कोहरे का निर्माण: जल वाष्प और तापमान की गतिशीलता को समझना

कोहरा, दुनिया भर में एक परिचित दृश्य, कैलिफोर्निया के तटीय क्षेत्रों से लेकर स्कॉटलैंड के धुंधले ऊंचे इलाकों और दक्षिण पूर्व एशिया के आर्द्र परिदृश्यों तक, अनिवार्य रूप से एक बादल है जो जमीनी स्तर पर बनता है। इसका निर्माण एक आकर्षक प्रक्रिया है जो जल वाष्प और तापमान की परस्पर क्रिया से जटिल रूप से जुड़ी हुई है। यह लेख कोहरे के निर्माण के पीछे के विज्ञान की पड़ताल करता है, विभिन्न प्रकार के कोहरे और उनके विकास के लिए अनुकूल वायुमंडलीय स्थितियों की खोज करता है।

कोहरे के निर्माण का विज्ञान: जल वाष्प और संघनन

कोहरे के निर्माण का मूल सिद्धांत संघनन की अवधारणा है। हवा में जल वाष्प होता है, जो अपनी गैसीय अवस्था में पानी है। हवा में जल वाष्प की मात्रा उसके तापमान से सीधे संबंधित होती है। गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में अधिक जल वाष्प धारण कर सकती है। जब हवा संतृप्त हो जाती है, जिसका अर्थ है कि वह किसी दिए गए तापमान पर और अधिक जल वाष्प नहीं रख सकती है, तो अतिरिक्त जल वाष्प तरल पानी में संघनित हो जाता है। इस संघनन प्रक्रिया के लिए धूल, नमक और प्रदूषकों जैसे छोटे कणों की आवश्यकता होती है, जिन्हें संघनन नाभिक कहा जाता है, जो जल वाष्प को संघनित होने के लिए एक सतह प्रदान करते हैं।

कोहरा तब बनता है जब हवा में जल वाष्प पृथ्वी की सतह के पास हवा में निलंबित छोटी तरल पानी की बूंदों में संघनित हो जाता है। यह संघनन तब होता है जब हवा का तापमान ओसांक तक ठंडा हो जाता है, वह तापमान जिस पर हवा संतृप्त हो जाती है और संघनन शुरू हो जाता है। जब हवा का तापमान ओसांक तक पहुंच जाता है, तो सापेक्ष आर्द्रता (हवा में जल वाष्प की मात्रा की तुलना में उस तापमान पर अधिकतम मात्रा जो वह धारण कर सकती है) 100% तक पहुंच जाती है।

इसलिए, कोहरे का निर्माण दो प्राथमिक कारकों द्वारा संचालित होता है:

• जल वाष्प की मात्रा में वृद्धि: हवा में अधिक नमी जोड़ने से ओसांक बढ़ जाता है और संतृप्ति की संभावना बढ़ जाती है।
• हवा के तापमान में कमी: हवा को ठंडा करने से उसकी जल वाष्प धारण करने की क्षमता कम हो जाती है, जिससे अंततः संतृप्ति और संघनन होता है।

कोहरे के प्रकार और उनके निर्माण तंत्र

यद्यपि कोहरे के निर्माण का अंतर्निहित सिद्धांत वही रहता है, विभिन्न प्रकार के कोहरे अलग-अलग वायुमंडलीय परिस्थितियों में बनते हैं। यहाँ कुछ सबसे सामान्य प्रकार के कोहरे दिए गए हैं:

1. विकिरण कोहरा

विकिरण कोहरा, जिसे जमीनी कोहरा भी कहा जाता है, कोहरे का सबसे आम प्रकार है। यह साफ, शांत रातों में बनता है जब पृथ्वी की सतह विकिरणकारी गर्मी के नुकसान के माध्यम से तेजी से ठंडी हो जाती है। जैसे ही जमीन ठंडी होती है, वह सीधे अपने ऊपर की हवा को ठंडा करती है। यदि हवा पर्याप्त रूप से नम है, तो सतह के पास की हवा का तापमान ओसांक तक गिर जाएगा, जिससे संघनन और कोहरे का निर्माण होगा। विकिरण कोहरा घाटियों और निचले इलाकों में सबसे आम है जहाँ ठंडी हवा जमा हो सकती है। उदाहरण के लिए, इटली की पो घाटी, शरद ऋतु और सर्दियों के महीनों के दौरान अपने लगातार विकिरण कोहरे के लिए प्रसिद्ध है, जिसका कारण इस क्षेत्र का समतल भूभाग और अपेक्षाकृत उच्च आर्द्रता है।

विकिरण कोहरे के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ:

• साफ आसमान (अधिकतम विकिरण शीतलन की अनुमति देता है)
• शांत हवाएं (गर्म और ठंडी हवा के मिश्रण को रोकती हैं)
• सतह के पास नम हवा
• लंबी रातें (विस्तारित शीतलन अवधि की अनुमति देती हैं)

