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वायुमंडलीय जलवाष्प, प्रावस्था परिवर्तन एवं गुप्त ऊष्मा (Phase Changes & Latent Heat)
वायुमंडल में उपस्थित गैसीय अवस्था के जल को जलवाष्प (Water Vapour) तथा वायु में मौजूद इस नमी की मात्रा को आर्द्रता (Humidity) कहते हैं (NCERT Class XI Ch-10 Water in the Atmosphere)। आयतन की दृष्टि से वायुमंडल में जलवाष्प की मात्रा 0% (अति-शुष्क ध्रुवों व मरुस्थलों में) से लेकर 4% (आर्द्र उष्णकटिबंध में) तक होती है। यद्यपि यह मात्रा मात्र 0–4% है, तथापि पृथ्वी पर समस्त मौसमी परिघटनाओं (मेघ, वर्षा, चक्रवात, तड़ित-झंझा) का एकमात्र चालक यही जलवाष्प है।
1. जल की तीनों अवस्थाओं में रूपांतरण एवं गुप्त ऊष्मा
- वाष्पीकरण (Evaporation — द्रव से गैस): जब जल द्रव से वाष्प में बदलता है, तो वह प्रति ग्राम लगभग 540–600 कैलोरी (2260 जूल/ग्राम) ऊष्मा अवशोषित करता है, जिसे वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा (Latent Heat of Vaporization) कहते हैं।
- संघनन (Condensation — गैस से द्रव): जब जलवाष्प ठंडी होकर पुनः जल की बूँदों में बदलती है, तो वही संघनन की गुप्त ऊष्मा (Latent Heat of Condensation) वायुमंडल में मुक्त होती है—यही ऊष्मा उष्णकटिबंधीय चक्रवातों (Tropical Cyclones) का मुख्य ईंधन है।
- ऊर्ध्वपातन एवं निक्षेपण (Sublimation & Deposition): ठोस बर्फ का बिना द्रव बने सीधे जलवाष्प में बदलना ऊर्ध्वपातन (Sublimation) और जलवाष्प का हिमांक ($0^\circ\text{C}$) से नीचे सीधे हिमकणों (पाला/Frost या पक्षाभ मेघ) में बदलना निक्षेपण (Deposition) कहलाता है।
2. वाष्पीकरण की दर को नियंत्रित करने वाले 4 कारक
- तापमान (Temperature): तापमान बढ़ने पर वायु की नमी धारण करने की क्षमता (Moisture Holding Capacity) घातीय रूप से बढ़ती है, जिससे वाष्पीकरण तेज होता है।
- वायु की शुष्कता (Relative Humidity): शुष्क हवा (कम सापेक्षिक आर्द्रता) में वाष्पीकरण तीव्र होता है, जबकि संतृप्त हवा (100% सापेक्षिक आर्द्रता) में वाष्पीकरण रुक जाता है।
- पवन का वेग (Wind Speed): तेज पवन जल-सतह के ऊपर की संतृप्त वायु परत को हटाकर नई असंतृप्त हवा लाती रहती है, जिससे वाष्पीकरण बढ़ जाता है।
- लवणता (Salinity): मीठे जल की तुलना में खारे समुद्री जल का वाष्पीकरण लगभग 5% कम होता है।
आर्द्रता के तीन मापक: निरपेक्ष, विशिष्ट एवं सापेक्षिक आर्द्रता (Types of Humidity)
UPSC प्रारंभिक परीक्षा में निरपेक्ष आर्द्रता (Absolute Humidity), विशिष्ट आर्द्रता (Specific Humidity) और सापेक्षिक आर्द्रता (Relative Humidity) के बीच के सूक्ष्म वैज्ञानिक अंतर—विशेषकर वायु के प्रसरण/संपीड़न और तापमान परिवर्तन का उन पर क्या प्रभाव पड़ता है—पर बार-बार कथन-आधारित प्रश्न पूछे जाते हैं (NCERT Class XI Ch-10, BharatNotes Water in Atmosphere):
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| तुलना का आधार | 1. निरपेक्ष आर्द्रता (Absolute Humidity - AH) | 2. विशिष्ट आर्द्रता (Specific Humidity - SH) | 3. सापेक्षिक आर्द्रता (Relative Humidity - RH) |
|---|---|---|---|
| परिभाषा (Definition) | वायु के प्रति इकाई आयतन (Per Unit Volume) में उपस्थित जलवाष्प का वास्तविक भार। | आर्द्र वायु के प्रति इकाई भार (Per Unit Weight/Mass) में उपस्थित जलवाष्प का भार। | किसी निश्चित तापमान पर वायु में उपस्थित वास्तविक जलवाष्प तथा उसी तापमान पर वायु की अधिकतम आर्द्रता सामर्थ्य (Moisture Capacity) का अनुपात। |
| मापन की इकाई (Unit) | ग्राम प्रति घन मीटर ($\text{g/m}^3$) | ग्राम प्रति किलोग्राम ($\text{g/kg}$) | प्रतिशत ($\text{\%}$) में व्यक्त (कोई भौतिक इकाई नहीं) |
| सूत्र (Formula) | $\text{AH} = \frac{\text{जलवाष्प का भार (g)}}{\text{वायु का आयतन (m}^3\text{)}}$ | $\text{SH} = \frac{\text{जलवाष्प का भार (g)}}{\text{आर्द्र वायु का कुल भार (kg)}}$ | $\text{RH} = \frac{\text{वास्तविक आर्द्रता (AH)}}{\text{आर्द्रता सामर्थ्य (Capacity)}} \times 100$ |
| वायु के प्रसरण/संपीड़न (ऊपर उठने या नीचे उतरने) का प्रभाव | परिवर्तित होती है! हवा के ऊपर उठने पर आयतन ($\text{m}^3$) फैलता है, इसलिए बिना नमी घटे भी $\text{g/m}^3$ कम हो जाता है। | अपरिवर्तित (Constant) रहती है! क्योंकि आयतन बदलने पर भी वायु का द्रव्यमान (kg) नहीं बदलता (जब तक संघनन या वाष्पन न हो)। | तीव्रता से परिवर्तित होती है! हवा के ऊपर उठकर ठंडा होने पर RH बढ़ता है और नीचे उतरकर गर्म होने पर RH घटता है। |
