વાદળોનું વજન જ લાખો ટન છે તો કેવી રીતે આકાશમાં ટકે, જમીન પર કેમ નથી પડતા?

Clouds Science: આકાશમાં તરતા સફેદ વાદળો દેખાવમાં ભલે રૂના નાના ટુકડા જેવા અત્યંત હળવા દેખાતા હોય, પરંતુ તેની પાછળનું સત્ય તમને ચોંકાવી દેશે. વૈજ્ઞાનિક સંશોધનો અનુસાર, એક સામાન્ય વાદળનું વજન આશરે 5 લાખ કિલોગ્રામ હોય છે. આ વજન પૂરેપૂરી લોડ થયેલી 2 બોઇંગ 747 વિમાનો બરાબર છે. જ્યારે વાવાઝોડાવાળા કાળા વાદળોનું વજન તો આના કરતાં પણ કેટલાય ગણું વધારે હોય છે, જે એમ્પાયર સ્ટેટ બિલ્ડિંગ કરતાં પણ ભારે હોય છે. હવે સવાલ એ થાય કે આટલા ભારે હોવા છતાં આ વાદળો અચાનક જમીન પર કેમ નથી પડતા? આની પાછળ વિજ્ઞાનનો એક અદ્ભુત નિયમ કામ કરે છે.

વૈજ્ઞાનિકો વાદળોનું વજન માપવા માટે 'લિક્વિડ વોટર કન્ટેન્ટ'નો ઉપયોગ કરે છે. તેનો અર્થ એ થાય છે કે 1 ક્યુબિક મીટરમાં કેટલું પાણી હાજર છે. ત્યારબાદ વાદળના કુલ કદ સાથે તેનો ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. એક સામાન્ય વાદળ આકાશમાં 1 ક્યુબિક કિલોમીટર જેટલો મોટો વિસ્તાર રોકી લે છે, જેના કારણે તેનું સામૂહિક વજન લાખો કિલોગ્રામ સુધી પહોંચી જાય છે.

વાદળમાં રહેલા પાણીના ટીપાં નીચે કેમ નથી પડતા?

વાદળો આકાશમાં ટકી રહેવાનું સૌથી મોટું કારણ પાણીના ટીપાંનું કદ છે. નાસાના વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા અનુસાર, વાદળના એક ટીપાનું કદ માત્ર 10 માઇક્રોન હોય છે, જે વરસાદના સામાન્ય ટીપા કરતાં ક્યાંય ગણું નાનું છે. આટલા સૂક્ષ્મ કદના કારણે તેના પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળની અસર નહિવત થઈ જાય છે.

હવામાં પડતી દરેક વસ્તુ એક ચોક્કસ સમય પછી 'ટર્મિનલ વેલોસિટી' પર પહોંચી જાય છે. આ એવી ગતિ છે જ્યાં હવાનું દબાણ ગુરુત્વાકર્ષણની અસરને નાબૂદ કરી દે છે. આ નાનકડા ટીપાં માટે ટર્મિનલ વેલોસિટીની સ્પીડ 1 સેન્ટીમીટર પ્રતિ સેકન્ડ કરતાં પણ ઓછી હોય છે. આ અત્યંત ધીમી ગતિના કારણે ટીપાં હવામાં સ્થિર હોય તેવા ભાસે છે.

જમીનમાંથી ઉઠતી ગરમ હવા બને છે મોટો સહારો

ટીપાંના સહેજ પણ નીચે પડવાની પ્રક્રિયાને બીજી એક કુદરતી તાકાત રોકી લે છે, જેને વિજ્ઞાનની ભાષામાં 'અપડ્રાફ્ટ' એટલે કે ઉપર તરફ જતી ગરમ હવા કહેવામાં આવે છે. વાદળો હંમેશાં એવા જ સ્થળે બને છે જ્યાં હવા નીચેથી ઉપર તરફ ગતિ કરતી હોય.

સામાન્ય દિવસોમાં આ હવા ખૂબ જ આરામથી ઉપર જાય છે, પરંતુ વાવાઝોડાના સમયે તેની ઝડપ પ્રતિ સેકન્ડ કેટલાય મીટરની થઈ જાય છે. આ ઉપર ઉઠતી હવા એક ધીમી લિફ્ટની જેમ કામ કરે છે, જે પાણીના ટીપાંને સતત ઉપરની તરફ ધકેલે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ આ ટીપાંને જેટલું નીચે ખેંચે છે, ગરમ હવા તેને તેનાથી વધુ વેગથી ઉપર મોકલી દે છે. આ જ કારણે વાદળો પડ્યા વિના કલાકો સુધી આકાશમાં તરી શકે છે.

ભેજવાળી હવા સૂકી હવા કરતાં કેમ હળવી હોય છે?

આ સમગ્ર પ્રક્રિયામાં હવાનો એક બીજો પણ રસપ્રદ નિયમ કામ કરે છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ જીઓલોજિકલ સર્વેના જણાવ્યા મુજબ, વાદળ ખૂબ જ વિશાળ વિસ્તારમાં ફેલાયેલું હોવાથી તેની ઘનતા ખૂબ ઓછી થઈ જાય છે. આપણી આસપાસની સૂકી હવામાં નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન જેવા વાયુઓ હોય છે, જે વોટર વેપર (પાણીની વરાળ)ના મોલિક્યુલ્સ કરતાં ભારે હોય છે. જ્યારે હવામાં ભેજ વધે છે, ત્યારે તે સૂકી હવાની સરખામણીએ હળવી થઈ જાય છે અને આ જ હળવી હવા વાદળોને પોતાની ઉપર ટકાવી રાખે છે, જેમ પાણીની ઉપર તેલ તરે છે.

શાંત દેખાતા વાદળો અચાનક મુસળધાર વરસાદમાં કેવી રીતે ફેરવાય છે?

આકાશમાં કોઈ પણ વાદળ કાયમ માટે ટકી શકતું નથી. જે નિયમ તેને તરતા શીખવે છે, તે જ નિયમ વરસાદનું કારણ પણ બને છે. વાદળની અંદર રહેલા નાના ટીપાં સતત એકબીજા સાથે અથડાતા રહે છે અને જોડાઈને મોટા થવા લાગે છે.

જ્યારે એક ટીપાનું કદ 10 માઇક્રોનથી વધીને 1 મિલિમીટર થઈ જાય છે, ત્યારે તેનું વજન 10 લાખ ગણું વધી જાય છે. આ મોટા કદના કારણે તેની ટર્મિનલ વેલોસિટી પણ અચાનક વધી જાય છે અને તે 1 સેન્ટીમીટરના બદલે પ્રતિ સેકન્ડ કેટલાય મીટરની ઝડપે નીચે પડવા લાગે છે. આ સ્થિતિમાં હવાનો અપડ્રાફ્ટ આ ભારે વજનને સહન કરી શકતો નથી અને અંતે તે શાંત દેખાતું વાદળ ભારે વરસાદમાં ફેરવાઈને જમીન પર વરસી પડે છે.