मेघ: संद्रवण (द्रवीकरण) क्रियेने वातावरणातील जलबाष्पाचे सूक्ष्म जलबिंदूंत आणि हिम- व बर्फ-कणांत रूपांतर झाल्यामुळे निलंबित (लोंबकळत्या) अवस्थेत वातावरणात इतस्ततः भ्रमण करणारे जल-, हिम- किंवा बर्फ-कणांचे दृश्य पुंजके म्हणजे मेघ किंवा ढग. कधीकधी मेघांमध्ये विविध प्रकारच्या जलकणांबरोबर संद्रवण क्रियेला पोषक असणारे आर्द्रताग्राही धूलि-किंवा धूम्र कणही बहुसंख्येने उपस्थित असू शकतात. काही परिस्थितींत संपूर्ण मेघ धूम्र किंवा धूलि-कणांचाच बनलेला असतो [⟶ प्रदूषण धुळी वादळ]. अनेक वातावरणीय भौतिकीय क्रिया-प्रक्रियांनी विविध प्रकारचे मेघ निर्माण होतात. मेघांचे जरी बरेच प्रकार असले, तरी त्यांच्या निर्मितीला ज्या क्रिया-प्रक्रिया कारणीभूत होतात, त्यांच्यावरून मेघांचे स्थूलमानाने वर्गीकरण केले जाते. सर्वच मेघांतून वर्षण होत नाही. हिमवर्षाव, पर्जन्य, गारांचा वर्षाव, मंद तुषारवृष्टी इ. आविष्कार विशिष्ट भौतिकीय व गतिकीय प्रक्रियांमुळेच प्रतीत होतात. मेघांची संरचना, वाढ, विकास आणि त्यांतून मुक्त होणारा पर्जन्य किंवा हिम व गारांचे वर्षण यांच्या कारणप्रणालीचा अभ्यास वातावरणविज्ञानाच्या ज्या शाखेत केला जातो, त्या शाखेला मेघ भौतिकी असे नाव दिले आहे.
मेघ भौतिकीच्या अभ्यासात हवेची गती, हवेतील एकंदर जलबाष्पाचे प्रमाण, संद्रवण क्रियेला व गोठण क्रियेला पोषक असणाऱ्या आर्द्रताग्राही वस्तुकणांची संख्या व गुणधर्म हे महत्त्वाचे मुख्य विषय असतात. वातावरणातील हवेची गती किंवा भ्रमण व हवेचे प्रवाह अत्यंत जटिल (गुंतागुंतीच्या) स्वरूपाचे असतात. त्यांतील जलबाष्पाचे तापमान व प्रमाण आणि आर्द्रताग्राही वस्तुकणांचे आकारमान व संख्या प्रत्यही बदलत असते. अशा परिवर्तनशील घटकांमुळे मेघनिर्मितीबद्दल व त्यातून मुक्त होणाऱ्या वर्षणाबद्दल व्यापक सिद्धांत प्रस्थापित करणे कठीण होते. तथापि अशा परिस्थितीतही सध्या जलबाष्प व वस्तुकण एकत्र येऊन मेघनिर्मिती व वर्षण होणे यांबद्दल जे काही सिद्धांत सुचविले गेले आहेत आणि वातावरणीय गती व स्थित्यंतरांबद्दल जी काही प्रतिरूपे कल्पिली गेली आहेत त्यांवरून मेघ भौतिकीबद्दल बऱ्याच अंशी समाधानकारक व अवलंबिण्यायोग्य ज्ञान प्राप्त झाले आहे.
मेघनिर्मिती : जलबाष्प क्रमाक्रमाने थंड होत गेले, तर काही वेळाने ते संतृप्त बिंदू (हवेतील जलबाष्पाचे प्रमाण महत्तम असेल असे तापमान) गाठते. अशा वेळी ते त्याच तापमानाच्या जलपृष्ठाबरोबर किंवा हिमपृष्ठाबरोबर संतुलित अवस्थेत असते. यानंतर जलबाष्प अधिक थंड केल्यास ते जलपृष्ठभागावर किंवा हिमपृष्ठभागावर संद्रवित अवस्थेत जमू लागते. शुद्ध वातावरणात असा पृष्ठभाग उपलब्ध नसल्यामुळे तापमान संतृप्त बिंदूच्या खाली गेले, तरी सहजासहजी संद्रवण क्रिया घडून येत नाही परंतु जलबाष्पाचे तापमान खूपच खाली गेल्यास वातावरणात स्वैरपणे फिरणाऱ्या पाण्याच्या मोठ्या रेणु-समूहांवर जलबाष्प संद्रवित होऊ शकते. साधारणपणे वातावरणात धुळीचे, धुराचे किंवा लाकडाच्या भुशांचे असंख्य अदृश्य सूक्ष्म कण इतस्ततः संचार करीत असतात. हवेचे तापमान द्रवांकाच्या (वातावरणीय स्थिर दाबाच्या व तापमानाच्या परिस्थितीतील हवा निवविली असता ज्या तापमानावर तिच्यातील ओलावा संतृप्त अवस्थेला पोचतो आणि बाष्पाचे संद्रवण सुरू होते त्या तापमानाच्या) खाली गेल्यास अशा सूक्ष्म कणांवर जलबाष्पाचे संद्रवण होते. हे सूक्ष्म कण आर्द्रताग्राही असल्यास संद्रवण क्रिया सुलभतेने होते. अशा रीतीने वातावरणातील जलबाष्पमिश्रित हवा निवून बरीच थंड झाल्यास तिच्यातील जलबाष्प संद्रवित होऊन ते हवेतील आर्द्रताग्राही वस्तुकणांवर (संद्रवण-केंद्रकांवर) जमते आणि पाण्याचे थेंब (जलबिंदू) तयार होतात. अशा अंसख्य जलबिंदूमुळे एक दृश्य मेघ निर्माण होतो. मेघातील द्रवीभूत पाण्याची एकदंर संहती (प्रमाण) मेघाचे तापमान, हवा थंड होण्याची त्वरा व संतृप्त बिंदूच्या किती खाली तापमान गेले यांसारख्या घटकांमुळे नियंत्रित केली जाते. वर्षण होत नसताना सर्वसाधारणपणे १ घ. मी. हवेत सु. १ ग्रॅ. पाणी असे प्रमाण बहुतेक सर्व मेघांत आढळते. मेघातील जलबिंदूंची संहती त्यातील आर्द्रताग्राही सूक्ष्मकणांचे गुणधर्म व हवेच्या एकक आकारमानातील त्यांची संख्या आणि संद्रवण क्रिया सुरू होताना तापमान किती त्वरेने कमी होत गेले यांमुळे नियंत्रित केली जाते. सर्वसाधारणपणे मेघात १ घ. मी. आकारमानात सु. १० कोटी (म्हणजे १०८) जलबिंदू असतात. वर्षण होत नसताना सर्वच मेघकणांत जवळजवळ सारखाच जलांश सामाविलेला असतो. मेघकण अतिसूक्ष्म व हलके असतात. मेघात ते निलंबित अवस्थेत इतस्ततः सहजगत्या संचार करीत असतात. मेघकण कोणत्या परिस्थितीत एकत्र येऊन मोठे होऊ शकतात व पर्जन्यरूपाने भूपृष्ठावर पडू शकतात अशा क्रिया-विक्रियांचा अभ्यास मेघ भौतिकीत मोडतो.
भूपृष्ठाजवळील आर्द्रतायुक्त हवा अनेक कारणांमुळे वर जाताना हवेच्या कमी दाबामुळे प्रसरण पावते व उत्तरोत्तर थंड होत असते. विशिष्ट उंचीवर ती संतृप्त बिंदू गाठते. यानंतरही हवा ऊर्ध्व (उभ्या) दिशेने वरच गेल्यास आर्द्रताग्राही कणांवर जलबाष्प संद्रवित होते असंख्य मेघकण निर्माण होतात व त्यांचा मेघ तयार होतो. सूर्य प्रखर तेजाने तळपत असताना भूपृष्ठालगतची हवा तापते त्यामुळे ती हलकी होते व वर जाऊ लागते. दवांकापेक्षा हवा थंड झाल्यास हवेत तुरळक व चित्रविचित्र मेघनिर्मिती होते. जलबाष्प संद्रवित झाल्यावर त्यामधील मुक्त झालेली सुप्त उष्णता हवेला आणखी वर नेण्यास कारणीभूत होते. कधीकधी एखाद्या कमी वातावरणीय दाबाच्या क्षेत्रात आर्द्र हवा सर्व बाजूंनी प्रवेश करते आणि वर उचलली जाते. त्यामुळे ती खूपच थंड होते व विस्तृत क्षेत्रावर मोठे व जाड मेघ निर्माण होतात.
पृथ्वीच्या उष्णता संतुलनात मेघांचा महत्त्वाचा भाग असतो. प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जेच्या) क्रियेच्या उच्चतर वातावरणातून उष्णता अवकाशात निसटते. उष्णतेची ही उणीव भरून काढण्यासाठी भूपृष्ठाजवळ निर्माण होणारे हवेचे ऊर्ध्व प्रवाह भूपृष्ठाजवळील उष्णता वरील वातावरणात पोहोचवितात. तेथे निर्माण होणारे मेघ दिवसा प्रखर सूर्यकिरणांपासून पृथ्वीचे रक्षण करतात. तिला ते फार तापू देत नाहीत. रात्री भूपृष्ठापासून निघालेल्या प्रारणाचा काही भाग हेच मेघ पृथ्वीकडे परावर्तित करून तिला ते प्रमाणाबाहेर थंड होऊ देत नाहीत.
भूपृष्ठापासून वर जाणारी आर्द्र हवा साधारणपणे दर किमी. ला १०º से. किंवा त्याहून अधिक अंशांनी थंड होत असते. ती संतृप्त झाल्यानंतर ६º·५ से./किमी. यासारख्या त्वरेने थंड होत जाते. भूपृष्ठापासून काही किमी. गेल्यानंतर ती हिमांक (ज्या तापमानापलीकडे पाणी निवविले असता हिम तयार होते असे तापमान) गाठते. अशा हिमरेषेच्या (वातावरणात ०º से तापमान असलेल्या पातळीपेक्षा) पलीकडे बऱ्याच उंचीवर हवा गेल्यास तिच्यात हिमकण निर्माण होतात. ऊर्ध्व दिशेने अत्युच्च वाढलेल्या मेघांचा अती वरचा किंवा शेवटचा भाग बव्हंशी हिमकणांचाच बनलेला असतो. हिमरेषेच्या पलीकडे आढळणाऱ्या इतर प्रकारच्या मेघांतही लक्षवेधी प्रमाणात हिमकण आढळतात. विषुवृत्ताजवळील प्रदेशातील मेघांतही भूपृष्ठापासून काही स्वल्प किमी. उंचीनंतर काही हिमकण आढळतात. उच्च वातावरणात अनेक प्रकारचे धूलिकण, धूम्रकण किंवा इतर प्रकारचे सूक्ष्म कण वावरत असले तरी त्यांच्यावर जलबाष्पाचे एकदम हिमरूपात संद्रवण क्वचितच होते. त्याचप्रमाणे मेघातील जलबिंदूचे तापमान ०º से. च्या खाली गेले, तरी क्वचितच मोठ्या प्रमाणावर जलबिंदूचे सरळ हिमकणांत रूपांतर होते. त्यामुळे उंच वाढलेल्या ढगात हिमकणांपेक्षा अतिशीतित अवस्थेतील जलबिंदू (तापमान ०º से. पेक्षा अनेक अंशांनी खाली गेले, तरी द्रवरूपात राहणारे शीत जलबिंदू) अधिक प्रमाणात आढळतात. विशिष्ट परिस्थितीत मेघातील हिमकण व जलबिंदू एकमेकांसमोर आल्यास, हिमकणांवरील बाष्पदाब जलबिंदूवरील बाष्पदाबापेक्षा कमी असल्यामुळे, जलबिंदूवरील बाष्प हिमकणावर संद्रवित होते, हिमकण वाढतो, हवेच्या ऊर्ध्व प्रवाहांनी तोलून धरण्याच्या अवस्थेपलीकडे तो अधिक जड होतो व खाली येऊ लागतो. खाली पडताना तो वातावरणाच्या उष्णतर थरांतून जातो व त्याचे जलबिंदुरूप पर्जन्यात रूपांतर होते. साधारणपणे अत्युच्च पातळीवर आढळणारे तंतुमेघासारखे लहान मेघ संपूर्णपणे हिमकणांचे बनलेले असतात, तर अगणित जलबिंदूंनी समृद्ध असलेले उंच पातळीपर्यंत वाढलेले मेघ घट्ट, थोडेसे काळसर असून त्यांची कडा व किनार सुस्पष्ट आणि रेखीव असते. त्यांची उंची ३ किमी. पेक्षा अधिक असते. त्यांत सातत्याने ऊर्ध्व प्रवाह वाहत असतात. अशाच मेघांतून पर्जन्य मुक्त होऊ शकतो. ऊर्ध्व प्रवाह क्षीण झाले किंवा अधःप्रवाह बलवत्तर झाले, तर मेघांचे तापमान वाढते, हवा असंतृप्त होते व मेघ नाहीसा होतो.
