તમે પહેલેથી જ શીખ્યા છો કે હવામાં પાણીની વરાળ હોય છે. તે વાતાવરણના કદના શૂન્યથી ચાર ટકા સુધી બદલાય છે અને હવામાનની ઘટનાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પાણી વાતાવરણમાં ત્રણ સ્વરૂપોમાં હાજર હોય છે - વાયુરૂપ, પ્રવાહી અને ઘન. વાતાવરણમાં ભેજનું સ્ત્રોત બાષ્પીભવન દ્વારા જળાશયો અને બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા વનસ્પતિઓ છે. આમ, બાષ્પીભવન, બાષ્પોત્સર્જન, ઘનીકરણ અને વરસાદની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા વાતાવરણ, સમુદ્રો અને ખંડો વચ્ચે પાણીની સતત આપ-લે ચાલુ રહે છે.

હવામાં હાજર પાણીની વરાળને ભેજ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેને જથ્થાત્મક રીતે વિવિધ રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. વાતાવરણમાં હાજર પાણીની વરાળની વાસ્તવિક માત્રાને નિરપેક્ષ ભેજ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે હવાના એકમ કદ દીઠ પાણીની વરાળનું વજન છે અને ગ્રામ પ્રતિ ઘન મીટરની દ્રષ્ટિએ વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. હવાની પાણીની વરાળ ધારણ કરવાની ક્ષમતા તેના તાપમાન પર સંપૂર્ણપણે આધારિત છે. નિરપેક્ષ ભેજ પૃથ્વીની સપાટી પર સ્થળેસ્થળે અલગ અલગ હોય છે. આપેલ તાપમાને તેની સંપૂર્ણ ક્ષમતાની તુલનામાં વાતાવરણમાં હાજર ભેજની ટકાવારીને સાપેક્ષ ભેજ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હવાના તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે, ભેજ ધારણ કરવાની ક્ષમતા વધે છે અથવા ઘટે છે અને સાપેક્ષ ભેજ પણ અસરગ્રસ્ત થાય છે. તે સમુદ્રો પર વધુ અને ખંડો પર ઓછું હોય છે.

આપેલ તાપમાને તેની સંપૂર્ણ ક્ષમતા સુધી ભેજ ધરાવતી હવાને સંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે. તેનો અર્થ એ છે કે આપેલ તાપમાને હવા તે તબક્કે કોઈ પણ વધારાની માત્રામાં ભેજ ધારણ કરવામાં અસમર્થ છે. જે તાપમાને હવાના આપેલા નમૂનામાં સંતૃપ્તતા થાય છે તેને ઘનાંશ બિંદુ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણ

વાતાવરણમાં પાણીની વરાળની માત્રા અનુક્રમે બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણને કારણે ઉમેરવામાં અથવા ઘટાડવામાં આવે છે. બાષ્પીભવન એ એક પ્રક્રિયા છે જે દ્વારા પાણી પ્રવાહી અવસ્થામાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે. બાષ્પીભવન માટે ઉષ્મા મુખ્ય કારણ છે. જે તાપમાને પાણી બાષ્પીભવન શરૂ કરે છે તેને બાષ્પીભવનની ગુપ્ત ઉષ્મા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

તાપમાનમાં વધારો થવાથી હવાના આપેલા ભાગની પાણી શોષણ અને ધારણ ક્ષમતા વધે છે. તે જ રીતે, જો ભેજનું પ્રમાણ ઓછું હોય, તો હવામાં ભેજ શોષવાની અને રાખવાની સંભાવના હોય છે. હવાની હિલચાલ સંતૃપ્ત સ્તરને અસંતૃપ્ત સ્તર સાથે બદલે છે. તેથી, હવાની હિલચાલ જેટલી વધુ હશે, બાષ્પીભવન પણ તેટલું જ વધુ હશે.

