മല മേഘത്തെ തടഞ്ഞുനിർത്തിയാണോ മഴപെയ്യിക്കുന്നത് ?

Read Time:7 Minute

ഡോ.ദീപക് ഗോപാലകൃഷ്ണന്‍

മുകളില്‍ കാണുന്ന ചിത്രത്തിൽ, വരുന്ന മേഘത്തെ മുഴുവൻ ഒരു മല തടഞ്ഞു നിർത്തുന്നതായും അതുവഴി മലയ്ക്കപ്പുറത്തേയ്ക്ക് മഴയില്ലാത്ത അവസ്ഥയുണ്ടാവുന്നതായും കാണുന്നില്ലേ ? എന്നാൽ മല മേഘത്തെ തടഞ്ഞുനിർത്തിയാണോ മഴപെയ്യിക്കുന്നത് ? ചിത്രം കണ്ടാൽ അതുപോലെ തോന്നുമെങ്കിലും ചെറിയ ട്വിസ്റ്റുണ്ട് കഥയിൽ.

ആദ്യം, മേഘങ്ങൾ ഉണ്ടാവുന്നത് എങ്ങനെയാണ് എന്നുനോക്കാം.

ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ബലൂൺ സങ്കൽപ്പിക്കുക. ബലൂണിൽ നിറച്ച ഹൈഡ്രജന്റെ ഡെൻസിറ്റി (സാന്ദ്രത) പുറത്തുള്ള വായുവിനേക്കാൾ കുറവായതിനാൽ, കൈവിട്ടാൽ സംഭവം മുകളിലേയ്ക്ക് പോകും. പോകുന്ന വഴിയ്ക്ക് ബലൂണിന് എന്ത് മാറ്റമാവും സംഭവിക്കുക ?

നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ താഴെ നിന്ന് മുകളിലേയ്ക്ക് പോകുംതോറും അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കുറഞ്ഞുവരുന്നു. അപ്പോൾ, ബലൂൺ മുകളിലേയ്ക്ക് പോകുംതോറും അതിന്റെ പുറത്തുള്ള അന്തരീക്ഷത്തെ അപേക്ഷിച്ചു ബലൂണിന്റെ അകത്തെ pressure കൂടുതൽ ആയതിനാൽ ബലൂൺ പതുക്കെ വലുതാവാനും (expand) തുടങ്ങും. എന്നാൽ ഇങ്ങനെ expand ചെയ്യണമെങ്കിൽ കുറച്ചു എനർജി ആവശ്യമുണ്ട്. അതിനു വേറെ വഴിയൊന്നുമില്ലാത്തതിനാൽ ബലൂണിന്റെ ഉള്ളിൽ നിറച്ച വായുവിൽ നിന്നെടുക്കും. കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ അതിന്റെ Thermal energy (internal energy) ൽ നിന്നെടുക്കും. അതായത് ചൂട് കുറയും എന്ന് ചുരുക്കം. അപ്പോൾ, മുകളിലേക്ക് പോകുന്ന ബലൂൺ വലുതാവുകയും അതിന്റെ ഉള്ളിലെ വായു തണുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഇനി ബലൂണിനു പകരം ഈർപ്പം കലർന്ന വായുവാണെന്ന് (moist air) കരുതുക. Dry air നെ അപേക്ഷിച്ചു Moist air നു ഡെൻസിറ്റി കുറവാണ്. അതായത് ഈർപ്പം കലർന്ന വായുവിനു ഹൈഡ്രജൻ ബലൂൺ പോലെ തന്നെ മുകളിലേയ്ക്ക് പോകാൻ ഒരു സ്വാഭാവിക പ്രവണത ഉണ്ട്. ഇങ്ങനെ താഴെനിന്നും ചൂടുപിടിച്ച് മുകളിലേയ്ക്ക് പോകുന്ന ഈർപ്പം കലർന്ന വായു (Moist air)നേരത്തെ ബലൂണിന്റെ കാര്യം പറഞ്ഞതുപോലെ, വികസിക്കാനും തണുക്കാനും തുടങ്ങുന്നു. പതുക്കെ അതിലെ ഈർപ്പം തണുത്തുറഞ്ഞു മേഘമായി മാറുന്നു.