मेघांचे वर्गीकरण : दृश्य स्वरूपावरून व भिन्न आकारांवरून मेघांचे वर्गीकरण सर्वप्रथम १८०२ साली जे. बी. लामार्क या फ्रेंच जीवशास्त्रज्ञांनी प्रसिद्ध केले परंतु त्यामध्ये मेघांच्या सर्व जातींचा समावेश नसल्यामुळे व त्यांनी मेघांना क्लिष्ट फ्रेंच नावे दिल्यामुळे या वर्गीकरणाचे विशेष स्वागत झाले नाही. १८०३ साली ल्यूक हॉवर्ड नावाच्या लंडनच्या औषधनिर्मात्यांनी मेघांचे वर्गीकरण प्रसिद्ध केले. हल्लीचे आंतरराष्ट्रीय वर्गीकरण पुष्कळसे यावरच आधारित आहे. हॉवर्ड यांनी मेघांचे तीन गट पाडले : (१) सीरस किंवा पिसांसारखे दिसणारे तंतुमेघ, (२) स्ट्रॅटस किंवा स्तरीय मेघ व (३) क्युम्युलस किंवा राशीसारखे उंच वाढविणारे मेघ. पहिल्या प्रकारचे मेघ हिमकणांनी युक्त असे असतात. ते उच्च पातळीवर व विरलावस्थेत आढळतात. त्यांची जाडी कमी असते. ह्या मेघांच्या निरीक्षणांमुळे त्यांच्या निर्मितीत कारणीभूत होणाऱ्या हवेच्या प्रवाहगतींची स्पष्ट कल्पना येत नाही. मेघांचे दुसरे व तिसरे प्रकार मूलभूत स्वरूपाचे आहेत. दुसऱ्या प्रकारचे मेघ (स्तरीय मेघ) तौलनिक दृष्ट्या साधारणपणे स्थिर असलेल्या वातावरणात निर्माण होतात, तर तिसऱ्या प्रकारचे मेघ (राशिमेघ) संनयनी (ऊर्ध्व दिशेने जाणाऱ्या) वातावरणीय प्रवाहामुळे निर्माण होतात. हॉवर्ड यांच्या वेळी किंवा त्यानंतरच्या पुढील ५० वर्षांत उच्च वातावरणातील वाऱ्यांची गती, वेग किंवा स्वरूप निश्चित करण्याच्या पद्धतची उपलब्ध नव्हत्या. विशिष्ट कालावधीत घडून येणाऱ्या मेघांच्या स्थानांतरांवरून उपरि-वाऱ्यांच्या गतीचे जेमतेम ज्ञान होई पण त्यासाठी भूपृष्ठापासून मेघांच्या उंचीबद्दलची माहिती असणे आवश्यक असे. ह्या दृष्टीने विविध आकारांच्या मेघांच्या उंचीची निरीक्षणे करण्याकडे वातावरणविज्ञांचा कल होऊ लागला. त्यातून १८९४ साली सध्याचे मेघाचे प्रमाणित वर्गीकरण उगम पावले. त्यात मेघांचे दृश्य स्वरूप, भूपृष्ठापासून उंची व आकार या तिन्ही निरीक्षणांचा उपयोग केलेला असतो. तंतुमेघ, स्तरीय मेघ व राशिमेघ हे तीन मूलभूत प्रकारचे मेघ स्वतंत्रपणे किंवा एकमेकांशी संयोग करून विविध स्वरूपांत आकाशात उपस्थित असू शकतात. तंतुमेघ क्षोभावरणाच्या (वातावरणाच्या सर्वांत खालच्या १० ते २० किमी. पर्यंतच्या भागाच्या) केवळ वरच्या भागात निर्माण होतात. स्तरीय मेघ क्षोभावरणाच्या अगदी खालच्या पातळीवर आढळतात, तर स्तरीय मेघांचे काही प्रकार क्षोभावरणाच्या मध्यवर्ती पातळीवर भ्रमण करताना दिसतात. याशिवाय काही विशाल उत्तुंग राशिमेघांचा वरचा भाग तंतुमेघांच्या पातळीपर्यंत पोहोचलेला दिसतो, तर त्यांचा अधःस्तर (तळ) भूपृष्ठापासून ६०० ते ८०० मी. उंचीवर आढळतो.
जागतिक वातावरणवैज्ञानिक संघटनेने (डब्ल्यू. एम्. ओ. ने) १९५६ साली संमत केलेल्या वर्गीकरणाप्रमाणे मेघांची उंची, आकार, स्वरूप व इतर मेघांशी केलेल्या संयोगांनुरूप १० मुख्य कुले (किंवा प्रजाती) मानली जातात व ती कोष्टक क्र. १ मध्ये दाखविली आहेत.
प्रत्यक्षात अनेकदा मध्यस्तरी मेघ, वर्षास्तरी मेघ, राशिमेघ आणि गर्जन्मेघ वर दिलेल्या पातळ्यांच्या अभिसीमांच्या पलीकडे वाढत गेल्याचे दिसते. तळभाग भूपृष्ठापासून ६०० ते ८०० मी. असणारे राशिमेघ व गर्जन्मेघ अनुक्रमे ७ व १५ किमी. उंचीपर्यंत सहजगत्या वाढलेले दिसतात. समशीतोष्ण कटिबंधात निर्माण होणाऱ्या विविध मेघांच्या तळभागांच्या व वरच्या भागांच्या पातळ्यांच्या अभिसीमा कोष्टक क्र. १ मध्ये दिल्या आहेत. साधारणरपणे ध्रुवीय प्रदेशात मेघांची उंची कमी असते, तळभागही भूपृष्ठापासून कमी उंचीवरच आढळतो. उष्ण कटिबंधात मेघांच्या तळभागाची पातळी भूपृष्ठापासून अधिक उंच असते व मेघांची वाढही अधिकतम उंचीपर्यंत झालेली आढळते. त्यांच्या अभिसीमा कोष्टक क्र. २ मध्ये दाखविल्या आहेत.
जागतिक वातावरणवैज्ञानिक संघटनेने १९५७ साली इंटरनॅशनल क्लाउड ॲटलास दोन भागांत प्रकाशित केला आहे. त्यात मेघांची १० मुख्य कुले (किंवा प्रजाती) त्यांच्या आकाराप्रमाणे व संरचनेप्रमाणे १४ जातींमध्ये आणि मेघांची पारदर्शकता व भौमितिक मांडणीप्रमाणे ९ सर्वसाधारण प्रकारांत विभागली आहेत.
दैनंदिन वातावरणवैज्ञानिक निरीक्षणांत मेघांचे प्रकार, त्यांच्या तळपृष्ठाची भूपृष्ठापासूनची उंची आणि प्रत्येक उंचीवरील मेघांच्या व्याप्तीचे प्रमाण व मेघांची चलनदिशा सांकेतिक आकड्यांत निर्देशिली जातात. हवामानस्थितिनिदर्शक नकाशांत ही माहिती सांकेतिक चिन्हांनी चित्रित केली जाते [⟶ हवामान नकाशा].
कोष्टक क्र. १. मेघांची मुख्य कुले
कोष्टक क्र. २. मेघांच्या तळभागाच्या व उंचीच्या विविध कटिबंधांतील अभिसीमा
मेघाचा प्रकार |
ध्रुवीय प्रदेश |
समशीतोषष्ण प्रदेश (मध्यम कटिबंधीय प्रदेश) |
उष्ण कटिबंधीय प्रदेश |
उच्च पातळीवरील मेघ (CH) |
३ ते ८ किमी. |
५ ते १४ किमी. |
६ ते १८ किमी. |
मध्यम पातळीवरील मेघ (CM) |
२ ते ४ किमी. |
२ ते ७ किमी. |
२ ते ८ किमी. |
नीच पातळीवरील मेघ (CL) |
भूपृष्ठ ते २ किमी. |
भूपृष्ठ ते २ किमी. |
भूपृष्ठ ते २ किमी. |
उच्च पातळीवरील मेघ (CH) : (१) तंतुमेघ (सीरस), (Ci) : पांढरे शुभ्र रेशमासारखे मृदू, नाजूक व चमकदार तंतूंसारखे किंवा केसांसारखे दिसणारे हे मेघ सूक्ष्म बर्फकणयुक्त असून अत्युच्च पातळीवर पृथक्पणे वावरताना आढळतात. ते शीत किंवा उष्ण सीमापृष्ठांशी व दूरस्थ चक्री वादळांशी किंवा चक्रवातांशी निगडित झालेले असतात. हे रेषायुक्त मेघ द्रुतगति उपरि-वाऱ्यांच्या ओघाबरोबर शीघ्रगतीने भ्रमण करीत असल्यास व बहुसंख्येने ते तंतुस्तर मेघांशी संयोग करताना दिसत असल्यास लवकरच स्थानिक हवामानात बिघाड होणार असे समजण्यात येते. इतर वेळी तंतुमेघ संख्येने कमी व आकाशात पृथक्पणे स्थिरावलेले किंवा अतिशय मंदगतीने इतस्ततः भ्रमण करताना दिसल्यास ते अनुकूल किंवा प्रसन्न हवामानाचे लक्षण समजण्यात येते. गडगडाटी, झंझावाती, वादळी हवामानाच्या आविष्कारांच्या वेळी जे तंतुमेघासारखे ढग वातावरणात दिसतात ते खऱ्या अर्थाने तंतुमेघ नसतातच, त्यांना आभासी (खोटे) तंतुमेघ म्हणतात. नित्याच्या विरल अवस्थेत व उच्च पातळीवर आढळणाऱ्या तंतुमेघांच्या मानाने आभासी तंतुमेघ अधिक घनदाट असतात व वातावरणात ते बऱ्याच खालच्या पातळीवर आढळतात. सूर्योदयाच्या व सूर्यास्ताच्या वेळी तंतुमेघ अत्यंत तेजस्वी, विविध रंगांचे आणि सौंदर्यसंपन्न दिसतात.
(२) तंतुराशिमेघ (सीरोक्युम्युलस), (Cc): उंच पातळीवरचे मेघ अनेक ठिकाणी तुटल्यामुळे पांढऱ्या शुभ्र लहानलहान गोलाकार पुंजक्यामुळे हा मेघ बनतो. हे लहान पुंजके आकाशात एखाद्या नील वस्त्रावरील चित्रविचित्र आकर्षक ठिपक्यांसारखे दिसतात. समुद्रावर जशा लाटा एकामागून एक येताना दिसतात तशा लाटांसारखीच तंतुराशिमेघांची आकाशात मांडणी झालेली दिसते. बांगडा नावाच्या माशांच्या कातडीवर खवल्यांची जशी तरंगसदृश मालिका असते, तशाच तऱ्हेची मांडणी आकाशात तंतुराशिमेघांमुळे झालेली दिसते. मेघांच्या विस्तृत थरात एक किंवा दोन आंदोलने घडून आल्यामुळे विभक्त तंतुराशिमेघ उद्भवतात. हे भूपृष्ठापासून उंच, विरल व कमी जाडीचे असल्यामुळे सूर्य त्यांच्या मागे असल्यास भूपृष्ठावर त्यांची छाया पडत नाही वा पुंजक्यातील कोणत्याही घटकाचा आंतरित कोन १० पेक्षा अधिक असत नाही.
