باب 10 فضا میں پانی

آپ نے پہلے ہی سیکھا ہے کہ ہوا میں بخاراتِ آب موجود ہوتے ہیں۔ یہ فضا کے حجم کے صفر سے چار فیصد تک مختلف ہو سکتے ہیں اور موسمی مظاہر میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ فضا میں پانی تین صورتوں میں موجود ہوتا ہے — گیس، مائع اور ٹھوس۔ فضا میں نمی پانی کے ذخائر سے بخارات کے ذریعے اور پودوں سے بخارات کے ذریعے حاصل ہوتی ہے۔ اس طرح بخارات، بخارات، تراکم اور بارش کے عمل کے ذریعے فضا، سمندروں اور براعظموں کے درمیان پانی کا مسلسل تبادلہ ہوتا رہتا ہے۔

ہوا میں موجود بخاراتِ آب کو نمی کہا جاتا ہے۔ اسے مختلف طریقوں سے مقداری طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ فضا میں موجود بخاراتِ آب کی حقیقی مقدار کو مطلق نمی کہا جاتا ہے۔ یہ ہوا کے یونٹ حجم میں موجود بخاراتِ آب کا وزن ہوتا ہے اور اسے گرام فی مکعب میٹر کے حساب سے بیان کیا جاتا ہے۔ ہوا کی بخاراتِ آب کو محفوظ رکھنے کی صلاحیت مکمل طور پر اس کے درجہ حرارت پر منحصر ہوتی ہے۔ مطلق نمی زمین کی سطح پر جگہ جگہ مختلف ہوتی ہے۔ کسی درجہ حرارت پر فضا میں موجود نمی کی اس کی مکمل گنجائش کے مقابلے میں فیصد کو نسبتی نمی کہا جاتا ہے۔ ہوا کے درجہ حرارت میں تبدیلی کے ساتھ، نمی کو محفوظ رکھنے کی گنجائش بڑھتی یا کم ہوتی ہے اور نسبتی نمی بھی متاثر ہوتی ہے۔ یہ سمندروں پر زیادہ اور براعظموں پر کم ہوتی ہے۔

وہ ہوا جس میں کسی درجہ حرارت پر نمی اپنی مکمل گنجائش پر موجود ہو، اسے سنتر کہا جاتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ وہ ہوا اس درجہ حرارت پر کسی اضافی نمی کو محفوظ رکھنے سے قاصر ہے۔ وہ درجہ حرارت جس پر ہوا کے کسی نمونے میں سنتر پیدا ہوتا ہے، اسے شبنم نقطہ کہا جاتا ہے۔

بخارات اور تراکم

فضا میں بخاراتِ آب کی مقدار بخارات اور تراکم کے ذریعے بڑھتی یا کم ہوتی ہے۔ بخارات ایک ایسا عمل ہے جس کے ذریعے پانی مائع سے گیس کی صورت میں تبدیل ہوتا ہے۔ حرارت بخارات کا بنیادی سبب ہے۔ وہ درجہ حرارت جس پر پانی بخارات بننا شروع ہوتا ہے، اسے بخارات کی پوشیدہ حرارت کہا جاتا ہے۔

درجہ حرارت میں اضافہ ہوا کے پانی کو جذب کرنے اور محفوظ رکھنے کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔ اسی طرح، اگر نمی کی مقدار کم ہو، تو ہوا میں نمی کو جذب کرنے اور محفوظ رکھنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ ہوا کی نقل و حرکت سنتر شدہ پرت کو غیر سنتر شدہ پرت سے بدل دیتی ہے۔ اس لیے، جتنی زیادہ ہوا کی نقل و حرکت ہوگی، اتنا زیادہ بخارات ہوگا۔

