धडा ३: आर्द्रता व ढग (Humidity and Clouds)

नियम 1 : आर्द्रता आणि स्थळाची हवा — गरम, दमट, थंड हे शब्द हवेची स्थिती सांगतात. ते हवेतील आर्द्रतेविषयी सांगतात, जी अदृश्य असते पण हवामानाचा मोठा भाग आहे. पर्जन्यासाठी (पाऊस किंवा बर्फ) हवेत आर्द्रता असावी लागते. राजस्थान : गरम, कोरडी हवा (सैल सुती कपडे). काश्मीर खोरे : थंड, कोरडी हवा (उबदार कपडे). मुंबई : गरम, दमट हवा; आकाश काळ्या ढगांनी भरले की आणखी दमट.

आकृतीत : आकृतीत राजस्थान गरम व कोरडे, काश्मीर खोरे थंड व कोरडे आणि मुंबई गरम व दमट आहे.

• सोपे : राजस्थानची हवा कोरडी.
• मध्यम : मुंबई गरम आणि दमट.
• परीक्षेसाठी : थंड व कोरडे ठिकाण सांगा.

नियम 2 : बाष्पीभवन कशावर अवलंबून — बाष्पीभवन हवेची कोरडेपणा, तापमान आणि वाऱ्याचा वेग यांवर अवलंबून असते. कोरड्या, गरम हवेत ते वेगाने होते; कोरड्या, थंड हवेतही चालू राहते; दमट हवेत ते अतिशय मंद असते. वाऱ्याचा वेग आणि तापमान जास्त असेल तर ते जलद; वारा मंद आणि हवा थंड असेल तर मंद. पाण्याजवळची हवा संतृप्त (saturated) असेल तर बाष्पीभवन होत नाही. झुळूक ते वाढवते.

आकृतीत : आकृतीत बाष्पीभवन गरम, कोरड्या, वाऱ्याच्या हवेत जलद आणि थंड, शांत, दमट हवेत मंद असते; पाण्याजवळची हवा संतृप्त असेल तर ते होत नाही.

• सोपे : ऊन-वाऱ्यात कपडे लवकर वाळतात.
• मध्यम : उन्हाळ्यात ओले कापड 1 तासात, पावसाळ्यात 6 तासात वाळते; म्हणजे 6 पट संथ.
• परीक्षेसाठी : झुळूक वाळवायला का मदत करते?

फरक ओळखा

नियम 1 : धारण क्षमता — हवा ठराविक तापमानाला ठराविक बाष्पच धरून ठेवू शकते. उबदार हवा थंड हवेपेक्षा जास्त धरते; हवा थंड झाली की तिची धारण क्षमता कमी होते. धारण क्षमता आणि बाष्प समान झाले की हवा संतृप्त. बाष्प क्षमतेपेक्षा जास्त झाले तर पर्जन्य होतो. 1 m³ हवेची धारण क्षमता (g/m³) : −5 °C 3.26; 0 °C 4.85; 5 °C 6.80; 10 °C 9.40; 15 °C 12.83; 20 °C 17.30; 30 °C 30.37; 40 °C 51.12. वर गेल्यावर हवा थंड असते, म्हणून क्षमता कमी होते.

आकृतीत : आकृतीत उबदार हवा थंड हवेपेक्षा जास्त बाष्प धरते : 1 m³ हवा 0 °C ला 4.85 g, 20 °C ला 17.30 g आणि 40 °C ला 51.12 g धरते.

• सोपे : 20 °C ला हवा 17.30 g/m³ धरते.
• मध्यम : 20 °C ते 0 °C क्षमता 17.30 − 4.85 = 12.45 g/m³ ने घटते.
• परीक्षेसाठी : 20 °C हवेत 17.30 g असेल आणि ती 10 °C झाली तर किती बाष्प बाहेर पडेल?

