बादल और वर्षा

बादल ऊपर उठती, ठंडी होती हवा के दृश्यमान हस्ताक्षर हैं, और उनके भीतर बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के बढ़ने का सूक्ष्म नाटक यह निर्धारित करता है कि वे केवल बहते रहेंगे या अपनी नमी को बारिश, बर्फ या ओलों के रूप में छोड़ेंगे।

Definition

बादल पानी की बूंदों या बर्फ के क्रिस्टल के दृश्यमान निलंबन (suspensions) होते हैं जो तब बनते हैं जब नम हवा संतृप्ति तक ठंडी होती है, और वर्षा वह पानी है जो उनसे गिरता है जब कण ऊपर उठने वाली धाराओं को पार करने के लिए पर्याप्त बड़े और भारी हो जाते हैं।

Scope

यह विषय बादलों के निर्माण और वर्गीकरण, एरोसोल पर बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के न्यूक्लिएशन, और सूक्ष्म-भौतिक प्रक्रियाओं को शामिल करता है, जिसमें संघट्ट-संलयन (collision-coalescence) और बर्जरॉन-फिंडिसन बर्फ प्रक्रिया (Bergeron-Findeisen ice process) शामिल हैं, जिनके द्वारा बादल के कण वर्षा में विकसित होते हैं।

Core questions

• बादल की बूंदें और बर्फ के क्रिस्टल कैसे और किन कणों पर बनते हैं?
• बादलों को ऊंचाई और रूप के अनुसार कैसे वर्गीकृत किया जाता है?
• छोटी बादल की बूंदें बारिश की बूंदों में कैसे विकसित होती हैं?
• वर्षा उत्पन्न करने में बर्फ की प्रक्रियाएं क्या भूमिका निभाती हैं?

Key theories

संघट्ट-संलयन (गर्म वर्षा) प्रक्रिया (Collision-coalescence (warm rain) process)

जमने से गर्म बादलों में, बड़ी बूंदें तेजी से गिरती हैं, छोटी बूंदों से टकराती हैं और उन्हें अवशोषित करती हैं, और संलयन द्वारा तब तक बढ़ती हैं जब तक कि वे बारिश के रूप में गिरने के लिए पर्याप्त भारी न हो जाएं।

बर्जरॉन-फिंडिसन बर्फ प्रक्रिया (Bergeron-Findeisen ice process)

मिश्रित-चरण वाले बादलों में बर्फ पर कम संतृप्ति वाष्प दबाव के कारण बर्फ के क्रिस्टल अतिशीतित बूंदों की कीमत पर बढ़ते हैं, जो उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के बाहर पृथ्वी की अधिकांश वर्षा उत्पन्न करने वाला एक कुशल मार्ग है।

Mechanisms

बादल तब बनते हैं जब ऊपर उठती, ठंडी होती हवा संतृप्त होती है और जल वाष्प बादल संघनन नाभिक (cloud condensation nuclei) पर संघनित होकर बूंदें बनाती है, या बर्फ नाभिक (ice nuclei) पर जमा होकर क्रिस्टल बनाती है। ये कण गिरने के लिए बहुत छोटे होते हैं, इसलिए वृद्धि होनी चाहिए: गर्म बादलों में बूंदों के संघट्ट और संलयन (collision and coalescence) से, और ठंडे या मिश्रित-चरण वाले बादलों में बर्जरॉन-फिंडिसन प्रक्रिया (Bergeron-Findeisen process) द्वारा, जिसमें बर्फ के क्रिस्टल तेजी से बढ़ते हैं जबकि अतिशीतित बूंदें (supercooled droplets) वाष्पित हो जाती हैं। एक बार जब कण ऊपर उठने वाली धारा को पार करने के लिए पर्याप्त बड़े हो जाते हैं, तो वे बारिश, बर्फ, ओले या हिमपात के रूप में गिरते हैं।

Clinical relevance

बादल और वर्षा प्रक्रियाओं को समझना मात्रात्मक वर्षा पूर्वानुमान, रडार व्याख्या, विमानन आइसिंग भविष्यवाणी, और बादल बीजारोपण (cloud seeding) जैसे मौसम-संशोधन प्रयासों का आधार है, और यह बताता है कि बादल ग्रह के ऊर्जा संतुलन और जलवायु को कैसे प्रभावित करते हैं।

History

ल्यूक हॉवर्ड के उन्नीसवीं सदी के शुरुआती बादल वर्गीकरण ने बादलों को उनके स्थायी नाम दिए; बीसवीं सदी में बर्जरॉन और फिंडिसन ने वर्षा के बर्फ-क्रिस्टल तंत्र की पहचान की, और प्रुप्पाचर और क्लेट जैसे कार्यों में संक्षेपित विस्तृत प्रयोगशाला और क्षेत्र अध्ययनों ने बादलों और वर्षा के आधुनिक सूक्ष्म-भौतिकी को स्थापित किया।

Key figures

• Luke Howard
• Tor Bergeron
• Walter Findeisen

Seminal works

• rogers1989
• pruppacher1997

Frequently asked questions

कुछ बादल क्यों बरसते हैं और कुछ नहीं?

एक बादल तभी वर्षा उत्पन्न करता है जब उसकी बूंदें या बर्फ के क्रिस्टल ऊपर उठने वाली धारा के विरुद्ध गिरने के लिए पर्याप्त बड़े हो जाते हैं; इसके लिए पर्याप्त समय, नमी और सही सूक्ष्म-भौतिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, इसलिए कई बादल बिना बरसे ही वाष्पित हो जाते हैं।

बादलों को उनके नाम कैसे मिलते हैं?

बादलों को ल्यूक हॉवर्ड द्वारा 1802 में शुरू की गई प्रणाली द्वारा वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें लैटिन मूल जैसे कि क्यूम्यलस (cumulus) ढेर वाले बादलों के लिए, स्ट्रैटस (stratus) परतदार बादलों के लिए, और सिरस (cirrus) पतले ऊंचे बादलों के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिन्हें ऊंचाई और वर्षा के लिए उपसर्गों के साथ जोड़ा जाता है।