પાણીની વરાળનું પાણીમાં રૂપાંતરણને ઘનીકરણ કહેવામાં આવે છે. ઘનીકરણ ઉષ્માના નુકસાનથી થાય છે. જ્યારે ભેજવાળી હવા ઠંડી પડે છે, ત્યારે તે એક સ્તરે પહોંચી શકે છે જ્યારે તેની પાણીની વરાળ ધારણ કરવાની ક્ષમતા બંધ થઈ જાય છે. પછી, વધારાની પાણીની વરાળ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં ઘનીભૂત થાય છે. જો તે સીધી જ ઘન સ્વરૂપમાં ઘનીભૂત થાય છે, તો તેને ઉધર્મીકરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મુક્ત હવામાં, ઘનીકરણ હાઇગ્રોસ્કોપિક ઘનીકરણ કેન્દ્રો તરીકે ઓળખાતા ખૂબ જ નાના કણોની આસપાસ ઠંડકને કારણે થાય છે. ધૂળ, ધુમાડો અને સમુદ્રમાંથી મળતા મીઠાના કણો ખાસ કરીને સારા કેન્દ્રો છે કારણ કે તેઓ પાણી શોષી લે છે. ઘનીકરણ ત્યારે પણ થાય છે જ્યારે ભેજવાળી હવા કોઈ ઠંડી વસ્તુ સંપર્કમાં આવે છે અને તે ત્યારે પણ થઈ શકે છે જ્યારે તાપમાન ઘનાંશ બિંદુની નજીક હોય. તેથી, ઘનીકરણ ઠંડકની માત્રા અને હવાના સાપેક્ષ ભેજ પર આધારિત છે. ઘનીકરણ હવાના કદ, તાપમાન, દબાણ અને ભેજ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. ઘનીકરણ થાય છે: (i) જ્યારે હવાનું તાપમાન ઘનાંશ બિંદુ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે અને તેનું કદ સતત રહે છે; (ii) જ્યારે કદ અને તાપમાન બંને ઘટાડવામાં આવે છે; (iv) જ્યારે બાષ્પીભવન દ્વારા હવામાં ભેજ ઉમેરવામાં આવે છે. જો કે, ઘનીકરણ માટેની સૌથી અનુકૂળ સ્થિતિ હવાના તાપમાનમાં ઘટાડો છે.

ઘનીકરણ પછી વાતાવરણમાં પાણીની વરાળ અથવા ભેજ નીચેના સ્વરૂપોમાંથી એક લે છે - ઘનસાર, તુષાર, ધુમ્મસ અને વાદળો. ઘનીકરણના સ્વરૂપો તાપમાન અને સ્થાનના આધારે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ઘનીકરણ ત્યારે થાય છે જ્યારે ઘનાંશ બિંદુ હિમબિંદુ કરતાં ઓછું તેમજ હિમબિંદુ કરતાં વધુ હોય છે.

ઘનસાર (Dew)

જ્યારે ભેજ પાણીનાં બુંદોના સ્વરૂપમાં ઘન વસ્તુઓ (સપાટી ઉપર હવામાં કેન્દ્રો કરતાં) જેમ કે પથ્થરો, ઘાસનાં પાંદડાં અને વનસ્પતિનાં પાંદડાંની ઠંડી સપાટીઓ પર જમા થાય છે, ત્યારે તેને ઘનસાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેની રચના માટેની આદર્શ પરિસ્થિતિઓ છે સ્પષ્ટ આકાશ, શાંત હવા, ઊંચો સાપેક્ષ ભેજ અને ઠંડી અને લાંબી રાત્રિઓ. ઘનસાર રચના માટે, તે જરૂરી છે કે ઘનાંશ બિંદુ હિમબિંદુથી ઉપર હોય.

તુષાર (Frost)

જ્યારે ઘનીકરણ હિમબિંદુથી નીચે $\left(0^{\circ} \mathrm{C}\right)$ થાય છે, એટલે કે ઘનાંશ બિંદુ હિમબિંદુ પર અથવા તેનાથી નીચે હોય છે, ત્યારે ઠંડી સપાટીઓ પર તુષાર રચાય છે. વધારાનો ભેજ પાણીનાં બુંદોને બદલે સૂક્ષ્મ બરફના સ્ફટિકોના સ્વરૂપમાં જમા થાય છે. સફેદ તુષારની રચના માટેની આદર્શ પરિસ્થિતિઓ ઘનસારની રચના માટેની જેવી જ છે, સિવાય કે હવાનું તાપમાન હિમબિંદુ પર અથવા તેનાથી નીચે હોવું જોઈએ.

