आर्द्रता

तापमान, वायुभार, वारे यांच्या बरोबरीनेच वातावरणीय आर्द्रता हा देखील हवा व हवामानाचा एक महत्वाचा घटक मानला जातो.  दव, दहिवर, धुके, पर्जन्य यांची निर्मिती आर्द्रतेवरच अवलंबून असते. पृथ्वीभोवतालच्या वातावरणातील वायू धुलीकरण या बरोबरच वातावरणात वायुरूप अवस्थेत अस्तित्वात असलेले पाणी किंवा बाष्प म्हणजेच आर्द्रता होय. 

वातावरणीय आर्द्रतेचे प्रमाण सर्वत्र सारखे असत नाही उष्ण कटीबंधात ते ४%, मध्य कटीबंधात ३%, तर वाळवंटी प्रदेश, ध्रुवीय प्रदेशात २% किंवा त्यापेक्षा कमी असते. तसेच एकूण वर्षभरात सर्व काळ आर्द्रता सारखी असत नाही. उन्हाळ्यात विशेषतः पावसाळ्यात आर्द्रता सर्वाधिक असते तर हिवाळ्यात सर्वात कमी असते म्हणजेच स्थळकाळानुसार आर्द्रता बदलताना दिसते. वातावरणातील ही आर्द्रता बाष्पीभवन (Evaporation) क्रियेवरती अवलंबून असते. ‘‘ज्या क्रियेमुळे पाण्याचे किंवा बर्फाचे रूपांतर वाफेमध्ये होते त्या क्रिेयेला बाष्पीभवन म्हणतात’’. किंवा ‘‘द्रवरूप किंवा घनरूप अवस्थेतील पाणी वायुरूप अवस्थेत परावर्तीत होते ती क्रिया म्हणजेच बाष्पीभवन होय.’’ बाष्पीभवनाची क्रिया हवेचे तापमान तसेच उपलब्ध जलाशय यावर अवलंबून असते. जास्त तापमानाच्या प्रदेशात हवेतील आर्द्रतेचे प्रमाण जास्त असते तर तापमान कमी झाले असता हवेतील आर्द्रताही कमी होते. पृथ्वीतलावरील महासागर व समुद्र ही बाष्पाची प्रमुख उगमस्थाने आहेत. याशिवाय सरोवरे, तलाव, नद्या, विहीरी, अरण्ये यांच्यापासून देखील वातावरणाला आर्द्रतेचा पुरवठा होतो. वनस्पतींच्या पानाद्वारे होणारे बाष्पोत्सर्जन (Evapo- Transpiration ) बाष्पनिर्मितीसाठी उपयुक्त मानले जाते. जमिनींच्या तुलनेत जलभागावर आर्द्रतेचे प्रमाण जास्त असते म्हणूनच भूखंडाच्या तुलनेत महासागरावर आर्द्रता जास्त आहे. दोन्ही गोलार्धांचा विचार करता उत्तर गोलार्धाच्या तुलनेत दक्षिण गोलार्धात आर्द्रतेचे प्रमाण जास्त आहे. आर्द्रतेच्या अक्षांशीय वितरणाचा विचार करता दोन्ही गोलार्धात १० अंश ते २० अंश अक्षांशामध्ये व्यापारी वाऱ्यांच्या प्रभावक्षेत्रात आर्द्र्रतेचे प्रमाण सर्वाधिक असते. वातावरणातील जलचक्राद्वारे (Hydrological cycle) संपूर्ण सजीवसृष्टीला आर्द्रतेचा पुरवठा केला जातो. सूर्याच्या उष्णतेुळे पाण्याचे रूपांतर बाष्पात होते. उंच वातावरणात बाष्पाचे ढग तयार होतात. सांद्रीभवन (Condensetion) क्रियेद्वारा बाष्पाचे पुन्हा पाण्यामध्ये रूपांतर होते. वृष्टीच्या (Precipitation) रूपाने पाणी पुन्हा भूपृष्ठावर अवतरते. भूपृष्ठावरील हे पाणी नद्या, नाले, ओढे यांच्या स्वरूपात पुन्हा सागराला मिळते. म्हणजेच सागर विभागाकडून भूभागाकडे व भूभागाकडून पुन्हा सागरभागाकडे होणारे बाष्पाचे वहन’ जलचक्र म्हणून ओळखले जाते.

