વરસાદ અને ચોમાસાં વિશે વૈજ્ઞાનિક માહિતી

વાદળાં કેમ બને ?

પરેશ ૨. વૈદ્ય

આપણે સમજ્યાં કે ભીની હવામાંનો ભેજ ઠરે તો સૂક્ષ્મ જળકણિકાઓ રૂપે વાદળ બને. આ માટે હવા ઉપર જવી જોઈએ. જમીનનાં થરે ભવન વાતા તો આપણે અનુભવ્યા છે પણ ઉપર તરફ કેમ વહે? સદભાગ્યે કુદરતી ઘણી વ્યવસ્થાઓ કરી રાખી છે જેનાથી હવા ઉપર પણ જાય છે અને વાદળાં પણ બને છે. વિશ્વના જુદા જુદા પ્રદેશોમાં આ ઘટના જુદી જુદી રીતે બને છે, સ્થાનિક ભૂગોળ અને પવનના પ્રવાહો મુજબ.

સૂકી હવા ૭૮ ટકા નાઈટ્રોજન, ૨૧ ટકા ઓક્સિજન અને એકાદ ટકા આર્ગનની બનેલી હોય છે. પાણીની બાષ્પ (ભેજ) આના કરતાં ઘણી હલકી હોય; તેથી ભેજવાળી હવા સૂકી હવા કરતાં ઘણી હલકી હોય. વળી એ ગરમ જમીનના સંપર્કથી ગરમ થાય તો વધુ ભેજ સમાવે અને તેથી વધુ હલકી બને. આમ સાદી હવાની હાજરીમાં ગરમ-ભીની હવા ઉપર ચડી જાય તે સ્વાભાવિક છે.

ભારતના સંદર્ભમાં નૈઋત્યનાં ચોમાસામાં આવતી ભેજવાળી હવાને ઉપર ચડવામાં પર્વતો પણ મદદરૂપ છે. કેરાળાથી મુંબઈ સુધી વિસ્તરેલો પશ્ચિમ ઘાટ અરબી સમુદ્ર તરફથી આવતા પવનોને તો પૂર્વ ઘાટ બંગાળના ઉપસાગર તરફથી આવતા પવનોને સરળતાથી ઊંચે જવા દે છે. (જુઓ ચિત્ર) અંગ્રેજીમાં તેને ‘ઑરોગ્રાફીક ચઢાણ’ કહે છે.

પર્વતોને કારણે વાદળોનું આરોહણ

હવા ઠંડી પડે

ભેજવાળી હવા ઊંચી ચઢે ત્યારે બે રીતે તે ઠંડી પડે છે. એક તો એ છે કે સમુદ્રની સપાટીથી જેમ જેમ ઉપર જતા જઈએ તેમ ઉષ્ણતામાન ઘટતું જાય છે. પહાડો પર આથી જ ઠંડી હોય છે. દર એક કિલોમીટર ઊંચાઈએ આશરે ૭૦ સે. જેટલું ઉષ્ણતામાન ઘટે છે. સ્થળ અને ઋતુ મુજબ આ આંકડો થોડો બદલે. સાથેનાં કોષ્ટકમાં ઓક્ટોબર મહિનામાં દિલ્હીનાં આકાશ પર નોંધેલા ઉષ્ણતામાનના આંકડા છે.

સંદર્ભ ખાતર નોંધીએ કે માઉન્ટ એવરેસ્ટ ૮.૮ કિ.મી. ઊંચો છે અને જેટ વિમાનો સામાન્ય રીતે ૯ થી ૧૦ કિ.મી.ની ઊંચાઈએ ઊડે છે. ત્યાં આગળ ઉષ્ણતામાન શૂન્યની નીચે ૪૦૦ સે. હોય છે. આ તો આડવાત્ થઈ. હવાને સંતૃપ્ત થવા આટલે જવાની જરૂર નથી. ભેજની માત્રા પ્રમાણે દોઢ-બે કિલોમીટર ઉપર જતાં જ સૂક્ષ્મ જલશીકરો બનવા લાગે છે.

કોષ્ટક – ૧
ધરતીથી  ઊંચાઈ અને ઉષ્ણતામાન
ઊંચાઈ

(મિટર)

 ઉષ્ણતામાન

(સે.)

