मौसम और जलवायु की मूल अवधारणाएं

इस लेख में, हम कुछ बुनियादी शब्दों पर चर्चा करेंगे जिनका आप जलवायु विज्ञान (Climatology) में सामना करेंगे। हम मौसम (Weather) और जलवायु (Climate) के बुनियादी घटकों के बारे में जानेंगे और पता लगाएंगे कि वे कैसे भिन्न हैं।

मौसम और जलवायु में अंतर

मौसम (Weather) किसी निश्चित समय और विशिष्ट क्षेत्र के लिए गर्मी, नमी और अन्य अल्पकालिक वायुमंडलीय स्थितियों को संदर्भित करता है।

मौसम एक समय से दूसरे में बदलता रहता है| आपने लोगों को कहते सुना होगा कि आज मौसम अच्छा है, या ख़राब है, या आज बारिश के आसार हैं, इत्यादि|

इसके विपरीत, जलवायु (Climate) एक लंबी अवधि में और एक बड़े क्षेत्र के लिए गर्मी, नमी और अन्य वायुमंडलीय स्थितियों का एकत्रीकरण (औसत) है।

नोट

समशीतोष्ण अक्षांशों (temperate latitudes) की जलवायु, उष्णकटिबंधीय (tropics) की तुलना में कहीं अधिक परिवर्तनशील होती है।

मौसम और जलवायु के तत्व

तापमान

तापमान एक भौतिक मात्रा है जो व्यक्त करती है कि कोई चीज कितनी गर्म या कितनी ठंडी है।

किसी वस्तु का ताप (Heat) बढ़ने पर उसका तापमान (Temperature) बढ़ जाता है। पृथ्वी अपनी ऊष्मा मुख्य रूप से सूर्य से प्राप्त करती है। इसके बारे में हम ‘पृथ्वी का ताप बजट (Heat Budget of Earth)’ विषय में अध्ययन करेंगे।

तापमान मापने का उपकरण - थर्मामीटर (thermometer)

हम हमेशा छाया तापमान यानी हवा के तापमान को मापते हैं। ऐसा करने के लिए, हम थर्मामीटर को स्टीवेन्सन स्क्रीन (Stevenson Screen) के नाम से जाने वाले आश्रय में रखते हैं। यह सूर्य की तेज गर्मी की तीव्रता को बाहर रखने के लिए किया जाता है।

नोट

तीन प्रसिद्ध इकाइयाँ हैं जिनका उपयोग हम तापमान मापने के लिए करते हैं - सेल्सियस/सेंटीग्रेड (°C), फ़ारेनहाइट (°F), और केल्विन (K)

फारेनहाइट = (1.8 x डिग्री सेल्सियस) + 32 डिग्री

उदा. आइए 10°C को फारेनहाइट में बदलें:
(1.8 x 10°C.) + 32° = 18° + 32° = 50° फारेनहाइट

सेंटीग्रेड = (°F - 32) / 1.8

उदा. 68 डिग्री फारेनहाइट को सेंटीग्रेड में परिवर्तित करने के लिए:
(68° - 32°) / 1.8 = 36 / 1.8 = 20°C

तापमान से संबंधित शब्दावली

• औसत दैनिक तापमान (Mean daily temperature) - एक दिन के अधिकतम और न्यूनतम तापमान का औसत।

• दैनिक तापमान की सीमा (Diurnal range of temperature) - एक दिन के अधिकतम और न्यूनतम तापमान के बीच का अंतर।

• तापमान की वार्षिक सीमा (Annual range of temperature) - सबसे गर्म महीने (अर्थात उत्तरी गोलार्ध में जून या जुलाई) और सबसे ठंडे महीने (यानी उत्तरी गोलार्ध में जनवरी) के बीच का अंतर।

समतापी (Isotherms)

मासिक औसत तापमान (Monthly mean temperatures), तापमान वितरण मानचित्रों में Isotherms के रूप में दिखाए जाते हैं।

वायुमण्डलीय दबाव (Atmospheric Pressure)

दबाव एक बल है, जिसे मिलीबार (millibar, mb) में मापा जाता है।

वायु का भार होता है और यह पृथ्वी की सतह पर दबाव डालती है। इसे वायुमंडलीय दाब कहते हैं।

दाब मापने वाला यंत्र - बैरोमीटर/barometer. इसका आविष्कार 1643 में गैलीलियो (Galileo) और टोरिसेली (Torricelli) द्वारा किया गया।

वायुमंडलीय दबाव एक स्थान से दूसरे स्थान पर भिन्न होता है और एक ही स्थान पर भी यह समय-समय पर बदलता रहता है। आइए वायुमंडलीय दबाव को प्रभावित करने वाले कुछ कारकों को देखें:

• वायुमंडलीय परिसंचरण (Atmospheric circulation): औसत वायुमंडलीय दबाव 1013 मिलीबार के बराबर होता है। लेकिन यह आमतौर पर वातावरण में हवा की निरंतर गति के कारण 960 mb से 1,040 mb तक भिन्न होता है। यह चक्रवातों (cyclones) और प्रतिचक्रवातों (anticyclones) के निर्माण के दौरान बहुत अधिक भिन्न हो सकता है।