वातावरणातील बाष्प व तापमान यांचा सम स्वरूपाचा संबंध आहे. हवेचे तापमान वाढले असता हवेची बाष्प धारणाशक्तीही वाढते. तर तापमान कमी झाले असता हवेची बाष्पधारणाशक्ती कमी होते. आकारमानाची हवा विशिष्ट तापमानावर विशिष्ट वजनाचे बाष्प सामाऊन घेते. यालाच त्या हवेची ‘बाष्पधारणशक्ती’ असे म्हणतात. प्रत्यक्षात तेवढे बाष्प जर त्या हवेत असेल तर अशी हवा ‘बाष्प संपृक्त हवा’ म्हणून ओळखली जाते. बाष्पसंप्रक्त हवेचे तापमान कमी झाल्यास तिच्यातील ज्यादा बाष्पाचे सांद्रीभवन होते व बाष्पाचे रूपांतर पाण्यात किंवा बर्फात होते. वृष्टीच्या निर्मितीमध्ये विशेत: पर्जन्याचा निर्मितीसाठी ही क्रिया महत्त्वाची मानली जाते. विषुववृत्तीय प्रेदशांध्ये हवेचे तापमान नेहमीच जास्त असते. त्यामुळे तेथील हवेत बाष्पाचे प्रमाणही जास्त असते. अशा हवेचे तापमान कमी झाल्यास पाऊस पडतो. तर ध्रुवीय प्रदेशात तापमान कमी असते. त्यामुळे तेथील हवेत बाष्पाचे प्रमाण कमी असते. परिणामी अशा वातावरणात पावसाची शक्यता कमी होते.

आर्द्रतेचे प्रकार (Types of Humdidity)

ज्या प्रमाणे हवेला वजन असते त्याच प्रमाणे वायुरूप अवस्थेतील पाण्याला किंवा बाष्पालाही वजन असते. बाष्पाच्या या वजनी प्रमाणानुसार हवेतील बाष्पाचा किंवा आर्द्रतेचा उल्लेख केला जातो. हवेतील बाष्पाचे प्रमाण मोजण्याच्या पध्दती वरूनच आर्द्रतेचे विविध प्रकारे वर्गीकरण केले जाते. यामध्ये निरपेक्ष आर्द्रता, विशिष्ट आर्द्रता व सापेक्ष आर्द्रता यांचा समावेश होतो. आर्द्रतेचे हे प्रकार पुढील प्रमाणे –

निरपेक्ष आर्द्रता(Absolute Humidity)

निरपेक्ष आर्द्रता म्हणजेच एखाद्या प्रदेशातील विशिष्ट वेळी, विशिष्ट आकारमानाच्या, विशिष्ट तापमानाच्या हवेतील बाष्पाचे वजनी प्रमाण होय. उदा. एखाद्या प्रदेशातील १ घनमीटर आकारमानाच्या, ५० सें.ग्रे. तापमानाच्या हवेध्ये ५ ग्रॅ बाष्प असल्यास ती त्या हवेची निरपेक्ष आर्द्रता होय. निरपेक्ष आर्द्रता ही हवेचे आकारमान व तापमान यावरून ठरविली जाते. तापमानानुसार हवेचे आकारमान बदलत असल्याने आर्द्रतेमध्येही बदल होताना दिसतो. म्हणूनच हवामानाच्या अभ्यासात निरपेक्ष आर्द्रता कालबाह्य वाटू लागली व आर्द्रतेच्या मोजमापासाठी दुसरी पध्दती अस्तित्वात आली.

विशिष्ट आर्द्रता(Specific Humidity)

विशिष्ट तापमानाची व विशिष्ट आकारमानाची हवा वातावरणात उंच गेल्यास किंवा खाली आल्यास तिच्या तापमानात बदल होतो. परिणामी हवेचे आकारमानही बदलते. त्यामुळे त्या हवेच्या निरपेक्ष आर्द्रतेमध्ये बदल घडून येतो. हा बदल वातावरणाच्या व हवामानाच्या अभ्यासास योग्य नसतो. यावर उपाय म्हणून आर्द्रतेच्या मोजमापासाठी नवीन पध्दती वापरात आली.

‘‘एखाद्या प्रदेशातील विशिष्ट वजनाच्या हवेत बाष्पाचे जेवढे वजनी भाग प्रमाण असते त्याला त्या हवेची विशिष्ट आर्द्रता असे म्हणतात.’’ उदा. १००० ग्रॅ वजनाच्या हवेध्ये १००० ग्रॅ बाष्पाचे प्रमाण असल्यास ती त्या हवेची विशिष्ट आर्द्रता मानली जाते. विशिष्ट वजनाची हवा वातावरणात उंच गेल्यास किंवा खाली आल्यास तिच्या तापमानात बदल होतो. आकारमानात बदल होतो परंतू तिच्या वजनात बदल होत नाही परिणामी त्या हवेच्या विशिष्ट आर्द्रतेत बदल होत नाही म्हणूनच वातावरणाच्या व हवामानाच्या अभ्यासात विशिष्ट आर्द्रता महत्त्वाची मानतात.

