वायुमंडलीय ऊष्मागतिकी और नमी
ऊष्मा और जल मौसम के ईंधन हैं: जैसे-जैसे हवा ऊपर उठती है और ठंडी होती है, जल वाष्प संघनित होती है और ऊर्जा छोड़ती है, जिससे बादल, तूफान और वर्षा को शक्ति मिलती है, जिसे ऊष्मागतिकी हमें समझने और मापने में मदद करती है।
Definition
वायुमंडलीय ऊष्मागतिकी और नमी मौसम विज्ञान की वह शाखा है जो हवा की ऊर्जा और जल सामग्री, इसे नियंत्रित करने वाली विस्तार, शीतलन, संघनन और वाष्पीकरण की प्रक्रियाओं, और स्थिरता, बादलों और वर्षा के लिए उनके परिणामों से संबंधित है।
Scope
यह क्षेत्र शुष्क और नम हवा की ऊष्मागतिकी, वायुमंडलीय स्थिरता का आकलन और उसके द्वारा अनुमत संवहन, वायुमंडलीय आर्द्रता का मापन और व्यवहार, और सूक्ष्मभौतिक प्रक्रियाओं को शामिल करता है जिनके द्वारा बादल और वर्षा का निर्माण होता है।
Sub-topics
Core questions
- ऊष्मागतिकी के नियम ऊपर उठने वाली और नीचे गिरने वाली हवा पर कैसे लागू होते हैं?
- क्या निर्धारित करता है कि वायुमंडल स्थिर है या संवहन के प्रति प्रवृत्त है?
- हवा की जल-वाष्प सामग्री को कैसे मापा और व्यक्त किया जाता है?
- बादल की बूंदें और वर्षा के कण कैसे बनते और बढ़ते हैं?
Key theories
- रुद्धोष्म प्रक्रियाएं और लैप्स दरें
- ऊपर उठने वाली हवा शुष्क रुद्धोष्म दर पर फैलती और ठंडी होती है जब तक कि संतृप्ति न हो जाए, जिसके बाद गुप्त-ऊष्मा का निकलना शीतलन को नम रुद्धोष्म दर तक धीमा कर देता है, जो स्थिरता और बादल विकास का आधार है।
- बादल सूक्ष्मभौतिकी
- बादल की बूंदें एयरोसोल नाभिक पर बनती हैं और संघनन और टकराव से बढ़ती हैं, और गर्म-वर्षा या बर्फ प्रक्रियाओं के माध्यम से वर्षा के रूप में गिरने के लिए पर्याप्त बड़ी हो जाती हैं।
Mechanisms
जब हवा का एक पार्सल ऊपर उठता है तो वह अपने परिवेश के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान किए बिना फैलता और ठंडा होता है, यह एक रुद्धोष्म प्रक्रिया है; एक बार जब यह संतृप्ति तक ठंडा हो जाता है, तो जल वाष्प संघनित होती है और गुप्त ऊष्मा छोड़ती है। क्या पार्सल ऊपर उठता रहेगा यह इस बात पर निर्भर करता है कि उसका तापमान पर्यावरण से कैसे तुलना करता है, जो स्थिरता और संवहन को परिभाषित करता है। संघनित जल बादल बनाता है, और संघनन, टकराव और बर्फ प्रक्रियाओं द्वारा सूक्ष्मभौतिक वृद्धि ऐसे कण उत्पन्न कर सकती है जो वर्षा के रूप में गिरने के लिए पर्याप्त भारी हों।
Clinical relevance
ऊष्मागतिकी और नमी के सिद्धांत बादलों और वर्षा के पूर्वानुमान, संवहन उपलब्ध संभावित ऊर्जा जैसे उपायों के माध्यम से गरज के साथ तूफान की संभावना, कोहरे और पाले, और आराम सूचकांकों के आधार हैं, जो उन्हें परिचालन मौसम विज्ञान और विमानन के लिए अपरिहार्य बनाते हैं।
History
उन्नीसवीं सदी की ऊष्मागतिकी को रुद्धोष्म प्रक्रियाओं पर काम और टेफिग्राम तथा अन्य ऊष्मागतिकीय आरेखों के विकास के माध्यम से वायुमंडल पर लागू किया गया था; बीसवीं सदी में बर्गेरॉन, फिंडिसेन और अन्य ने बादल और वर्षा निर्माण के सूक्ष्मभौतिकी की स्थापना की जिसने इस क्षेत्र को पूर्ण किया।
Key figures
- Tor Bergeron
- Walter Findeisen
- Hilding Kohler
Related topics
Seminal works
- wallace2006
- rogers1989
Frequently asked questions
- ऊपर उठने वाली हवा ठंडी क्यों होती है?
- जैसे-जैसे हवा कम दबाव में ऊपर उठती है, वह फैलती है, और क्योंकि विस्तार हवा की आंतरिक ऊर्जा की कीमत पर काम करता है, हवा ठंडी हो जाती है, भले ही कोई ऊष्मा न हटाई जाए, इस प्रक्रिया को रुद्धोष्म शीतलन कहा जाता है।
- जब हवा ऊपर उठती है तो बादल क्यों बनते हैं?
- ऊपर उठने वाली हवा तब तक ठंडी होती है जब तक वह संतृप्ति तक नहीं पहुँच जाती, वह बिंदु जिस पर वह और अधिक जल वाष्प धारण नहीं कर सकती; अतिरिक्त वाष्प तब छोटे कणों पर संघनित होकर बूंदें या बर्फ के क्रिस्टल बनाती है जो बादल बनाते हैं।