(३) तंतुस्तर मेघ (सीरोस्ट्रॅटस), (Cs) : वातावरणात बहुसंख्येने तंतुमेघ निर्माण झाल्यास ते एकमेकांशी जोडले जातात आणि त्यामुळे एक पांढरा स्तर किंवा शुभ्र तलम पडदा तयार होतो. कधी-कधी तंतुस्तर मेघ संपूर्ण आकाश व्याप्त करू शकतात त्यामुळे नेहमीचे निळे आकाश दुधाळलेले दिसते. अशा परिस्थितीत मेघकणांकडून सूर्यकिरणांचे विवर्तन झाल्यामुळे (दिशेत बदल झाल्यामुळे) आकाशात सूर्याभोवती तेजोवलये किंवा ⇨ प्रभामंडले दिसू शकतात. इतर वेळी विरल तंतुस्तर मेघांमुळे आकाशात नाजूक तंतूंचे विलक्षण गुंतागुंतीचे पारदर्शक जाळे पसरविले आहे, असा भास होतो. तंतुस्तर मेघांचे आगमन म्हणजे प्रतिकूल हवामानाची चाहूल असे मानण्यात येते. तंतुस्तरांच्या परिसरातील वातावरणांत धूलिकणांचा अभाव असल्यामुळे या प्रकारच्या ढगात अतिशीतित जलबिंदू असल्याचेही अलीकडे आढळले आहे.
मध्यम पातळीवरील मेघ (CM) : (१) मध्यराशिमेघ (अल्टोक्युम्युलस), (Ac) : हे मेघ पांढऱ्या अथवा करड्या किंवा दोन्ही रंगांच्या पुंजक्यांमुळे बनलेले असतात. त्यांची आकाशातील मांडणी तंतुराशिमेघांसारखीच असते. पुंजक्यांतील घटक मोठ्या आकारमानाचे असून ते निरनिराळ्या उंचीवरील विविध थरांत किंवा एकाच पातळीवरील विस्तृत व जाड थरांत सामाविलेले असतात. मध्यराशिमेघांची भूपृष्ठापासूनची उंची तंतुराशिमेघांच्या मानाने बरीच कमी असते. सूर्य आकाशात तळपत असताना पृथ्वीवर त्यांची छाया पडू शकते, भूपृष्ठावरील निरीक्षकाच्या डोळ्यांजवळ १º ते ५º या आंतरित कोन होईल इतकी मध्यराशिमेघातील घटकांची रुंदी किंवा विस्तार असतो. मध्यराशिमेघांमुळे आकाश संपूर्णपणे व्याप्त झालेले असले, तरी त्यामुळे सूर्यकिरणांच्या विवर्तनामुळे आकाशात केव्हाही तेजोवलय निर्माण होत नाही. ह्या मेघातील घटकाच्या कडा तंतुमय व कमी जाडीच्या असल्यामुळे सूर्यकिरणांचे विकिरण होऊन (निरनिराळे घटक अलग होऊन) कधीकधी त्या कडांना चित्रविचित्र व आकर्षक रंग लाभतात. मेघघटक जाड असल्यास किंवा ते बऱ्याच उंचीपर्यंत वाढत गेल्यास ह्या मेघांचा तळभाग काळसर दिसतो. क्वचित प्रसंगी त्यांच्या माथ्याकडील भागाचे तापमान हिमांकापेक्षा अनेक अंशांनी खाली गेलेले असते आणि त्यांत अतिशीतित मेघकणांचे आधिक्य आढळते. मध्यस्तरी मेघाचे विघटन होत असताना किंवा ते विच्छिन्न (खंडित) होताना मध्यराशिमेघ निर्माण होतात. कधीकधी प्रचंड विक्षोभामुळे ह्या मेघांतील काही घटक ऊर्ध्व दिशेने वाढू लागतात व त्यांत अनेक शिखरे निर्माण होतात. अशा शिखरयुक्त मध्यराशिमेघांना शिखरी मध्यराशिमेघ (अल्टोक्युम्युलस कॅस्टेलॅटस किंवा अल्टोक्युम्युलस कॅस्टेलनस) अशी संज्ञा देण्यात आली आहे. विक्षोभित वातावरणीय अवस्थेचे व परिणामी नजीकच्या भविष्य काळात गडगडाटी वादळाच्या आगमनाचे ते एक लक्षण समजण्यात येते.
(२) मध्यस्तरी मेघ (अल्टोस्ट्रॅटस), (As) : हा मध्यम उंचीवर आढळणारा करड्या किंवा निळसर रंगाचा, अनेक थर असलेला, विस्तृत क्षेत्र व्यापणारा, लक्षवेधी जाडीचा, बाष्पकणांनी समृद्ध असा मेघ असतो. हा मेघ संपूर्ण आकाश व्यापू शकतो. मेघाच्या पातळ भागातून कधीकधी घर्षित काचेतून दिसावी तशी सूर्याची अस्पष्ट तबकडी दिसू शकते. आकाशात ह्या मेघांची जाडी आणि व्याप्ती वाढल्याचे दिसल्यास लवकरच दीर्घकालावधीची अखंडित पर्जन्यवृष्टी होण्याचे ते चिन्ह समजले जाते. ह्या मेघांमुळे सूर्यप्रकाशात किरणविवर्तनामुळे तेजोवलांचा आविष्कार कधीच उद्भवत नाही. बहुधा हा मेघ एकविध किंवा समांगी दिसतो पण क्वचित प्रसंगी तो तंतुमय मेघकणांनी बनलेला असावा, असा भास निर्माण होतो. विस्तृत मेघघटक असलेल्या मध्यराशिमेघाचे रचनांतरण किंवा घटकांचे एकीकरण झाल्यास मध्यस्तरी मेघ निर्माण होतो. याउलट मध्यस्तरी मेघांचा ऱ्हास होताना मध्यराशिमेघ तयार होतात.
(३) वर्षास्तरी मेघ (निंबोस्ट्रॅटस), (Ns) : साधारणपणे करड्या पण क्वचित प्रसंगी काळसर रंगाचे, विविध स्तरांनी युक्त असलेले, संपूर्ण आकाशाला काळी छटा देण्याइतके जाड व मोठ्या प्रमाणावर विस्तार पावलेले हे मेघ मध्यस्तरी मेघांच्या खालच्या पातळीवर आढळतात. भूपृष्ठावर पडणाऱ्या सतत पर्जन्य किंवा हिम-वृष्टीमुळे व मेघांच्या जाडीमुळे सूर्यकिरण संपूर्णपणे अडविले जातात. या मेघांचा तळभाग क्वचितच स्पष्टपणे दिसतो. ह्या मेघांच्या विस्तृत थरांखाली विभक्तपणे भ्रमण करणारी, स्तरीय मेघांची अनेक पातळ्यांवर अनेक ओबडधोबड शकले आढळतात. त्यांतून पर्जन्यधारा पडत असतात. ती सर्व शकले मुख्य वर्षास्तरी मेघात विलीन होतातच असे नाही. ही आकारहीन शकले विच्छिन्न वर्षा मेघ (फ्रॅक्टोनिंबस) म्हणून ओळखली जातात. त्यांच्यामुळे विमान वाहतुकीला अडथळा निर्माण होतो. खऱ्या अर्थाने वर्षास्तरी मेघ हे नीच पातळीवरील मेघ म्हणूनच समजण्यात येतात. अनेकदा, विशेषतः सतत पर्जन्यवृष्टी होताना, ते बऱ्याच खालच्या पातळीवर येतात. त्यांच्या तळभागाचे स्वरूप सातत्याने बदलत असते. नीच स्तरीय मेघांपासून व स्तरराशिमेघांपासून वर्षास्तरी मेघ चटकन ओळखता येतात. अनेक मेघघटकांच्या विशिष्ट रचनात्मक संयोगामुळे स्तरराशिमेघ बनलेली असतो व त्यांचा तळभाग सुस्पष्ट असतो. स्तरमेघांपेक्षा वर्षास्तरी मेघ अधिक काळसर, रूपविकारी व अधिक ‘ओलसर’ असतात. समशीतोष्ण कटिबंधीय चक्रवातात मध्यस्तरी मेघ अनेकदा खालच्या पातळीवर येऊन घट्ट झाल्यास त्यांचे वर्षास्तरी मेघांत रूपांतर होऊ लागतो. अगदी क्वचित् प्रसंगी स्तरराशिमेघापासून वर्षास्तरी मेघ उद्भवले आहेत. अशा रूपांतरित मेघांतून मुक्त होणाऱ्या पर्जन्यधारा जमिनीपर्यंत पोचण्यापूर्वीच त्यांचे बाष्पीभवन होते. अशा धारांना ‘पर्जन्यरेखा’ किंवा ‘पर्जन्यशलाका’ अशी संज्ञा देण्यात आली आहे.
नीच पातळीवरील मेघ (CL) : (१) स्तराशिमेघ (स्ट्रॅटोक्युम्युलस), (Sc) : पांढऱ्या किंवा करड्या अथवा पांढऱ्या आणि करड्या रंगाचे जाड, गोलाकार व मोठे मेघखंड एका विस्तृत थरात किंवा एकाच पातळीवर आल्यास व समुद्रावरील लाटांसारखी त्यांची आकाशात तरंगरूपी मांडणी झाल्यास स्तरराशिमेघ उद्भवतात. निरीक्षकाच्या डोळ्याजवळ ५º पेक्षा अधिक आंतरित कोन करण्याइतपत स्तरराशिमेघांतील घटक मोठे असू शकतात. त्यांचा तळपृष्ठभाग काळसर असतो. मेघघटकांच्या विशिष्ट मांडणीमुळे अनेकदा स्तरराशिमेघ हे मध्यराशिमेघांसारखेच दिसतात. तथापि स्तरराशिमेघ अधिक जाडीचे असून बऱ्याच खालच्या पातळीवर आढळतात व रंगाने ते बरेच काळसर दिसतात. ह्या मेघांनी संपूर्ण आकाश व्याप्त केलेले असले, तरी त्यांची लाटांसारखी मांडणी असते, इतकेच नव्हे, तर दोन लाटांमधील अभ्रविहीन पोकळीतून आकाशही स्पष्टपणे दिसू शकते.
जोराच्या शुष्कतर वाऱ्यांमुळे स्तरमेघांची शकले पडू लागल्यास स्तरराशिमेघ निर्माण होतात. क्वचित् प्रसंगी जाड स्तरराशिमेघातील मूलघटक एकत्र आल्यामुळे वर्षास्तरी मेघ तयार होतात. मूल मेघघटकांचे संपूर्णतया एकीकरण झाल्यामुळे पाऊस पडण्यास सुरुवात होते व स्तरराशिमेघाच्या तळपृष्ठभागाची सीमापातळी व स्पष्ट स्वरूप सातत्याने बदलत जाते.
हवेत भरपूर जलबाष्प असल्यास संनयनी क्रियेमुळे दुपारच्या सुमारास राशिमेघ निर्माण होतात. सूर्यास्तानंतर भूपृष्ठ थंड होते, ऊर्ध्वगामी प्रवाह दुर्बल होतात व राशिमेघ कोलमडतात. ह्या प्रक्रियेतून स्तरराशिमेघ निर्माण होतात. अनेकदा राशिमेघ ऊर्ध्व दिशेने वाढणे थांबते व त्यांची शिखरे ऊर्ध्व दिशेने न वाढता क्षैतिज (क्षितिज समांतर) दिशेने पसरू लागतात. ह्या प्रक्रियेतूनही स्तरराशिमेघ तयार होतात.
(२) स्तरमेघ (स्ट्रॅटस), (St) : हे नीच स्तरीय मेघ कमी जाडीचे व करड्या रंगाचे असतात. हिमांकाच्यावर हवेचे तापमान असल्यास त्यांतून मंदगतीने पाऊस पडू शकतो. हवेचे तापमान हिमांकाच्या बरेच खाली असल्यास या स्तरमेघांतून हिमस्फटिक किंवा हिमकण पडू लागतात. स्तरमेघातून सूर्य दिसू शकतो, तसेच स्तरमेघाची रूपरेषाही स्पष्टपणे दिसू शकते. स्तरमेघ सूर्याच्या आड आल्यास साधारण वातावरणीय तापमानात तेजोवलये दिसू शकत नाहीत. हवेचे तापमान बरेच खाली गेल्यास स्तरमेघांतील हिमस्फटिकांच्या आधिक्यामुळे उच्च अक्षवृत्तीय प्रदेशात तेजोवलये दिसणे कदाचित शक्य होत असावे.
प्रबल वाऱ्यांबरोबर मोठे स्तरमेघ वाहत जाताना त्यांची लहान-लहान शकले होतात. विमान वाहतुकीला त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात धोका उत्पन्न होतो.
धुके म्हणजे भूपृष्ठावरील स्तरमेघच. सूर्योदयानंतर धुके वितळू लागते किंवा भूपृष्ठ तापल्यामुळे हवेत निर्माण झालेल्या ऊर्ध्व आवर्तामुळे धुके वर उचलले जाते. वाऱ्याबरोबर वाहताना या धुक्याची किंवा स्तरमेघांची शकले होतात व कालांतराने ती नाहीशी होतात. [⟶ धुके].
(३) राशिमेघ (क्युम्युलस), (Cu) : विभक्तपणे आढळणारे, ऊर्ध्व दिशेने कापसाच्या राशींवर राशी ठेवल्यासारखे वाढणारे, बाह्य सीमा रेखीव असणारे व तळपृष्ठ स्पष्टपणे एकाच क्षैतिज पातळीत दिसणारे घनदाट मेघ म्हणजे राशिमेघ. ह्या मेघांचा वरचा भाग मनोऱ्यासारखा किंवा घुमटासारखा दिसतो. उंच वाढलेल्या राशिमेघाच्या शिखराचा भाग एखाद्या फुलकोबीसारखा असतो. सूर्यकिरणांनी तेजाळलेला राशिमेघाचा भाग पांढरा शुभ्र दिसतो. हा मेघ डोक्यावर आल्यास त्यांचे तळपृष्ठ काळसर दिसते. सूर्य व निरीक्षक यांच्यामध्ये राशिमेघ आल्यास या मेघाच्या कडा रुपेरी दिसतात. प्रबल वाऱ्यांच्या प्रभावाखाली हे मेघ आल्यास त्यांची शकले होतात. त्यांना खंडित राशिमेघ (फ्रॅक्टोक्युम्युलस) असे नाव दिले आहे. राशिमेघांचे दोन मुख्य प्रकार आहेत. जमिनीवर पडणाऱ्या सौर प्रारणामुळे राशिमेघ मुख्यत्वेकरून दिवसा निर्माण होतात. रात्री ते वितळून नाहीसे होतात. ते फार उंच वाढत नाहीत व अशा मेघांतून पर्जन्यवृष्टीही होत नाही. त्यांना ‘सुखदायक हवामानाचे राशिमेघ’ (फेअर-वेदर क्युम्युलस किंवा क्युम्युलस ह्युमिलिस) असे म्हणतात. खूप उंच वाढणाऱ्या राशिमेघातून स्वल्प प्रमाणात तुरळक स्वरूपाचा पाऊस पडू शकतो. त्यांना संकुलित राशिमेघ (क्युम्युलस कंजेस्टस) अशी संज्ञा दिली आहे. ह्या मेघातील ऊर्ध्व प्रवाह मेघांच्या उंच वाढण्याच्या प्रमाणावरून अजमावता येतात. लक्षणीय प्रमाणात भरपूर पाऊस पाडणारे गर्जन्मेघ (ऐरणी मेघ किंवा क्युम्युलोनिंबस) अशा उत्तुंग राशिमेघांतूनच निर्माण होतात.
आर्द्र वातावरणात उत्पन्न होणाऱ्या ऊर्ध्वगामी संनयनी वातप्रवाहांचे प्रतीक म्हणजे राशिमेघ. ऊर्ध्व प्रवाह जितके बलवान तितकी राशिमेघांची उंची अधिक. खालच्या थरांतील हवा जर तापली किंवा वरच्या थरांतील हवा थंड झाली, तर उष्णतर हवा हलकी असल्यामुळे द्रुतगतीने ऊर्ध्व दिशेने वर जाऊ लागते व उत्तरोत्तर थंड होऊ लागते. कालांतराने ती हवा संतृप्ताव्यवस्था गाठते. येथून अल्पावकाशातच राशिमेघाचा तळपृष्ठभाग तयार होऊन राशिमेघ ऊर्ध्व दिशेने वाढू लागतो. ऊर्ध्व प्रवाह बलवत्तर असल्यास थोड्याच वेळात उत्तुंग सघन राशिमेघ तयार होतो. अशा मेघाचा शिखराजवळचा भाग उकळत्या पाण्याच्या पृष्ठभागासारखा दिसतो. राशिमेघ उंच वाढत जाऊन हिमांकाच्या (०º से. च्या) पातळीपलीकडे गेला, तर त्यात लवकरच हिमकण व अतिशीतित जलबिंदू निर्माण होतात. कालांतराने ऊर्ध्व प्रवाह क्षीणतर होतात आणि राशिमेघाचा शिरोभाग क्षैतिज दिशेने पसरू लागतो. संपूर्ण मेघाला ऐरणीचे स्वरूप किंवा आकार येतो. हाच ऐरणीचा मेघ किंवा गर्जन्मेघ होय.
(४) गर्जन्मेघ (क्युम्युलोनिंबस), (Cb) : हा एक आर्द्रतेने भारावलेला, विशाल मेघपुंज एकावर एक रचून पर्वतशिखराप्रमाणे उंच वाढणारा, ऐरणीसारखा दिसणारा, तळपृष्ठाशी अनेक वर्षास्तरी काळसर मेघखंडांनी समृद्ध असलेला, ऐरणी भागाभोवती अगणित तंतुमेघांचा किंवा तंतुस्तर मेघांचा प्रवाह चालू ठेवणारा, अधूनमधून गर्जना करून वृष्टी किंवा गारा पाडणारा व कधीकधी अतिशय द्रुतगती विध्वंसक वारे मुक्त करणारा असा अनर्थकारी मेघ आहे. विशिष्ट परिस्थितीत जड शुष्कतर थंड हवेचे वेगवान प्रवाह विस्तृत क्षेत्रावर उष्णार्द्र व हलक्या हवेच्या खाली शिरून तिला वर जाण्यासाठी चालना देतात, त्यामुळे अल्पावकाशात अनेक गर्जन्मेघांची एक दीर्घ शृंखला तयार होते. उपोष्ण कटिबंधीय सीमापृष्ठीय अभिसारी चक्रवातांत [⟶ चक्रवात] अशी परिस्थिती निर्माण होते. त्यामुळे एका लांब रेषेत अनेक गर्जन्मेघ तयार होतात. द्रुतगती वाऱ्यांच्या प्रेरणेमुळे गर्जन्मेघांची ही रेषा पुढेपुढे सरकत जाते व तसे करताना ती अनेक ⇨ गडगडाटी वादळांना, अनेक ⇨ चंडवातांना व क्वचित प्रसंगी ⇨ घूर्णवाती वादळांना जन्म देते. विमान वाहतुकीला त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात धोका संभवतो. गर्जन्मेघांचे तळपृष्ठ भूपृष्ठापासून सु. ३०० मी. उंचीवर आढळते. या मेघांचा उदग्र विस्तार अनेकदा १४ ते २० किमी. च्या पलीकडे गेलेला दिसतो.
गर्जन्मेघ हा सर्व मेघांत अत्यंत सघन व जमिनीपासून अतिशय उंचीपर्यंत वाढणारा मेघ आहे. त्यात जोरदार ऊर्ध्व वायुप्रवाह व अधःप्रवाह सातत्याने वाहत असतात. प्रबल ऊर्ध्व प्रवाहांच्या उपस्थितीत गर्जन्मेघ विस्फोटक वेगाने वाढून क्षोभ सीमेच्या (वातावरणाच्या ज्या नीचतम थरात उंचीप्रमाणे तापमान कमी होते व हवामानाचे क्षोभजनक आविष्कार आढळतात त्या थराच्या उच्चतम सीमेच्या) पलीकडे जाऊन स्तरावरणात (जेथे वाढत्या उंचीप्रमाणे तापमान वाढते व ज्यात संक्षोभ नसल्यामुळे भिन्न तापमानाचे अनेक स्तर निर्माण झालेले असतात अशा वातावरणातील क्षोभावरणाच्या नंतरच्या आवरणात) प्रवेश करू शकतो [⟶ वातावरण]. अशा मेघांची एकंदर उंची सु. २२ किमी. असते. हे मेघ भारतात मुख्यत्वेकरून उन्हाळा व पावसाळा आणि पावसाळा व हिवाळा यांच्यामधील संक्रमण काळात (मॉन्सूनपूर्व व मॉन्सूनोत्तर काळात) निर्माण होतात. हिवाळ्यात उत्तर भारतात जेव्हा उपोष्ण कटिंबधीय अभिसारी चक्रवात पश्चिमेकडे प्रवेश करून पूर्वेकडे निघून जातात तेव्हा त्यांच्यातील शीत सीमापृष्ठाजवळ बहुसंख्येने गर्जन्मेघ निर्माण होतात. नैर्ऋत्य मॉन्सूनच्या काळात उत्तर बंगालच्या उपसागरात प्रतिमासी २–४ मॉन्सून चक्रवात निर्माण होऊन ते वायव्य भारताकडे आक्रमण करू लागतात. ह्या चक्रवातांच्या परिसरात अनेक गर्जन्मेघ निर्माण होतात.
गर्जन्मेघ विविध प्रकारच्या संबद्धित मेघांची निर्मिती करू शकतो. पूर्ण विकसित गर्जन्मेघाच्या पायथ्याशी स्तर मेघखंड, उच्चतम पातळीवर तंतुमय मेघ, तर चलनशील गर्जन्मेघाच्या पुढील भागात खालच्या पातळीवर गोलाकार मेघखंड आढळतात. गर्जन्मेघ विस्तार पावताना तंतुस्तर मेघ किंवा वितळताना (अथवा कोलमडताना) मध्य पातळीवरील मेघसुद्धा अल्प काळासाठी आपले अस्तित्व प्रकट करतात. गर्जन्मेघाला अनेक मेघांचा आणि अनेक आविष्कारांचा कारखाना मानण्यात येते.
कोष्टक क्र. ३. हवेच्या विविध प्रकारच्या गतींवर आधारलेले मेघांचे वर्गीकरण आणि त्या गतींमुळे निर्माण होणाऱ्या मेघांची भौतिकीय अभिलक्षणे
हवेच्या गतीचा प्रकार |
ऊर्ध्व प्रवाहाचा लाक्षणिक वेग (सेंमी./सेंकद) |
निर्माण होणाऱ्या मेघांचे प्रकार |
मेघांची नावे |
मेघांचा विस्तार किंवा व्याप्ती (किमी. मध्ये) |
वर्षणाचा प्रारूपिक प्रकार |
|
क्षैतिज दिशेने |
ऊर्ध्व दिशेने |
|||||
चक्रीवादळांसारख्या विस्तृत क्षेत्रावर होणारे आर्द्र हवेचे मंदगती ऊर्ध्व गमन (स्थिर वातावरण). |
१० |
जाड थर |
प्रथमतः तंतुमेघ, नंतर त्यांचे तंतुस्तर मेघ, मध्यस्तरी मेघ व मध्यराशिमेघांत रूपांतर. |
१०३ |
१-२ |
हिमशलाका किंवा मंद हिमवृष्टी. |
शेवटी वर्षास्तरी मेघ |
१०३ |
१० |
दीर्घावधीची मध्यम त्वरेची हिम किंवा पर्जन्य वृष्टी. |
|||
थंड जड हवा उष्णतर पृष्ठभागावरून गेल्यास तीत उत्पन्न होणारे संनयनी (ऊर्ध्व) प्रवाह (अस्थिर वातावरण). |
१०२ |
लहान राशिमेघ |
राशिमेघ (क्युम्युलस) |
१ |
१ |
वृष्टीचा संपूर्णपणे अभाव. |
१०३ |
पर्जन्य व सगर्जन वृष्टी देणारे मेघ |
गर्जन्मेघ (क्युम्युलो-निंबस). |
१० |
१० |
जोरदार वृष्टि किंवा गारांचा वर्षाव. |
|
शीततर पृष्ठभागा करून हवा जाताना तीत होणारी अनिय- मित स्वरूपाची ढवळाढवळ व द्रुत शीतन (स्थिर वातावरण). |
१० |
कमी जाडीचे |
स्तरमेघ |
१०2 |
< १ |
मंद तुषारवृष्टी किंवा वृष्टीचा अभाव. |
नीच स्तरीय मेघ |
स्तरराशिमेघ |
< १०३ |
< १ |
|||
धुकी |
– |
– |
– |
– |
हवेच्या विविध प्रकारच्या गतींवर आधारलेले मेघांचेवर्गीकरण : गेल्या काही वर्षांत मेघांत काही रासायनिक पदार्थांचे कण विखरून कृत्रिम पाऊस पाडण्याच्या दृष्टीने अनेक प्रयोग केले गेले. अनेक प्रकारच्या मेघांचा व मेघ निर्माण होणाऱ्या कारणांचा सूक्ष्म अभ्यास केला गेला. मेघांच्या केवळ बाह्य आकारावरून व स्वरूपावरून त्यांच्या मूलभूत व भौतिकीय गुणधर्मांचे किंवा त्यांच्या क्रमविकासाचे पूर्ण ज्ञान होऊ शकत नाही, असे या अभ्यासातून निष्पन्न झाले. मूलतः मेघ अनेक कारणांनी आर्द्र हवेच्या वर जाण्यामुळे निर्माण होतात. त्यांच्या निर्मितीत व विकासात हवेतील आर्द्रताग्राही संद्रवण केंद्रके व धूलिकण यांच्या संख्येचा व त्यांच्या आकारमानाच्या वितरणाचाही फार मोठा वाटा असतो. मेघांच्या भिन्नभिन्न भागांत हवेची गतिशीलता व मेघकणांचे आकारमानानुरूप वितरण वेगवेगळे असते. स्थलकालानुरूप ते सारखे बदलत असते आणि या दोन मुख्य घटकांवरच मेघांचे गुणधर्म अवलंबून असतात. मेघांचे गुणधर्म निश्चित स्वरूपात कळण्यासाठी मेघांच्या विविध भागांतील वायुप्रवाहांची गती व मेघकणांचे वितरण यांचे मोजमाप करणे आवश्यक ठरते. सध्या या कार्यासाठी मोठ्या प्रमाणात रडार व विमानांचा उपयोग केला जातो. मेघांत अनेक प्रकारच्या भौतिकीय क्रिया-प्रक्रिया होत असतात. त्यांचे परस्परसंबंधही अत्यंत जटिल स्वरूपाचे असतात. ह्या सर्वांचे ज्ञान व्हावे व वातावरणीय ऊर्ध्व व क्षैतिज प्रवाहांच्या गतींवर आधारित असे मेघांचे नवीन वर्गीकरण करता यावे या दृष्टीने मेघांच्या भौतिकीय गुणधर्माच्या सखोल अभ्यासाला सध्या नवीन चालना मिळाली आहे. हवेच्या विविध प्रकारच्या गतींवर आधारलेले मेघांचे वर्गीकरण सुचविण्यासाठी अनेक प्रयत्न होत आहेत. असेच एक वर्गीकरण कोष्टक क्र. ३ मध्ये दिले आहे.
काही वैशिष्ट्यपूर्ण मेघ : कोणत्याही वर्गीकरणात न मोडणारे असे काही मेघ विशिष्ट स्थळी व विशिष्ट परिस्थितीत निर्माण होतात. मुक्ताद्रव्यसदृश्य मेघ (मोत्याच्या शिंपल्याच्या आतील वर्णदीप्त स्तराच्या रंगासारख्या रंगाचा मेघ), निशादीप्त किंवा नैश्यप्रकाशी मेघ, ज्वालामुखीनिर्मित मेघ, अणुविस्फोटजन्य मेघ, बहिर्गोल भिंगाकार मेघ इत्यादी.
मुक्ताद्रव्यसदृश मेघ विविध रंगांनी दीप्तिमान होणारे मेघ असून नैश्यप्रकाशी मेघांपेक्षा त्यांचे प्रमाण फारच कमी आहे. त्यांचा आकार बहिर्गोल भिंगासारखा असून ते स्थितांबरात (क्षोभ सीमेपासून सु. ५५ किमी. उंचीपर्यंतच्या वातावरणाच्या भागात) हिवाळ्यात २२ ते २५ किमी. उंचीवर निर्माण होतात. ते बहुधा निश्चल असून दिवसा अंधुक रंगच्छटा असलेल्या तंतुमेघांसारखे स्वरूप दाखवितात. सूर्यास्तानंतर काळ्या आकाशाच्या पार्श्वभूमीवर वर्णपटाच्या सर्व रंगांनी चमकतात. सूर्यापासून ४५ पेक्षा अधिक कोनीय अंतरावर असल्यास रंग आविष्कार दिसत नाही. सूर्य जसजसा क्षितिजाखाली जाऊन पृथ्वीची छाया मेघांना झाकण्यास पुढे सरसावते तसतसे मेघांचे रंग अदृश्य होऊन हे मेघ क्रमाने नारिंगी, गुलाबी व शेवटी करडा रंग धारण
करतात. सकाळी सूर्योदयापूर्वी हेच आविष्कार उलट क्रमाने दिसतात. अतिशीतित सूक्ष्म जलबिंदूवरून होणारे सूर्यप्रकाशाचे विकिरण मेघांना रंग देतच असावे. अनेक निरीक्षणांवरून असे मेघ उंच पर्वतांच्या वाताभिमुख दिशेतील वातावरणाच्या निश्चल तरंगांच्या शीर्षस्थानी निर्माण होतात, असे आढळले आहे. या वेळी स्थितांबरातील हवेचे तापमान –८५º से. ते –९०º से. असते. हे मेघ नॉर्वे, स्कॉटलंड, उत्तर समुद्राचा पश्चिम विभाग यांसारख्या ध्रुवाजवळील प्रदेशांत आढळतात.
नैश्यप्रकाशी मेघ हे ४५º ते ७०º अक्षवृत्तावर तंतुमेघासारखे पण त्यांच्यापेक्षा खूप उंचीवर म्हणजे सु. ८५ किमी. उंचीवर उन्हाळ्यात सूर्यास्तानंतर व सूर्योदयापूर्वी काही काळ सूर्यकिरणांच्या परावर्तनामुळे चमकताना दिसतात. विशेषतः रूपेरी, निळसर पांढरा किंवा नारिंगी रंग त्यांत मुख्यत्वेकरून प्रतीत होतात. पृथ्वीच्या छायेत जाण्याच्या कालावरून हे मेघ तंतुमेघांपेक्षा भिन्न उंचीवर असल्याने स्पष्ट होते. काही वेळा ते स्वयंप्रकाशी असावे असे वाटण्यापेक्षा तेजस्वी होतात. त्यांचा पूर्व-पश्चिम विस्तार काही वेळा वाढलेला दिसतो. ते तंतुमेघांसारखे विरळ असून त्यांमधून पलीकडचे तारे दिसू शकतात. उत्तर स्वीडनमध्ये रॉकोटांच्या साहाय्याने अशा मेघांच्या मिळविलेल्या नमुन्यांवरून या मेघांचे कण हिमस्फटिकाच्छादित लोह किंवा निकेल कणासारखे वैश्विक कण असावे, असे आढळले आहे. उन्हाळ्यात प्रभावी जंबुपार (दृश्य वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील अदृश्य) किरणांच्या शोषणाने स्थितांबर सीमेचे तापमान वाढून त्यामुळे त्याच्यावरील वातावरणातील अभिसरणात होणारे बदल अशा मेघांच्या निर्मितीला कारणीभूत ठरतात. उत्तर गोलार्धात २३१/२º उ. अक्षवृत्तावर त्याचप्रमाणे दक्षिण गोलार्धात २३१/२º द. अक्षवृत्तावर सूर्य गेल्यापासून सु. तीन आठवड्यांनी त्या गोलार्धाच्या उन्हाळ्यात या मेघांचे प्रमाण वाढलेले आढळते.
ज्वालामुखीच्या स्फोटांमुळे निर्माण होणारे मेघ अतिशय उंच वाढलेल्या राशिमेघांप्रमाणे दिसतात. त्यातील मेघवस्तू धूलिकणांमुळेच बनलेली असते. कालांतराने एकाच मोठ्या मेघाच्या अनेक शाखा निर्माण होतात.
प्रचंड स्फोटांमुळे धूलिकण व बाष्पकण अतिद्रुतगतीने वर जाऊन अल्पावकाशात मोठे मेघ निर्माण होतात. अणुविस्फोटामुळे क्षणार्धात निर्माण होणाऱ्या फुलकोबीसारख्या वा भूछत्राप्रमाणे दिसणाऱ्या प्रचंड मेघांची छायाचित्रे सर्वपरिचित आहेत. [⟶ अणुबाँब].
द्रुतगती वाऱ्यांच्या मार्गात पर्वत शिखरांचा किंवा उंच टेकड्यांचा अडथळा आल्यास नंतरच्या प्रवाहात तरंग उत्पन्न होतात. त्या तरंगांच्या शीर्षप्रदेशांवर सीमारेषा स्पष्ट असलेले बहिर्गोल भिंगाकार मेघ निर्माण होतात. नीच स्तरीय मेघांपासून ते तंतुस्तर मेघांमधील सर्व वातावरणीय पातळ्यांवर हे बहिर्गोल भिंगाकार मेघ आढळतात. क्वचितप्रसंगी त्यांना विविध रंगांची दीप्ती लाभलेली असते. प्रवाह तरंगांच्या शीर्षावर हे मेघ निर्माण होत असल्यामुळे त्यांना तरंगमेघ हे नाव देणे सार्थ होईल.
विविध प्रकारच्या मेघांशी निगडित झालेले हवामान: सर्वच मेघांतून पाऊस पडतो असे नाही. लक्षणीय पाऊस मुख्यत्वेकरून मध्यस्तरी मेघ, वर्षास्तरी मेघ व गर्जन्मेघ यांसारख्या मेघांतून पडतो. मध्यराशिमेघ, स्तरराशिमेघ, स्तरमेघ व राशिमेघ यांतून अत्यल्प प्रमाणात पाऊस पडतो. तंतुमेघ, तंतुस्तर मेघ व तंतुराशिमेघ हे उच्च पातळीवरचे हिमस्फटिकांनी समृद्ध असलेले मेघ आहेत. त्यांतून मुक्त झालेली हिमवृष्टी वातावरणातून भूपृष्ठावर येण्याच्या आधी नीच पातळीवर मेघ नसल्यास बाष्पीभवनामुळे मध्येच विरते. याच्या उलट खालच्या पातळीवर असंख्य जलबिंदूंनी समृद्ध असलेले मेघ उपस्थित असल्यास त्यांत उच्च पातळीवरील हिमकणयुक्त मेघातून मुक्त झालेले हिमकण शिरतात, पर्जन्य किंवा हिम-कण आकारमानाने वाढतात, जड होतात व केवळ गुरुत्वाकर्षणामुळे भूपृष्ठाकडे येऊ लागतात. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात उंच वाढलेल्या राशिमेघांतून अनेकदा पावसाच्या सरी कोसळतात. स्तरमेघांतून मंद तुषारवृष्टी होते. गर्जन्मेघामुळे हिम- किंवा पर्जन्य-वृष्टी होते. क्वचित प्रसंगी त्यामुळे गारांचा वर्षाव व तडित् प्रहार होतो, गडगडाटी वादळ किंवा धूर्णवाती वादळ निर्माण होते. दीर्घावधीची वृष्टी वर्षास्तरी मेघ व मध्यस्तरी मेघांमुळे शक्य होते.
मेघांच्या सर्वांगीण निरीक्षणांमुळे भावी काळातील हवामानाचे अंदाज अचूकपणे देण्यात मदत होते. आकाशात प्रथम तंतुमेघांचे व नंतर तंतुस्तर मेघांचे प्रमाण व व्याप्ती वाढत गेल्यास आणि कालांतराने ह्या मेघांची उंची कमी होऊन त्यांचे सघन मध्यस्तरी मेघांत रूपांतर झाल्यास आगामी काळात दीर्घावधीचा पाऊस पडण्याची शक्यता निर्माण होते. उपोष्ण कटिबंधातील उष्ण सीमापृष्ठे किंवा उष्ण कटिबंधातील चक्री वादळे यांचे आगमन होत असल्यास अशी परिस्थिती निर्माण होते. तुरळक तंतुमेघांची व्याप्ती व प्रमाण फारसे बदलत नसल्यास आगामी काळातील हवामान किंचित ढगाळलेले पण वृष्टिहीन राहील असे खात्रीपूर्वक सांगता येते. इतरत्र घडलेल्या गडगडाटी वादळातील गर्जन्मेघांपासून मुक्त झाल्यामुळे असे तंतुमेघ इतस्ततः भ्रमण करीत असतात. त्यांची पर्जन्यक्षमता नगण्य असते. अशा प्रकारचे तंतुमेघ उष्ण कटिबंधीय अक्षवृत्तांत नेहमी पहावयास मिळतात. समशीतोष्ण कटिबंधातही उन्हाळ्यात क्वचित् प्रसंगी तंतुमेघांचे तुरळक पुंजके निर्माण झालेले दिसतात.
एखाद्या कुंदोष्ण (उष्ण व आर्द्रतेने भारावलेल्या) दिवशी राशिमेघाचे शीघ्रतेने गर्जन्मेघात रूपांतर होत असल्यास पुढील काही तासांतच गडगडाटी वादळ व जोरदार वृष्टी शक्य असते. उपोष्ण व समशीतोष्ण कटिबंधांत वायव्य दिशेकडे अशा गर्जन्मेघांची एक प्रदीर्घ मालिकाच निर्माण झालेली दिसल्यास ती आग्नेयीकडील त्या क्षेत्राकडे जाईल त्या क्षेत्रावर अल्पावधीतच गडगडाटी वादळ, गारांचे वादळ, घूर्णवाती वादळ, चंडवात यांसारखे आविष्कार किंवा शीत सीमापृष्ठाचे आगमन झालेले दिसते. असे आविष्कार घडून आल्यानंतर त्या क्षेत्रावरचे हवामान काही दिवस शीततर व शुष्कतर झाल्याचे अनुभवास येते. मध्यस्तरी मेघांचे मध्यराशिमेघांत रूपांतर झाल्यास त्या प्रदेशावरील पाऊस थांबतो व हवामान सुधारते.
आकाशात मेघ निर्माण झाल्यास दैनिक उच्च व नीच तापमानांतील फरक (दैनिक तापमानीय अभिसीमा) कमी होतो. संध्याकाळचे आकाश लक्षवेधी प्रमाणात अभ्राच्छादित असल्यास हिवाळ्यातील रात्री उबदार तर उन्हाळ्यातील रात्री उकाड्याच्या भासतात. संध्याकाळी आकाश निरभ्र असल्यास हिवाळ्यातील रात्रीत थंडी वाढते व दुसऱ्या दिवशी सकाळी दव, हिमतुषार किंवा धुके पडण्याची शक्यता असते. सकाळी धुके किंवा नीच स्तरीय मेघ निर्माण झाल्यास व पवनवेग अतिमंद असल्यास सूर्योदयानंतर काही तासांतच धुके किंवा मेघ वितळून लख्ख सूर्यप्रकाश पडेल, असे अनुमान करता येते. याच्या उलट सकाळी वारे जोराने वाहत असल्यास व आकाश स्तरराशिमेघाने व्याप्त झालेले असल्यास आकाश अभ्राच्छादित व दिवसाचे तापमान बरेच कमी आणि आल्हाददायक राहील, असे खात्रीपूर्वक सांगता येते.
मेघांच्या विविध गुणधर्मांचे मापन : भावी काळातील हवामानाचे अचूक अंदाज देण्यासाठी मेघांच्या तळपृष्ठाची भूपृष्ठापासूनची उंची, त्यांच्या शिखरांची उंची, त्यांची जाडी, गमनदिशा व वेग, मेघांची आतंररचना इत्यादींचे ज्ञान असणे आवश्यक असते. त्यासाठी कोनमापक दुर्बिणी, ठराविक वेगाने वर जाणारे हायड्रोजन वायूने भरलेले रबरी फुगे, मेघस्थितिदर्शक (मेघाची गमनदिशा निर्धारित करण्यासाठी वापरण्यात येणारे उपकरण), रडार, शोधदीप इ. साधने-उपकरणे वापरतात. आकाशात निरनिराळ्या उंचीवरून उडणारी विमानेही मेघांबद्दल काही माहिती उपलब्ध करून देतात.
मेघ भौतिकी : मेघनिर्मितीसाठी हवेत सूक्ष्म वस्तुकण असावे लागतात. आर्द्रतायुक्त हवा वर गेल्यास तेथील कमी वातावरणीय दाबामुळे प्रसरण पावते, थंड होते, तिची सापेक्ष आर्द्रता वाढते व कालांतराने ती संतृप्त बिंदू म्हणजे दवांक गाठते. यानंतरही ती हवा वर जाऊन अधिक थंड होत गेल्यास हवेतील विविध प्रकारच्या काही आर्द्रताग्राही कणांवर किंवा इतर ⇨ वायुकलिलांवर (ज्यात द्रव वा घन पदार्थांचे अतिसूक्ष्म कण लोंबकळत्या स्थितीत आहेत अशा वायूवर) जलबाष्पाचे संद्रवण होऊन असंख्य जलबिंदूंचा मेघ तयार होतो. आ. २. मध्ये राशिमेघांचा विकास कोणत्या कारणपरंपरेने व कशा परिस्थितीत होतो, हे दाखविले आहे. स्वच्छ व शुद्ध सागरी हवेत मेघांना जन्म देणारे एक घ. सेंमी. मध्ये साधारणपणे १०२ (शंभर) कण असतात. एखाद्या विशाल औद्योगिक शहरावरील प्रदूषित हवेत एक घ. सेंमी. मध्ये १०६ (दहा लक्ष) कण असू शकतात. त्यांतील काही कण आर्द्रताग्राही असतात. सापेक्ष आर्द्रता १०० टक्क्यांपेक्षा थोडी कमी असली, तरी अशा आर्द्रताग्राही कणांवर जलबाष्प संद्रवित होऊ लागते. मेघनिर्मितीस मात्र हवेत जलबाष्प भरपूर व अतिशीतित अवस्थेत असावे लागते. हवाही अतिसंतृप्तावस्थेत असावी लागते. अशा परिस्थितीतच जलबाष्पाचे हवेतील कणांवर किंवा केंद्रकांवर सातत्याने मोठ्या प्रमाणावर संद्रवण होऊन मेघ निर्माण होऊ शकतो. हवेत तुषारलेले सागरी पाणी बाष्पीभवनक्रियेने उडून गेल्यानंतर उरलेले लवण कण मेघनिर्मितीस अनुकूल व आवश्यक अशा संद्रवण केंद्रकांची भूमिका उत्तम रीतीने बजावू शकतात. जंगलांना लागणाऱ्या आगीमुळे व मानवी जीवनाला आवश्यक असणाऱ्या कोट्यावधी शेकोट्यांमुळे अगणित धूम्रकण वातावरणात फेकले जातात. तेही संद्रवण केंद्रके म्हणून आपली कामगिरी पार पाडतात. हवेत भरपूर जलबाष्पाचा पुरवठा, संद्रवण केंद्रकांची योग्य प्रमाणात उपस्थिती, आर्द्रतायुक्त हवा वर जात असल्यामुळे तिच्यात उत्पन्न होणारीअतिशीतितता व अतिसंतृप्तावस्था आणि जलबाष्पाचे आर्द्रताग्राही कणांवर सातत्याने होणारे संद्रवण अशा घटनांमुळे मेघ निर्माण होतात. मेघकणांचा व्यास साधारणपणे ०·०१ मिमी. असतो. न वर्षणाऱ्या मेघात एका घ. सेंमी. मध्ये असे २०० ते ४०० मेघकण उपस्थित असतात. अशा रीतीने निर्माण झालेले मेघ वर्षणक्षम कसे होतील किंवा त्या मेघांतून पाणी कसे काढून घेता येईल, याचा अभ्यास व प्रयोग मेघ भौतिकीत मोडतात.
मेघांतून वर्षण मुक्त करणाऱ्या यंत्रणा : वातावरणात निर्माण झालेले मेघ हवेतील ऊर्ध्व प्रवाहामुळे तरंगत्या अवस्थेत ठेवले जातात. या ऊर्ध्व प्रवाहांचा वेग दर सेंकदाला काही स्वल्प सेंमी. पासून दर सेकंदाला अनेक मीटरांपर्यत असतो. मेघकणांचा पतनवेग साधारणपणे १ सेंमी./से. याप्रमाणे असतो. मेघातील संतृप्तावस्थेतील परिसरातून निघून खालील असंतृप्त वातावरणीय थरांतून मार्ग आक्रमिताना होणाऱ्या बाष्पीभवनावर मात करून भूपृष्ठावर मंदतुषार- किंवा पर्जन्य–वृष्टींच्या स्वरूपात पडणारा मेघकण ढगातच बराच मोठा आकार येईपर्यंत वाढत असला पाहिजे, हे उघड आहे. तुषारबिंदूंचा व्यास ०·२ मिमी. पेक्षा अधिक असतो. मोठ्याच मोठ्या पर्जन्यबिंदूंचा व्यास सु. ६ मिमी. इतका असतो व त्यांचा पतनवेग १० मी./से. असा असतो. मेघातून पर्जन्यवृष्टी होण्यासाठी मेघातील छोट्या आकारमानाच्या अगणित मेघकणांतून ६ मिमी. पेक्षा मोठ्या आकारमानाचे जलबिंदू मेघातच निर्माण होणे आवश्यक असते. ही क्रिया पुढे दिलेल्या (१) संमीलन प्रक्रिया व (२) हिमस्फटिक प्रक्रिया या दोन प्रक्रियांपैकी कोणत्याही एका प्रक्रियेने शक्य होते.
(१) संमीलन प्रक्रिया : विविध आकारमानांच्या संद्रवण केंद्रकांभोवती मेघकण तयार होत असल्यामुळे भिन्न मेघकणांचे आकारमानही भिन्न असते. मेघांच्या विविध भागांचे तापमान व तेथील जलांश या बाबतींतही भिन्नता आढळते. त्यामुळे मेघातील विविध भागांत भिन्न आकारमानाचे, भिन्न तापमानाचे व भिन्न बाष्पधारणाक्षमतेचे मेघकण भ्रमण करीत असतात.
काही मेघकण एकमेकांना धडक देतात, एकमेकांत विलीन होतात व मेघकणाचे आकारमान वाढवितात. लहान मेघकणांच्या मानाने मोठ्या मेघकणांचा पतनवेग अधिक असतो. खाली पडताना मोठे कण मार्गातील इतर लहान कणांना धडक देतात. या संयोगामुळे किंवा संमीलनामुळे अनेक लहान कण मोठ्या कणांत विलीन होतात व मोठ्या कणांचे आकारमान वाढते. एखाद्या सघन मेघात जर विपुल प्रमाणात जलांश असेल आणि मेघातील ऊर्ध्व वायुप्रवाह जर बलवान असतील, तर मोठे कण विवक्षित उंचीपर्यंत उचलले जातात. तेथून ते खाली येऊ लागतात व दुसऱ्या ऊर्ध्व वायुप्रवाहामुळे वर उचलले जातात. असा प्रकार अनेकदा झाल्यास मार्गात आलेले अनेकविध मेघकण मोठ्या मेघकणात संमीलित होऊन त्यांचे आकारमान वाढवितात. अशा रीतीने बराच वेळ मेघात राहून मोठे झालेले जलबिंदू शेवटी मेघातून बाहेर पडून पर्जन्यबिंदूंच्या रूपाने भूपृष्ठावर येतात. उष्ण व उपोष्ण कटिबंधांत जो पाऊस पडतो तो मुख्यत्वेकरून राशिमेघातील संमीलन प्रक्रियेमुळे पडतो. त्यासाठी राशिमेघ हिमरेषेच्या पलीकडील उंचीपर्यंत वाढून त्यात हिमस्फटिक निर्माण होण्याची आवश्यकता नसते. रडारच्या साह्याने केलेल्या अनेक निरीक्षणांमुळे या विधानाला पुष्टी मिळते. संमीलन प्रक्रियेला प्रारंभ होण्यासाठी मेघांत निदान ०·०२ मिमी. व्यासाचे मेघकण असणे आवश्यक असते.
अशी परिस्थिती महासागरांवर निर्माण होणाऱ्या आणि लगतच्या किनारपट्टीवरून भूपृष्ठाकडे येणाऱ्या वायुप्रवाहात आढळते. अशा क्षेत्रांवरील आर्द्र हवेत लवणाचे मोठे कण निसर्गतःच शिरलेले असतात. त्यामुळे मेघकणांचेही आकारमान लवकर वाढण्यास मदत होते. समुद्रावरून जमिनीकडे जाणाऱ्या हवेत उत्पन्न होणारे ऊर्ध्व प्रवाहही बलवत्तर असतात. ह्या क्षेत्रात राशिमेघांपासून संमीलन प्रक्रियेमुळे पर्जन्यवृष्टी होऊ शकते. सागरी किनारपट्टीपासून दूर असलेल्या क्षेत्रात मोठ्या लवणकणांचे प्रमाण व पर्यायाने मोठ्या मेघकणांचे प्रमाण कमी होत जाते. त्यामुळे तेथे नुसत्या संमीलन प्रक्रियेने राशिमेघांतून पाऊस पडणे अशक्य होते.
(२) हिमस्फटिक प्रक्रिया : हिमस्फटिकांच्या साह्याने मेघातून पर्जन्य मुक्त होण्यासाठी मेघ हिमरेषेपलीकडे खूप उंचीपर्यंत वाढून त्यात अतिशीतित जलबिंदू व हिमस्फटिक किंवा हिमकण बहुसंख्येने निर्माण होणे आवश्यक असते. हवेचे तापमान –४०º से. च्या खाली गेल्यास तिच्यातील जलबाष्प हवेत संद्रवण केंद्रके नसली, तरी आपोआपच गोठते व अनेक हिमकण तयार होतात पण क्रमाक्रमाने थंड होणाऱ्या आर्द्र हवेत अनेक सूक्ष्म कण उपस्थित असल्यास ते संद्रवण केंद्रकांची भूमिका बजावितात व हवेचे तापमान –४०º सें. पेक्षा अधिक असले, तरी अगणित हिमकण किंवा हिमस्फटिक निर्माण करतात. त्यामुळे ऊर्ध्व दिशेने जाणाऱ्या संद्रवण केंद्रकांनी युक्त असलेल्या हवेचे तापमान जसजसे ०º से. च्या खाली जाते तसतसे त्यात अतिशीतित अवस्थेतील अनेक जलबिंदू व काही हिमस्फटिक निर्माण होतात. हिमस्फटिकांवरील बाष्पदाब अतिशीतित जलबिंदूवरील बाष्पदाबाच्या मानाने बराच कमी असतो त्यामुळे मेघात अस्थिरता निर्माण होते. मेघात अतिशीतित जलबिंदू व हिमस्फटिक एकमेकांसमोर आल्यास बाष्पदाबातील भिन्नता नाहीशी करण्याच्या प्रयत्नात अतिशीतित जलबिंदूंवरील बाष्प हिमस्फटिकांवर जमू लागते आणि अशा रीतीने हिमस्फटिक आकारमानाने वाढू लागतात. त्यांचा पतनवेग मेघातील ऊर्ध्व प्रवाहापेक्षा अधिक झाल्यास ते खाली पडू लागतात, मार्गात आलेल्या इतर हिमस्फटिकांशी व जलबिंदूंशी संमीलित होतात, आकारमानाने अधिकच वाढतात व अधिक जड होऊन मेघातून बाहेर पडतात. या हिमस्फटिकांचे मेघाखालील उष्णतर हवेतून जाताना जलबिंदूंत रूपांतर होते व ते पर्जन्याच्या स्वरूपात भूपृष्ठावर येतात.
न्यून दाबाच्या प्रदेशांत किंवा अभिसारी चक्रवातांत अनेक पातळ्यांवर स्तरमेघ निर्माण झालेले असतात. त्यात ऊर्ध्व दिशेने जाणाऱ्या वायुप्रवाहांचा वेग दर सेकंदाला काही स्वल्प सेंमी. इतका मंद असतो. सीमापृष्ठावरून वर जाणाऱ्या उष्णार्द्र वायुप्रवाहांचा वेगही असाच मंद असतो. त्यामुळे विस्तीर्ण क्षेत्रात अनेकविध स्तर मेघसमूहांतून दीर्घकालपर्यंत मंद तुषारवृष्टी होते. आधुनिक संशोधनान्ती असे आढळून आले आहे की, अशा वायुसंहतींशी निगडित झालेल्या मेघांच्या शिरोभागांचे तापमान –१२º से. च्या खाली गेले नाही, तर त्यातून मोठे थेंब असलेली पर्जन्यवृष्टी होऊच शकत नाही. याचा अर्थ असा आहे की, ढगांच्या शिरोभागाचे तापमान बरेच खाली जाऊन त्यांत हिमस्फटिक निर्माण झाल्याशिवाय त्यातून पर्जन्य मुक्त होणे अशक्य असते. विमानांच्या व रडारच्या साह्याने केलेल्या अभ्यासातून हाच निष्कर्ष निघतो. विमानातून शास्त्रज्ञांनी मेघातील हिमस्फटिकांची प्रत्यक्ष पाहणीच केली आहे, तर रडारच्या साह्याने मेघांतून आलेल्या संकेतांनी मेघांतील वितळत्या हिमशकलांची उपस्थिती सिद्ध केली आहे.
ऊर्ध्व दिशेने वाढणाऱ्या मेघांमध्ये भरपूर पाणी व बलवान ऊर्ध्व प्रवाह असतील, तर संमीलन प्रक्रियेने अल्पावधीत जलबिंदूंचे आकारमान वाढते व पावसाच्या सरींवर सरी पडू शकतात. अशा सरी उष्ण कटिबंधांत उंच वाढणाऱ्या राशिमेघांतून पड़तात. उपोष्ण व समशीतोष्ण कटिबंधांत हिमरेषा कमी उंचीवर आढळत असल्यामुळे मेघ सहजगत्या हिमरेषेच्या पलीकडे जाईपर्यंत वाढतात. त्यांच्या शिरोभागी हिमस्फटिक निर्माण होतात व हिमस्फटिक प्रक्रियेने त्यांतून पावसाच्या जोरदार सरी पडू लागतात. यांतूनच गडगडाटी वादळे, चंडवात, गारांचा वर्षाव, हिमवर्षाव यांसारखे आविष्कार उद्भवतात. अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांतील नेब्रास्का-वायोमिंग या भागात पडणाऱ्या गारा कधीकधी १० सेंमी. व्यास होईपर्यंत वाढतात. भारतातील आसाम राज्यात व उत्तर भारताच्या डोंगराळ प्रदेशात कधीकधी गारांचा व्यास १० सेंमी. पेक्षाही अधिक असतो [⟶ गार]. गारांची वादळे संख्येने उष्ण कटिबंधापेक्षा समशीतोष्ण अक्षवृत्तांतच अधिक प्रमाणात उद्भवतात. समशीतोष्ण कटिबंधातील मेघांत अनेक हिमकण अल्पावधीत निर्माण होतात व तेथील वर्षणास हिमस्फटिक प्रक्रिया बव्हंशी कारणीभूत होते.
संनयनी क्रियेने ऊर्ध्व दिशेने वाढणाऱ्या मेघांतून होणाऱ्या वर्षणाशी काही विद्युत् आविष्कार निगडीत झालेले असतात. अंतिम दृष्ट्या या सर्वांचे परिणाम तडित्निर्मितीत होतात. संनयनी मेघांत विद्युत् भाराचा उद्भव व त्याचे विसर्जन कसे होते याबद्दल अनेक सिद्धांत सुचविले गेले आहेत. शास्त्रज्ञांनी कोणत्याही एका सिद्धांताला अजून मान्यता दिली नाही तथापि मेघांत हिमकणांच्या निर्मितीशी तडितोद्भव संबंधित असतो, हे बहुतेक शास्त्रज्ञांना मान्य आहे. हिमस्फटिकांची प्रतिक्षिप्तता किंवा खाली पडणाऱ्या गारांची इतर मेघकणांबरोबर झालेली टक्कर यांसारख्या मेघात विद्युत् भार निर्माण होतो याबद्दल बहुतेक शास्त्रज्ञांचे मतैक्य आहे. [⟶ तडित्].
मेघ भौतिकीच्या काही मूलभूत समस्यांवरील संशोधन : वर्षण यंत्रणांच्या विविध टप्प्यांचा अभ्यास करताना पाण्याचे अतिशीतलीकरण व गोठण, संद्रवण केंद्रकांची आणि हिमकेंद्रिकांची उत्पत्ती, गुणधर्म व कार्यपद्धती आणि हिमस्फटिकांच्या वृद्धीची यंत्रणा व हिमस्फटिकांची विविध रूपे यांसारख्या प्रश्नांचाही अभ्यास करावा लागतो. पाण्याचे अतिशीतन करताना पाण्याची विशुद्धता, जलबिंदूंचे आकारमान व शीतलीकरणत्वरा यांचाही विचार करवा लागतो. अशा अभ्यासामुळे अनेक आश्चर्यजनक घटना निदर्शनास आल्या. उदा., कोणत्याही प्रकारचे घन वस्तुकण नसलेल्या विशुद्ध पाण्याचे १ µ (१०–६ मी.) व्यासाचे थेंब –४०º से. तापमानापर्यंत आणि १ मिमी. व्यासाचे जलबिंदू –३५º से. तापमानापर्यंत अतिशीतित अवस्थेत द्रवरूपात राहू शकतात. ह्यानंतर तापमान कमी होत गेल्यास त्यात उत्स्फूर्ततेने हिमकेंद्रिका निर्माण होतात पण ह्याच जलबिंदूंत विविध आकारमानांचे अनेक वस्तुकण उपस्थित असल्यास आणि सारख्याच त्वरेने शीतलीकरण होत असल्यास जलबिंदूंचे घनीभवन-तापमान (Tf) जलबिंदूंच्या आकारमानाच्या (v) लॉगरिथमाच्या रेषीय (एकघाती) प्रमाणात बदलते (Tf α log v). १०µ ते १ सेंमी. व्यास असलेल्या जलबिंदूंच्या बाबतीत हा नियम पडताळून पाहिला गेला आहे. मेघ भौतिकीत अशा प्रकारच्या संशोधनाचे खूपच महत्त्व आहे. त्यामुळे विविध आकारमानांच्या वातावरणीय वायुकलिलांची हिमकेंद्रिका-उत्पादनक्षमता व उतरते तापमान यांच्यातील सहसंबंध कळतात. साधारणपणे, विविध वायुकलिलांनी समृद्ध असलेल्या आर्द्र वातावरणातील वायुकलिलांची हिमकेंद्रिका-उत्पादनक्षमता लॉगरिथमी प्रमाणात उतरत्या तापमानाप्रमाणे वाढते.
विमानात ठेवलेल्या मोठ्या बाष्पकोठीच्या साह्याने अनेक वातावरणीय समस्यांवर विविध प्रकारे संशोधन करण्यात आलेले आहे. मेघनिर्मितीच्या दृष्टीने वातावरणीय तापमान –१०º सें. पर्यंत गेले असल्यास अत्यंत क्रियाशील संद्रवण केंद्रकांची संख्या एक घ. मी. हवेत सु. १० अशा प्रकारची असते. तापमान खाली गेल्यास ही संख्या लॉगरिथमी प्रमाणात वाढते. उदा., –२०º से. व –३०º से. यासारखे तापमान खाली आणल्यास क्रियाशील हिमस्फटिकांची एक लिटर हवेतील संख्या अनुक्रमे १ व १०० अशा लॉगरिथमी प्रमाणात वाढल्याचे निदर्शनास आले आहे. प्रत्यक्ष मुक्त वातावरणात अशा प्रकारच्या प्रत्येक तापमानीय अवस्थेत मोजलेल्या केंद्रकांच्या संहतीच्या शंभर पटीपेक्षा अधिक केंद्रके हिमस्फटिक निर्माण करीत असावेत. असा अंदाज आहे. मृदू व नाजूक हिमस्फटिक इतस्ततः भ्रमण करीत असताना एकमेकांवर आदळून फुटल्यामुळे किंवा गोठलेल्या हिमबिंदूंतून अतिसूक्ष्म कण निसटल्यामुळे असंख्य हिमकेंद्रिका निर्माण होणे शक्य आहे.