2. अभिवहन कोहरा

अभिवहन कोहरा तब बनता है जब गर्म, नम हवा एक ठंडी सतह पर क्षैतिज रूप से चलती है। जैसे ही गर्म हवा ठंडी सतह के संपर्क में आती है, यह ठंडी हो जाती है और इसका जल वाष्प संघनित हो जाता है। अभिवहन कोहरे का एक प्रमुख उदाहरण वह कोहरा है जो अक्सर कैलिफोर्निया के तट को ढँक लेता है। प्रशांत महासागर से गर्म, नम हवा ठंडी कैलिफोर्निया धारा के ऊपर बहती है, जिससे व्यापक और लगातार कोहरा बनता है। इसी तरह, कनाडा के न्यूफ़ाउंडलैंड में, अभिवहन कोहरा तब बनता है जब गल्फ स्ट्रीम से गर्म, नम हवा ठंडी लैब्राडोर धारा के ऊपर चलती है।

अभिवहन कोहरे के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ:

• गर्म, नम हवा
• ठंडी सतह (भूमि या पानी)
• गर्म, नम हवा को ले जाने के लिए हवा

3. वाष्पीकरण कोहरा

वाष्पीकरण कोहरा, जिसे भाप कोहरा या मिश्रण कोहरा भी कहा जाता है, तब बनता है जब ठंडी हवा गर्म पानी के ऊपर से गुजरती है। गर्म पानी वाष्पित हो जाता है, जिससे ठंडी हवा में नमी जुड़ जाती है। ठंडी हवा फिर पानी के ऊपर की संतृप्त हवा के साथ मिल जाती है, जिससे संघनन और कोहरे का निर्माण होता है। इस प्रकार का कोहरा आमतौर पर शरद ऋतु और सर्दियों के महीनों के दौरान झीलों और नदियों पर देखा जाता है जब पानी ऊपर की हवा की तुलना में अभी भी अपेक्षाकृत गर्म होता है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिका में ग्रेट लेक्स पर शुरुआती सर्दियों के दौरान भाप कोहरा देखा जा सकता है।

वाष्पीकरण कोहरे के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ:

• ठंडी हवा
• गर्म पानी
• अपेक्षाकृत शांत हवाएं

4. ढलानी कोहरा

ढलानी कोहरा तब बनता है जब नम हवा को किसी ढलान, जैसे पहाड़ या पहाड़ी पर चढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है। जैसे ही हवा ऊपर उठती है, यह फैलती है और ठंडी हो जाती है। यदि हवा पर्याप्त रूप से नम है, तो यह ओसांक तक ठंडी हो जाएगी, जिससे संघनन और कोहरे का निर्माण होगा। ढलानी कोहरा दुनिया भर के पहाड़ी क्षेत्रों में आम है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिका में रॉकी पर्वत की पूर्वी ढलानों पर कोहरा बन सकता है जब ग्रेट प्लेन्स से नम हवा को ऊपर की ओर धकेला जाता है।

ढलानी कोहरे के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ:

• नम हवा
• ढलान वाला भूभाग
• हवा को ढलान पर धकेलने के लिए हवा

5. वर्षण कोहरा

वर्षण कोहरा तब बनता है जब बारिश ठंडी हवा की एक परत से होकर गिरती है। बारिश वाष्पित हो जाती है, जिससे ठंडी हवा में नमी जुड़ जाती है। यदि हवा पहले से ही संतृप्ति के करीब है, तो बारिश के वाष्पीकरण से हवा संतृप्त हो सकती है और कोहरा बन सकता है। इस प्रकार का कोहरा सर्दियों के महीनों में सबसे आम है। एक उदाहरण उन क्षेत्रों में वर्षा के बाद देखा जा सकता है जहाँ जमीन बारिश की तुलना में काफी ठंडी होती है।

वर्षण कोहरे के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ:

• बारिश
• सतह के पास ठंडी हवा
• संतृप्ति के करीब हवा

कोहरे का प्रभाव

कोहरा मानव जीवन और पर्यावरण के विभिन्न पहलुओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है। इसका प्रभाव सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकता है।

नकारात्मक प्रभाव

• परिवहन: कोहरा दृश्यता को काफी कम कर सकता है, जिससे ड्राइविंग, उड़ान और नौकायन खतरनाक हो जाता है। कोहरे से संबंधित दृश्यता के मुद्दों के कारण कई दुर्घटनाएँ हुई हैं। बड़े हवाई अड्डों और बंदरगाहों पर अक्सर कोहरे के कारण देरी और रद्दीकरण का सामना करना पड़ता है। उदाहरण के लिए, लंदन हीथ्रो हवाई अड्डे पर अक्सर सर्दियों के महीनों में कोहरे के कारण देरी होती है।
• कृषि: यद्यपि कभी-कभी फायदेमंद होता है, लगातार कोहरा सूरज की रोशनी के संपर्क को कम करके और फंगल रोगों को बढ़ावा देकर फसल की वृद्धि में बाधा डाल सकता है।
• मानव स्वास्थ्य: कोहरा श्वसन समस्याओं को बढ़ा सकता है, खासकर उच्च वायु प्रदूषण वाले क्षेत्रों में। कोहरे और प्रदूषकों का संयोजन स्मॉग बना सकता है, जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है।