नियम 2 : निरपेक्ष आणि सापेक्ष आर्द्रता — निरपेक्ष आर्द्रता म्हणजे 1 m³ हवेतील बाष्प, g/m³ मध्ये; कोरड्या हवेत 0. ती किनाऱ्याजवळ आतल्या भागापेक्षा जास्त, विषुववृत्ताजवळ जास्त आणि ध्रुवांकडे कमी असते. सापेक्ष आर्द्रता म्हणजे तेवढ्याच तापमानाला संतृप्ततेसाठी लागणाऱ्या बाष्पाच्या टक्केवारीत हवेतील बाष्प : सापेक्ष आर्द्रता (%) = निरपेक्ष आर्द्रता ÷ क्षमता × 100. उदा. 30 °C ला 9 g/m³ (क्षमता 30.37) → 9 ÷ 30.37 × 100 = 29.6%. उदा. 20 °C ला 8.65 g/m³ → 8.65 ÷ 17.30 × 100 = 50%. संतृप्त हवेत सापेक्ष आर्द्रता 100%.

आकृतीत : आकृतीत सापेक्ष आर्द्रता = निरपेक्ष आर्द्रता ÷ धारण क्षमता × 100 : 20 ÷ 30 × 100 = 66.7%; बाष्प क्षमतेएवढे झाले की हवा संतृप्त (100%).

• सोपे : संतृप्त हवेची सापेक्ष आर्द्रता 100%.
• मध्यम : 5 °C ला 6.80 g (क्षमता 6.80) म्हणजे 100%.
• परीक्षेसाठी : 40 °C ला 15 g चे सा.आ. काढा. 15 ÷ 51.12 × 100 = 29.3%.

नियम 3 : दैनंदिन बदल — सापेक्ष आर्द्रता सकाळी आणि रात्री जास्त असते. दुपारी तापमान वाढले की ती घटते. ती किनाऱ्याजवळ जास्त आणि वाळवंटात कमी असते.

आकृतीत : आकृतीत सापेक्ष आर्द्रता सकाळी आणि रात्री जास्त आणि दुपारी, जेव्हा तापमान सर्वाधिक असते तेव्हा, कमी असते.

• सोपे : सा.आ. दुपारी सर्वांत कमी.
• मध्यम : बाष्प तेवढेच, उष्णतेने क्षमता वाढते, म्हणून सा.आ. घटते.
• परीक्षेसाठी : वाळवंटात सा.आ. कमी का?

फरक ओळखा

नियम 1 : संघनन — बाष्पाचे (वायू) थेट घन अवस्थेत रूपांतर म्हणजे ऊर्ध्वपातन (sublimation). सा.आ. 100% झाली की बाष्पाचे संघनन सुरू होते; तेव्हा हवा दवबिंदूवर असते. संघननासाठी कमी तापमान आणि जास्त सा.आ. हवी. मोकळ्या हवेत ते धूळ, मीठ यांसारख्या सूक्ष्म कणांभोवती होते. गरम हवा वर जाते आणि थंड होते; तिची क्षमता कमी होते व सा.आ. वाढत जाते, दवबिंदूला बाष्पाचे पाणी किंवा बर्फ होते.

आकृतीत : आकृतीत संघनन : उबदार दमट हवा वर जाऊन थंड होते, दवबिंदूला सा.आ. 100% होते आणि बाष्प धूलिकणांभोवती संघनित होते.

• सोपे : दवबिंदू म्हणजे सा.आ. 100%.
• मध्यम : धुळीमुळे थेंबांना बनायला आधार मिळतो.
• परीक्षेसाठी : संघननाच्या दोन अटी सांगा.