 ઊંચાઈ

(મિટર)

 ઉષ્ણતામાન

(સે.)
જમીન પર ૩૦૦ ૪૨૦૦ – ૪૦
૧૬૦૦ ૧૮૦ ૪૮૦૦ – ૫૦
૧૯૦૦ ૧૫૦ ૫૪૦૦ – ૭૦
૨૩૦૦ ૧૧૦ ૬૦૦૦ – ૧૧૦
૨૮૦૦ ૮૦ ૬૭૦૦ – ૧૭૦
૩૨૦૦ ૫૦ ૭૧૦૦ – ૨૧૦
૩૪૦૦ ૪૦ ૮૧૦૦ – ૩૦૦
૩૭૦૦ ૦૦ ૧૦૦૦૦ – ૩૯૦

બીજી વાત એ છે કે જેમ જમીનથી ઉપર જઈએ તેમ હવા પાતળી થતી જાય છે. તેથી ત્યાં વાતાવરણનું દબાણ ઓછું હોય છે. નીચેથી હવા જ્યારે ઉપર જાય ત્યારે દબાણ ઘટવાને કારણે પ્રસરે છે. કુદરતનો નિયમ છે કે પ્રસરતો વાયુ ઠંડો થાય. (એ નિયમ ઉપર રૅફ્રિજરેટર ચાલે છે.) આથી ઉપર જતી હવા ઠંડી પડતી જાય છે. આ બંને કારણોથી પેલાં કાચનાં બોક્ષમાંની હવાની જેમ આ હવા ઓછો ભેજ હોય તો પણ ઉષ્ણતામાન ઘટવાને કારણે સંતૃપ્ત થઈ જાય છે અને જે ઊંચાઈએ ઉષ્ણતામાન ઘટીને ઝાકળબિંદુ જેટલું ઓછું થઈ જાય તે સ્થળે ઠરવા લાગે છે. બીજા શબ્દોમાં ત્યાં વાદળું બને છે. આ ઊંચાઈથી નીચે વાદળ બને નહીં. આથી જ તમે વિમાનમાં મુસાફરી કરતી વખતે જોયું હશે કે વાદળાંના ઘટાટોપનો નીચેનો છેડો એક સમાન સપાટીએ હોય છે. ઉપરના ભાગે ભલે વાદળાંના ગોટા ઉપર-નીચે હોય, તળિયું તો આખા જૂથનું એક જ સ્તરે હોય છે. આ ઊંચાઈ તે ઝાકળબિંદુ ઉષ્ણતામાનનું આકાશમાં સ્થળ.

માટીની ભીની સુગંધ

ઋતુના પ્રથમ વરસાદની અગત્યની ઓળખ છે માટીની સુગંધની. અનેરી અને રોમાંચક હોવાથી આપણે તેને ‘મીઠી‘ કહીએ છીએ; વરસાદ જોડે સંકળાયેલી હોવાથી કોઈ તેને પ્રેમથી ‘ભીની‘ સુગંધ પણ કહે છે. એ ક્યાંથી આવે છે? ક્યારાની ભીની માટીમાંથી તો એ નથી આવતી. આ સુગંધ એક પ્રકારનાં જીવાણુના કારણે છે. એ ભેજમાં જીવે છે અને પછી સૂકાઈને ધૂળમાં પડયાં રહે છે. પાણી પડતાં જ જાગૃત થઇ જીઓસ્મિન નામનું રસાયણ છોડે છે જેને આપણે પહેલા વરસાદની સુગંધ કહીએ છીએ.

રાત્રે ગાજવીજ સાથે વરસાદ થયો હોય તેની બીજી સવારે વાતાવરણમાં કંઇક જુદું લાગે છે. એ ઓઝોન વાયુની  સુગંધના કારણે છે. વીજળી થવાથી એ ઉષ્ણતામાને ઓક્સિજન (O2) વાયુના કેટલાંક અણુઓ ઓઝોન (O3)માં પરિવર્તિત થાય છે. 

ભેજ ઠરે ત્યારે કોઈ આધાર ઉપર ઠરે છે. જમીનની સપાટીએ ઝાકળબિંદુઓ પાંદડા કે ફુલ કે કઠેડાની ઠંડી સપાટી પર બેસે છે. ઊંચે આકાશમાં પણ તેને કરવા માટે કંઈક આધાર જોઈએ. સદભાગ્યે હવા ક્યારેય શુદ્ધ નથી હોતી. ધુમાડાના અતિસૂક્ષ્મ કણો કે પછી મીઠાંની બારીક કણીઓ હવામાં તરતાં હોય છે જેના ઉપર ભેજ ઠરે છે અને વાદળ બને છે.

પદાર્થ વિજ્ઞાનની કેટલીક પ્રક્રિયાઓ ભેજવાળા હવાને આ ઝાકળબિંદુ સ્થળ કરતાં પણ ઉપર લઈ જાય તેવું બને છે. જો ભેજ ચાર કિલોમીટર જેટલો ઊંચે ચાલ્યો જાય તો જે વાદળ બને તે પાણીનાં નહીં પણ બરફની સૂક્ષ્મ કણિકાઓનાં બનેલાં હોય છે. ખેડેલાં ખેતર જેવાં ખૂબ ઊંચાં વાદળો તમે ક્યારેક જુઓ છો તે આવાં બરફનાં વાદળ છે.

