વરસાદ અને ચોમાસાં વિશે વૈજ્ઞાનિક માહિતી
ભેજ, ઝાકળ અને ઉષ્ણતામાન
પરેશ ૨. વૈદ્ય
આપણે જોયું કે વિષુવવૃત્તની આસપાસનાં ક્ષેત્રોમાં જો જમીનનો મોટો પ્રદેશ મહાસાગરની પાસે હોય તો પવનો અમુક ચોક્કસ રીતે વાય છે અને આપણને મળ્યું તેવું ચોમાસું આપે છે. પરંતુ પવન અને ચોમાસાં વચ્ચેની કડી તે ભેજ છે, જે હવામાનનું અગત્યનું ઘટક છે. કહે છે કે પૃથ્વી ફરતે વાતાવરણમાં દશ હજાર અબજ ટન ભેજ ભળેલો છે. હવામાં ભળેલા આ ભેજને પવનો પોતા સાથે આગળ-પાછળ, ઉપર-નીચે લઈ જાય છે. રોજેરોજ આશરે દશ ટકા જેટલો ભેજ ઠરીને પાણી કે બરફરૂપે હવામાંથી બહાર પણ આવી જાય છે. આ પ્રકરણમાં ભેજ અને પવનના સંબંધોની વાત કરીશું.
વરાળ અને બાષ્પ :
પૃથ્વી ઉપર જીવનનો આધાર જળચક્ર છે એ વાત આપણે જાણીએ છીએ. સમુદ્રનાં પાણીની વરાળ થઈને વાદળાં બને, તેથી વરસાદ પડે અને નદીઓ બને. એનાં પાણી સમુદ્રમાં જઈને જળનું ચક્ર પૂરું કરે તેવું શાળામાં શીખ્યાં. આ વાતમાં બાળમાનસ એમ પણ કલ્પી લે છે કે જાણે સમુદ્રનું પાણી ઉકળતું હશે ! ખેર, પાણીએ હવામાં ભળવા માટે ઉકળવાની જરૃર નથી. આ ગૂંચવડો ‘વરાળ’ શબ્દને કારણે છે. આપણી ભાષાઓમાં વરાળ અને બાષ્પ એક જ અર્થમાં વાપરીએ છીએ. પાણી કે દાળ ઉકળે ત્યારે જે વરાળ નીકળે તેને અંગ્રેજીમાં ‘સ્ટીમ‘(Steam) કહે છે, એ ૧૦૦૦ સે. ઉષ્ણતામાને બને છે પરંતુ શિયાળાની સવારે સવારે તમારા ઉચ્છ્વાસમાં જે સફેદ ‘ધુમાડો’ નીકળે છે તે ‘બાષ્પ’ છે, જેને અંગ્રેજીમાં ‘વૅપર’(Vapour) કહેવાય છે. ઝાડની ડાળીને છેડેનાં અમુક પાંદડાઓનાં જૂથની આસપાસ પ્લાસ્ટિકની થેલી બાંધી દો તો એક-બે કલાકમાં તેના પર બાષ્પ પથરાઈ ધૂંધળી થઈ જશે. આમ બાષ્પ બનવા માટે એક સો અંશ ઉષ્ણતામાન જરૂર નથી. એ દરેક ઉષ્ણતામાને બન્યા કરતી હોય છે.
કપડાં સૂકવવા માટે તડકામાં મૂકો તો તેમાંનું પાણી ઉડી જાય છે. તેને બદલે છાંયામાં રાખો તો ય સૂકાય તો છે જ એટલું કે તેને વાર લાગે છે. બંને વેળા કપડામાં રહેલાં પાણીની બાષ્પ થઈ હવામાં ભળતી હોય છે. તડકામાં એ જલદી થાય છે. એમ તો ઘરની અંદર પણ ફર્શ પર પોતું કર્યા પછી પાણી ઊડી જ જાય છે. એક થાળીમાં પાણી મૂકી રાખો તો બે દિવસમાં તે ય ઊડી જશે. એપણ “સૂકાવા”નો જ એક પ્રકાર છે. સર્વે પ્રકારમાં પાણી બાષ્પ થઈ જતું હોવાથી તેને ‘બાષ્પીભવન’ કહે છે. તે સામાન્ય ઉષ્ણતામાને જ થાય છે.
