बर्फ और मिश्रित-चरण सूक्ष्मभौतिकी
बर्फ के क्रिस्टल कैसे बनते और बढ़ते हैं, और ठंडे बादलों में वर्षा उत्पन्न करने के लिए बर्फ और अतिशीतित तरल पानी कैसे परस्पर क्रिया करते हैं।
Definition
बर्फ और मिश्रित-चरण सूक्ष्मभौतिकी, हिमांक बिंदु से ठंडे बादलों में बर्फ के कणों के नाभिकीयकरण, वृद्धि और परस्पर क्रिया, तथा अतिशीतित तरल पानी के साथ उनके सह-अस्तित्व का अध्ययन है।
Scope
इसमें बर्फ के नाभिकीयकरण के तरीके, वाष्प जमाव द्वारा बर्फ के क्रिस्टलों की वृद्धि और क्रिस्टल आदतों की विविधता, वेगेनर-बर्गेरॉन-फिंडिसेन प्रक्रिया जिसके द्वारा अतिशीतित बूंदों की कीमत पर बर्फ बढ़ती है, राइमिंग और ग्रौपेल तथा ओले का निर्माण, हिमखंडों में एकत्रीकरण, और द्वितीयक बर्फ उत्पादन शामिल है।
Core questions
- बादलों में बर्फ का नाभिकीयकरण कैसे होता है, और अतिशीतित पानी क्यों बना रहता है?
- अतिशीतित बूंदों की उपस्थिति में बर्फ के क्रिस्टल तेजी से क्यों बढ़ते हैं?
- राइमिंग और एकत्रीकरण से ग्रौपेल, ओले और हिमखंड कैसे बनते हैं?
Key theories
- वेगेनर-बर्गेरॉन-फिंडिसेन प्रक्रिया
- चूंकि बर्फ पर संतृप्ति वाष्प दबाव अतिशीतित पानी की तुलना में कम होता है, बर्फ के क्रिस्टल वाष्प जमाव द्वारा बढ़ते हैं जबकि पास की बूंदें वाष्पित हो जाती हैं, जिससे कुशलता से वर्षा-आकार की बर्फ उत्पन्न होती है।
Mechanisms
बादल का पानी हिमांक से काफी नीचे भी तरल रह सकता है क्योंकि बर्फ के नाभिकीयकरण के लिए या तो बर्फ के नाभिक या, बहुत कम तापमान पर, सजातीय हिमांक की आवश्यकता होती है। एक बार बर्फ बनने के बाद, अतिशीतित पानी की तुलना में बर्फ पर कम संतृप्ति वाष्प दबाव बूंदों से क्रिस्टलों तक शुद्ध वाष्प स्थानांतरण को प्रेरित करता है, जिसे वेगेनर-बर्गेरॉन-फिंडिसेन प्रक्रिया कहते हैं। क्रिस्टल तापमान और अतिसंतृप्ति द्वारा निर्धारित आदतें अपनाते हैं, अतिशीतित बूंदों (राइमिंग) से टकराकर और जमने से आगे बढ़ते हैं जिससे ग्रौपेल और ओले बनते हैं, और हिमखंडों में एकत्रित होते हैं जो गिरते हैं और बारिश में पिघल सकते हैं।
Clinical relevance
बर्फ की प्रक्रियाएं मध्य अक्षांशों में वर्षा पर हावी होती हैं और बादल के जीवनकाल तथा विकिरण गुणों को दृढ़ता से प्रभावित करती हैं, जिससे मिश्रित-चरण सूक्ष्मभौतिकी मौसम और जलवायु मॉडल में एक प्रमुख अनिश्चितता बन जाती है।
History
वेगेनर ने बर्फ और पानी के सह-अस्तित्व की अस्थिरता को नोट किया, और बर्गेरॉन तथा फिंडिसेन ने 1930 के दशक में इसे वर्षा के बर्फ-क्रिस्टल सिद्धांत के रूप में विकसित किया, जो लंबे समय तक मध्य अक्षांशों में बारिश के लिए प्रचलित व्याख्या थी।
Key figures
- Tor Bergeron
- Walter Findeisen
- Alfred Wegener
Related topics
Seminal works
- pruppacher1997
- lamb2011
Frequently asked questions
- अतिशीतित पानी क्या है?
- अतिशीतित पानी वह तरल पानी है जो 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे भी बिना जमे रहता है क्योंकि इसमें प्रभावी बर्फ के नाभिकों की कमी होती है; यह बादलों में आम है और मिश्रित-चरण वर्षा के लिए केंद्रीय है।