بخاراتِ آب کو پانی میں تبدیل کرنے کو تراکم کہا جاتا ہے۔ تراکم حرارت کے نقصان سے ہوتا ہے۔ جب نمی والی ہوا ٹھنڈی ہوتی ہے، تو یہ ایک ایسے مرحلے تک پہنچ سکتی ہے جب اس کی بخاراتِ آب کو محفوظ رکھنے کی گنجائش ختم ہو جاتی ہے۔ پھر، اضافی بخاراتِ آب مائع شکل میں تراکم کرتا ہے۔ اگر یہ براہِ راست ٹھوس شکل میں تراکم کرتا ہے، تو اسے براہِ راست تراکم کہا جاتا ہے۔ آزاد فضا میں، تراکم بہت چھوٹے ذرات کے گرد ٹھنڈک کے نتیجے میں ہوتا ہے، جنہیں جاذب تراکم نوکلائی کہا جاتا ہے۔ گرد و غبار، دھواں اور سمندر سے آنے والا نمک خاص طور پر اچھے نوکلائی ہوتے ہیں کیونکہ وہ پانی کو جذب کرتے ہیں۔ تراکم اس وقت بھی ہوتا ہے جب نمی والی ہوا کسی ٹھنڈی شے سے متاثر ہو اور یہ اس وقت بھی ہو سکتا ہے جب درجہ حرارت شبنم نقطہ کے قریب ہو۔ اس لیے، تراکم ٹھنڈک کی مقدار اور ہوا کی نسبتی نمی پر منحصر ہوتا ہے۔ تراکم کو حجم، درجہ حرارت، دباؤ اور نمی سے متاثر کیا جاتا ہے۔ تراکم اس وقت ہوتا ہے: (i) جب ہوا کا درجہ حرارت اس کے حجم کو برقرار رکھتے ہوئے شبنم نقطہ تک کم ہو جائے؛ (ii) جب حجم اور درجہ حرارت دونوں کم ہو جائیں؛ (iv) جب بخارات کے ذریعے ہوا میں نمی شامل کی جائے۔ تاہم، تراکم کے لیے سب سے سازگار حالت ہوا کے درجہ حرارت میں کمی ہے۔

تراکم کے بعد، فضا میں موجود بخاراتِ آب یا نمی درج ذیل صورتوں میں سے ایک میں تبدیل ہو جاتی ہے — شبنم، پالا، کوہرا اور بادل۔ تراکم کی صورتوں کو درجہ حرارت اور مقام کی بنیاد پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ تراکم اس وقت ہوتا ہے جب شبنم نقطہ منجمد نقطہ سے کم اور اس سے زیادہ دونوں ہو۔

شبنم

جب نمی ٹھوس اشیاء کی ٹھنڈی سطحوں پر پانی کے قطرے کی صورت میں جمع ہوتی ہے (بجائے فضا میں موجود نوکلائیوں کے)، جیسے پتھر، گھاس کے بلیڈ اور پودوں کی پتیوں، تو اسے شبنم کہا جاتا ہے۔ اس کی تشکیل کے لیے مثالی حالات صاف آسمان، پرسکون ہوا، زیادہ نسبتی نمی، اور ٹھنڈی اور لمبی راتیں ہیں۔ شبنم کی تشکیل کے لیے یہ ضروری ہے کہ شبنم نقطہ منجمد نقطہ سے اوپر ہو۔

پالا

پالا ٹھنڈی سطحوں پر اس وقت بنتا ہے جب تراکم منجمد نقطہ $\left(0^{\circ}\mathrm{C}\right)$ سے نیچے ہوتا ہے، یعنی شبنم نقطہ منجمد نقطہ پر یا اس سے نیچے ہو۔ اضافی نمی پانی کے قطرے کے بجائے باریک برف کے بلور کی صورت میں جمع ہوتی ہے۔ سفید پالے کی تشکیل کے لیے مثالی حالات شبنم کی تشکیل کے لیے مثالی حالات کے برابر ہیں، سوائے اس کے کہ ہوا کا درجہ حرارت منجمد نقطہ پر یا اس سے نیچے ہونا چاہیے۔

کوہرا اور دھند

جب ایک بڑی مقدار میں بخاراتِ آب رکھنے والے ہوا کے کسی بڑے حصے کا درجہ حرارت اچانک کم ہو جاتا ہے، تو اس کے اندر باریک گرد و غبار کے ذرات پر تراکم ہوتا ہے۔ اس لیے، کوہرا $^{2}$ ایک ایسا بادل ہے جس کا بیس زمین پر یا اس کے بہت قریب ہو۔ کوہرا اور دھند کی وجہ سے نظر کم سے صفر ہو جاتی ہے۔ شہری اور صنعتی مراکز میں دھواں کافی نوکلائی فراہم کرتا ہے جو کوہرا اور دھند کی تشکیل میں مدد دیتا ہے۔ ایسی حالت جب کوہرا دھوئیں سے ملا ہو، اسے دھند کہا جاتا ہے۔ دھند اور کوہرا کے درمیان صرف اتنا فرق ہے کہ دھند میں کوہرا سے زیادہ نمی ہوتی ہے۔ دھند میں ہر نوکلائی میں نمی کی ایک موٹی پرت ہوتی ہے۔ دھند پہاڑوں پر اکثر ہوتی ہے کیونکہ سطحوں پر چڑھنے والی گرم ہوا ٹھنڈی سطح سے ملتی ہے۔ کوہرا دھند سے زیادہ خشک ہوتا ہے اور وہاں پایا جاتا ہے جہاں گرم ہوا کی لہریں ٹھنڈی لہروں سے ملتی ہیں۔ کوہرا چھوٹے بادل ہوتے ہیں جن میں گرد و غبار، دھوئیں اور نمک کے ذرات فراہم کردہ نوکلائی کے گرد تراکم ہوتا ہے۔

بادل

بادل پانی کے قطرے یا برف کے باریک بلوروں کا ایک بڑا مجموعہ ہوتا ہے جو آزاد فضا میں کافی بلندی پر پانی کے بخارات کے تراکم سے بنتا ہے۔ چونکہ بادل زمین کی سطح سے کچھ بلندی پر بنتے ہیں، وہ مختلف شکلیں اختیار کرتے ہیں۔ اپنی بلندی، پھیلاؤ، گاڑھاپن اور شفافیت یا غیر شفافیت کے مطابق بادلوں کو چار اقسام میں درجہ بندی کیا گیا ہے: (i) سرس؛ (ii) کیوملس؛ (iii) سٹریٹس؛ (iv) نمبس۔

سرس

سرس بادل زیادہ بلندیوں پر بنتے ہیں ($8,000-12,000 m)$۔ یہ پتلے اور جدا جدا بادل ہوتے ہیں جن کی شکل پرندے کے پر کی طرح ہوتی ہے۔ یہ ہمیشہ سفید رنگ کے ہوتے ہیں۔

کیوملس

کیوملس بادل رئی کے گالے کی طرح نظر آتے ہیں۔ یہ عموماً 4,000 $7,000 \mathrm{~m}$ کی بلندی پر بنتے ہیں۔ یہ ٹکڑوں میں موجود ہوتے ہیں اور یہاں وہاں بکھرے ہوئے نظر آ سکتے ہیں۔ ان کا بیس چپٹا ہوتا ہے۔

سٹریٹس

جیسا کہ ان کے نام سے ظاہر ہوتا ہے، یہ پرت دار بادل ہوتے ہیں جو آسمان کے بڑے حصے کو ڈھانپتے ہیں۔ یہ بادل عموماً یا تو حرارت کے نقصان کی وجہ سے یا مختلف درجہ حرارت کے ہوا کے بڑے حصوں کے ملنے سے بنتے ہیں۔

نمبس

نمبس بادل کالے یا گہرے سرمئی رنگ کے ہوتے ہیں۔ یہ درمیانی سطحوں پر یا زمین کی سطح کے بہت قریب بنتے ہیں۔ یہ سورج کی کرنوں کے لیے انتہائی گاڑھے اور غیر شفاف ہوتے ہیں۔ بعض اوقات بادل اتنے کم ہوتے ہیں کہ وہ زمین کو چھونے لگتے ہیں۔ نمبس بادل گھنے بخارات کے بے شکل بڑے حصے ہوتے ہیں۔

شکل 10.1

شکل 10.2

شکل 10.1 اور 10.2 میں دکھائے گئے بادلوں کی اقسام کی نشاندہی کریں۔

ان چار بنیادی اقسام کے مجموعے سے درج ذیل اقسام کے بادل پیدا ہو سکتے ہیں؛ اونچے بادل — سرس، سروسٹریٹس، سروکوملس؛ درمیانے بادل — الٹوسٹریٹس اور الٹوکوملس؛ کم بادل — سٹریٹوکوملس اور نمبوسٹریٹس اور عمودی ترقی کے ساتھ بادل — کیوملس اور کیومولونمبس۔

بارش

آزاد فضا میں مسلسل تراکم کے عمل سے تراکم شدہ ذرات بڑے ہوتے ہیں۔ جب ہوا کی مزاحمت انھیں کششِ ثقل کے خلاف روکنے میں ناکام ہو جاتی ہے، تو وہ زمین کی سطح پر گر جاتے ہیں۔ اس لیے، پانی کے بخارات کے تراکم کے بعد، نمی کا اخراج بارش کہلاتا ہے۔ یہ مائع یا ٹھوس شکل میں ہو سکتا ہے۔ پانی کی شکل میں بارش کو بارش کہا جاتا ہے، جب درجہ حرارت $0^{\circ}\mathrm{C}$ سے کم ہو، تو بارش برف کی باریک پھولیوں کی صورت میں ہوتی ہے اور اسے برف باری کہا جاتا ہے۔ نمی چھ زاویوں کے بلوروں کی صورت میں جاری کی جاتی ہے۔ یہ بلور برف کے پھولے بناتے ہیں۔ بارش اور برف کے علاوہ، بارش کی دیگر شکلیں ژالہ باری اور اولے ہیں، اگرچہ یہ بعد والے محدود اور وقت اور جگہ پر پراگندہ ہوتے ہیں۔

