बादल और वर्षण भौतिकी
सूक्ष्मभौतिक प्रक्रियाएँ जिनके द्वारा जलवाष्प बादल की बूँदें और बर्फ के क्रिस्टल बनाती है तथा वर्षा, हिम और ओलों में विकसित होती है।
Definition
बादल और वर्षण भौतिकी व्यक्तिगत कणों के पैमाने पर वायुमंडल में तरल और बर्फ के हाइड्रोमीटियोर के निर्माण, वृद्धि और गिरने का अध्ययन है।
Scope
यह क्षेत्र एयरोसोल कणों पर बादल की बूँदों का नाभिकीयकरण, संघनन और संघट्टन तथा संलयन द्वारा बूँदों की वृद्धि, बर्फ के क्रिस्टल का निर्माण और वृद्धि, रिमिंग और एकत्रीकरण सहित मिश्रित-प्रावस्था प्रक्रियाएँ, बादल संघनन और बर्फ नाभिकों की भूमिका, और बादल कणों से वर्षण में संक्रमण को शामिल करता है।
Sub-topics
Core questions
- बादल की बूँदें एयरोसोल कणों पर कैसे बनती हैं?
- किन प्रक्रियाओं द्वारा बूँदें और क्रिस्टल इतने बड़े हो जाते हैं कि वे वर्षण के रूप में गिर सकें?
- मिश्रित-प्रावस्था बादलों में बर्फ और तरल कैसे सह-अस्तित्व में रहते हैं और परस्पर क्रिया करते हैं?
Key theories
- बूँद सक्रियण का कोहलर सिद्धांत
- वक्रता (केल्विन) और विलेय (राउल्ट) प्रभावों के संयोजन से, कोहलर सिद्धांत उस क्रांतिक अधिसंतृप्ति की भविष्यवाणी करता है जिस पर एक धुंध कण एक बढ़ते बादल बूँद में सक्रिय होता है।
- संघट्टन-संलयन और बर्गेरॉन प्रक्रिया
- वर्षण या तो गर्म बादलों में बड़े बूँदों के टकराने और विलय होने से या ठंडे बादलों में अतिशीतित बूँदों की कीमत पर बर्फ के क्रिस्टल के बढ़ने से बनता है।
Mechanisms
कोहलर सिद्धांत द्वारा दिए गए क्रांतिक अधिसंतृप्ति मान से अधिक होने पर जलवाष्प बादल संघनन नाभिकों पर संघनित होती है, जिससे छोटे बूँदों की एक आबादी उत्पन्न होती है। ये पहले वाष्प के विसरण से बढ़ती हैं और फिर, अधिक तेज़ी से, गुरुत्वाकर्षण संघट्टन और संलयन द्वारा। ठंडे बादलों में बर्फ के क्रिस्टल बर्फ नाभिकों पर या बूँदों के जमने से नाभिकीयकृत होते हैं और अतिशीतित जल की उपस्थिति में वाष्प निक्षेपण (वेगेनर-बर्गेरॉन-फिन्डेसेन प्रक्रिया) द्वारा, रिमिंग द्वारा और एकत्रीकरण द्वारा बढ़ते हैं, अंततः हिम, ग्रौपेल या ओले बनाते हैं।
Clinical relevance
बादल सूक्ष्मभौतिकी वर्षण दक्षता, बादल के विकिरण गुण और एयरोसोल-बादल अंतःक्रियाओं को नियंत्रित करती है, जिससे यह मौसम पूर्वानुमान, जलवायु संवेदनशीलता अनुमानों और बादल बीजारोपण के आकलन के लिए केंद्रीय बन जाती है।
History
वर्षण का बर्फ-क्रिस्टल सिद्धांत वेगेनर द्वारा प्रस्तावित किया गया था और 1930 के दशक में बर्गेरॉन और फिन्डेसेन द्वारा विकसित किया गया था, जबकि कोहलर के 1936 के सिद्धांत ने बूँद सक्रियण की व्याख्या की थी। इस क्षेत्र को प्रुपाचर और क्लेट के व्यापक मोनोग्राफ में संश्लेषित किया गया था, जो 1970 के दशक से एक मानक संदर्भ है।
Key figures
- Tor Bergeron
- Hilding Kohler
- Hans Pruppacher
Related topics
Seminal works
- pruppacher1997
- rogers1989
Frequently asked questions
- मध्य अक्षांशों में अधिकांश वर्षा की बूँदें बर्फ के रूप में क्यों शुरू होती हैं?
- ठंडे बादलों में वेगेनर-बर्गेरॉन-फिन्डेसेन प्रक्रिया बर्फ के क्रिस्टल को अतिशीतित बूँदों की कीमत पर तेज़ी से बढ़ने देती है; क्रिस्टल गिरते हैं, पिघलते हैं और वर्षा के रूप में जमीन पर पहुँचते हैं।