| तापमान से संबंध (यदि नमी स्थिर रहे) | केवल तापीय प्रसरण से आंशिक प्रभाव | तापमान या दाब परिवर्तन से स्वतंत्र (Unaffected) | तापमान के व्युत्क्रमानुपाती ($\text{RH} \propto \frac{1}{\text{Temperature}}$): तापमान बढ़ने पर आर्द्रता सामर्थ्य बढ़ती है, अतः RH घट जाती है। |
| अक्षांशीय वितरण | विषुवत रेखा पर अधिकतम तथा ध्रुवों एवं मरुस्थलों की ओर न्यूनतम। | विषुवत रेखा पर सर्वाधिक (~18 g/kg) तथा ध्रुवों पर न्यूनतम (~0.2 g/kg)। | विषुवत रेखा (~80%) एवं 60° उपध्रुवीय पेटी में उच्च; 30° उपोष्ण उच्च दाब (मरुस्थलों) में न्यूनतम (~20–30%)। |
संतृप्त वायु (Saturated Air), ओसांक (Dew Point) और आर्द्रताग्राही संघनन नाभिक
- संतृप्त वायु (Saturated Air): जब किसी निश्चित तापमान पर वायु अपनी पूर्ण क्षमता के बराबर जलवाष्प धारण कर लेती है (अर्थात् सापेक्षिक आर्द्रता = 100%), तो उसे संतृप्त वायु कहते हैं (NCERT Class XI Ch-10)। इस बिंदु के बाद तापमान में तनिक भी कमी होने पर अतिरिक्त जलवाष्प का संघनन प्रारंभ हो जाता है।
- ओसांक (Dew Point Temperature): वह तापमान जिस पर किसी दी गई वायुराशि को ठंडा किए जाने पर वह अपनी वर्तमान जलवाष्प से पूर्णतः संतृप्त (RH = 100%) हो जाती है, उसका ओसांक (Dew Point) कहलाता है। जब वास्तविक वायु तापमान और ओसांक बराबर हो जाते हैं, तब सापेक्षिक आर्द्रता 100% होती है।
- आर्द्रताग्राही संघनन नाभिक (Hygroscopic Condensation Nuclei / Cloud Condensation Nuclei - CCN): मुक्त वायुमंडल में शुद्ध जलवाष्प अपने आप संघनित नहीं हो सकती। जलवाष्प को बूँद में बदलने के लिए सूक्ष्म ठोस कणों की सतह की आवश्यकता होती है जो जल के प्रति आकर्षण रखते हैं—इन्हें आर्द्रताग्राही नाभिक (Hygroscopic Nuclei) कहते हैं।
- सर्वोत्तम प्राकृतिक व मानवजनित नाभिक: समुद्री नमक के कण (Sea Salt / NaCl), धूल एवं परागकण (Dust & Pollen), ज्वालामुखी राख, तथा उद्योगों व वाहनों के धुएँ में उपस्थित सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड ($\text{SO}_2, \text{NO}_x$ एवं कालिख/Soot)।
- यही कारण है कि औद्योगिक एवं नगरीय केंद्रों (जैसे दिल्ली-एनसीआर व गंगा घाटी) के ऊपर प्रचुर मात्रा में धुएँ के नाभिक उपलब्ध होने से शीतकाल में अत्यधिक घना कोहरा और स्मॉग (Smog) बनता है (BharatNotes Condensation Nuclei)।
धरातलीय संघनन के रूप: ओस (Dew — UPSC 2019 PYQ) एवं पाला/तुषार (Frost)
जब संघनन मुक्त वायु में न होकर सीधे धरातल की ठंडी ठोस वस्तुओं (घास की पत्तियों, पत्थरों, धातु की सतहों) के संपर्क में होता है, तो ओसांक के हिमांक ($0^\circ\text{C}$) से ऊपर या नीचे होने के आधार पर दो रूप बनते हैं (NCERT Class XI Ch-10):
1. ओस (Dew — जब ओसांक > 0°C हो)
- जब रात्रि में विकिरण शीतलन से ठंडी हुई ठोस वस्तुओं (घास, पत्तियों) पर नमी जल की छोटी बूँदों के रूप में जमा होती है, तो इसे ओस (Dew) कहते हैं।
- अनिवार्य शर्त: ओस बनने के लिए यह अनिवार्य है कि ओसांक जमाव बिंदु ($0^\circ\text{C}$) से ऊपर हो।
- आदर्श दशाएँ (4 Conditions): (1) स्वच्छ एवं मेघरहित आकाश (Clear Sky) ताकि पार्थिव विकिरण बिना रुकावट अंतरिक्ष में जा सके और धरातल तेजी से ठंडा हो; (2) शांत वायु (Calm Air) ताकि हवा धरातल के संपर्क में पर्याप्त समय तक रहकर ठंडी हो सके; (3) उच्च सापेक्षिक आर्द्रता; तथा (4) ठंडी एवं लंबी रातें।
2. तुषार या पाला (White Frost — जब ओसांक ≤ 0°C हो)
- जब संघनन की प्रक्रिया तब होती है जब ओसांक जमाव बिंदु ($0^\circ\text{C}$) पर या उससे नीचे चला गया हो, तब अतिरिक्त नमी जल की बूँदों के बजाय सीधे सूक्ष्म बर्फ के रवों (Minute Ice Crystals) के रूप में पौधों और धरातल पर जम जाती है। इसे उजला तुषार या पाला (White Frost / Hoar Frost) कहते हैं।
- आदर्श दशाएँ: पाला बनने की आदर्श दशाएँ (स्वच्छ आकाश, शांत वायु, लंबी शीत रात्रि) ओस के समान ही हैं, सिवाय इसके कि वायु का तापमान $0^\circ\text{C}$ या उससे नीचे होना चाहिए।
- कृषि प्रभाव: पाला रबी फसलों (सरसों, आलू, टमाटर, मटर) की कोशिकाओं के जल को जमाकर उनकी भित्ति फाड़ देता है; किसान पाले से बचाव हेतु खेतों में हल्की सिंचाई करते हैं (क्योंकि जल की उच्च विशिष्ट ऊष्मा तापमान को $0^\circ\text{C}$ से नीचे गिरने से रोकती है)।
UPSC ने 2019 में सीधा प्रश्न पूछा: "मेघाच्छादित रात में ओस की बूँदें क्यों नहीं बनतीं?"