ژالہ باری منجمد بارش کے قطرے اور دوبارہ منجمد پگھلی ہوئی برف کے پانی ہوتے ہیں۔ جب منجمد نقطہ سے اوپر درجہ حرارت کی پرت زمین کے قریب منجمد نقطہ سے نیچے کی پرت پر ہو، تو بارش ژالہ باری کی صورت میں ہوتی ہے۔ بارش کے قطرے، جو گرم ہوا چھوڑتے ہیں، نیچے ٹھنڈی ہوا سے ملتے ہیں۔ نتیجتاً، وہ ٹھوس ہو جاتے ہیں اور بارش کے قطرے سے جو ان کی تشکیل ہوتی ہے، اس سے زیادہ بڑے نہیں ہونے والے برف کے چھوٹے گولوں کی صورت میں زمین تک پہنچتے ہیں۔

کبھی کبھار، بارش کے قطرے بادلوں سے جاری ہونے کے بعد، چھوٹے گول ٹھوس برف کے ٹکڑوں میں ٹھوس ہو جاتے ہیں اور جو زمین کی سطح تک پہنچتے ہیں، انھیں اولے کہا جاتا ہے۔ یہ بارش کے پانی کے ٹھنڈی پرتوں سے گزرنے سے بنتے ہیں۔ اولوں میں ایک کے اوپر ایک کئی حلقوں والی برف کی پرتیں ہوتی ہیں۔

بارش کی اقسام

اصل کی بنیاد پر، بارش کو تین اہم اقسام میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے — حرارتی، پہاڑی یا ریلیف اور چکر یا فرنٹل۔

حرارتی بارش

ہوا جب گرم ہوتی ہے، ہلکی ہو جاتی ہے اور حرارتی لہروں میں اوپر چڑھتی ہے۔ جیسے جیسے یہ اوپر چڑھتی ہے، یہ پھیلتی ہے اور حرارت کھو دیتی ہے اور نتیجتاً، تراکم ہوتا ہے اور کیوملس بادل بنتے ہیں۔ گرج اور چمک کے ساتھ، شدید بارش ہوتی ہے لیکن یہ زیادہ دیرپا نہیں ہوتی۔ ایسی بارش گرمی میں یا دن کے گرم حصے میں عام ہے۔ یہ خطِ استوا کے علاقوں اور براعظموں کے اندرونی حصوں میں، خاص طور پر شمالی نصف کرہ میں، بہت عام ہے۔

پہاڑی بارش

جب سنتر شدہ ہوا کا بڑا حصہ کسی پہاڑ سے ٹکراتا ہے، تو یہ چڑھنے پر مجبور ہوتا ہے اور جیسے جیسے یہ چڑھتا ہے، یہ پھیلتا ہے؛ درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے، اور نمی تراکم ہو جاتی ہے۔ اس قسم کی بارش کا بنیادی خاصیت یہ ہے کہ ہوا کے آنے والے ڈھلوان زیادہ بارش وصول کرتے ہیں۔ ہوا کے آنے والے پہلو پر بارش دینے کے بعد، جب یہ ہوائیں دوسرے ڈھلوان تک پہنچتی ہیں، تو یہ نیچے اترتی ہیں، اور ان کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔ پھر ان کی نمی کو جذب کرنے کی صلاحیت بڑھ جاتی ہے اور اس لیے، یہ دوسرے ڈھلوان بارش سے خالی اور خشک رہتے ہیں۔ وہ علاقہ جو دوسرے پہلو پر واقع ہے، جو کم بارش وصول کرتا ہے، اسے بارش کا سایہ علاقہ کہا جاتا ہے۔ اسے ریلیف بارش بھی کہا جاتا ہے۔

چکری بارش

آپ نے پہلے ہی اضافی مداری طوفانوں اور چکری بارش کے بارے میں باب 9 میں پڑھا ہے۔ چکری بارش کو سمجھنے کے لیے براہِ کرم باب 9 دیکھیں۔

دنیا میں بارش کی تقسیم

زمین کی سطح پر مختلف جگہیں سالانہ مختلف مقدار میں بارش وصول کرتی ہیں اور یہ بھی مختلف موسموں میں۔