सकारात्मक प्रभाव

• जल स्रोत: कुछ शुष्क क्षेत्रों में, कोहरा पानी का एक महत्वपूर्ण स्रोत हो सकता है। कोहरे से पानी की बूंदों को इकट्ठा करने के लिए कोहरा संचयन तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जो इन क्षेत्रों में समुदायों के लिए ताजे पानी का एक स्थायी स्रोत प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, चिली का अटाकामा रेगिस्तान पीने योग्य पानी प्राप्त करने के लिए कोहरे के संचयन का उपयोग करता है।
• पारिस्थितिकी तंत्र: कोहरा कुछ पारिस्थितिक तंत्रों, जैसे तटीय रेडवुड वनों में नमी के स्तर को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। कोहरा शुष्क मौसम के दौरान पेड़ों को आवश्यक नमी प्रदान करता है। कैलिफोर्निया के तटीय रेडवुड वन अपनी पानी की आपूर्ति के लिए कोहरे की बूंदों पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं।

कोहरा फैलाव तकनीक

कोहरे के विघटनकारी प्रभावों को देखते हुए, विशेष रूप से परिवहन पर, कोहरे को फैलाने के लिए विभिन्न तकनीकें विकसित की गई हैं। इन तकनीकों को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: गर्म कोहरा फैलाव और ठंडा कोहरा फैलाव।

गर्म कोहरा फैलाव

गर्म कोहरा वह कोहरा है जिसका तापमान 0°C (32°F) से ऊपर होता है। गर्म कोहरे को फैलाने के सामान्य तरीकों में शामिल हैं:

• तापन: इसमें हवा को गर्म करने और कोहरे की बूंदों को वाष्पित करने के लिए शक्तिशाली हीटर का उपयोग करना शामिल है। यह विधि ऊर्जा-गहन है और व्यापक रूप से उपयोग नहीं की जाती है।
• आर्द्रताग्राही पदार्थों के साथ सीडिंग: इसमें कोहरे में नमक जैसे आर्द्रताग्राही पदार्थों को फैलाना शामिल है। ये पदार्थ जल वाष्प को अवशोषित करते हैं, जिससे कोहरे की बूंदें वाष्पित हो जाती हैं।
• यांत्रिक मिश्रण: इसमें कोहरे वाली हवा को ऊपर की सूखी हवा के साथ मिलाने के लिए पंखों या हेलीकॉप्टरों का उपयोग करना शामिल है, जिससे कोहरा छंट जाता है।

ठंडा कोहरा फैलाव

ठंडा कोहरा वह कोहरा है जिसका तापमान 0°C (32°F) से नीचे होता है। ठंडे कोहरे में सुपरकूल्ड पानी की बूंदें होती हैं, जो तरल पानी की बूंदें हैं जो ठंड से नीचे के तापमान पर मौजूद होती हैं। ठंडे कोहरे को फैलाने का सबसे आम तरीका है:

• बर्फ के नाभिक के साथ सीडिंग: इसमें कोहरे में सिल्वर आयोडाइड जैसे बर्फ के नाभिक फैलाना शामिल है। ये बर्फ के नाभिक सुपरकूल्ड पानी की बूंदों को जमने के लिए एक सतह प्रदान करते हैं, जिससे बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं। बर्फ के क्रिस्टल फिर हवा से बाहर गिर जाते हैं, जिससे कोहरा साफ हो जाता है। इस विधि का उपयोग आमतौर पर ठंडी जलवायु वाले हवाई अड्डों पर किया जाता है।

यद्यपि कोहरा फैलाव तकनीकें कुछ स्थितियों में प्रभावी हो सकती हैं, वे अक्सर महंगी होती हैं और पर्यावरणीय चिंताएं होती हैं। इसलिए, उनका उपयोग आमतौर पर हवाई अड्डे के संचालन जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों तक ही सीमित है।

निष्कर्ष

कोहरा, एक प्रतीत होता है कि सरल वायुमंडलीय घटना है, जो जल वाष्प और तापमान की एक जटिल परस्पर क्रिया है। कोहरे के निर्माण के पीछे के विज्ञान, विभिन्न प्रकार के कोहरे और उनके प्रभावों को समझना परिवहन, कृषि और पर्यावरण प्रबंधन सहित विभिन्न क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण है। कोहरे के निर्माण की ओर ले जाने वाली वायुमंडलीय स्थितियों को समझकर, हम इसके संभावित नकारात्मक प्रभावों का बेहतर अनुमान लगा सकते हैं और उन्हें कम कर सकते हैं और इसके संभावित लाभों का उपयोग कर सकते हैं।

घाटियों को ढकने वाले विकिरण कोहरे से लेकर तटीय क्षेत्रों को ढंकने वाले अभिवहन कोहरे तक, कोहरा हमारे वायुमंडल की गतिशील प्रकृति और जल वाष्प और तापमान के बीच नाजुक संतुलन की निरंतर याद दिलाता है।