પાણીની થાળી પર ઝળુંબી રહેલી હવા બાષ્પને લઈ જવા તૈયાર જ હોય છે. એ બાષ્પ લે એટલે એ ‘ભેજવાળી’ થઈ જાય અને નવી બાષ્પ ન લે. પરંતુ જો એ હટી જઈ નવી હવા આવે તો તે ભેજ ઉપાડે છે. આમ જ્યાં પવન વધારે હોય ત્યાં બાષ્પ પણ ઝડપથી બન્યા કરે છે. આપણે એને ‘જલદી સૂકાવું’ કહીએ છીએ. પોતું કર્યા પછી પંખો ફેરવવાનું પણ પ્રયોજન આ જ છે.
સંતૃપ્ત હવા :
પરંતુ માનો કે હવા સ્થિર છે. તો એ કેટલો ભેજ ઉપાડી જઈ શકે તેને કોઈ મર્યાદા ખરી ? બિલકુલ ખરી. કાચનું એક હવાબંધ બોક્ષ લઈ તેને તળિયે પાણી ભરેલ થાળી મૂકો. પાણીની સપાટી અમુક સ્તરથી નીચે જશે જ નહીં. અંદરની હવાથી સમાવાય તેટલો ભેજ તેણે લઈ લીધો, પછી પાણી કેમ ઊડે ? હા, જો હવાનું ઉષ્ણતામાન થોડું વધારો તો થોડો વધુ ભેજ એ સમાવી શકે. ફરીથીથોડીવારે એ સંતૃપ્ત થઈ જાય અને પાછું પાણી ઊડવાનું બંધ થઈ જાય. આમ દરેક ઉષ્ણતામાને અમુક નિશ્ચિત માત્રામાં જ ભેજ (કે પાણી) સમાઈ શકે છે. માનો કે આપણું ખોખું ૧ મીટર x ૧ મીટરx ૧ મીટર એવી સાઈઝનું હોય. એ થઈ એક ઘનમીટર હવા; તો તેમાં આટલો ભેજ કે પાણી સમાઈ શકે.
ઉષ્ણતામાન પાણીનું વજન
૨૬.૬૦ સે. ૨૫ ગ્રામ
૨૧.૧૦ સે. ૧૮ ગ્રામ
૪.૪૦ સે. ૬.૫ ગ્રામ
– ૧૦ સે. ૪.૪ ગ્રામ
જેમ ઉષ્ણતામાન ઘટતું જાય તેમ તે ઓછું પાણી સમાવી શકે છે. માત્ર તેટલાં પાણીથી એ હવા સંતૃપ્ત થઈ જાય છે. પાણીમાં ખાંડ ઓગળવા જેવી આ વાત છે. પહેલી ચમચી ખાંડ તુરત ઓગળી જાય છે. પછી એક એક ચમચી ઉમેરતાં જાઓ તેમ વધુનો વધુ વાર લાગતી જાય છે. છેવટે ખૂબ હલાવવા છતાં ખાંડ ઓગળ્યા વિના પડી રહે છે. ત્યારે જો પાણીને ગરમ કરો તો એ ખાંડ પણ ઓગળી જાય છે. જેમ ગરમ પાણી વધુ ખાંડ સમાવે તેમ ગરમ હવા વધુ ભેજ સમાવે.
આ પરથી સાપેક્ષ ભેજ(Relative Humidity)ની વાત પણ સમજી શકાશે. રેડિયો કે ટી.વી.ના હવામાન સમાચારમાં ‘સાપેક્ષ આર્દ્રતા’ શબ્દ હમેશાં આવતો હોય છે. માનો કે આજે ૨૧૦ સે. ઉષ્ણતામાન છે અને દર ઘનમીટર હવામાં ૯ ગ્રામ પાણી (એટલે કે બાષ્પ, ભેજ) છે. ઉપર આપેલ કોઠા મુજબ આ ઉષ્ણતામાને ૧૮ ગ્રામ બાષ્પ આટલી હવામાં રહી શકતી હતી. પરંતુ હવામાનના સંયોગો મુજબ માત્ર અડધો એટલે કે ૯ ગ્રામ છે. તો સાપેક્ષ ભેજ ૫૦ ટકા કહેવાશે. બીજા શબ્દોમાં હવા કંઈક સૂકી જ છે. ભેજ સાડા ચાર ગ્રામ હોત તો સાપેક્ષ આર્દ્રતા(R.H.)પચ્ચીસ ટકા કહેવાત. સંતૃપ્ત હવાની સરખામણીએ ભેજનું પ્રમાણ માપવાનું આ એકમ છે.