मृदेच्या काही सिलिकेटयुक्त खनिजांच्या धुळीचे अतिसूक्ष्म कण बलवान वाऱ्यांमुळे वर गेल्यामुळे वातावरणाला संद्रवण केंद्रकांचा किंवा हिमकेंद्रिकांचा पुरवठा होतो. हे कण –९º ते –१८º से. तापमानाच्या अभिसीमेत अत्यंत क्रियाशील असतात. काही मृदांतील केओलिमाइटासारखे घटक कण अत्यंत क्रियाशील संद्रवण केंद्रकांची भूमिका बजावितात. सर्वच प्रकारचे मृदाकण किंवा धूलिकण क्रियाशील संद्रवण केंद्रके असतात असे नाही. आर्द्र वातावरणात अनेकदा अगणित धूलिकण शिरतात. त्यांतील बरेच कण अकार्यक्षम असतात. अशा वातावरणात कृत्रिम मार्गांनी काही रासायनिक पदार्थांचे कण सोडून ते वर्षणक्षम करता येईल की काय या दृष्टीने संशोधन केले गेले तेव्हा सिल्व्हर आयोडाइड, लेड आयोडाइड व क्युप्रिक सल्फाइड ही रसायने मेघांत सोडल्यास ती उत्तम संद्रवण केंद्रके होऊ शकतात, असे आढळून आले. सिल्व्हर आयोडाइड –४º से. तापमानालाच प्रभावीपणे क्रियाशील होते. लेड आयोडाइड व क्युप्रिक सल्फाइड –६º से. तापमानाला क्रियाशील होतात.
हिमस्फटिकांचा आकार षट्कोणी असतो. नैसर्गिक किंवा कृत्रिमरीत्या वातावरणात शिरणाऱ्या हिमकेंद्रिकांच्या स्फटिकांचा आकारही षट्कोणी असणे आवश्यक असते. हिमकेंद्रिकांच्या पृष्ठभागाची तपशीलवार संरचना याहूनही महत्त्वाची असून ती स्फटिक भूकिंमतीद्वारे अंशतःच निर्धारित होते. हिमस्फटिकाच्या संरचनेशी वरकरणी साम्य नसलेले कित्येक जटिल कार्बनी पदार्थ, विशेषतः स्टेरॉइड संयुगे, –१०º से. यासारख्या साधारण शीत तापमानीय अवस्थेत हिमकेंद्रिका म्हणून कार्य करू शकतात, असे दिसून आल्यावरून वरील विधानाला पुष्टी मिळते.
विमानांच्या साह्याने उच्च वातावरणातून अनेक हिमस्फटिकांचे नमुने मिळवून त्यांच्या बाह्य आकारांची सूक्ष्म निरीक्षणे केली गेली आहेत. मेघांतील उच्च पातळीवर भ्रमण करणाऱ्या हिमस्फटिकांना अनेकविध आकार, आकारमान व आकृतिरूपे प्राप्त झालेली असतात, असे आढळून आले. बाष्पकोठीत हवेचे तापमान क्रमशः उतरवून एका बारीक तंतूवर हिमस्फटिक निर्माण करण्याचे प्रयत्न केल्यास नैसर्गिक रीत्या मेघांत आढळणारे हिमस्फटिकांचे बहुतेक सर्व प्रकार प्रयोगशाळेत यशस्वीपणे निर्माण करण्यात येऊ शकतात आणि मेघपरिसरातील तापमान व अतिसंतृप्तता यांचा हिमस्फटिकांच्या अभिलक्षणांवर कसा परिणाम होतो, याचेही अवलोकन करता येते. तंतूच्या लांबीच्या दिशेने तापमान ०º से. ते –२५º से. पर्यंत कमी करीत गेले, तर त्या तंतूच्या विविध भागांवर तापमानमूल्यांप्रमाणे हिमस्फटिकांचे पुढील प्रकार निर्माण झालेले दिसून येतात (आ. ४) :
षट्कोणी पट्टिका ⟶ लांब सुया ⟶ पोकळ लोलक ⟶
(०º ते –३º से.) (–३º ते –५º से.) (–५º ते –८º से.)
पट्टिका ⟶ शाखित ताराकृती हिमस्फटिक ⟶
(–८º ते –१२º से.) (–१२º ते –१६º से.)
पट्टिका ⟶ लोलक
(–१६º ते –२५º से.) (–२५º से. च्या खाली).
हिमांकाच्या खाली केवळ २५º से. च्या तापमानीय अभिसीमेत जलबिंदूंपासून विविध प्रकारचे हिमस्फटिक निर्माण होतात, ही घटना मेघ भौतिकीत लक्षणीय स्वरूपाची आहे. पाण्याच्या रेणूंचे हिमस्फटिकाच्या एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे स्थानांतर होऊन हिमस्फटिकांचा आकार व रूप बदलते आणि जलीय रेणूंचे हे स्थानांतर स्वल्प तापमानीय फरकांच्या बाबतीत अत्यंत संवेदनक्षम असते, असे संशोधनान्ती आढळले आहे. बाह्य वातावरणात अतिसंतृप्ततेपेक्षा तापमानीय फरकच हिमस्फटिकांना मूलभूत आकार देण्यास कारणीभूत होतात तथापि हिमस्फटिकांची निर्मितित्वरा, त्यांच्या लांबीरुंदीचे गुणोत्तर व त्यांच्या शाखित ताराकृती स्वरूपाचा विकास ही लक्षणे हवेच्या अतिसंतृप्ततेवरच अवलंबून असतात.
कृत्रिम पाऊस : काही मेघांतून अत्यल्प प्रमाणात पाऊस पडतो, तर काही मेघांतून तो पडतही नाही, असे अनेकदा अनुभवास येते. अशा मेघांत मोठ्या आकारमानाचे नैसर्गिक जलबिंदू किंवा हिमकेंद्रिता अत्यल्प संख्येने उपस्थित असतात. ही उणीव भरून काढण्यासाठी मेघांत कृत्रिम रीत्या शुष्क बर्फ (घनीकृत कार्बन डाय-ऑक्साइड) किंवा सिल्व्हर आयोडाइड यासारख्या पदार्थांचे कण (बीजे) विखरून हिमस्फटिक निर्माण करण्याचे आणि हिमस्फटिक प्रक्रियेने मेघातील पाऊस काढून घेण्याचे प्रयत्न करण्यात आले. मेघांच्या वरच्या भागातील हवेत विमानांच्या साह्याने १ सेंमी. व्यासाचे शुष्क बर्फाचे कण विखुरल्यास हवेचे तापमान -४०º से. च्या खाली जाऊन शुष्क बर्फाच्या प्रत्येक कणापासून १०१२ सूक्ष्म हिमकण निर्माण होऊ शकतात आणि अशा रीतीने प्रचंड संख्येने मेघात हिमकण उपलब्ध केल्यास मेघातून हिमस्फटिक प्रक्रियेने पाऊस पडू शकतो, असे काही प्रयोगान्ती सिद्ध केले गेले आहे. या प्रयोगांनाही काही किग्रॅ. शुष्क बर्फ पुरेसे असते. राशिमेघात मोठ्या आकारमानाचे जलबिंदू तुषारून किंवा आर्द्रताग्राही रसायनांचे कण पेरून मोठ्या जलबिंदूंच्या निर्मितीमुळे मेघातून संमीलन प्रक्रियेने वर्षण मुक्त करता येते. गेल्या काही वर्षांत ऑस्ट्रेलिया, अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने, कॅनडा, दक्षिण आफ्रिका व भारत या देशांत कृत्रिम पावसाचे शेकडो प्रयोग केले गेले. त्यांतील बरेचसे प्रयोग जरी यशस्वी झाले असले, तरी मेघातून मुक्त झालेल्या पर्जन्याचे प्रमाण अत्यल्पच होते.
विमानांच्या साह्याने मेघांत आर्द्रताग्राही रसायनांचे किंवा शुष्क बर्फाचे कण विखुरणे अती खर्चाचे असते. समशीतोष्ण कटिबंधांत मेघ हिमरेषेच्या पलीकडे जाईपर्यंत वाढतात. त्यात निसर्गतःच अगणित हिमकण निर्माण झालेले असतात. कालांतराने तेथे अशा मेघांपासून पाऊस पडतोच. कृत्रिम उपायांनी मेघांतून पाऊस काढून घेण्याची तेथे आवश्यकताच नसते. कृत्रिम पर्जन्याच्या उपायांचा अवलंब करून सरासरी पर्जन्यात लक्षणीय प्रमाणात वृद्धी करणे जरी शक्य नसले, तरी हव्या त्या ठिकाणी कृत्रिम पर्जन्याचे प्रयोग करून समशीतोष्ण कटिबंधांतील पर्जन्यवितरणाचे नैसर्गिक स्वरूप बदलणे शक्य असते. कृत्रिम पावसाच्या प्रयोगांचा खरा फायदा उष्ण कटिबंधांतील देशांनाच मिळू शकतो. येथील अनेक राशिमेघ हिमरेषेपर्यंत वाढत नाहीत. संमीलन प्रक्रियेनेच त्यांतून वर्षण मुक्त होते. सर्वच मेघ वर्षणक्षम नसतात. अशा प्रकारच्या मेघांत शुष्क बर्फाचे कण विखरून हिमस्फटिक प्रक्रियेने त्यांतून इच्छित स्थळी पर्जन्य काढून घेता आले, तर अनेक अवर्षणप्रवण क्षेत्रांवरही पाऊस पाडता येईल व पर्जन्यवितरणाचे प्रमाण बदलता येईल. अशा प्रकारे कृत्रिम पावसाचे तंत्र हे एक वरदानच ठरेल.
कृत्रिम पावसाच्या पद्धती अवलंबिल्यामुळे ऋतुकालीन पर्जन्यात १० टक्क्यांनी भर पडू शकते, असे ऑस्ट्रेलियात व अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत केलेल्या प्रयोगांवरून सिद्ध झाले आहे परंतु या उपायांनी प्रत्येक वर्षी पर्जन्यात भर पडेलच असे खात्रीपूर्वक सांगता येत नाही. एका वर्षाचे पर्जन्याचे प्रमाण आणि वितरण पुढील वर्षीही सारखेच राहील असे नाही.
मेघांत जलबिंदुतुषार किंवा लवणकण पसरून संमीलन प्रक्रियेने पाऊस पाडण्याचे प्रयोग भारत, पाकिस्तान, ऑस्ट्रेलिया, कॅरिबियन बेटे, पूर्व आफ्रिका या देशांत केले गेले. त्यांतील अनेक प्रयोग यशस्वी झाले आहेत. ते कितपत अवलंबिण्यायोग्य आहेत, हे ठरविण्यासाठी अजूनही अनेक प्रयोग करून त्यांचे मूल्यमापन करणे आवश्यक आहे.
धुके म्हणजे भूपृष्ठावरचे स्तरमेघ. त्यांमुळे दृश्यमानता मंदावते व विमानवाहतूक धोक्यात येते. अशा मेघांत शुष्क बर्फ, जलबिंदू किंवा काही रासायनिक पदार्थांचे कण विखुरले, तर स्तरमेघातील जलबिंदूंचा काही जलांश हिमस्फटिकांवर जमू लागतो, हिमस्फटिक आकारमानाने व वजनाने वाढतात आणि शेवटी हे जड हिमस्फटिक मेघांतून निघून भूपृष्ठावर येतात. अशा रीतीने अतिशीतित धुकी वितळविण्याच्या दृष्टीने मेघबीजनाचे सर्वच प्रयोग यशस्वी झाले आहेत. हिमांकापेक्षा उष्णतर असलेल्या धुक्यांच्या बाबतीत मात्र मेघबीजनाच्या प्रयोगांचे यश सीमित आहे.
मेघांचे व पर्यायाने हवामानाचे रूपांतरण करण्याच्या दृष्टीने सध्याचे विज्ञान व तंत्रशास्त्र अजून प्राथमिक अवस्थेत आहे. विविध प्रकारच्या मेघांची निर्मिती, त्याचे वर्तन व गुणधर्म, वर्षणक्षमता आणि वर्षण यंत्रणा यांचे सखोल ज्ञान झाल्यास हुकमी पावसाचे तंत्र कदाचित प्रत्यक्षात येईल.
पहा : पर्जन्य वर्षण हवामानाचे रूपांतरण हिम.
संदर्भ : 1. Byers, H. R. General Meterology. New York, 1959.
2. Byers, H. R. Elements of Cloud Physics, London, 1975.
3. Fletcher, N. H. The Physics of Rain Clouds, Cambridge, 1962.
4. Ludlam, F. H. Scorer, R. S. Cloud Study, London, 1957.
5. Mason, B. J. The Physics of Clouds, Oxford, 1972.
6. Mason, B. J. Clouds, Rain and Rainmaking, Cambridge, 1975.
7. Petterssen, S. Introduction to Meteorology, New York, 1958.
8. Scorer, R. S. Waxler, H. A Colour Guide to Clouds, Oxford, London, 1964.
9. World Meteorological Organization, Internnational Cloud Atlas, 2 Vols., Geneva. 1956.
गोडबोले, र. वि. चोरघडे, शं. ल.
“