ધુમ્મસ અને ધુમ્મસ (Fog and Mist)

જ્યારે મોટી માત્રામાં પાણીની વરાળ ધરાવતા હવાના સમૂહનું તાપમાન અચાનક ઘટી જાય છે, ત્યારે ઘનીકરણ સૂક્ષ્મ ધૂળના કણો પર તેની અંદર જ થાય છે. તેથી, ધુમ્મસ $^{2}$ એક વાદળ છે જેનો પાયો જમીન પર અથવા તેની ખૂબ જ નજીક હોય છે. ધુમ્મસ અને ધુમ્મસને કારણે દૃશ્યતા ખરાબથી શૂન્ય સુધી થઈ જાય છે. શહેરી અને ઔદ્યોગિક કેન્દ્રોમાં ધુમાડો પુષ્કળ કેન્દ્રો પૂરા પાડે છે જે ધુમ્મસ અને ધુમ્મસની રચનામાં મદદ કરે છે. આવી સ્થિતિ જ્યારે ધુમ્મસ ધુમાડા સાથે મિશ્રિત હોય છે, તેને ધુમ્મસ તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ધુમ્મસ અને ધુમ્મસ વચ્ચેનો એકમાત્ર તફાવત એ છે કે ધુમ્મસમાં ધુમ્મસ કરતાં વધુ ભેજ હોય છે. ધુમ્મસમાં દરેક કેન્દ્રમાં ભેજનો જાડો સ્તર હોય છે. ધુમ્મસ પર્વતો પર વારંવાર હોય છે કારણ કે ઢોળાવો ઉપર ઉગતી ગરમ હવા ઠંડી સપાટીને મળે છે. ધુમ્મસ ધુમ્મસ કરતાં શુષ્ક હોય છે અને તેઓ તે સ્થળોએ પ્રચલિત હોય છે જ્યાં હવાના ગરમ પ્રવાહ ઠંડા પ્રવાહોના સંપર્કમાં આવે છે. ધુમ્મસ લઘુ વાદળો છે જેમાં ઘનીકરણ ધૂળ, ધુમાડો અને મીઠાના કણો દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલા કેન્દ્રોની આસપાસ થાય છે.

વાદળો (Clouds)

વાદળ એ પાણીનાં સૂક્ષ્મ બુંદો અથવા બરફના નન્હાતા સ્ફટિકોનો સમૂહ છે જે મુક્ત હવામાં વાતાવરણમાં પાણીની વરાળના ઘનીકરણથી નોંધપાત્ર ઊંચાઈએ રચાય છે. વાદળો પૃથ્વીની સપાટીથી કેટલીક ઊંચાઈએ રચાય છે, તેઓ વિવિધ આકાર લે છે. તેમની ઊંચાઈ, વિસ્તાર, ઘનતા અને પારદર્શિતા અથવા અપારદર્શિતાના આધારે વાદળોને ચાર પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: (i) સિરસ; (ii) ક્યુમ્યુલસ; (iii) સ્ટ્રેટસ; (iv) નિમ્બસ.

સિરસ (Cirrus)

સિરસ વાદળો ઊંચાઈએ રચાય છે ($8,000-12,000 m)$. તેઓ પાતળા અને અલગ થયેલા વાદળો છે જેનો પીછા જેવો દેખાવ હોય છે. તેઓ હંમેશા સફેદ રંગના હોય છે.

ક્યુમ્યુલસ (Cumulus)

ક્યુમ્યુલસ વાદળો સૂતરની રૂ જેવા દેખાય છે. તેઓ સામાન્ય રીતે 4,000 $7,000 \mathrm{~m}$ની ઊંચાઈએ રચાય છે. તેઓ પેચમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને અહીં-ત્યાં વેરવિખેર જોઈ શકાય છે. તેમનો સપાટ આધાર હોય છે.

સ્ટ્રેટસ (Stratus)

તેમના નામ સૂચવે છે તેમ, આ સ્તરીકૃત વાદળો છે જે આકાશના મોટા ભાગને આવરી લે છે. આ વાદળો સામાન્ય રીતે ઉષ્માના નુકસાન અથવા વિવિધ તાપમાનવાળા હવાના સમૂહોના મિશ્રણને કારણે રચાય છે.