ઝાકળબિંદુ :
બહુ જ સૂકા પ્રદેશને બાદ કરો તો હવામાં ભેજ તો હોય જ છે, ક્યાંક વધારે તો ક્યાંક ઓછો. દૂરથી જુઓ તો તળાવ કે સમુદ્રની સપાટી ઉપર ધુમ્મસનો પટ્ટો દેખાશે કારણ કે સમુદ્ર અને સરોવરની સપાટી ઉપરની હવા ભેજથી સંતૃપ્ત હોય છે. તળાવનાં પાણીના અણુઓ એમાં સતત ભળ્યા કરતા હોય છે. જ્યાં નદી-તળાવ ન હોય ત્યાં પણ વનસ્પતિનાં પાંડદા જમીનમાંથી ખેંચેલા પાણીને હવામાં ઉડાડતાં હોય છે. સમુદ્ર કાંઠાથી દૂરના પ્રદેશોમાં ભેજ ઓછો હોય. હવાની ગતિ અને ઉષ્ણતામાન પણ ભેજ નક્કી કરે. પરંતુ આ બધો ભેજ કંઈ વાદળાં નથી બની જતો. તાે વાદળાં કેમ અને ક્યારે બને ?
એ સમજવા એક પ્રયોગ કરીએ. અગાઉ વાત કરી તેવું કાચનું બોક્ષ લો. તેની અંદર હવા છે તેમાં પણ ભેજ તો હશે જ. માનો કે એટલો ભેજ છે કે જો ઉષ્ણતામાન ૩૦૦ સે. હોય તો એ હવા સંતૃપ્ત નથી થતી પરંતુ જો ઉષ્ણતામાન ૨૬૦ સે. થઈ જાય ત્યારે એ સંતૃપ્ત થઈ જશે. ત્યાં જ માનો કે ઉષ્ણતામાન ઘટીને ૨૫૦ સે. થઈ જાય, તો શું થતું જણાશે ?
હવા સંતૃપ્ત થઈ જશે અને બાકીનો ભેજ બહાર ફેંકી દેશે. એ વધારાનો ભેજ બોક્ષની દિવાલ પર જામશે અને કાચ ધૂંધળો થશે. જો ઉષ્ણતામાન હજુ વધારે ઘટે તો કાચ પર વધુ ભેજ બાઝશે અને ટીપાં થઈને વહેવા માંડશે. બોક્ષને બદલે ખુલ્લામાં વહેતી હવા જો અચાનક ઠંડી પડે તો વધારાનો ભેજ ઝાડનાં પાદડાં કે બાલ્કનીની રેલિંગ ઉપર ઝાકળનાં ટીપાંરૂપે બાઝે છે. રાતની વચ્ચે જ્યારે ઉષ્ણતામાન ઘટી જાય અને હવામાં સારો ભેજ હોય તો બીજે દિવસે સવારે આવી ઝાકળ જોવા મળે છે. ક્રિકેટની ‘ડે ઍન્ડ નાઈટ’ મૅચમાં રાતે ૯-૧૦ વાગ્યા પછી બોલરો ભીના બોલથી પરેશાન હોય છે. આવું કાંઠાનાં શહેરોમાં વધુ બને છે કારણ કે હવામાં ભેજ વધારે હોવાથી ઉષ્ણતામાન થોડું ઘટવાથી જ તે બહાર પડવા લાગે છે.
આમ જે ઉષ્ણતામાને હવા ભેજથી સંતૃપ્ત થઈ જાય તે એનું ઝાકળબિંદુ કહેવાય છે. સમજી શકાય તેવું છે કે તેનો આધાર સાપેક્ષ આર્દ્રતા – હવામાં કેટલો ભેજ છે તે બાબત પર હોય. વધારે ભેજ હોય તેવી હવામાંથી ભેજ જલદી બહાર આવી જાય. વાદળાં એ પેલાં બોક્ષની દિવાલ પરનાં ધુમ્મસ જેવી ઘટના છે. એ ઠરેલા ભેજનું સ્વરૂપ છે પરંતુ તેમાં ભેજરૂપે પાણીનાં ટીપાં અતિશય સૂક્ષ્મ કદનાં હોય છે. એક મિલીમીટરના ય હજારમા ભાગ જેટલા વ્યાસનાં આ ટીપાં એટલાં તો હલકાં હોય કે ગુરૃત્વાકર્ષણ તેને નીચે નથી લઈ આવતું. આથી વાદળાં ધૂંધળા ઢગલા તરીકે હવામાં તરતાં રહે છે.
ભેજને ઠારીને વાદળાં બનાવવા માટે કુદરતે શી યોજના કરી છે તેની વાત હવે પછીના પ્રકરણમાં…
ક્રમશઃ
ડૉ. પરેશ ર. વૈદ્યનો સંપર્ક prvaidya@gmail.com વિજાણુ સરનામે થઈ શકે છે.
વેબ ગુર્જરી 