आधिकारिक उत्तर: "बादल पृथ्वी के विकिरण को वापस परावर्तित कर देते हैं" (Clouds reflect back the Earth's radiation) (Acme IAS UPSC 2019 Official Key, ExamRobot Analysis)। बादल रात में एक कंबल (Blanket) की तरह कार्य करते हैं और पृथ्वी से निकलने वाले दीर्घतरंग पार्थिव विकिरण (Outgoing Longwave Terrestrial Radiation) को वापस धरातल की ओर लौटा देते हैं। परिणामस्वरूप मेघाच्छादित रातें अपेक्षाकृत गर्म रहती हैं और धरातल का तापमान गिरकर ओसांक (Dew Point) तक नहीं पहुँच पाता, इसलिए ओस नहीं बनती।
कोहरा (Fog), कुहासा (Mist) एवं धूम-कोहरा (Smog): प्रकार एवं वैश्विक वितरण
जब जलवाष्प से भरी किसी वायुराशि का तापमान अचानक गिर जाता है, तो संघनन धरातल के ठीक ऊपर हवा में निलंबित धूल, धुएँ और नमक के कणों के चारों ओर होता है। अतः कोहरा और कुहासा वास्तव में ऐसे बादल हैं जिनका आधार धरातल पर या धरातल के अत्यंत निकट होता है (NCERT Class XI Ch-10):
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| तुलना का आधार | कोहरा (Fog) | कुहासा (Mist) | धूम-कोहरा (Smog = Smoke + Fog) |
|---|---|---|---|
| क्षैतिज दृश्यता (Visibility — WMO & NCERT) | दृश्यता 1 किलोमीटर (1000 मीटर) से कम हो जाती है। | दृश्यता 1 किमी से 2 किमी के बीच रहती है। | अत्यंत कम दृश्यता (अक्सर 50–500 मीटर से भी कम)। |
| नमी की मात्रा (Moisture Content) | कुहासे की तुलना में अपेक्षाकृत शुष्क (प्रत्येक नाभिक पर नमी की पतली परत)। | कोहरे की तुलना में अधिक आर्द्र (Wetter than fog); प्रत्येक नाभिक पर नमी की मोटी परत होती है। | नमी के साथ कालिख (Soot), $\text{SO}_2, \text{NO}_x, \text{PM}_{2.5}$ एवं ओज़ोन का विषैला मिश्रण। |
| प्रमुख भौगोलिक क्षेत्र | मैदानी क्षेत्रों में शीतकालीन विकिरण से तथा गर्म व ठंडी महासागरीय धाराओं के मिलन स्थलों पर। | पर्वतीय ढालों पर सर्वाधिक सामान्य (जब ऊपर उठती गर्म हवा ठंडी ढाल के संपर्क में आती है)। | औद्योगिक एवं नगरीय क्षेत्रों में तापीय व्युत्क्रमण के दौरान (लंदन स्मॉग = सल्फ्यूरस; लॉस एंजिल्स = फोटोकैमिकल)। |
उत्पत्ति के आधार पर कोहरे के 4 प्रमुख प्रकार (Types of Fog for UPSC Prelims)
- विकिरण कोहरा (Radiation Fog / Ground Fog): स्वच्छ, शांत शीतकालीन रातों में पार्थिव विकिरण से धरातल के तेजी से ठंडा होने और तापीय व्युत्क्रमण बनने पर उत्पन्न होता है (उदाहरण: नवंबर–जनवरी में उत्तर भारत के सिंधु-गंगा मैदान का कोहरा)। सूर्योदय के बाद धूप निकलने पर यह छँट जाता है।
- अभिवहन कोहरा (Advection Fog): जब गर्म और आर्द्र हवा क्षैतिज रूप से बहती हुई किसी ठंडी सतह या ठंडी महासागरीय धारा के ऊपर से गुजरती है, तो संपर्क शीतलन से सघन कोहरा बनता है। सर्वोत्तम वैश्विक उदाहरण: जहाँ गर्म और ठंडी महासागरीय धाराएँ मिलती हैं—जैसे न्यूफाउंडलैंड (ग्रैंड बैंक्स) के पास गल्फ स्ट्रीम + लैब्राडोर धारा, और जापान (होकैडो) के पास कुरोशियो + ओयाशियो धारा।
- वाताग्रीय या वर्षण कोहरा (Frontal Fog): जब शीतोष्ण चक्रवात के उष्ण वाताग्र (Warm Front) पर ऊपर की गर्म हवा से गिरती हुई वर्षा की बूँदें नीचे की ठंडी वायुराशि में वाष्पित होकर उसे संतृप्त कर देती हैं।
- अपस्लोप या पर्वतीय कोहरा (Upslope Fog): जब आर्द्र हवा किसी पर्वत ढाल के सहारे ऊपर चढ़ती हुई रुद्धोष्म शीतलन (Adiabatic cooling) से ओसांक तक ठंडी हो जाती है।
बादलों का वर्गीकरण: NCERT के 4 मूल प्रकार एवं WMO के 10 मेघ वंश (10 Cloud Genera)
पृथ्वी की सतह से काफी ऊँचाई पर मुक्त वायु में जलवाष्प के संघनन से बने जल-कणों (Water droplets) या हिम-कणों (Ice crystals) के विशाल समूह को बादल (Cloud) कहते हैं। ब्रिटिश मौसम विज्ञानी ल्यूक हॉवर्ड (Luke Howard, 1802) और NCERT कक्षा 11 ने ऊँचाई, विस्तार, घनत्व तथा पारदर्शिता के आधार पर बादलों को 4 मूलभूत रूपों—(1) पक्षाभ मेघ (Cirrus), (2) कपासी मेघ (Cumulus), (3) स्तरी मेघ (Stratus) और (4) वर्षा मेघ (Nimbus)—में वर्गीकृत किया है (NCERT Class XI Ch-10)।
विश्व मौसम विज्ञान संगठन (WMO International Cloud Atlas) इन चार मूल रूपों के संयोजन से बादलों को ऊँचाई के अनुसार 4 परिवारों (Families) और 10 मुख्य वंशों (10 Genera) में विभाजित करता है:
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| मेघ परिवार एवं ऊँचाई (Cloud Family & Altitude) | WMO मेघ वंश (Cloud Genus & Code) | भौतिक स्वरूप एवं संरचना (Composition & Appearance) | प्रमुख मौसमी विशेषताएँ एवं UPSC Prelims पहचान चिन्ह |
|---|---|---|---|
| 1. उच्च मेघ (High Clouds) ऊँचाई: 6 से 12 किमी (उपसर्ग: Cirro- / पूर्णतः हिमकणों से निर्मित) |
1. पक्षाभ मेघ (Cirrus - Ci) | आकाश में सबसे ऊँचे (8–12 km), सफेद रेशमी रेशों या पक्षियों के पंख (Feathery) अथवा 'घोड़े की पूँछ' (Mare's tails) जैसे बिखरे हुए। | पूर्णतः हिम-कणों (Ice Crystals) से बने होते हैं; कभी वर्षा नहीं करते, किंतु किसी चक्रवात या वाताग्र के आगमन के प्रथम अग्रदूत होते हैं। |