• ऊंचाई: जैसे-जैसे हम वायुमंडल में ऊपर जाते हैं, हवा कम होती जाती है और इसलिए उसका वजन, या दबाव कम होता जाता है।

समभार रेखा (Isobars)

यह वह रेखा है जो मानचित्र पर समान दाब वाले स्थानों को मिलाती है।

हवा (Wind)

वायु (Wind), गति कर रही हवा (air) है - इसमें दिशा और गति दोनों होती हैं।

वे मुख्य रूप से पृथ्वी पर और वायुमंडल में गर्मी असंतुलन के कारण चलती हैं, जिससे दबाव अंतर (यानी दबाव ढाल, pressure gradient का गठन) होता है।

हवाओं का नाम हमेशा उसी दिशा पर रखा जाता है, जिस दिशा से वे चलती हैं। उदाहरण के लिए, पूर्व (East) से चलने वाली हवाओं को पुरवा (easterlies) कहा जा सकता है।

हवा की गति और दिशा मापने के लिए उपकरण:

• हवा की दिशा मापने के लिए प्रयोग किया जाने वाला उपकरण - विंड वेन (wind vane) या वेदर कॉक (weather cock)

• हवा की गति - आमतौर पर एनीमोमीटर/anemometer द्वारा मापी जाती है। कुछ संशोधनों के साथ, anemometer हवा की दिशाओं को भी रिकॉर्ड कर सकता है।

1805 में एडमिरल ब्यूफोर्ट, Admiral Beaufort ने एक तंत्र (ब्यूफोर्ट विंड स्केल, Beaufort Wind Scale) इज़ाद किया, जिसके उपयोग से हम हवाओं की गति/ताकत का आकलन केवल स्थानीय हवा द्वारा कुछ वस्तुओं को स्थानांतरित करने के तरीके को देखकर कर सकते हैं।

आर्द्रता (Humidity)

यह वायुमण्डल की नमी का माप है।

आपेक्षिक आर्द्रता (relative humidity) मापने का यंत्र - आर्द्रतामापी (hygrometer)

लेकिन आखिर सापेक्ष आर्द्रता होती क्या है?

निरपेक्ष और सापेक्ष आर्द्रता के बीच अंतर

• निरपेक्ष आर्द्रता (Absolute humidity) - यह हवा में मौजूद जलवाष्प (water vapour) की वास्तविक मात्रा है।

• सापेक्षिक आर्द्रता (Relative humidity) - यह जलवाष्प की वास्तविक मात्रा और किसी दिए गए तापमान पर वायु द्वारा धारण की जा सकने वाली जलवाष्प की अधिकतम मात्रा के बीच का अनुपात है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

नोट

सापेक्षिक आर्द्रता तापमान पर निर्भर करती है।

आप सापेक्ष आर्द्रता की परिभाषा से इसका अनुमान लगा सकते हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि हवा में जलवाष्प की अधिकतम मात्रा तापमान पर निर्भर करती है।

गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में अधिक जलवाष्प धारण कर सकती है। इसलिए, जैसे-जैसे आप हवा का तापमान बढ़ाते हैं, इसकी जलवाष्प वहन क्षमता भी बढ़ती है।

यदि आपेक्षिक आर्द्रता कम है, तो इसका मतलब है कि हवा शुष्क है (जैसे रेगिस्तान में)।
यदि आपेक्षिक आर्द्रता अधिक है, तो इसका अर्थ है कि हवा नम है (जैसे भूमध्यरेखीय, equatorial क्षेत्रों में)।

100% सापेक्षिक आर्द्रता पर क्या होता है?

100% सापेक्ष आर्द्रता का मतलब है कि हवा पूरी तरह से संतृप्त (saturated) है। यह और पानी नहीं रख सकती।

इस बिंदु पर हवा का तापमान ओस बिंदु (dew-point) पर कहा जाता है। अगर अब हम हवा को और ठंडा करते हैं, तो हवा में मौजूद जलवाष्प संघनित होकर बादलों या बारिश में बदल जाएगा। (वास्तव में ऐसा तब होता ही है, जब हवा ऊपर जाती है और ठंडी हो जाती है, जिससे बादलों का निर्माण होता है और अंततः बारिश होती है)

वर्षा

वर्षा, और वर्षा के अन्य रूप (बर्फ, ओले और ओले)।

इन्हें वर्षामापी (rain gauge) द्वारा मापा जाता है।

• वर्षा-दिन (Rain-day) - 24 घंटे की अवधि जिसमें कम से कम 0.01 इंच या अधिक वर्षा दर्ज की गई हो, उसे वर्षा-दिन (Rain-day) कहते हैं।

• गीला दिन (Wet day) - 24 घंटे की अवधि जिसमें कम से कम 0.04 इंच या अधिक बारिश दर्ज की गई हो, उसे गीला दिन (Wet day) कहते हैं।

नोट

10-12 इंच बर्फ, 1 इंच बारिश के बराबर होती है।

समवर्षा रेखा (Isohyet)

यह एक ऐसी रेखा है जो मानचित्र पर समान औसत वार्षिक वर्षा (mean annual rainfall) वाले स्थानों को जोड़ती है।