सापेक्ष आर्द्रता(Relative Humdity)

विशिष्ट आकारमानाच्या व तापमानाच्या हवेतील बाष्पाचे प्रत्यक्ष प्रमाण व त्याच तापमानावरील हवेची बाष्पधारणशक्ती यांचे गुणोत्तर म्हणजेच सापेक्ष आर्द्रता होय. दुसऱ्या शब्दात सांगायचे झाल्यास हवेची निरपेक्ष आर्द्रता व त्याच हवेची बाष्पधारणशक्ती यांची तुलना किंवा गुणोत्तर म्हणजेच ‘सापेक्ष आर्द्रता’ होय. सापेक्ष आर्द्रता अपूर्णांकात किंवा टक्केवारीत सांगितली जाते. बाष्पधारण शक्तीच्या अनुषंगाने किंवा तुलनेने निरपेक्ष आर्द्रता सांगीतली जाते. म्हणूनच तिला सापेक्ष आर्द्रता असे म्हंटले जाते. कोणत्याही प्रदेशाची किंवा ठिकाणाची सापेक्ष आर्द्रता शून्य किंवा ०% असत नाही. कारण हवा कितीही कोरडी असली तरी तिच्यात थोडातरी बाष्पाचा अंश असतोच. हवेतील बाष्पाचे प्रमाण वाढले असता सापेक्ष आर्द्रताही वाढत जाते. हवेच्या कमाल बाष्पधारण शक्ती एवढे बाष्प जर त्या हवेध्ये सामावले गेले तर त्या हवेची सापेक्ष आर्द्रता १००% होते या हवेत या पुढे जास्त बाष्प सामावले जाऊ शकत नाही. अशा हवेला ‘बाष्पसंपृक्त हवा’ (Saturated Air) म्हणतात. जर बाष्पधारणशक्ती पेक्षा बाष्पाचे प्रमाण कमी असेल तर ती हवा असंपृक्त हवा (Unsaturated Air) म्हणून ओळखली जाते. एखाद्या प्रदेशातील निरपेक्ष आर्द्रता व तेथील हवेची बाष्पधारणशक्ती यांची तुलना करून त्या प्रदेशातील हवेची सापेक्ष आर्द्रता ठरवता येते.

म्हणजेच हवेच्या बाष्पधारणशक्तीपेक्षा कमी बाष्प जर त्या हवेध्ये प्रत्यक्ष सामावलेले असल्यास त्या हवेची सापेक्ष आर्द्रता १००% पेक्षा कमी असते. अशी हवा अजून जास्त बाष्प सामाऊन घेऊ शकते. तिला असंप्रक्त हवा असे म्हणतात. सापेक्ष आर्द्रतेचे मोजमाप करण्यासाठी ओल्या व कोरड्या फुग्याचा तापमापक (Wet and Dry Bulb Thermometer) वापरतात. तर सापेक्ष आर्द्रतेची सतत एक आठवड्याची नोंद ठेवण्यासाठी आर्द्रता लेखक (Hair Hygrograph) हे उपकरण वापरतात.

वातावरणाच्या व हवामानाच्या आभ्यासात आर्द्रता हा एक महत्त्वाचा घटक मानला जातो. हवेचे वातावरणीय अविष्कार जसे दंव, दहिवर, धुके, पर्जन्य इ. वातावरणातील आर्द्रते वर अवलंबून असतात.ध्रुविय व वाळवंटी प्रदेशांच्या तुलनेत विषुववृत्तीय प्रदेशात आर्द्रता जास्त असल्याने तेथे पर्जन्याचे प्रमाण जास्त आढळते. आर्द्रतेच्या प्रमाणावर त्या प्रदेशातील हवामान ठरत असते. सागरसानिध्यातील प्रदेशात आर्द्रता जास्त असल्याने तेथील हवामान उष्ण व दमट स्वरूपाचे असते तर खंडातर्गत भाग व वाळवंटामध्ये हवा कोरडी असल्याने तेथील हवामान उष्ण व कोरडे बनले आहे. पृथ्वीतलावरील वनस्पती व प्राणी या सजीवांच्या दृष्टीने तर आर्द्रता खुपच महत्त्वाची मानली जाते.

सांद्रीभवन / संघनन (Condensation) :

‘हवेतील किंवा वातावरणातील बाष्प, तापमान कमी झाल्यामुळे पून्हा जलकणात किंवा हिमकणात रूपांतरित होण्याची क्रिया म्हणजेच सांद्रीभवन किंवा संघनन होय.’ असंपृक्त हवा किंवा १००% पेक्षा कमी सापेक्ष आर्द्रता असलेली हवा तापमान कमी होत गेल्याने थंड होऊ लागते. परिणामी तिची बाष्पधारणशक्ती कमी कमी होत जाते. शेवटी ती हवा बाष्पसंपृक्त बनते. म्हणजेच तिची सापेक्ष आर्द्रता १००% होते. ‘‘असंपृक्त हवा ज्या विशिष्ट तापमानाच्या पातळीवर बाष्पसंपृक्त होते त्या तापमानाला किंवा तापमानाच्या पातळीला दवबिंदू किंवा दवांक (Dew Point) असे म्हणतात.’’