નિમ્બસ (Nimbus)

નિમ્બસ વાદળો કાળા અથવા ઘેરા ભૂખરા હોય છે. તેઓ મધ્યમ સ્તરે અથવા પૃથ્વીની સપાટીની ખૂબ જ નજીક રચાય છે. આ અત્યંત ગાઢ અને સૂર્યની કિરણો માટે અપારદર્શી છે. કેટલીકવાર, વાદળો એટલા નીચા હોય છે કે તેઓ જમીનને સ્પર્શતા હોય તેવા લાગે છે. નિમ્બસ વાદળો જાડી વરાળનાં આકારહીન સમૂહો છે.

આકૃતિ 10.1

આકૃતિ 10.2

આકૃતિ 10.1 અને 10.2 માં બતાવેલા આ વાદળોના પ્રકારોને ઓળખો.

આ ચાર મૂળભૂત પ્રકારોનું સંયોજન નીચેના પ્રકારના વાદળોનું કારણ બની શકે છે: ઊંચા વાદળો - સિરસ, સિરોસ્ટ્રેટસ, સિરોક્યુમ્યુલસ; મધ્યમ વાદળો - એલ્ટોસ્ટ્રેટસ અને એલ્ટોક્યુમ્યુલસ; નીચા વાદળો - સ્ટ્રેટોક્યુમ્યુલસ અને નિમ્બોસ્ટ્રેટસ અને વ્યાપક ઊર્ધ્વાભિમુખ વિકાસવાળા વાદળો-ક્યુમ્યુલસ અને ક્યુમ્યુલોનિમ્બસ.

વરસાદ (Precipitation)

મુક્ત હવામાં સતત ઘનીકરણની પ્રક્રિયા ઘનીભૂત કણોને કદમાં વધવામાં મદદ કરે છે. જ્યારે હવાનો પ્રતિકાર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ સામે તેમને ધારણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે, ત્યારે તેઓ પૃથ્વીની સપાટી પર પડે છે. તેથી પાણીની વરાળના ઘનીકરણ પછી, ભેજની મુક્તિને વરસાદ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ પ્રવાહી અથવા ઘન સ્વરૂપમાં થઈ શકે છે. પાણીના સ્વરૂપમાં વરસાદને વરસાદ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જ્યારે તાપમાન $0^{\circ} \mathrm{C}$ કરતાં ઓછું હોય છે, ત્યારે વરસાદ બરફની સૂક્ષ્મ પાંખડીઓના સ્વરૂપમાં થાય છે અને તેને બરફવર્ષા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ભેજ ષટ્કોણ સ્ફટિકોના સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે. આ સ્ફટિકો બરફની પાંખડીઓ બનાવે છે. વરસાદ અને બરફ ઉપરાંત, વરસાદના અન્ય સ્વરૂપો સ્લીટ અને ગારા છે, જોકે બાદમાં ઘટનામાં મર્યાદિત છે અને સમય અને સ્થાન બંનેમાં અવ્યવસ્થિત છે.

સ્લીટ એ જમી ગયેલા વરસાદનાં બુંદો અને ફરીથી જમી ગયેલા પીગળેલા બરફના પાણી છે. જ્યારે હિમબિંદુથી ઉપરના તાપમાનવાળી હવાનો એક સ્તર જમીનની નજીક હિમબિંદુથી નીચેના સ્તર પર હોય છે, ત્યારે વરસાદ સ્લીટના સ્વરૂપમાં થાય છે. વરસાદનાં બુંદો, જે ગરમ હવા છોડે છે, નીચેની ઠંડી હવાનો સામનો કરે છે. પરિણામે, તેઓ ઘન થઈ જાય છે અને બરફના નાના ગોળીયા તરીકે જમીન પર પહોંચે છે જે તેમાંથી રચાયેલા વરસાદનાં બુંદો કરતાં મોટા નથી.

કેટલીકવાર, વાદળો દ્વારા મુક્ત થયા પછી વરસાદનાં બુંદો બરફના નાના ગોળાકાર ઘન ટુકડાઓમાં ઘન થઈ જાય છે અને જે પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચે છે તેને ગારા કહેવામાં આવે છે. આ ઠંડા સ્તરોમાંથી પસાર થતા વરસાદના પાણીથી રચાય છે. ગારામાં બરફના એકબીજા પર અનેક સમકેન્દ્રીય સ્તરો હોય છે.

વરસાદના પ્રકારો

ઉદ્ગમના આધારે, વરસાદને ત્રણ મુખ્ય પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે - સંવહનીય, ઉચ્ચાભિમુખ અથવા રિલીફ અને ચક્રવાતીય અથવા ફ્રન્ટલ.

સંવહનીય વરસાદ (Convectional Rain)

હવા ગરમ થવાથી હલકી થઈ જાય છે અને સંવહન પ્રવાહમાં ઉપર ઉઠે છે. જેમ જેમ તે ઉપર ઉઠે છે, તેમ તેમ તે ફેલાય છે અને ઉષ્મા ગુમાવે છે અને પરિણામે, ઘનીકરણ થાય છે અને ક્યુમ્યુલસ વાદળો રચાય છે. વીજળી અને ગડગડાટ સાથે, ભારે વરસાદ થાય છે પરંતુ તે લાંબો સમય ચાલતો નથી. આવો વરસાદ ઉનાળામાં અથવા દિવસના ગરમ ભાગમાં સામાન્ય છે. તે વિષુવવૃત્તીય પ્રદેશો અને ખંડોના આંતરિક ભાગોમાં, ખાસ કરીને ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ખૂબ જ સામાન્ય છે.

ઉચ્ચાભિમુખ વરસાદ (Orographic Rain)

જ્યારે સંતૃપ્ત હવાનો સમૂહ પર્વતની સામે આવે છે, ત્યારે તે ચઢવા માટે દબાણ થાય છે અને જેમ જેમ તે ઉપર ઉઠે છે, તેમ તેમ તે ફેલાય છે; તાપમાન ઘટે છે, અને ભેજ ઘનીભૂત થાય છે. આ પ્રકારના વરસાદની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ છે કે પવનની દિશાના ઢોળાવો વધુ વરસાદ મેળવે છે. પવનની દિશાની બાજુએ વરસાદ આપ્યા પછી, જ્યારે આ પવનો બીજા ઢોળાવ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તેઓ નીચે ઉતરે છે, અને તેમનું તાપમાન વધે છે. પછી તેમની ભેજ લેવાની ક્ષમતા વધે છે અને તેથી, આ પવનની વિરુદ્ધ દિશાના ઢોળાવો વરસાદ વિનાના અને શુષ્ક રહે છે. પવનની વિરુદ્ધ દિશાની બાજુએ સ્થિત વિસ્તાર, જે ઓછો વરસાદ મેળવે છે તેને વરસાદ-છાયા વિસ્તાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેને રિલીફ વરસાદ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

ચક્રવાતીય વરસાદ (Cyclonic Rain)

તમે અધ્યાય 9 માં એક્સ્ટ્રા ટ્રોપિકલ ચક્રવાતો અને ચક્રવાતીય વરસાદ વિશે પહેલેથી જ વાંચ્યું છે. ચક્રવાતીય વરસાદ સમજવા માટે કૃપા કરીને અધ્યાય 9 નો સંદર્ભ લો.

વરસાદનું વિશ્વ વિતરણ

પૃથ્વીની સપાટી પરના વિવિધ સ્થળોએ એક વર્ષમાં અલગ અલગ માત્રામાં વરસાદ મળે છે અને તે પણ વિવિધ ઋતુઓમાં.

સામાન્ય રીતે, જેમ જેમ આપણે વિષુવવૃત્તથી ધ્રુવો તરફ આગળ વધીએ છીએ, વરસાદ સતત ઘટતો જાય છે. વિશ્વના કિનારાના વિસ્તારો ખંડોના આંતરિક ભાગો કરતાં વધુ માત્રામાં વરસાદ મેળવે છે. વરસાદ વિશ્વના જળભાગો કરતાં વધુ હોય છે કારણ કે તે પાણીના મહાન સ્ત્રોતો છે. અક્ષાંશ $35^{\circ}$ અને $40^{\circ} \mathrm{N}$ અને વિષુવવૃત્તના $\mathrm{S}$ વચ્ચે, પૂર્વી કિનારે વરસાદ વધુ હોય છે અને પશ્ચિમ તરફ ઘટતો જાય છે. પરંતુ, વિષુવવૃત્તના $45^{\circ}$ અને $65^{\circ} \mathrm{N}$ અને $\mathrm{S}$ વચ્ચે, પશ્ચિમી પવનોને કારણે, વરસાદ સૌપ્રથમ ખંડોના પશ્ચિમી કિનારે મળે છે અને તે પૂર્વ તરફ ઘટતો જાય છે. જ્યાં પણ પર્વતો કિનાર