عموماً، جیسے جیسے ہم خطِ استوا سے قطبوں کی طرف بڑھتے ہیں، بارش مسلسل کم ہوتی جاتی ہے۔ دنیا کے ساحلی علاقے براعظموں کے اندر کے مقابلے میں زیادہ بارش وصول کرتے ہیں۔ دنیا کے سمندروں پر برف کے مقابلے میں زیادہ بارش ہوتی ہے کیونکہ یہ پانی کے بڑے ذخائر ہیں۔ خطِ استوا کے درمیان $35^{\circ}$ اور $40^{\circ}\mathrm{N}$ اور $\mathrm{S}$ کے درمیان، بارش مشرقی ساحلوں پر زیادہ ہوتی ہے اور مغرب کی طرف کم ہوتی جاتی ہے۔ لیکن، $45^{\circ}$ اور $65^{\circ}\mathrm{N}$ اور $\mathrm{S}$ کے درمیان، مغربی ہواؤں کی وجہ سے، بارش پہلے براعظموں کے مغربی کناروں پر وصول ہوتی ہے اور مشرق کی طرف کم ہوتی جاتی ہے۔ جہاں کہیں پہاڑ ساحل کے متوازی چلتے ہیں، وہاں ساحلی میدان میں، ہوا کے آنے والے پہلو پر بارش زیادہ ہوتی ہے اور سایہ پہلو کی طرف کم ہوتی ہے۔

سالانہ مجموعی بارش کی مقدار کی بنیاد پر، دنیا کی بڑی بارش کی اقسام درج ذیل ہیں۔

خطِ استوا کا پٹہ، ٹھنڈے معتدل زون کے مغربی ساحلوں کے پہاڑوں کے ہوا کے آنے والے ڈھلوان اور مانسون کے ساحلی علاقے سالانہ $200 \mathrm{~cm}$ سے زیادہ بھاری بارش وصول کرتے ہیں۔ براعظموں کے اندرونی علاقے معتدل بارش $100-200 \mathrm{~cm}$ سالانہ وصول کرتے ہیں۔ براعظموں کے ساحلی علاقے معتدل مقدار میں بارش وصول کرتے ہیں۔ گرم علاقوں کے وسطی حصے اور معتدل علاقوں کے مشرقی اور اندرونی حصے $50-100 \mathrm{~cm}$ سالانہ کے درمیان بارش وصول کرتے ہیں۔ براعظموں کے اندرونی علاقوں کے بارش کے سایہ علاقوں اور زیادہ عرض البلد والے علاقے بہت کم بارش — سالانہ $50 \mathrm{~cm}$ سے کم وصول کرتے ہیں۔ بارش کی موسمی تقسیم اس کی مؤثریت کا اندازہ لگانے کے لیے ایک اہم پہلو فراہم کرتی ہے۔ کچھ علاقوں میں بارش سال بھر یکساں تقسیم ہوتی ہے جیسے خطِ استوا کا پٹہ اور ٹھنڈے معتدل علاقوں کے مغربی حصے۔

ورزشیں

1. کثیر الانتخابی سوالات۔

(i) درج ذیل میں سے کون سا فضا کا سب سے اہم جزو ہے انسانوں کے لیے؟ (a) بخاراتِ آب (c) گرد و غبار کے ذرات (b) نائٹروجن (d) آکسیجن

(ii) درج ذیل میں سے کون سا عمل مائع کو بخارات میں تبدیل کرنے کے لیے ذمہ دار ہے؟ (a) تراکم (c) بخارات (b) بخارات (d) بارش

(iii) وہ ہوا جس میں نمی اپنی مکمل گنجائش پر ہو: (a) نسبتی نمی (c) مطلق نمی (b) مخصوص نمی (d) سنتر ہوا

(iv) درج ذیل میں سے کون سا بادل آسمان میں سب سے زیادہ اوپر ہے؟ (a) سرس (c) نمبس (b) سٹریٹس (d) کیوملس

2. درج ذیل سوالات کے 30 الفاظ میں جواب دیں۔

(i) بارش کی تین اقسام کے نام بتائیں۔

(ii) نسبتی نمی کی وضاحت کریں۔

(iii) بخاراتِ آب کی مقدار بلندی کے ساتھ تیزی سے کیوں کم ہو جاتی ہے؟

(iv) بادل کیسے بنتے ہیں؟ انھیں درجہ بندی کریں۔

3. درج ذیل سوالات کے 150 الفاظ میں جواب دیں۔

(i) دنیا میں بارش کی تقسیم کی نمایاں خصوصیات پر بحث کریں۔

(ii) تراکم کی صورتیں کیا ہیں؟ شبنم اور پالے کی تشکیل کا عمل بیان کریں۔

پراجیکٹ ورک

1 جون سے 31 دسمبر تک اخبار کو پڑھیں اور ملک کے مختلف حصوں میں شدید بارش کی خبروں کو نوٹ کریں۔