नियम 2 : दव, तुषार, धुके, धूरके — दव, तुषार आणि धुके हे जमिनीलगत होणारे संघनन आहे; ढग जास्त उंचीवर बनतात. दव : गवत, पाने यांसारख्या थंड पृष्ठभागावर पाण्याचे सूक्ष्म थेंब. तुषार (frost) : थंडीत पाने, गवतावर बाष्पाचा बर्फ होतो. धुके (fog) : जमिनीजवळ तरंगणारे पाण्याचे किंवा बर्फाचे सूक्ष्म कण; दृश्यमानता घटते. धूरके (smog) = धूर + धुके, प्रदूषित शहरांत.

आकृतीत : आकृतीत दव, तुषार, धुके आणि धूरके हे जमिनीलगतचे संघनन आहे; धूरके म्हणजे धुक्यात मिसळलेला धूर.

• सोपे : दव गवतावर बनते.
• मध्यम : धुक्याने दृश्यमानता घटते.
• परीक्षेसाठी : धूरके = धूर + धुके.

नियम 3 : दोन सोप्या कृती — कृती 1 : कुकरमधील वाफ थंड झाकणावर थंड होऊन थेंबांत बदलते. कृती 2 : बर्फाचे खडे असलेल्या ग्लासच्या थंड बाहेरील पृष्ठभागावर हवेतील बाष्पाचे संघनन होते.

आकृतीत : आकृतीत कुकरच्या थंड झाकणावर वाफेचे थेंब होतात आणि बर्फाच्या ग्लासच्या थंड बाहेरील पृष्ठभागावर हवेतील बाष्प संघनित होते.

• सोपे : थंड ग्लासावर थेंब येतात.
• मध्यम : खोलीतील उबदार हवा ग्लासाजवळ थंड होऊन दवबिंदूला येते.
• परीक्षेसाठी : ग्लासची कृती स्पष्ट करा.

फरक ओळखा

नियम 1 : ढग कसे तरंगतात आणि तीन उंची — सूक्ष्म कण धुळीभोवती जमून मोठे होतात. ते जवळजवळ वजनरहित असतात, म्हणून वाऱ्याच्या उभ्या प्रवाहाने पतंगासारखे तरंगतात. जास्त उंचीवरचे ढग अतिसूक्ष्म बर्फकणांचे असतात. पृथ्वीजवळ बाष्प जास्त असते, म्हणून खालचे ढग मोठे असतात. मध्यम समुद्रसपाटीपासून पायाच्या उंचीनुसार : उंच ढग 7000–14000 m; मध्यम 2000–7000 m; खालचे 2000 m पेक्षा कमी.

आकृतीत : आकृतीत समुद्रसपाटीपासून पायाच्या उंचीनुसार : उंच ढग 7000–14000 m, मध्यम 2000–7000 m आणि खालचे 2000 m पेक्षा कमी.

• सोपे : 3 मुख्य प्रकार.
• मध्यम : उंच ढगांचा पट्टा 14000 − 7000 = 7000 m.
• परीक्षेसाठी : कोणते ढग सर्वांत मोठे आणि का?

नियम 2 : दहा प्रकार — आंतरराष्ट्रीय वर्गीकरणात 10 प्रकार आहेत. उंच : सिरस (cirrus, तंतुमय), सिरो-क्युम्युलस (लहान लाटा), सिरो-स्ट्रॅटस (सुरकुतलेल्या चादरीसारखा, अनेकदा वलयासह). मध्यम : अल्टो-क्युम्युलस (लाटासारखे थर, पांढरे-राखाडी), अल्टो-स्ट्रॅटस (पातळ; सूर्य दुधी काचेतून दिसतो तसा). खालचे : स्ट्रॅटो-क्युम्युलस (गोल पुंजके), स्ट्रॅटस (राखी एकसंध थर), निम्बोस्ट्रॅटस (जाड राखाडी थर; सतत पाऊस किंवा बर्फ), क्युम्युलस आणि क्युम्युलोनिम्बस.

आकृतीत : आकृतीत दहा प्रकार : सिरस, सिरो-क्युम्युलस, सिरो-स्ट्रॅटस (उंच); अल्टो-क्युम्युलस, अल्टो-स्ट्रॅटस (मध्यम); स्ट्रॅटो-क्युम्युलस, स्ट्रॅटस, निम्बोस्ट्रॅटस, क्युम्युलस, क्युम्युलोनिम्बस (खालचे).

• सोपे : सिरस उंच ढग.
• मध्यम : 3 उंच + 2 मध्यम + 5 खालचे = 10.
• परीक्षेसाठी : पाच खालचे ढग सांगा.

फरक ओळखा

नियम 1 : क्युम्युलस आणि क्युम्युलोनिम्बस — क्युम्युलस : 500 ते 6000 m दरम्यान; मोठे, घुमटाकार, राखाडी; चांगले हवामान दर्शवतात. त्यांची उभी वाढ खूप झाली की ते क्युम्युलोनिम्बस होतात आणि पाऊस आणतात. क्युम्युलोनिम्बस : वादळी पाऊस दर्शवतात; मोठ्या पर्वतासारखे, दाट व काळे, वरचा भाग ऐरणीच्या आकाराचा. ते वादळासह पाऊस, कधी गारा आणतात, पण तो फार वेळ टिकत नाही.

आकृतीत : आकृतीत क्युम्युलस ढग चांगले हवामान दर्शवतात; क्युम्युलोनिम्बस ढग वादळ दर्शवतात आणि त्यांचा माथा ऐरणीसारखा असतो.

• सोपे : क्युम्युलस = चांगले हवामान.
• मध्यम : क्युम्युलसचे क्युम्युलोनिम्बस होऊ शकते.
• परीक्षेसाठी : क्युम्युलोनिम्बसचा आकार वर्णन करा.

नियम 2 : वीज, गडगडाट, गारा — ढगाचा वरचा भाग धन भारित, खालचा ऋण भारित आणि खालची जमीन ऋण असते. भारातील फरकाने वीज चमकते. विजेभोवतीची हवा तापून वर जाते आणि गडगडाट होतो. थेंब अनेकदा वर-खाली होतात आणि जास्त पाणी गोळा करतात; खूप जड झाले की पाऊस पडतो. हवा खूप थंड असेल तर थेंब गोठून गारा पडतात.

आकृतीत : आकृतीत क्युम्युलोनिम्बस ढगाचा वरचा भाग धन आणि खालचा ऋण असतो; खालची जमीन ऋण. भारातील फरकाने वीज आणि तापलेल्या हवेने गडगडाट होतो.

• सोपे : आधी वीज दिसते, मग गडगडाट ऐकू येतो.
• मध्यम : आवाज 340 m/s ने 1020 m ला 3 s घेतो.
• परीक्षेसाठी : गारा कशा बनतात?

नियम 3 : ढगफुटी — जोरदार उभ्या वाऱ्यांमुळे थेंब ढगातच अडतात आणि गारा बनतात. ढग जड होतो आणि वारे वजन पेलू शकत नाहीत. तेव्हा मोठ्या गारांसह जोरदार पाऊस पडतो : लहान क्षेत्रात 100 मिमी पेक्षा जास्त. हे मुख्यतः पर्वतीय भागांत, हिमालयीन रांगा ज्या राज्यांतून जातात तेथे घडते. निम्बोस्ट्रॅटस सतत पाऊस देतो. आर्द्रता क्षमतेपेक्षा जास्त झाली की पर्जन्य होतो.

आकृतीत : आकृतीत ढगफुटी : जोरदार उभे वारे थेंब अडवतात, त्यांच्या गारा होतात आणि जड ढग लहान क्षेत्रात 100 मिमी पेक्षा जास्त पाऊस देतो.

• सोपे : ढगफुटीत 100 मिमी पेक्षा जास्त.
• मध्यम : 100 मिमी = 10 सेमी.
• परीक्षेसाठी : ढगफुटी मुख्यतः कुठे?

फरक ओळखा