वातावरणीतील सांद्रीभवनाची क्रिया मुख्यत: दोन घटकांवर अवलंबून असते. यामध्ये तेथील हवेची सापेक्ष आर्द्रता व हवेचे तापमान. आर्द्रतायुक्त हवेचे तापमान कमी होत गेल्यास ती बाष्प संपृक्त बनते व मोठ्या प्रमाणात सांद्रीभवनाची क्रिया घडून येते. सांद्रीभवनाची क्रिया होताना वाफेचे रूपांतर जलकणात किंवा हिमकणात होत असते. या जलकणांच्या किंवा हिमकणांच्या निर्मितीला ज्या धुलीकणांची आवश्यकता असते त्यांना ‘जलाकर्षक धुलीकण (Hygroscopic Nuclei) असे म्हणतात. सांद्रीभवनाची क्रिया होत असताना तापमानाची पातळी (दवबिंदू किंवा दवांक) जर गोठणबिंदूच्या वरती असेल तर बाष्पाचे रूपांतर (जलकणात) दव, धुके, ढग किंवा पाऊस अशा वेगवेगळया स्वरूपात होताना दिसते. आणि जर, सांद्रीभवनाची क्रिया होताना दवबिंदू किंवा दवांक गोठणबिंदूच्या (०० सें.ग्रे.) च्या खाली असेल तर बाष्पाचे रूपांतर हिमकणात होते व दहिवर गारा किंवा हिमवर्षा यांची निर्मिती होते.

सांद्रीभवनाच्या क्रियेसाठी हवेध्ये भरपूर आर्द्रता असावी लागते. तसेच त्या हवेचे तापमान कमी व्हावे लागते. तापमान कमी होण्याच्या स्वरूपावरून सांद्रीभवनाचे गतिशील व स्थितीशील असे प्रकार केले जातात.

गतीशील सांद्रीभवन (Dynamic Condensation)

तापमानाच्या बदलाला अनुसरून हवेचे उध्वगामी प्रवाह सुरू होतात भूपृष्ठाजवळ हवा तापते. प्रसरण पावते, वजनाने हलकी होते व वातावरणात उंच जाऊ लागते. त्यामुळे ती थंड होते व तिला दवांक प्राप्त होतो वर गेल्यावर ती थंड होते व तिला दवांक प्राप्त होतो व सांद्रीभवनाची क्रिया घडून येते. यालाच गतिशील सांद्रीभवन असे म्हणतात. उष्ण व थंड वायुराशींच्या एकत्र येण्यानेही उंच वातावरणात सांद्रीभवनाची क्रिया घडते. म्हणूनच याला उच्चवातावरणीय सांद्रीभवन (Uppar Atmospheric Condensation) असेही म्हणतात. या प्रकारच्या सांद्रीभवनाने ढगांची निर्मिती मोठ्या प्रमाणात होते.

स्थितीशील सांद्रीभवन (Static Condensation)

रात्रीच्यावेळी विशेषत: हिवाळयात भूपृष्ठाच्या अत्याधिक उष्णता उत्सर्जनाने तापमान एकदम कमी होते. पहाटेच्या वेळी भूपृष्ठाकडील उष्णतेचे उत्सर्जन संपूष्टात येते व भूपृष्ठाजवळ तापमान दवांक पातळीवर पोहोचते. अशा वेळी भूपृष्ठाजवळ सांद्रीभवनाची क्रिया घडून येते आणि जलकण व हिमकणांची निर्मिती होते. यालाच स्थितीशील सांद्रीभवन किंवा भूपृष्ठीय सांद्रीभवन (Surface Condensation) असे म्हणतात. या प्रकारच्या सांद्रीभवनाने दंव, दहिवर, धुके यांची निर्मिती होते.

एकूणच हवामानाच्या दृष्टीने सांद्रीभवनाची क्रिया महत्त्वाची मानली जाते. सांद्रीभवनामुळेच वृष्टीची सर्व रूपे दंव, दहिवर, धुके, गारा, पर्जन्य, हिमवृष्टी यांची निर्मिती होते. सांद्रीभवनाची क्रिया घडून येताना मोठ्या प्रमाणात अनद्‌भूत उष्णता / गुप्त उष्णता (Latant Heat) वातावरणाला पूरवली जाते. या उष्णतेुळे हवेत अस्थिरता (Instability) निर्माण होते. या अस्थिरतेुळे वातावरणात अभिसरण प्रवाह (Convectional Current)) निर्माण होतात व पर्जन्याला पोषक स्थिती निर्माण होते.

मित्रांसोबत शेयर करा.

Leave a comment

Your email address will not be published.

error: