ़ जाती है और इसलिए ये वायुमंडलीय-छाया वाली ढलानें वर्षारहित और शुष्क बनी रहती हैं। वह क्षेत्र जो वायुमंडलीय-छाया वाली ओर स्थित है और जहाँ कम वर्षा होती है, वर्षा-छाया क्षेक कहलाता है। इसे राहत वर्षा भी कहा जाता है।

चक्रवाती वर्षा

आप पहले ही अध्याय 9 में अतट्रॉपिकल चक्रवातों और चक्रवाती वर्षा के बारे में पढ़ चुके हैं। चक्रवाती वर्षा को समझने के लिए कृपया अध्याय 9 देखें।

वर्षा का विश्व वितरण

पृथ्वी की सतह के विभिन्न स्थानों पर वर्ष में विभिन्न मात्राओं में वर्षा होती है और वह भी विभिन्न मौसमों में।

सामान्यतः, जब हम भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं, वर्षा लगातार घटती जाती है। विश्व के तटीय क्षेत्रों में महाद्वीपों के आंतरिक भागों की तुलना में अधिक वर्षा होती है। विश्व की भूमि के विस्तार की तुलना में महासागरों पर अधिक वर्षा होती है क्योंकि वे जल के बड़े स्रोत हैं। भूमध्य रेखा के $35^{\circ}$ और $40^{\circ}\mathrm{N}$ और $\mathrm{S}$ अक्षांशों के बीच, पूर्वी तटों पर वर्षा अधिक होती है और पश्चिम की ओर बढ़ने पर घटती जाती है। लेकिन, भूमध्य रेखा के $45^{\circ}$ और $65^{\circ}\mathrm{N}$ और $\mathrm{S}$ अक्षांशों के बीच, पश्चिमी पवनों के कारण, वर्षा पहले महाद्वीपों के पश्चिमी किनारों पर होती है और पूर्व की ओर बढ़ने पर घटती जाती है। जहाँ-जहाँ पर्वत तट के समानांतर चलते हैं, वहाँ तटीय मैदानों पर, वायवीय ओर अधिक वर्षा होती है और अवायवीय ओर घटती जाती है।

वार्षिक वर्षा की कुल मात्रा के आधार पर, विश्व की प्रमुख वर्षा प्रणालियों को इस प्रकार पहचाना गया है।

भूमध्यरेखीय पट्टी, शीत समशीतोष्ण क्षेत्र के पश्चिमी तटों के साथ पर्वतों की आर्द्र ढालें और मानसून भूमि के तटीय क्षेत्र प्रति वर्ष $200 \mathrm{~cm}$ से अधिक भारी वर्षा प्राप्त करते हैं। आंतरिक महाद्वीपीय क्षेत्र प्रति वर्ष $100-200 \mathrm{~cm}$ के बीच परिवर्तित मध्यम वर्षा प्राप्त करते हैं। महाद्वीपों के तटीय क्षेत्र मध्यम मात्रा में वर्षा प्राप्त करते हैं। उष्णकटिबंधीय भूमि के मध्य भाग और समशीतोष्ण भूमि के पूर्वी तथा आंतरिक भाग प्रति वर्ष $50-100 \mathrm{~cm}$ के बीच परिवर्तित वर्षा प्राप्त करते हैं। महाद्वीपों के आंतरिक भागों और उच्च अक्षांशों में स्थित वर्षा छाया क्षेत्र अत्यंत कम—प्रति वर्ष $50 \mathrm{~cm}$ से कम—वर्षा प्राप्त करते हैं। वर्षा का मौसमी वितरण इसकी प्रभावशीलता को आंकने का एक महत्वपूर्ण पहलू प्रदान करता है। कुछ क्षेत्रों में वर्षा पूरे वर्ष समान रूप से वितरित रहती है, जैसे भूमध्यरेखीय पट्टी और शीत समशीतोष्ण क्षेत्रों के पश्चिमी भागों में।

अभ्यास

1. बहुविकल्पीय प्रश्न।

(i) निम्नलिखित में से कौन-सा वायुमंडल का मानवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण घटक है? (a) जलवाष्प (c) धूल कण (b) नाइट्रोजन (d) ऑक्सीजन

(ii) निम्नलिखित में से कौन-सी प्रक्रिया द्रव को वाष्प में बदलने के लिए उत्तरदायी है? (a) संघनन (c) वाष्पोत्सर्जन (b) वाष्पोत्सर्जन (d) वर्षण

(iii) वह वायु जो पूरी क्षमता तक नमी धारित करती है: (a) सापेक्ष आर्द्रता (c) परम आर्द्रता (b) विशिष्ट आर्द्रता (d) संतृप्त वायु

(iv) निम्नलिखित में से कौन-सा आकाश में सबसे ऊँचा बादल है?
(a) सिरस
(c) निंबस
(b) स्ट्रेटस
(d) क्यूम्युलस

2. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर लगभग 30 शब्दों में दीजिए।

(i) वर्षण के तीन प्रकारों के नाम लिखिए।

(ii) सापेक्ष आर्द्रता की व्याख्या कीजिए।

(iii) जल-वाष्प की मात्रा ऊँचाई के साथ तेजी से घटती क्यों है?

(iv) बादल कैसे बनते हैं? इनका वर्गीकरण कीजिए।

3. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर लगभग 150 शब्दों में दीजिए।

(i) वर्षण के विश्व-वितरण की प्रमुख विशेषताओं की चर्चा कीजिए।

(ii) संघनन के रूप क्या-क्या हैं? ओस और पाले के बनने की प्रक्रिया का वर्णन कीजिए।

परियोजना कार्य

1 जून से 31 दिसंबर तक के समाचार-पत्रों को पढ़िए और देश के विभिन्न भागों में हुई अत्यधिक वर्षा से सम्बद्ध समाचारों को नोट कीजिए।