આકાશમાં ઝાકળ

હવામાનો ભેજ ઠરીને ઝાકળરૂપે ઘાસ, પાંદડાં કે ધાતુની સપાટીઓ ઉપર બેસે છે. તે રીતે ઉપર આકાશમાં પણ ભેજ ઠરવા માટે કોઈ આધાર તો જોઈએ. હવામાં ઝળૂંબતા સૂક્ષ્મ કણો આવી સપાટી પૂરી પાડે છે. સમુદ્રનાં મોજાં ખડકો જોડે અથડાઈને ઉછળે તેમાંથી મીઠાંની કણીઓ બને છે. આ કણો, ધુમાડાના કણો, વંટોળમાં ઉડતી રણની રેતીના સૂક્ષ્મ કણો અને સૌંદર્ય પ્રસાધનના સ્પ્રે કૅનમાંથી નીકળતાં રસાયણના કણો ભેજને ઠરવામાં મદદ કરે છે. આવા સૂક્ષ્મ કણોને ‘એરૉસોલ‘ કહે છે, જે વાદળાનું નિર્માણ કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.

મોસમ સિવાયનાં વાદળાં

અત્યાર સુધી આપણે એ જોયું કે નૈઋત્યના ભેજવાળા પવનો પૂર્વઘાટ કે પશ્ચિમઘાટની મદદથી ઉપર જાય તો વાદળાં કેમ બને છે પરંતુ ચોમાસાં જેવી ઋતુ નથી ત્યાં પણ વરસાદ પડે છે અને પહાડો નથી ત્યાં પણ વરસાદ પડે છે. તેની પ્રક્રિયા જુદી છે. તેમાં ઠંડી, સૂકી હવા અને ભીના ગરમ હવાના મોટા પ્રવાહો સામસામા આવી મળે છે. તેના કારણે ગરમ હવાનો જથ્થો(Front) ઠંડી હવાના પટ્ટાની ઉપર ચડી જાય છે. આ પછીની પ્રક્રિયા જેમાં ભેજ ઠરીને વાદળાં બને તે આપણે અગાઉ જોઈ તે રીતની જ છે. ચિત્રમાં આનો એક પ્રકાર બતાવ્યો છે.

ગરમ હવા ઊંચે જઈ કમોસમી વાદળાં

વર્ષા અને હિન્દી સિનેમા

વર્ષાગીતો આમ તો સંગીતનો ખાસ પ્રકાર છે. શાસ્ત્રીય સંગીતમાં મલ્હારના ઘણા પેટા રાગો વરસાદ જોડે સંકળાયેલા છે પણ વરસાદની સૌથી વધુ મજા લે છે. હિન્દી સિનેમા અને સંગીત. રેડિયો ચાલુ કરતાં ચાર–પાંચ ગીતે એક ગીત જરૂર વરસાદ પર નીકળી આવે છે. “તમારી બે ટકાની નોકરી માટે મારો લાખેણો શ્રાવણ કાં ગુમાવો છો?” એવો ટોણો મારતી ઝીનત અમાન ઘણાને યાદ હશે. રાજકપૂર જેવા રસીલા ડાયરેક્ટરોએ ભીની સાડીવાળી નાયિકાની લાચારીનો ઉપયોગ બોક્ષ ઓફિસ જીતવા માટે ભરપૂર કર્યો. ઈટાલી અને જાપાનના વિખ્યાત દિગ્દર્શકો પાસે આમ કરવા વરસાદ રૂપી કોઈ બહાનું નથી!

યુરોપમાં વાર-તહેવારે, વિના ઋતુએ વરસાદ પડે છે તે આ પ્રક્રિયાથી. આપણે ત્યાં કમોસમી માવઠાં થાય છે તે પણ આ રીતે જ. નકશો જોતાં જણાશે કે યુરોપને ત્રણ બાજુ સમુદ્રો છે જે ભેજના સ્રોત છે. અહીં જો ઠંડી અને ભારે હવા સ્થિર હોય ત્યારે ભેજવાળી હવાનું મોજું આવી ચડે તો તે પોતે જ ઊંચી ચડી જાય છે. ક્યારેક એવું ય થઈ શકે કે આવનારી હવા ઠંડી હોય અને સ્થાનિક હવા ગરમ હોય તો ગરમ હવાને ઠંડો જથ્થો ઉપર ધકેલે છે. ગરમ હવા ઉપર જઈ તેનો ભેજ કરી વાદળાં બને. આ પ્રક્રિયામાં ક્યારેક આલ્પ્સ પર્વતના ધીમા ઢોળાવો પણ મદદ કરે છે.

ક્રમશઃ

ડૉ. પરેશ ર. વૈદ્યનો સંપર્ક prvaidya@gmail.com   વિજાણુ સરનામે થઈ શકે છે.