వాతావరణ ఆర్ద్రత

తుషారమైనా.. తుపానుగా మారినా!

ఆహ్లాదంగా చిరుజల్లులు కురిసినా, ప్రచండంగా తుపానులు గర్జించినా, ముత్యాల్లాగా మంచు బిందువులు జాలువారినా మేఘాల్లోని తేమశాతంలో తేడాలే కారణం. అవపాతాలుగా వడగండ్లు పడినా, చక్రవాతాలుగా వర్షించినా, తుషారమైనా, తుపానుగా మారినా అన్నీ నీటి ఆవిరి రూపాలే. వాతావరణంలో ఇన్ని మార్పులకు మూలం ఏమిటి? నైసర్గిక స్వరూపాలు, ఇతర పరిస్థితులు వాటిపై ఏవిధంగా ప్రభావం చూపుతున్నాయి? ఈ అంశాలను పరీక్షల కోసం అభ్యర్థులు తెలుసుకోవాలి. 

భూవాతావరణంలోని నీటిఆవిరిని ఆర్ద్రత అని పిలుస్తారు. వాతావరణంలోకి నీటిఆవిరి మూడు ప్రక్రియల ద్వారా చేరుతుంది. 

ఎ) బాష్పీభవనం: భూఉపరితలంపై ఉన్న జలాశయాల్లోని నీరు పరిసరాల్లోని అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా ఆవిరి రూపంలో వాతావరణంలో కలిసే ప్రక్రియ.

బి) బాష్పోత్సేకం: భూమి మీద ఉన్న వృక్షజాతుల్లోని తేమ లేదా నీరు పరిసరాల్లోని అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా ఆవిరై వాతావరణంలో కలిసే ప్రక్రియ.

సి) ఉత్పతనం: మంచు ప్రాంతాల్లో ఘనస్థితిలో ఉన్న నీరు ద్రవస్థితిని పొందకుండా, పరిసరాల్లోని అధిక ఉష్ణోగ్రత వల్ల ఆవిరి రూపంలో వాతావరణంలో కలిసే ప్రక్రియ.

       వాతావరణ ఆర్ద్రత జలరాశుల దగ్గర ఎక్కువగా, భూభాగాల మీద తక్కువగా ఉంటుంది. భూఉపరితలాన్ని ఆనుకొని ఉన్న వాతావరణ దిగువ భాగాల్లో ఎక్కువగా, పైకివెళ్లే కొద్దీ తక్కువగా ఉంటుంది. వాతావరణ ఆర్ద్రతను హైగ్రోమీటర్‌ అనే పరికరం ద్వారా లెక్కిస్తారు. వాతావరణంలో ఆర్ద్రత పరిమాణం 0.2 గ్రామ్‌/సి.సి నుంచి 4 గ్రామ్‌/సి.సి వరకు ఉంటుంది.

 

ప్రాముఖ్యత

* వాతావరణంలో ఆర్ద్రత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే అంత ఎక్కువ వర్షపాతం సంభవిస్తుంది.

* వాతావరణ ఆర్ద్రత ఉష్ణ వికిరణాన్ని గ్రహిస్తుంది. ఒక పొర మాదిరిగా ఉండి భూమి ఉష్ణోగ్రతలను అదుపులో ఉంచుతుంది. పగలు భూమి ఎక్కువ వేడెక్కకుండా, రాత్రి ఎక్కువ చల్లబడకుండా చేస్తుంది.

* వాతావరణ అస్థిరతకు కూడా దోహదం చేస్తుంది. ఎందుకంటే నీరు ఆవిరిగా మారడానికి కొంత శక్తి అవసరం. ఇది నీటిఆవిరిలో గుప్తోష్ణంగా నిక్షిప్తమవుతుంది. ఇది తిరిగి ద్రవీభవనం చెందేటప్పుడు ఈ గుప్తోష్ణం మళ్లీ విడుదలవుతుంది. వాతావరణంలో అలజడులు, తుపానులు ఏర్పడటానికి ఇదే కారణం. అలాగే వాయురాశులు ఎక్కువ వేడి అయితే వ్యాకోచం చెంది ద్రవీభవనం చెందడానికి అవకాశం ఉంది. 

* మానవ శరీర ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడంలో కూడా వాతావరణ ఆర్ద్రత ఉపయోగపడుతుంది.

 

మూడు రకాలు

వాతావరణంలోని ఆర్ద్రతను మూడు విధాలుగా పేర్కొంటారు.

నిరపేక్ష ఆర్ద్రత (Absolute Humidity): ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక ఘ.సెం.మీ. గాలిలోని నీటిఆవిరి బరువును నిరపేక్ష ఆర్ద్రత అంటారు. దీన్ని గ్రా./సెం.మీ. అనే ప్రమాణాల్లో కొలుస్తారు. ఒక భౌగోళిక ప్రాంతంలో నిరపేక్ష ఆర్ద్రత ఆ ప్రాంత ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అంటే కవోష్ణ వాయువు, శీతల వాయువు కంటే ఎక్కువ నీటిఆవిరిని గ్రహిస్తుంది.

విశిష్ట ఆర్ద్రత (Specific Humidity): ఒక కిలోగ్రామ్‌ గాలిలోని నీటిఆవిరి బరువే విశిష్ట ఆర్ద్రత. ఇది ఏదైనా భౌగోళిక ప్రాంతంలో నీటిఆవిరి పీడనానికి సమానమవుతుంది. ఒక భౌగోళిక ప్రాంతంలో విశిష్ట ఆర్ద్రత ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడదు. దీనికి ప్రమాణాలు ఉండవు.

సాపేక్ష ఆర్ద్రత (Relative Humidity): ఒకే ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద ఒక ఘ.సెం.మీ. గాలిలోని నీటిఆవిరి పరిమాణానికి, అదే ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద అదే ఘ.సెం.మీ. గాలి నిలిపి ఉంచగలిగిన గరిష్ఠ నీటిఆవిరి పరిమాణానికి ఉన్న నిష్పత్తినే సాపేక్ష ఆర్ద్రత అంటారు. దీన్ని శాతాల్లో వ్యక్తపరుస్తారు.

* సాపేక్ష ఆర్ద్రత, ఉష్ణోగ్రతకు విలోమ సంబంధం ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే వాతావరణ గాలి సాపేక్ష ఆర్ద్రత తగ్గుతుంది. ఉష్ణోగ్రత తగ్గితే సాపేక్ష ఆర్ద్రత పెరుగుతుంది. 

* సాపేక్ష ఆర్ద్రత భూమధ్యరేఖా ప్రాంతాల్లో ఎక్కువగా, ఉప అయనరేఖా మండల ప్రాంతాల్లో తక్కువగా ఉంటుంది. అక్కడి నుంచి ధ్రువాల వైపు (ఉన్నత అక్షాంశాలు) వెళ్లేకొద్దీ పెరుగుతుంది. 

* ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్ద అయితే వాతావరణ గాలి పూర్తిగా నీటిఆవిరితో సంతృప్తం చెందుతుందో ఆ ఉష్ణోగ్రతను తుషార స్థానం (Dew point) అని పిలుస్తారు. ఈ స్థానం వద్ద వాతావరణంలో సాపేక్ష ఆర్ద్రత నూటికి నూరు శాతంగా ఉంటుంది. వాతావరణ గాలి నీటిఆవిరితో సంతృప్తం చెందగానే ద్రవీభవన ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. 

 

ద్రవీభవనం

నీటిఆవిరి నీటి బిందువులు లేదా మంచుకణాలుగా మారే ప్రక్రియను ద్రవీభవనం అంటారు. వాతావరణంలోని గాలిలో ఉష్ణోగ్రత 3.8 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ కంటే ఎక్కువైనప్పుడు నీటి ఆవిరి నీటి బిందువులుగా మారగా, తక్కువైనప్పుడు మంచుకణాల రూపంలో ద్రవీభవిస్తుంది.నీటికి ఉన్న ఈ విశిష్ట లక్షణాన్ని నీటి సందిగ్ధ ఉష్ణోగ్రత (Critical Temperature of the water) అని పిలుస్తారు. దీనికి కారణం నీటికి ఉన్న అసంగత వ్యాకోచ గుణకం.

* భూఉపరితలంపై వెచ్చని వాయురాశి, చల్లని వాయురాశితో కూడిన ఉపరితలాలను తాకినప్పుడు ద్రవీభవనం సంభవిస్తుంది. భూమిపై ఏదైనా ప్రాంతంలో కింది అనుకూలతలు ఉన్నప్పుడు ద్రవీభవనం జరుగుతుంది.

ఎ) శీతాకాలమై ఉండాలి.

బి) ఉష్ణవికిరణం రేటు అధికంగా ఉండి భూభాగాలు బాగా చల్లబడి ఉండాలి.

సి) భూఉపరితలాలు సమతలంగా ఉండాలి.

 

ద్రవీభవన రూపాలు:

తుషారం (Dew): ఉష్ణమండల ప్రాంతాల్లో శీతాకాలంలో చెట్ల ఆకులు, బండరాళ్లపై నీటిబిందువుల రూపంలో ఏర్పడే ద్రవీభవనం.

శ్వేత తుహినం (White Frost): సమశీతోష్ణ మండల ప్రాంతాల్లో శీతాకాలంలో చెట్ల ఆకులు, బండరాళ్లపై మంచు పెలికల రూపంలో ఏర్పడే ద్రవీభవనం.

పొగమంచు (Fog): భూఉపరితలంపై ఉష్ణోగ్రతలు తుషార స్థానం కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు వాతావరణ గాలిలోని నీటిఆవిరి దుమ్ము, ధూళి రేణువుల చుట్టూ చేరి చిన్న నీటి బిందువుల రూపంలో ద్రవీభవించి భూఉపరితలాన్ని ఆనుకొని ఉన్న గాలిలో తేలియాడుతూ ఉంటుంది. ఈ నీటిబిందువుల సమూహాన్ని పొగమంచు అంటారు. వాతావరణంలో పొగమంచు ఏర్పడినప్పుడు ఎదురుగా ఉన్నవి సరిగా కనిపించవు.

పలుచని పొగమంచు (Mist): ఎక్కువ తేమ ఉన్న పొగమంచును పలుచని పొగమంచు అంటారు. 

కాలుష్య పొగమంచు (Haze): ఇది శీతాకాలంలో పారిశ్రామిక ప్రాంతాల్లో సంభవిస్తుంది. ఈ ప్రాంతాల్లో వాతావరణంలోని కార్బన్, సల్ఫర్, నైట్రోజన్‌ లాంటి కాలుష్య కణాల చుట్టూ నీటిఆవిరి చేరి ద్రవీభవనం చెందగా ఏర్పడే నీటిబిందువుల సమూహమే కాలుష్య పొగమంచు.

 

అవపాతం

వాతావరణ గాలిలో నీటిఆవిరి ద్రవీభవనం చెందడం వల్ల ఏర్పడిన ద్రవరూపం లేదా ఘనరూపంలోని తేమను అవపాతం అంటారు. ఇది భూమిపై ఉన్న ఆయా ప్రాంతాల్లో ఉష్ణోగ్రత తీవ్రత ఆధారంగా వివిధ రూపాల్లో చేరుతుంది. వీటినే అవపాత రూపాలు అని పిలుస్తారు. అవి..

హిమం (Snow): వాతావరణ గాలిలో ఉష్ణోగ్రత 3.8 డిగ్రీల సెంటిగ్రేడ్‌ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు నీటిఆవిరి ఆరు ముఖాలు కలిగిన మంచు కణాలుగా మారి భూ ఉపరితలాన్ని చేరితే దాన్ని హిమం అని పిలుస్తారు.

హిమశీకరం (Sleet): వాతావరణంలోని తేమ భూఉపరితలాన్ని చేరేటప్పుడు మార్గమధ్యలో ఉష్ణోగ్రత 3.8 డిగ్రీల సెంటిగ్రేడ్‌ల కంటే  తగ్గినప్పుడు ఆ తేమ మంచు పెలికల రూపంలో భూఉపరితలాన్ని చేరుతుంది. దాన్నే హిమశీకరం అంటారు. శీతాకాలంలో హిమాచల్‌ ప్రదేశ్, జమ్మూకశ్మీర్‌లో రహదారులపై భారీ వాహనాలు తలకిందులై పడటానికి కారణం రోడ్డు ఉపరితలంపై ఏర్పడిన హిమశీకరం.

గ్లేజ్‌ (Glaze): వాతావరణంలోని తేమ భూఉపరితలాన్ని చేరిన తర్వాత అక్కడ ఉష్ణోగ్రతలు 3.8 డిగ్రీల సెంటిగ్రేడ్‌ కంటే తక్కువగా ఉండి ఆ తేమ మంచు కణాలుగా మారితే దాన్ని గ్లేజ్‌ అని పిలుస్తారు.

తుంపర (Drizzle): తుపానుల సమయంలో వర్షం ఆగిపోయిన తర్వాత గాలిలో వేలాడుతూ ఉన్న చిన్న నీటిబిందువుల రూపమే తుంపర.

వడగండ్లు (Hails): వేసవికాలంలో జరిగే విపరీత సంవహన ప్రక్రియ వల్ల ట్రోపో ఆవరణంలో ఏర్పడే క్యుములోనింబస్‌ మేఘాల ఆవరణ నుంచి ఘనస్థితిలో భూఉపరితలాన్ని చేరే తేమను వడగండ్లు అంటారు. 

వర్షపాతం

వాతావరణంలోని తేమ నీటిబిందువుల రూపంలో భూఉపరితలాన్ని చేరితే దాన్ని వర్షపాతం అంటారు. ఆయా భౌగోళిక ప్రాంతాల్లో వర్షపాతం సంభవించే విధానాన్ని అనుసరించి దాన్ని మూడు రకాలుగా విభజించారు. 

ఎ) పర్వతీయ వర్షపాతం (Orographic Rainfall)    

బి) సంవహన వర్షపాతం (Convectional Rainfall)

సి) చక్రవాత వర్షపాతం (Cyclonic Rainfall)

పర్వతీయ వర్షపాతం: తేమతో కూడిన పవనాలు వీచే దిశలో ఎత్తయిన పర్వత భూభాగాలు అడ్డుకోవడం వల్ల సంభవించే వర్షపాతం. పర్వత పవనాభిముఖ దిశల్లో ఊర్ధ్వముఖంగా కదిలే గాలులు స్థిరోష్ణక శీతలీకరణ ప్రక్రియ ద్వారా (Adiabatic cooling process) చల్లబడి ద్రవీభవనం చెందడం వల్ల పర్వతీయ వర్షపాతం సంభవిస్తుంది. కానీ పర్వత పరాన్ముఖ దిశల్లో (వర్షచ్ఛాయా ప్రాంతం) గాలులు నిమజ్జనం చెందుతాయి. ఈ నిమజ్జనం చెందే గాలులు ఉష్ణగతిక ప్రక్రియ (Katabolic heating Process) వల్ల వేడెక్కి వ్యాకోచం చెంది అసంతృప్త స్థితికి మారడం వల్ల వర్షాన్ని ఇవ్వలేవు. అందువల్ల పర్వత పవనాభిముఖ దిశల్లో మాత్రమే వర్షం కురుస్తుంది. పర్వత పరాన్ముఖ దిశల్లో సంభవించదు. భారతదేశంలో, ప్రపంచ వ్యాప్తంగా కురిసే వర్షపాతం ఎక్కువగా పర్వతీయ రకానికి చెందింది. 

సంవహన వర్షపాతం: వేసవి కాలంలో భూభాగాలు అధికంగా వేడెక్కడం వల్ల విపరీత సంవహన ప్రక్రియ జరిగి, వాతావరణంలో క్యుములోనింబస్‌ మేఘాలు ఏర్పడి ఈ వర్షపాతం సంభవిస్తుంది. ఏప్రిల్, మే నెలల్లో ఎక్కువగా సాయంత్రం సమయాల్లో ఉరుములు, మెరుపులు, వడగండ్లతో తక్కువ సమయంలో అధిక పరిమాణంలో వర్షం పడుతుంది. దేశంలో ఈ వర్షపాతాన్ని ‘రుతుపవన ఆరంభపు జల్లులు’ అని కూడా పిలుస్తారు. మన దేశంలో వేసవి కాలంలో, ప్రపంచంలో భూమధ్యరేఖా ప్రాంతాల్లో ఈ వర్షపాతం ఎక్కువగా సంభవిస్తుంది.

* సంవహన వర్షపాతాన్ని వివిధ ప్రాంతాల్లో వేర్వేరు పేర్లతో పిలుస్తారు.

ఉత్తర్‌ప్రదేశ్‌ - అంధీలు/గుడ్డి జల్లులు (చెరకు పంటకు ఉపయోగం)

పశ్చిమ బెంగాల్, ఝార్ఖండ్‌ - కాలబైశాఖీలు (జనుము, వరి పంటలకు ఉపయోగం)

అసోం - నార్వెస్టర్స్‌/తేయాకు జల్లులు (తేయాకు పంటకు ఉపయోగం)

కేరళ, ఇతర ఈశాన్య రాష్ట్రాలు - మ్యాంగో షవర్స్‌/మామిడి జల్లులు (మామిడి పండ్ల పరిపక్వానికి ఉపయోగం) 

కర్ణాటక - చెర్రిబ్లాసమ్స్‌ (కాఫీ పంటకు ఉపయోగం)

తెలంగాణ - తొలకరి జల్లులు

ఆంధ్రప్రదేశ్‌ - ఏరువాక జల్లులు

చక్రవాత వర్షపాతం: ఇది చక్రవాతాల వల్ల సంభవిస్తుంది. చక్రవాతం అంటే మధ్యలో అల్పపీడనం ఏర్పడి చుట్టూ అధికపీడన వాయుస్వరూపంతో కూడుకుని ఉన్న పవన వ్యవస్థ. చక్రవాతంలో గాలులు కొరియాలిస్‌ ప్రభావాన్ని అనుసరించి పరిసరాల్లోని అధిక పీడన ప్రదేశాల నుంచి అల్పపీడన ప్రాంతం వైపు సుడిగాలుల రూపంలో ఉత్తరార్ధ గోళంలో అపసవ్య దిశలో, దక్షిణార్ధ గోళంలో సవ్య దిశలో కదులుతాయి. చక్రవాతాలు ఏర్పడే ప్రదేశాన్ని అనుసరించి వాటిని రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు.

సమశీతోష్ణ లేదా మధ్య అక్షాంశ చక్రవాతాలు: ఇవి రెండు విభిన్న లక్షణాలున్న వాయురాశులు. 40 నుంచి 60 డిగ్రీ సెంటిగ్రేడ్‌ల  ఉత్తర, దక్షిణ అక్షాంశాల మధ్య అభిసరణం చెందే ప్రాంతంలో ఏర్పడతాయి. అంటే ఈ అక్షాంశాల మధ్య చల్లటి ధ్రువ వాయురాశిపై వెచ్చటి పశ్చిమ వాయురాశి కదలడం వల్ల ఈ చక్రవాతాలు ఏర్పడతాయి. వాయురాశి అంటే ఒకే ఉష్ణోగ్రత, ఒకే ఆర్ద్రత కలిగిన వాయు సమూహం. సమశీతోష్ణ మండల చక్రవాతాలు జలభాగాలతో పోలిస్తే భూభాగాలపై శీతాకాలంలో ఎక్కువగా పశ్చిమ పవనాల దిశలో ఏర్పడతాయి. ఉత్తర అట్లాంటిక్‌ తీరప్రాంత భూభాగాల్లో ఇవి ఎక్కువగా ఏర్పడతాయి. అందుకే అట్లాంటిక్‌ సముద్రం ఎప్పుడూ అలజడులతో కూడి ఉంటుంది. దీన్ని కల్లోల సముద్రం అని పిలుస్తారు.

ఉష్ణమండల లేదా అయన రేఖామండల చక్రవాతాలు: ఇవి 8 నుంచి 15 డిగ్రీ సెంటీగ్రేడ్‌ల ఉత్తర, దక్షిణ అక్షాంశాల మధ్య భూభాగాలు అధికంగా వేడెక్కడం వల్ల జరిగే విపరీత సంవహన ప్రక్రియ వల్ల ఏర్పడతాయి. ఇవి వ్యాపార పవనాల దిశలో వేసవి కాలంలో సముద్రాల పశ్చిమ ప్రాంతాల్లో ఏర్పడతాయి. వీటిని వివిధ ప్రాంతాల్లో వేర్వేరు పేర్లతో పిలుస్తారు.

* చైనా, జపాన్‌ తీరాలను ఆనుకొని ఉన్న పశ్చిమ పసిఫిక్‌ మహాసముద్రంలో టైఫూన్స్‌  

* వెస్టిండీస్‌ దీవులను ఆనుకొని ఉన్న కరీబియన్‌ సముద్రంలో హరికేన్స్‌ 

* ఫిలిప్పీన్స్‌లో బాగీలు 

* ఆస్ట్రేలియా వాయవ్య తీరాన్ని అనుకొని ఉన్న హిందూ మహాసముద్రంలో విల్లీవిల్లీలు 

* హిందూ మహాసముద్రంలో తుపానులు (సైక్లోన్స్‌) అని పిలుస్తారు.

టోర్నడోలు: ఉత్తర అమెరికాలోని మిసిసిపి-మిస్సోరి, మెక్సికో సింధుశాఖ ప్రాంతాల్లో సంభవించే తీవ్రమైన గాలివానలతో కూడిన సమశీతోష్ణ మండల చక్రవాతాలను టోర్నడోలు అంటారు. వీటిలో గాలుల వేగం గంటకు 200 - 300 కి.మీ. వరకు ఉంటుంది.

జలస్తంభాలు: అట్లాంటిక్‌ మహాసముద్రంలో ఏర్పడే గరాటు ఆకారపు టోర్నడోలను జలస్తంభాలు అంటారు.

కాల్‌ లేదా పల్లనం: రెండు అధిక పీడన ప్రాంతాల మధ్య ఉన్న అల్పపీడన ప్రదేశాన్ని కాల్‌ అని పిలుస్తారు.

ప్రతిచక్రవాతాలు: మధ్యలో అధిక పీడనం ఉండి చుట్టూ అల్పపీడన వాయుస్వరూపంతో ఏర్పడి ఉన్న పవన వ్యవస్థ. ఇందులో గాలులు మధ్యలో ఉన్న అధికపీడన ప్రాంతం నుంచి పరిసరాల్లోని అల్పపీడన ప్రాంతాల వైపు కొరియాలిస్‌ ప్రభావాన్ని అనుసరించి ఉత్తరార్ధ గోళంలో సవ్యదిశలో, దక్షిణార్ధ గోళంలో అపసవ్యదిశలో నిమజ్జనం చెందుతాయి.

         ప్రతిచక్రవాత పరిసరాల్లో ఉష్ణోగ్రత విలోమ పరిస్థితులు ఏర్పడి వాతావరణం స్థిరంగా ఎలాంటి అలజడులు లేకుండా చల్లగా, ప్రశాంతంగా ఉంటుంది. కానీ చక్రవాత పరిసరాల్లో సాధారణ ఉష్ణోగ్రత క్షీణత క్రమ పరిస్థితులు ఏర్పడి వాతావరణం అస్థిరంగా అలజడులతో కూడుకొని ఉంటుంది. ప్రతిచక్రవాత పరిస్థితులు ఏర్పడిన చోట గాలులు నిమజ్జనం అవుతాయి. చక్రవాత పరిస్థితులు ఏర్పడి ఉన్నచోట గాలులు ఊర్ధ్వముఖంగా సంవహనం చెందుతాయి. ప్రతిచక్రవాత పరిస్థితులున్న ప్రాంతంలో భారమితిలో పాదరస మట్టం పెరుగుతూ ప్రశాంత వాతావరణాన్ని సూచిస్తే, చక్రవాత పరిస్థితులు ఉన్న చోట భారమితిలో పాదరస మట్టం తగ్గుతూ వర్షం రాకను తెలియజేస్తుంది.

రచయిత: సక్కరి జయకర్‌