ഇനി വിഷയത്തിലേക്ക് വരാം. ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നതുപോലെ, ഒരു മലയുടെ ഇടതുഭാഗത്തുനിന്നും കാറ്റുവീശുന്നു എന്ന് കരുതുക. വരുന്ന കാറ്റിൽ നല്ലപോലെ ഈർപ്പവും ഉണ്ട്. മലയുള്ളതിനാൽ, വശങ്ങളിൽ തട്ടി കുറേശ്ശെ വായു മുകളിലേക്ക് ഉയരുവാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഒരുതരം forced ascend. അതുവഴി അവിടെ മഴമേഘങ്ങൾ ഉണ്ടാവുകയും ചെയ്യുന്നു (കാറ്റ് വരുന്ന ഭാഗത്ത്, windward side). എന്നാൽ മലകയറിയിറങ്ങി അപ്പുറത്തു (leeward side) എത്തുമ്പോഴേക്കും വായുവിലെ ഈർപ്പം വലിയൊരു പങ്കും നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനാൽ ആ ഭാഗം വളരെ dry ആയിമാറുന്നു. മാത്രമല്ല, വായു താഴേയ്ക്ക് പതിക്കുന്ന സാഹചര്യം (descending motion) മഴമേഘങ്ങൾ ഉണ്ടാവുന്നതിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അത്തരം പ്രദേശങ്ങളെ മഴനിഴൽ പ്രദേശങ്ങൾ (rain-shadow regions) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഉദാരഹരണത്തിന്, കാലവർഷ സമയത്ത് കേരളത്തിൽ വളരെയധികം മഴലഭിക്കുകയും തമിഴ് നാട്ടിൽ കുറയുന്നതിന്റെയും ഒരു കാരണം പശ്ചിമ ഘട്ടത്തിന്റെ സാന്നിധ്യമാണ് (കേരളത്തിൽ മാത്രമല്ല, ഗുജറാത്ത് മുതൽ ഇങ്ങു താഴെ കേരളത്തിന്റെ തെക്കേയറ്റം വരെ വളരെയധികം മഴകിട്ടാറുണ്ട്.). കേരളത്തിന്റെ ഇടതുവശത്തുള്ള അറബിക്കടലിൽ നിന്നും ശക്തമായ കാറ്റ് വീശുന്നതിനു കുറുകെ വലിയ മലനിരകളാണ്. വരുന്ന കാറ്റിലെ വലിയൊരു ഭാഗം ഈർപ്പവും മലയ്ക്കിപ്പുറം മേഘങ്ങളായി മാറുകയും വളരെ dry ആയ കാറ്റ് മലയെ കടന്ന് അപ്പുറത്തേക്ക് പോകുകയും ചെയ്യുന്നു (ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നപോലെ തന്നെ). എന്നാൽ കേരളത്തിലെ മുഴുവൻ മഴയും ഇത്തരത്തിൽ മലയുടെ സാന്നിധ്യം കൊണ്ട് മാത്രമല്ല സംഭവിക്കുന്നത്.

ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ മലയിൽ തട്ടി വായു ഉയർന്നുപൊങ്ങി, അവിടെ മേഘമുണ്ടായിട്ടാണ് മഴപെയ്യുന്നത്, അല്ലാതെ മല, മേഘത്തെ തടഞ്ഞുനിർത്തി മഴപെയ്യിക്കുന്നതല്ല. ഇതിനെ Orographic lifting എന്നും ഇത്തരം മഴയെ Orographic rainfall എന്നും വിളിക്കുന്നു.

അനുബന്ധം

ഈർപ്പം കലർന്ന വായു (Moist air) ന് അല്ലെ കൂടുതൽ സാന്ദ്രത (Density) എന്ന് ചിലപ്പോള്‍ സംശയം വരാം.

നമുക്കൊന്ന് നോക്കാം. രണ്ടു കണ്ടെയ്നറിൽ ഒരേ അളവിൽ, ഒരേ താപവും മര്‍ദ്ദവും ഉള്ള വരണ്ട വായുവും ( Dry Air) ഈർപ്പം കലർന്ന വായുവും എടുക്കുക. ഏതിനാവും സാന്ദ്രത കൂടുതൽ ? ഈർപ്പം കലർന്ന വായു (Moist air) ന് ആകുമോ ?

രണ്ടിലും 100 യൂണിറ്റ് എയർ ആണെടുത്തിരിക്കുന്നത് എന്ന് കരുതുക. സാധാരണഗതിയിൽ നോർമൽ എയറിൽ ഏതാണ്ട് 78% നൈട്രജനും 21% ഓക്സിജനും ആണല്ലോ. ബാക്കി 1% പല ട്രേസ് ഗ്യാസുകളും. ഇത് ഡ്രൈ എയറിന്റെ കാര്യം. ഇതിൽ നൈട്രജന്റെ മോളിക്യൂളിന്റെ മോളിക്കുലാർ മാസ് 28 g/mols ഉം ഓക്സിജന്റെത് 32 g/mols ഉം ആണ്. പക്ഷെ വാട്ടർ മോളിക്യൂളിന്റെ മോളിക്കുലാർ മാസ്18 g/mols ഉം. അതായത്, നൈട്രജനേയും ഒക്സിജനേയും അപേക്ഷിച്ച്, വാട്ടർ മോളിക്യൂളിന്റെ മോളിക്കുലാർ മാസ് വളരെ കുറവാണ്. ഈ ഡ്രൈ എയറിലേക്ക് കുറച്ച് വാട്ടർ മോളിക്യൂൾ കയറിക്കൂടുമ്പോൾ ആണല്ലോ മോയിസ്റ്റ് എയർ ആയിമാറുന്നത്. അതായത്, കൂടുതൽ മാസ്സുള്ള നൈട്രജൻ മോളിക്യൂളിനെയോ, ഓക്സിജൻ മോളിക്യൂളിനെയോ തള്ളിമാറ്റിയാണ്, അവരിരുന്ന സ്ഥാനത്തേക്ക് വാട്ടർ മോളിക്യൂൾ സ്ഥാനം പിടിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ, ഒരേ താപത്തിലും മര്‍ദ്ദത്തിലും ഉള്ള ഡ്രൈ എയറും മോയിസ്റ്റ് എയറും എടുത്താൽ ഡ്രൈ എയറിനാവും ഡെൻസിറ്റി കൂടുതൽ.