| 2. पक्षाभ-स्तरी (Cirrostratus - Cs) | संपूर्ण आकाश पर दूधिया सफेद पारदर्शी चादर या घूँघट (Thin Whitish Veil) की तरह फैले हुए। | इनके हिम-प्रिज्मों से प्रकाश के अपवर्तन के कारण सूर्य और चंद्रमा के चारों ओर प्रभामंडल (Halo — 22° Ring) बनता है, जो आगामी 24 घंटों में चक्रवाती वर्षा का सूचक है। | |
| 3. पक्षाभ-कपासी (Cirrocumulus - Cc) | सफेद रंग के छोटे-छोटे गोल गोलों या लहरों की कतारों में व्यवस्थित (बिना छाया के)। | आकाश मछली के शल्कों जैसा दिखता है जिसे 'मैकरेल आकाश' (Mackerel Sky) कहा जाता है। | |
| 2. मध्य मेघ (Middle Clouds) ऊँचाई: 2 से 6 किमी (उपसर्ग: Alto- / जल बूँद + हिमकण) |
4. मध्य-स्तरी (Altostratus - As) | भूरे या नीलेपन लिए हुए मोटी चादर जो आकाश को ढक लेती है। | इनके पीछे से सूर्य एक धुँधले काँच (Ground Glass / Watery Sun) के पीछे से चमकता हुआ दिखाई देता है; इनमें प्रभामंडल (Halo) नहीं बनता। लगातार हल्की वर्षा करते हैं। |
| 5. मध्य-कपासी (Altocumulus - Ac) | सफेद या भूरे रंग के रुई के गोलों (Sheep-back / Globular masses) की परतें जिनमें परस्पर छाया होती है। | सुबह के समय आर्द्र ग्रीष्म ऋतु में इनका दिखना दोपहर बाद तड़ित-झंझा का संकेत देता है। | |
| 3. निम्न मेघ (Low Clouds) ऊँचाई: धरातल से 2 किमी तक (जल की बूँदों से निर्मित) |
6. स्तरी मेघ (Stratus - St) | धरातल के निकट घने कोहरे जैसी एकसमान धूसर परतों (Layered Sheet) में फैले बादल। | सामान्यतः तापीय व्युत्क्रमण या दो विपरीत वायुराशियों के मिश्रण से बनते हैं; फुहार (Drizzle) करते हैं। |
| 7. स्तरी-कपासी (Stratocumulus - Sc) | बड़े-बड़े गोल थक्कों या बेलनाकार रोल (Rolls) के रूप में व्यवस्थित धूसर-सफेद बादल। | महासागरों के ऊपर सर्वाधिक क्षेत्रफल में पाए जाते हैं और इनका उच्च एल्बिडो (70–80%) पृथ्वी को ठंडा रखता है। | |
| 8. वर्षा-स्तरी (Nimbostratus - Ns) | गहरे काले-स्लेटी रंग के, अत्यंत घने और आकारहीन (Shapeless) बादल। | Nimbus का लैटिन अर्थ 'वर्षा' है। ये सूर्य के प्रकाश को पूर्णतः रोक देते हैं (अंधकार छा जाता है) और लंबे समय तक लगातार वर्षा या हिमपात करते हैं। | |
| 4. ऊर्ध्वाधर विकास वाले मेघ (Extensive Vertical Development) आधार: 1–2 km से शिखर: 12–18 km तक |
9. कपासी मेघ (Cumulus - Cu) | रुई के ढेर या फूलगोभी (Cauliflower) जैसे गुंबदाकार शीर्ष और सपाट क्षैतिज आधार (Flat Base) वाले मेघ (NCERT: 4–7 km)। | दिन के तापीय संवहन से बनते हैं और सामान्यतः 'सुहावने मौसम के बादल' (Fair Weather Clouds) कहलाते हैं। |
| 10. कपासी-वर्षी मेघ (Cumulonimbus - Cb) | पर्वत या मीनार की तरह 12–18 किमी (क्षोभसीमा) तक उठे हुए विशालकाय मेघ; इनका शीर्ष क्षोभसीमा से टकराकर निहाई (Anvil Top) जैसा चपटा हो जाता है। | इन्हें 'तड़ित-मेघ' (Thunderheads) कहते हैं; मूसलाधार संवहनीय वर्षा, तड़ित-झंझा (Thunderstorm), ओलावृष्टि (Hailstorm), टॉरनेडो और बादल फटने (Cloudburst) के लिए उत्तरदायी। |
विशिष्ट एवं समतापमंडलीय/मध्यमंडलीय बादल (Special & Upper Atmospheric Clouds)
सामान्यतः अधिकांश बादल क्षोभमंडल (Troposphere) तक ही सीमित रहते हैं, किंतु कुछ दुर्लभ परिस्थितियों में समतापमंडल (Stratosphere) और मध्यमंडल (Mesosphere) में तथा पर्वत शिखरों पर विशिष्ट बादल बनते हैं जिन पर UPSC Prelims में प्रश्न पूछे जाते हैं:
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| विशिष्ट मेघ का नाम | वायुमंडलीय परत एवं ऊँचाई | उत्पत्ति तंत्र एवं UPSC परीक्षा हेतु मुख्य तथ्य |
|---|---|---|
| 1. रात्रि-प्रदीप्त मेघ (Noctilucent Clouds / Polar Mesospheric Clouds) | मध्यमंडल (Mesosphere) ऊँचाई: 80 से 85 किमी (पृथ्वी के सर्वोच्च बादल) |
उच्च अक्षांशों ($50^\circ–70^\circ\text{ N/S}$) में ग्रीष्मकाल के दौरान जब मध्यमंडल अत्यंत ठंडा ($-120^\circ\text{C}$) होता है, तब उल्कापिंडीय धूल (Meteoric dust) पर सूक्ष्म हिमकण जमने से बनते हैं। सूर्यास्त के बाद भी क्षितिज के नीचे के सूर्य प्रकाश से चमकते हैं। हाल में मीथेन ($\text{CH}_4$) के बढ़ने से इनकी आवृत्ति बढ़ी है। |
| 2. मुक्ताभ / ध्रुवीय समतापमंडलीय मेघ (Nacreous / Mother-of-Pearl / PSCs) | समतापमंडल (Stratosphere) ऊँचाई: 15 से 25 किमी |
ध्रुवीय शीत रात्रि में जब तापमान $-78^\circ\text{C}$ से नीचे गिर जाता है, तब नाइट्रिक अम्ल और जल के हिमकणों से बनते हैं। ये क्लोरीन मूलकों को सक्रिय कर अंटार्कटिका में ओज़ोन परत के क्षरण (Ozone Hole) को तीव्र करते हैं। |
| 3. लेंटिकुलर मेघ (Lenticular Clouds — Altocumulus Lenticularis) | क्षोभमंडल (पर्वत शिखरों के ऊपर, 2–8 किमी) | जब तेज आर्द्र पवन किसी ऊँचे पर्वत अवरोध को पार करती है, तो पवनविमुखी ढाल पर बनने वाली अप्रगामी तरंगों (Standing Mountain Waves) के शिखर पर लेंस या उड़नतश्तरी (UFO / Lens-shaped) के आकार के स्थिर बादल बनते हैं। |
| 4. मैमैटस मेघ (Mammatus Clouds) | कपासी-वर्षी (Cumulonimbus) के निहाई आधार के नीचे | सामान्य बादलों के सपाट आधार के विपरीत, इनके आधार से नीचे की ओर लटकती हुई थैलियाँ या गाय के थन (Pouches / Udder-like lobes) जैसी आकृतियाँ बनती हैं। ये अत्यंत भीषण तड़ित-झंझा और टॉरनेडो का संकेत देते हैं। |
| 5. कॉन्ट्रेल्स (Contrails — Condensation Trails) | ऊपरी क्षोभमंडल (8–12 किमी) | जेट विमानों के इंजन से निकलने वाली गर्म जलवाष्प और कालिख के कण जब बाहर की $-40^\circ\text{C}$ ठंडी हवा के संपर्क में आते हैं, तो विमान के पीछे कृत्रिम पक्षाभ (Cirrus-like) बादलों की सफेद लकीरें बन जाती हैं, जो पार्थिव विकिरण को रोककर तापन बढ़ाती हैं। |
बादलों का विकिरण बजट एवं जलवायु फीडबैक (UPSC Prelims 2022 विगत प्रश्न संदर्भ)
UPSC CSE Prelims 2022 (Q26) में एक अत्यंत महत्वपूर्ण वैचारिक प्रश्न पूछा गया था जिसमें उच्च बादलों (High Clouds) और निम्न बादलों (Low Clouds) के सौर विकिरण परावर्तन (Albedo Cooling) तथा पार्थिव अवरक्त विकिरण अवशोषण (Greenhouse Warming) के प्रभावों को आपस में उलट (Swap) दिया गया था (Acme IAS UPSC 2022 Q26 Solution):
1. उच्च एवं पतले बादल (High Thin Clouds — जैसे Cirrus): निवल तापन (Net Warming)
- कम एल्बिडो (Low Albedo: 20%–30%): उच्च मेघ (6–12 किमी) पतले और हिमकणों से बने होते हैं, इसलिए ये सूर्य से आने वाले लघुतरंग सौर विकिरण (Incoming Shortwave Solar Radiation) के अधिकांश भाग को आसानी से पृथ्वी की सतह तक आने देते हैं।
- उच्च ग्रीनहाउस प्रभाव (Strong Infrared Trapping): अत्यंत ऊँचाई पर होने के कारण ये बादल बहुत ठंडे होते हैं। ये पृथ्वी से लौटने वाले दीर्घतरंग पार्थिव विकिरण (Outgoing Longwave Infrared Radiation) को अवशोषित कर वापस धरातल की ओर विकिरित कर देते हैं।
- निवल प्रभाव (Net Effect): उच्च बादल पृथ्वी के धरातल का निवल तापन (Net Greenhouse Warming) करते हैं।
2. निम्न एवं घने बादल (Low Thick Clouds — जैसे Stratocumulus): निवल शीतलन (Net Cooling)
- अत्यधिक एल्बिडो (High Albedo: 70%–80%): निम्न मेघ (0–2 किमी) घनी जल की बूँदों से बने होते हैं। ये सूर्य के प्रकाश के एक बहुत बड़े हिस्से (70–80%) को अंतरिक्ष में वापस परावर्तित कर देते हैं (प्रबल एल्बिडो छतरी प्रभाव)।
- कमजोर निवल ग्रीनहाउस प्रभाव: धरातल के नजदीक होने के कारण इन बादलों का तापमान धरातल के तापमान के लगभग बराबर (गर्म) होता है, इसलिए ये अंतरिक्ष की ओर लगभग उतनी ही अवरक्त ऊष्मा उत्सर्जित कर देते हैं जितनी धरातल करता है।
- निवल प्रभाव (Net Effect): निम्न बादल पृथ्वी के धरातल का निवल शीतलन (Net Albedo Cooling) करते हैं।
विश्व एवं भारत के 12 प्रमुख कोहरा, आर्द्रता एवं मेघ हॉटस्पॉट्स (Master Mapping Table)
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| क्र. | भौगोलिक स्थल / क्षेत्र (Location) | प्रमुख संघनन / मेघ परिघटना | UPSC Prelims & Mains मानचित्रण महत्व |
|---|---|---|---|
| 1 | न्यूफाउंडलैंड के ग्रैंड बैंक्स (Grand Banks, कनाडा) | विश्व का सर्वाधिक घना अभिवहन कोहरा (Advection Fog) | गर्म गल्फ स्ट्रीम और ठंडी लैब्राडोर धारा के मिलन से वर्ष भर घना समुद्री कोहरा छाता है (प्रमुख प्लवक व मत्स्यन केंद्र, किंतु जहाजों के लिए खतरनाक)। |
| 2 | होकैडो एवं उत्तरी जापान तट (North-West Pacific) | समुद्री अभिवहन कोहरा | गर्म कुरोशियो धारा और ठंडी ओयाशियो (क्यूराइल) धारा के संगम से सघन कोहरा और समृद्ध मत्स्यन बैंक। |
| 3 | अटाकामा मरुस्थल तट (चिली व पेरू) | 'कामांचका' एवं 'गरुआ' तटीय कोहरा (Camanchaca / Garúa Fog) | ठंडी हम्बोल्ट (पेरू) धारा के कारण वर्षा नहीं होती, किंतु तटीय अभिवहन कोहरा बनता है जिससे निवासी 'Fog Nets' द्वारा पेयजल संग्रह करते हैं। |
| 4 | नामीब मरुस्थल तट (नामीबिया, दक्षिण-पश्चिमी अफ्रीका) | बेंगुएला तटीय अभिवहन कोहरा | ठंडी बेंगुएला धारा के ऊपर बनने वाला तटीय कोहरा जो मरुस्थलीय भृंगों (Stenocara beetles) और जीवों के लिए जल का एकमात्र स्रोत है। |
| 5 | सिंधु-गंगा का विशाल मैदान (पंजाब से बिहार तक, भारत) | शीतकालीन विकिरण कोहरा एवं स्मॉग (Indo-Gangetic Winter Fog) | दिसंबर–जनवरी में पश्चिमी विक्षोभ की नमी, शांत पवन, तापीय व्युत्क्रमण और पराली/प्रदूषण के नाभिकों से विश्व की सबसे विशाल स्थलीय कोहरा पट्टी बनती है। |
| 6 | लंदन बेसिन (टेम्स घाटी, UK) | क्लासिकल / सल्फ्यूरस स्मॉग (Great Smog of 1952) | कोयला दहन से निकले $\text{SO}_2$, कालिख और शीतकालीन विकिरण कोहरे के मिलन से बना ऐतिहासिक घातक 'Pea-souper' स्मॉग। |
| 7 | लॉस एंजिल्स बेसिन (कैलिफ़ोर्निया, USA) | प्रकाश-रासायनिक स्मॉग (Photochemical Smog) एवं तटीय कोहरा | ठंडी कैलिफ़ोर्निया धारा के अभिवहन कोहरे, पर्वतीय बेसिन व्युत्क्रमण और वाहनों के $\text{NO}_x + \text{VOCs}$ पर सूर्य प्रकाश की क्रिया से बना भूरा ओज़ोन स्मॉग। |
| 8 | माउंट रेनियर (USA) एवं माउंट फ़ूजी (जापान) | लेंटिकुलर मेघ (Lenticular / UFO Clouds) | शंक्वाकार ज्वालामुखी शिखरों के ऊपर आर्द्र पछुआ पवनों की अप्रगामी पर्वतीय तरंगों से बनने वाले लेंस के आकार के बादल। |
| 9 | अंटार्कटिका समतापमंडल (70°S–90°S) | ध्रुवीय समतापमंडलीय बादल (PSCs / Nacreous Clouds) | 15–25 किमी ऊँचाई पर $-78^\circ\text{C}$ से नीचे बनने वाले बादल जो ओज़ोन छिद्र की रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। |
| 10 | स्कैंडिनेविया, अलास्का एवं साइबेरिया (50°N–70°N) | रात्रि-प्रदीप्त मेघ (Noctilucent Clouds — 80–85 km) | मध्यमंडल की ऊपरी सीमा (Mesopause) के पास ग्रीष्मकालीन संध्या में चमकने वाले पृथ्वी के सर्वोच्च बादल। |
| 11 | मासिनराम एवं चेरापूँजी (खासी पहाड़ियाँ, मेघालय) | पर्वतीय कपासी-वर्षी एवं वर्षा-स्तरी मेघ (Orographic Cb & Ns) | बंगाल की खाड़ी की आर्द्र मानसूनी धारा के कीपाकार (Funnel-shaped) खासी पहाड़ियों में ऊपर उठने से विश्व की सर्वाधिक औसत वार्षिक वर्षा (11,872 mm)। |
| 12 | कांगो एवं अमेज़न विषुवतीय बेसिन (0°–5° N/S) | दैनिक अपराह्न कपासी-वर्षी मेघ ('4 O'Clock Showers') | वर्ष भर उच्च निरपेक्ष व सापेक्षिक आर्द्रता (~80%+) और तीव्र दैनिक संवहन से प्रतिदिन दोपहर बाद गरज-चमक के साथ वर्षा। |
UPSC / BPSC मुख्य परीक्षा (Mains GS-1) उत्तर-लेखन आरेख, प्रिलिम्स ट्रैप्स एवं 6 विस्तृत मॉडल प्रश्नोत्तर
✍️ Mains Answer-Writing Quick Sketch Diagrams (उत्तर-पुस्तिका में बनाने हेतु आरेख)
⚠️ 6 High-Yield UPSC Prelims Statement Traps (प्रारंभिक परीक्षा के संभावित कथन-जाल)
- ट्रैप 1 (तापमान बढ़ने पर सापेक्षिक आर्द्रता): "यदि वायु में नमी की मात्रा स्थिर रहे, तो तापमान बढ़ने पर सापेक्षिक आर्द्रता (Relative Humidity) बढ़ जाती है।" — गलत! तापमान बढ़ने पर वायु की आर्द्रता सामर्थ्य (Capacity) बढ़ जाती है, इसलिए सापेक्षिक आर्द्रता घट जाती है ($\text{RH} \propto 1/\text{Temperature}$)।
- ट्रैप 2 (वायु के ऊपर उठने पर विशिष्ट आर्द्रता): "जब कोई असंतृप्त वायु-पार्सल ऊपर उठता है और फैलता है, तो उसकी विशिष्ट आर्द्रता (Specific Humidity) घट जाती है।" — गलत! प्रसरण से आयतन बढ़ने के कारण निरपेक्ष आर्द्रता ($\text{g/m}^3$) बदलती है, किंतु विशिष्ट आर्द्रता ($\text{g/kg}$) द्रव्यमान पर आधारित होने से स्थिर (Constant) रहती है।
- ट्रैप 3 (पाला वर्षण है या संघनन? — NCERT Trap): "तुषार या पाला (Frost) ठोस वर्षण (Precipitation) का एक रूप है।" — गलत! NCERT के अनुसार पाला (Frost) ओस और कोहरे की भाँति संघनन (Condensation) का रूप है, जबकि हिमपात (Snow), सहिम वृष्टि (Sleet) और ओला (Hail) वर्षण के रूप हैं।
- ट्रैप 4 (कोहरा बनाम कुहासा आर्द्रता — NCERT Line): "कोहरे (Fog) में कुहासे (Mist) की तुलना में अधिक नमी होती है।" — गलत! NCERT स्पष्ट लिखती है कि कुहासे (Mist) में कोहरे की तुलना में अधिक नमी होती है (कुहासे में प्रत्येक नाभिक पर नमी की मोटी परत होती है, जबकि कोहरा अपेक्षाकृत शुष्क व घना होता है)।
- ट्रैप 5 (UPSC 2019 Dew PYQ): "मेघाच्छादित रातों में ओस इसलिए नहीं बनती क्योंकि बादल पार्थिव विकिरण को अवशोषित कर अंतरिक्ष में भेज देते हैं।" — गलत! बादल पृथ्वी के दीर्घतरंग विकिरण को वापस पृथ्वी की ओर परावर्तित/पुनर्विकिरित कर देते हैं जिससे धरातल ठंडा नहीं हो पाता।
- ट्रैप 6 (UPSC 2022 Cloud Feedback PYQ): "उच्च मेघ मुख्यतः सौर विकिरण को परावर्तित कर पृथ्वी को ठंडा करते हैं।" — गलत! उच्च मेघ पतले होते हैं और पार्थिव अवरक्त विकिरण को रोककर तापन (Warming) करते हैं, जबकि निम्न घने मेघ सौर विकिरण को परावर्तित कर पृथ्वी को ठंडा (Cooling) करते हैं।
📝 6 विस्तृत मुख्य परीक्षा मॉडल प्रश्नोत्तर (Detailed Mains GS-1 Model Answers — 200–250 Words Each)
भूमिका (Introduction) वायुमंडल में आयतन के अनुसार 0% से 4% तक पाई जाने वाली जलवाष्प पृथ्वी के ऊष्मा बजट और जलीय चक्र की रीढ़ है। वायु में उपस्थित इस नमी का मापन तीन भिन्न मानकों—निरपेक्ष, विशिष्ट एवं सापेक्षिक आर्द्रता—द्वारा किया जाता है।
मुख्य भाग (Body) 1. तीनों आर्द्रता मापकों में वैज्ञानिक अंतर:
• निरपेक्ष आर्द्रता (Absolute Humidity): वायु के प्रति इकाई आयतन में उपस्थित जलवाष्प का भार ($\text{g/m}^3$) है। चूँकि वायु के ऊपर उठने या नीचे उतरने पर उसका आयतन बदलता है, इसलिए बिना नमी बदले भी निरपेक्ष आर्द्रता बदल जाती है।
• विशिष्ट आर्द्रता (Specific Humidity): आर्द्र वायु के प्रति किलोग्राम भार में जलवाष्प का भार ($\text{g/kg}$) है। यह तापमान और वायुदाब के परिवर्तनों से अप्रभावित रहती है, इसलिए वायुराशियों (Air Masses) की पहचान के लिए सबसे विश्वसनीय सूचक है।
• सापेक्षिक आर्द्रता (Relative Humidity - RH): किसी निश्चित तापमान पर वायु में मौजूद वास्तविक जलवाष्प और उसी तापमान पर वायु की अधिकतम आर्द्रता सामर्थ्य का प्रतिशत अनुपात है।
2. मौसम पूर्वानुमान में सापेक्षिक आर्द्रता एवं ओसांक की भूमिका:
• केवल निरपेक्ष या विशिष्ट आर्द्रता जानने से यह पता नहीं चलता कि वर्षा होगी या नहीं (उदाहरणार्थ, सहारा मरुस्थल की $40^\circ\text{C}$ गर्म हवा में ध्रुवीय हवा से अधिक जलवाष्प हो सकती है, फिर भी वहाँ वर्षा नहीं होती क्योंकि उसकी सापेक्षिक आर्द्रता मात्र 15–20% होती है)।
• संघनन और बादल निर्माण तभी शुरू होता है जब वायु का तापमान गिरकर ओसांक (Dew Point) पर आ जाए और सापेक्षिक आर्द्रता 100% (संतृप्त अवस्था) हो जाए। इसके अलावा, मानव शरीर का ताप-नियमन (पसीने का वाष्पीकरण और Wet-Bulb Temperature) सीधे सापेक्षिक आर्द्रता द्वारा नियंत्रित होता है।
निष्कर्ष (Conclusion) अतः जहाँ विशिष्ट आर्द्रता वायुराशि के नमी भंडार को बताती है, वहीं सापेक्षिक आर्द्रता और ओसांक का अंतर यह निर्धारित करता है कि वह नमी कब बादल और वर्षा में परिवर्तित होगी।
भूमिका (Introduction) मुक्त वायुमंडल में आर्द्रताग्राही नाभिकों के चारों ओर ओसांक से नीचे जलवाष्प के संघनन से बने जल-कणों या हिम-कणों के दृश्यमान पुंज को बादल कहते हैं। विश्व मौसम विज्ञान संगठन (WMO) एवं NCERT इन्हें चार परिवारों और 10 मुख्य वंशों में विभाजित करते हैं।
मुख्य भाग (Body) 1. ऊँचाई के आधार पर वर्गीकरण:
• उच्च मेघ (6–12 किमी): पूर्णतः हिमकणों से निर्मित—पक्षाभ (Cirrus: रेशमी पंख सदृश), पक्षाभ-स्तरी (Cirrostratus: सूर्य/चंद्र प्रभामंडल या Halo बनाने वाले) और पक्षाभ-कपासी (Cirrocumulus: Mackerel Sky)।
• मध्य मेघ (2–6 किमी): मध्य-स्तरी (Altostratus) और मध्य-कपासी (Altocumulus)।
• निम्न मेघ (0–2 किमी): स्तरी (Stratus: फुहार), स्तरी-कपासी (Stratocumulus) और वर्षा-स्तरी (Nimbostratus)।
• ऊर्ध्वाधर विकास वाले मेघ (1–18 किमी): कपासी (Cumulus: सुहावने मौसम के बादल) और कपासी-वर्षी (Cumulonimbus)।
2. वर्षा-स्तरी (Ns) बनाम कपासी-वर्षी (Cb) मेघों की तुलना:
• उत्पत्ति व आकार: वर्षा-स्तरी (Ns) मेघ सामान्यतः शीतोष्ण चक्रवातों के उष्ण वाताग्र के सहारे मंद आरोहण से क्षैतिज परत के रूप में बनते हैं, जबकि कपासी-वर्षी (Cb) मेघ तीव्र तापीय संवहन या शीत वाताग्र पर हवा के विस्फोटक उत्थान से मीनार की भाँति क्षोभसीमा (Anvil Top) तक उठते हैं।
• वर्षण की प्रकृति: वर्षा-स्तरी मेघ बिना बिजली-गर्जना के विस्तृत क्षेत्र में कई घंटों या दिनों तक लगातार शांत वर्षा करते हैं, जबकि कपासी-वर्षी मेघ सीमित क्षेत्र में अल्पकालिक मूसलाधार वर्षा, तड़ित-झंझा (Thunderstorm), ओलावृष्टि और बादल फटने की घटनाएँ उत्पन्न करते हैं।
निष्कर्ष (Conclusion) इस प्रकार बादलों की आकृति और ऊँचाई वायुमंडलीय स्थिरता अथवा अस्थिरता का प्रत्यक्ष दर्पण होती है।
भूमिका (Introduction) पृथ्वी के विकिरण बजट (Radiation Budget) में बादल एक साथ दो परस्पर विपरीत प्रक्रियाएँ संचालित करते हैं: (1) सूर्य के लघुतरंग विकिरण को अंतरिक्ष में परावर्तित कर शीतलन करना (Albedo Cooling Effect), तथा (2) पृथ्वी के दीर्घतरंग अवरक्त विकिरण को रोककर तापन करना (Greenhouse Warming Effect)।
मुख्य भाग (Body) 1. उच्च एवं पतले बादलों का निवल तापन प्रभाव (High Clouds — Net Warming):
• 6 से 12 किमी की ऊँचाई पर स्थित पक्षाभ (Cirrus) और पक्षाभ-स्तरी मेघ सूक्ष्म हिमकणों से बने और प्रकाशीय रूप से पतले होते हैं। इनका एल्बिडो कम (20%–30%) होता है, जिससे ये सौर विकिरण के ~80% भाग को धरातल तक पहुँचने देते हैं।
• किंतु ऊपरी क्षोभमंडल में अत्यधिक ठंडे ($-40^\circ\text{C}$ से $-60^\circ\text{C}$) होने के कारण ये धरातल से निकलने वाले दीर्घतरंग पार्थिव विकिरण (Infrared Heat) को अवशोषित कर लेते हैं और अंतरिक्ष में बहुत कम ऊष्मा जाने देते हैं। अतः इनका निवल प्रभाव ग्रीनहाउस तापन होता है।
2. निम्न एवं घने बादलों का निवल शीतलन प्रभाव (Low Clouds — Net Cooling):
• धरातल से 2 किमी के भीतर स्थित स्तरी-कपासी (Stratocumulus) और स्तरी मेघ सघन जल-बूँदों से निर्मित होते हैं। इनका एल्बिडो अत्यंत उच्च (70%–80%) होता है, जिससे ये अधिकांश सूर्यातप को अंतरिक्ष में वापस लौटा देते हैं।
• धरातल के निकट होने से इनका तापमान सतह के करीब होता है, इसलिए ये अंतरिक्ष की ओर दीर्घतरंग विकिरण का तेजी से उत्सर्जन करते हैं। अतः इनका निवल प्रभाव शीतलन होता है।
निष्कर्ष (Conclusion) IPCC की रिपोर्टों के अनुसार, भूमंडलीय तापन के कारण यदि उष्णकटिबंधीय उच्च मेघों का विस्तार बढ़ता है और उपोष्ण महासागरीय निम्न मेघ घटते हैं, तो यह एक धनात्मक जलवायु फीडबैक (Positive Feedback) के रूप में वैश्विक तापन को और तीव्र करेगा।
भूमिका (Introduction) प्रतिवर्ष शीतकाल में पंजाब, हरियाणा, दिल्ली, उत्तर प्रदेश और बिहार तक विस्तृत सिंधु-गंगा का मैदान विश्व के सबसे बड़े और सघन स्थलीय कोहरा क्षेत्र (Fog Blanket) में परिवर्तित हो जाता है, जहाँ दृश्यता घटकर 50 मीटर से भी कम रह जाती है।
मुख्य भाग (Body) 1. भौगोलिक एवं मौसमी कारक:
• तापीय व्युत्क्रमण एवं विकिरण शीतलन: दिसंबर–जनवरी की लंबी, स्वच्छ रातों में पार्थिव विकिरण से मैदानी धरातल तेजी से ठंडा होता है। ऊपर से उपोष्ण पछुआ जेट स्ट्रीम (STWJ) का प्रतिचक्रवातीय अवरोहण एक ढक्कन (Inversion Lid) बना देता है।
• आर्द्रता की उपलब्धता: पश्चिमी विक्षोभों की वर्षा, हिमालयी नदियों और रबी फसलों (गेहूँ) की नहर सिंचाई से निचली हवा में प्रचुर नमी (उच्च सापेक्षिक आर्द्रता) मौजूद रहती है।
• हिमालय का अवरोध: उत्तर में हिमालय की दीवार कोहरे और प्रदूषकों को उत्तर की ओर बहने से रोककर घाटी-सदृश ट्रैप (Basin Trap) बनाती है।
2. मानवजनित आर्द्रताग्राही नाभिक (Anthropogenic Nuclei): वाहनों के उत्सर्जन, ताप विद्युत गृहों, ईंट भट्ठों, बायोमास दहन और निर्माण धूल से निकले करोड़ों सूक्ष्म कण ($\text{PM}_{2.5}, \text{SO}_2, \text{NO}_x$) आर्द्रताग्राही नाभिकों का कार्य करते हैं, जो सामान्य कोहरे को विषैले स्मॉग (Smog) में बदल देते हैं।
निष्कर्ष (Conclusion) यह कोहरा रेल व विमान परिवहन को बाधित करने के साथ-साथ श्वसन रोगों को बढ़ाता है, जिसके समाधान हेतु क्षेत्रीय एयरशेड प्रबंधन (Airshed Management) आवश्यक है।
भूमिका (Introduction) धरातल या जल-सतह के ठीक ऊपर हवा में निलंबित सूक्ष्म जल-बूँदों का वह समूह जो क्षैतिज दृश्यता को 1 किमी से कम कर देता है, कोहरा कहलाता है। शीतलन की प्रक्रिया के आधार पर इसके दो प्रमुख रूप हैं।
मुख्य भाग (Body) 1. विकिरण बनाम अभिवहन कोहरा:
• विकिरण कोहरा: यह केवल स्थल पर शांत, स्वच्छ शीतकालीन रातों में धरातल के पार्थिव विकिरण द्वारा ठंडा होने से बनता है (स्थिर वायु में)।
• अभिवहन कोहरा: यह तब बनता है जब गर्म और आर्द्र वायु क्षैतिज रूप से प्रवाहित (Advect) होती हुई किसी ठंडी सतह या ठंडी महासागरीय धारा के ऊपर से गुजरती है। इसमें मध्यम पवन वेग आवश्यक होता है और यह स्थल व समुद्र दोनों पर बन सकता है।
2. मत्स्यन केंद्रों एवं तटीय मरुस्थलों से संबंध:
• मत्स्यन बैंक: न्यूफाउंडलैंड के ग्रैंड बैंक्स (गल्फ स्ट्रीम + लैब्राडोर धारा) और जापान तट (कुरोशियो + ओयाशियो धारा) पर गर्म धारा के ऊपर की आर्द्र हवा जब ठंडी धारा के ऊपर आती है, तो घना अभिवहन कोहरा बनता है। यही मिलन पोषक तत्वों और फाइटोप्लैंकटन की प्रचुरता से विश्व के सर्वश्रेष्ठ मत्स्यन केंद्र बनाता है।
• तटीय मरुस्थल: अटाकामा (पेरू धारा) और नामीब (बेंगुएला धारा) जैसे वर्षा-रहित मरुस्थलों में अभिवहन कोहरा ('कामांचका') ही वनस्पतियों और जीवों के लिए नमी का एकमात्र आधार है।
निष्कर्ष (Conclusion) इस प्रकार अभिवहन कोहरा महासागरीय-वायुमंडलीय ऊर्जा विनिमय का प्रत्यक्ष संकेतक है जो समुद्री नौपरिवहन और मरुस्थलीय पारिस्थितिकी दोनों को प्रभावित करता है।
भूमिका (Introduction) ओस और तुषार (पाला) धरातलीय संघनन के वे रूप हैं जिनमें वायुमंडल की जलवाष्प मुक्त हवा के नाभिकों पर संघनित होने के बजाय सीधे धरातल की ठंडी ठोस वस्तुओं (पत्तियों, घास, पत्थरों) पर निक्षेपित होती है।
मुख्य भाग (Body) 1. ओस बनाम पाला एवं आदर्श दशाएँ:
• जब ठंडी सतह का ओसांक जमाव बिंदु ($0^\circ\text{C}$) से ऊपर होता है, तो नमी जल की बूँदों अर्थात् ओस के रूप में जमती है; किंतु जब ओसांक $0^\circ\text{C}$ या उससे नीचे होता है, तो जलवाष्प ऊर्ध्वपातन/निक्षेपण द्वारा सीधे सफेद हिमकणों अर्थात् पाले (White Frost) में बदल जाती है।
• दोनों के लिए 4 आदर्श दशाएँ अनिवार्य हैं: (i) स्वच्छ आकाश, (ii) शांत वायु, (iii) उच्च सापेक्षिक आर्द्रता, और (iv) लंबी व ठंडी रातें।
2. बादल और तेज हवा द्वारा अवरोध का कारण:
• बादलों का प्रभाव: मेघाच्छादित रात में बादल पृथ्वी के दीर्घतरंग पार्थिव विकिरण को वापस धरातल की ओर परावर्तित कर देते हैं (ग्रीनहाउस कंबल प्रभाव), जिससे धरातल ओसांक तक ठंडा नहीं हो पाता।
• तेज पवन का प्रभाव: तेज हवा चलने पर विक्षोभ मिश्रण (Turbulent Mixing) होता है जो धरातल की ठंडी वायु परत को ऊपर की अपेक्षाकृत गर्म हवा से मिला देता है और संपर्क समय कम कर देता है, जिससे सतह पर संघनन रुक जाता है।
निष्कर्ष (Conclusion) यही सूक्ष्म ऊष्मागतिकी सिद्धांत कृषि मौसम विज्ञान में पाले की चेतावनी जारी करने का वैज्ञानिक आधार है।
इंटरैक्टिव प्रारंभिक परीक्षा अभ्यास प्रश्नोत्तरी (15 वस्तुनिष्ठ अभ्यास प्रश्न)
नीचे दिए गए 15 UPSC CSE एवं State PCS (BPSC/UPPSC) स्तर के प्रश्नों में किसी भी विकल्प (A, B, C या D) पर क्लिक करें। क्लिक करते ही सही उत्तर हरे रंग (Green) में और गलत विकल्प लाल रंग (Red) में हाइलाइट होगा तथा नीचे विस्तृत व्याख्या खुल जाएगी: