वर्षण

वर्षण : विविध वातावरणवैज्ञानिक आविष्कारांमुळे वातावरणातील पाण्याची वाफ जलबिंदूच्या किंवा गोठलेल्या घनरूप जलकणांच्या रूपाने आकाशातून भूपृष्ठावर पडणे म्हणजे वर्षण होय. द्रवरूप वर्षणाला पाऊस किंवा मंद तुषारवृष्टी असे म्हणतात. घनरूप वर्षणात अपारदर्शक हिमवृष्टी (हिमकण, लहान हिमगोल व हिमशल्कले यांनी युक्त असलेला पाऊस), करकापात (गारांचा वर्षाव) आणि क्षुद्र गारा, पारदर्शक बर्फाचे कण, स्फटिक व गुलिका (लहान गोळ्या) आणि पारदर्शक हिमसूचिका (सूईच्या आकाराचे पारदर्शक बर्फाचे लहान दंडगोल) यांच्या वर्षावाचा समावेश केला जातो. कधीकधी दव, तुहिन (पारदर्शक हिमतुषार), वायुमिश्रित हिमतुषार आणि धुके यांमुळे अल्पांशाने उपलब्ध होणाऱ्या पाण्यालाही वर्षण म्हणतात. वातावरणवैज्ञानिक आविष्कारांत वर्षण हा अत्यंत महत्त्वाचा आविष्कार असून केवळ वर्षणामुळेच जीवसृष्टीला आवश्यक अशा ताज्या व निर्मळ पाण्याचा पुरवठा होतो.

एकाच वेळी घनरूपात व द्रेवरूपात वर्षण होऊ शकते. आकाशीय वर्षणाच्या सर्व प्रकारांना ‘जलीय उल्का’ म्हणतात. या सर्व समावेशक संज्ञेत वर्षणाला कारणीभूत होणारे ⇨ मेघ, धुके, आर्द्रतेने भारावलेली धूसरता, ⇨ झाकळ (विरळ धुके), जोरदार वातप्रवाहाबरोबर वाहत जाणारे हिमकण किंवा तुषारित वर्षाकण यांचाही समावेश केला जातो. पर्जन्य किंवा मंदतुषार वृष्टीचे कण अतिशीतित भूपृष्ठावर पडल्यास अल्पावकाशात गोठतात आणि भूपृष्ठावर चकचकीत व पारदर्शक बर्फाचा मोठा थर तयार होतो. अशा वर्षणाला शीतित पर्जन्य, शीतित तुषारवृष्टी किंवा चकाकते तुहिन म्हणतात. बर्फ किंवा हिम वादळासारख्या आविष्कारात असे वर्षण प्रत्ययास येते. या वेळी सर्वत्र चकाकी पसरलेली असल्यामुळे अशा आविष्काराला ‘चंदेरी संद्रवण वादळ’ असे म्हणतात.

बहुतेक सर्व प्रकारांच्या वर्षणांत कणांना धन किंवा ॠण असा स्थिर विद्युत् भार मिळालेला असतो. वर्षाकणांतील विद्युत् भार निर्मितीबद्दल अनेक सिद्धांत सुचविले असून त्यांसाठी प्रायोगिक पुरावाही गोळा केला आहे पण या बाबतीत तज्ञांत तीव्र मतभेद असून एकही सिद्धांत पूर्णांशाने मान्यता पावलेला नाही.

पर्जन्यवृष्टी, अपारदर्शक हिमवर्षाव किंवा पारदर्शक बर्फाच्या गुलिकांची वृष्टी दीर्घ कालावधीतील अनेक सरींच्या स्वरूपात किंवा प्रदीर्घ कालावधीच्या एकाच अखंडित सरीत होऊ शकते. मोठ्या किंवा क्षुद्र गारांचा वर्षाव आणि अपारदर्शक हिमगोलांनी युक्त वर्षण फक्त अल्पावधीच्या अधूनमधून पडणाऱ्या सरींतूनच शक्य होते. त्यासाठी उंच वाढणारे अस्थिर व संनयनी (जोरदार ऊर्ध्व-उभा-प्रवाह असलेले) राशिमेध किंवा गर्जन्मेध (ऊर्ध्व दिशेत राशीप्रमाणे वाढणारे व तसे करताना भिन्न प्रकारचे विद्युत् भार निर्माण होऊन विद्युत् विसर्जन झाल्याने गर्जना करणारे मेघ) आवश्यक असतात. मंद तुषारवृष्टी, अपारदर्शक हिमकण व पारदर्शक बर्फाचे स्फटिक यांचे वर्षण दीर्घकालापर्यंत अखंडितपणे होऊ शकते आणि त्यासाठी दाट स्तरमेघांची निर्मिती आवश्यक असते. [⟶ मेघ].

वर्षणाचे मापन पर्जन्यमापकाने किंवा हिममापकाने करतात [⟶ पर्जन्य]. वर्षणमापनात भूपृष्ठावर पडलेल्या पाण्याची जाडी म्हणजे वर्षण असे समजतात. त्यामुळे घनरूपात होणारे वर्षण (किंवा हिम) पर्जन्य किंवा हिममापकातून काढून प्रथम वितळविले जाते व नंतर ते जलीय वर्षण म्हणून मिमी. मध्ये मोजले जाते. विस्तृत क्षेत्रावर गारांचा वर्षाव, हिमवृष्टी किंवा इतर प्रकारचे गोठलेले वर्षण झाल्यास भूपृष्ठावर बर्फाचा एक थर निर्माण होतो. अशा वेळी हिममापकाच्या साहाय्याने हे वर्षण मोजतातच पण त्याच्या जोडीला गोठलेल्या वर्षणाच्या थराची जाडीही मोजतात. ढोबळमानाने एक फूट जाडीचा हिमस्तर एक इंच वर्षणाइतका किंवा एक सेंमी. जाडीचा बर्फाचा थर म्हणजे एक मिमी. पर्जन्य असे समजतात. वर्षणाचे मापन आंतरराष्ट्रीय संकेतानुसार दररोज ठराविक वेळा केले जाते. जलविज्ञान व शास्त्रीय संशोधनाच्या दृष्टीने वर्षणाचा सलग आलेख अभ्यासणे आवश्यक असते, म्हणून काही ठिकाणी वर्षणाची सातत्याने नोंद घेणारी स्वयंचलित पर्जन्यमापके नेहमीच्या पर्जन्यमापकांच्या जोडीला बसविलेली असतात. कधीकधी विस्तृत क्षेत्रावर पडणाऱ्या पर्जन्याचे मूल्यमापन करणे आवश्यक ठरते. त्यासाठी ⇨ रडार उपकरणांची मदत घेतली जाते. रडार प्रतिमादर्शकाच्या साहाय्याने वर्षण होत असलेली क्षेत्रे निश्चित केली जातात. त्या क्षेत्रावरील मेघांत किती पर्जन्यबिंदू असतील हेही निश्चित केले जाते. ही माहिती, पर्जन्यक्षेत्रांचे क्षेत्रफळ व याच क्षेत्रांत ठेवलेल्या पर्जन्यमापकांनी दिलेले पर्जन्याचे आकडे यांच्या एकत्रित अभ्यासावरून विस्तीर्ण क्षेत्रावर पडणाऱ्या एकंदर पर्जन्याबद्दल अनुमाने करता येतात. [→ रडार वातावरणविज्ञान].

प्रकार : (१) द्रवरूप वर्षण : केवळ वर्षित जलबिंदूंच्या आकारमानावरून द्रवरूप वर्षणाचे (अ) अवपाती पर्जन्यबिंदू व (आ) मंद तुषारवृष्टिकण असे दोन प्रकार मानण्यात येतात (पहा आकृती). पर्जन्यबिंदूंचा व्यास साधारणपणे ०.५० ते २.०० मिमी. किंवा त्यापेक्षा थोडा अधिक असतो. तुषारवृष्टिकण त्यामानाने खूपच लहान असतात. त्यांचा व्यास ०.२ ते ०.५ मिमी. असतो. ह्या दोन प्रकारच्या वर्षणबिंदूंची निर्मिती करणारे मेघही वेगवेगळ्या प्रकारचे असतात. जमिनीवरील धुक्यासारख्या स्तरमेघांतून मंद तुषारवृष्टी होत असते. तिची वर्षणत्वरा अत्यंत कमी असते. यापेक्षा थोड्या अधिक त्वरेने मंद तुषारवृष्टी जमिनीपासून थोड्या उंचीवरून जाणाऱ्या जाड व घनदाट स्तरमेघांतून होत असते. मोठ्या थेंबांच्या पर्जन्यवृष्टीला उंच वाढणारे अस्थिर राशिमेघ किंवा हिमरेषेपलीकडे वाढलेले गर्जन्मेघ आवश्यक असतात. द्रवरूप वर्षण बिंदूचा व्यास क्वचितच ५ मिमी. पेक्षा अधिक असतो. यापेक्षा मोठे जलबिंदू मेघात तयार झाले, तरी मेघातून निघताना किंवा मेघाखालच्या वातावरणीय थरांतून भूपृष्ठाकडे येताना ते इतर वृष्टिकणांवर आदळतात, फुटतात व अनेक शकलांच्या स्वरूपात भूपृष्ठावर पडतात. लहान आकारमानाचे पर्जन्य बिंदू गोलाकार असतात. जमिनीकडे येणारे मोठ्या आकारमानाचे पर्जन्यबिंदू खालील बाजूस सपाट किंवा चपटे होतात. ते एकूण विवृत्तीय गोलाकार (लंबगोल) असतात.

सर्व प्रकारांच्या वर्षणकणांचा पतन वेग वेगवेगळा असतो. तो त्यांच्या आकारमानावर अवलंबून असतो. पुढील कोष्टकात आर्. गन यांनी निश्चित केलेले जलबिंदूंचे शांत किंवा स्थिर वातावरणातील पतन वेग दिले आहेत. 

मेघकणांचा व्यास ०.०१ ते ०.०५ मिमी. असतो. मेघकणांच्या आकारमानाप्रमाणे त्यांचा पतन वेग ०.००३ ते ०.०७६ मी./ सेकंद या अभिसीमांत बदलत असतो. वर्षण होत नसताना बहुतेक सर्व ढगांत १ घ.मी. हवेत १ ग्रॅ. पाणी असे प्रमाण आढळते. वर्षणक्षम ढगातील एक घ. मी. आकारमानात सुमारे १०^८ (दहा कोटी) जलबिंदू असतात. पावसाच्या एका थेंबाचे वजन साधारणपणे १० ते ५० लक्ष मेघकणांच्या वजनाइतके असते.

(२) घनरूप वर्षण : हिमांकापेक्षा (गोठणबिंदूपेक्षा) बरेच कमी तापमान असलेल्या अतिशीतित मेघांतून होणारे वर्षण बहुधा घनरूप असते. हिमशकले, मृदू गार, क्षुद्र गार व मोठी गार, पारदर्शक कठीण बर्फाच्या गुलिका, अपारदर्शक हिमगोल व हिमकण, पारदर्शक हिमसूचिका किंवा सुईसारखे बर्फाचे लहान दंडगोल आणि पट्टिका किंवा शलाका यांसारखा आकार असलेले पारदर्शक बर्फाचे स्फटिक इ. रूपांत घनरूप वर्षण होते. पुष्कळदा पावसाच्या थेंबांबरोबर घनरूप वर्षण होऊ लागते. अशा वर्षणाला सहिम वृष्टी असे म्हणतात.

हिमशकले : म्हणजे सहा बिंदूंनी बनलेल्या शाखांनी युक्त असे तारकाकृती हिमस्फटिक होत. त्यांचा आकार अनियमित स्वरूपाचा असतो. काही शकले हिमदंडगोलांच्या विशिष्ट मांडणीमुळे तयार झालेल्या जालकासारखी दिसतात. भूपृष्ठाकडे येताना-१०^० से.पर्यंत तापमान असलेल्या वातावरणीय थरात ते शिरल्यास शीत जलबिंदू त्यांना चिकटतात व लवकरच गोठतात. त्यात हवेचे अनेक बुडबुडे अडकतात. त्यामुळे हिमशकलाभोवती वायुमिश्रित हिमाचे एक आवरण तयार होते. अशा वायुमिश्रित हिमतुषारांमुळे अनेक हिमशकले एकमेकांना जोडली जातात. त्यांचा पतन वेग १-२ मी./सेकंद असतो.

गार : म्हणजे एकाआड एक कठीण बर्फाचे पारदर्शक व हिमाचे अपारदर्शक स्तर असलेला कठीण हिमखंडाचा वृष्टिगोल होय [⟶ गार]. गारा गोलाकृती, शंकूच्या आकाराच्या किंवा वेड्यावाकड्याही असतात. त्यांचे आकारमान निरनिराळे असते. गारा ३-४ मिमी. व्यासाच्या लहान आकारमानापासून तो थेट मोठ्या नारिंगाएवढ्याही असू शकतात. क्वचित प्रसंगी त्यांचा व्यास १२ सेंमी. पेक्षा अधिक असतो व वजन १ किग्रॅ. पेक्षाही अधिक असते. गारांचे दोन वैशिष्ट्यपूर्ण प्रकार असतात : (१) मृदू गार : ही अपारदर्शक, आकुंचनशील व ठिसूळ असते. व्यास २ ते ५ मिमी. इतका असतो. कठीण पृष्ठभागावर आदळल्यास ती परावर्तित होते किंवा फुटून तिचे तुकडे इतस्ततः पसरतात. (२) क्षुद्र गार : या प्रकारच्या गारेच्या गर्भात मृदू गार असते व तिच्यावर पारदर्शक कठीण बर्फाचा एकच थर असतो. या प्रकारच्या गाराही २ मिमी. ते ५ मिमी. व्यासाच्या असतात. मोठ्या गारांचा व्यास ६ मिमी. ते ५ सेंमी. असतो. त्यांत मृदू गारेच्या केंद्राभोवती पारदर्शक बर्फाची व अपारदर्शक हिमाची एकाआड एक अनेक आवरणे निर्माण झालेली असतात. गारेची घनता तिच्या संघटनावर अवलंबून असते व ती एका घ. सेंमी. ला ०.१ ते ०.९ ग्रॅ. इतकी असते. उष्णार्द्र हवा अस्थिर होऊन तिचे पर्यवसन खूप उंच वाढणाऱ्या गर्जन्मेघात झाले की, गडगडाटी वादळे उद्‍भवतात. अशा प्रकारच्या अतितीव्र गडगडाटी वादळात गारा निर्माण होतात. -४०^० से. पेक्षाही कमी तापमान असलेल्या अत्युच्च गर्जन्मेघाच्या शिरोभागात हिमकण व -१०^० ते २०^० से. तापमान असलेल्या मध्यभागात जलबिंदू आणि अल्प प्रमाणात हिमकण भ्रमण करीत असतात. मेघातील अनेक शक्तिशाली ऊर्ध्व (वरच्या दिशेतील) प्रवाहांबरोबर प्राथमिक लहान गार वर फेकली जाते. तेथे ती अपारदर्शक हिमकणांचे आवरण घेऊन खाली मध्यभागी येते व तेथील जलबिंदूचे आवरण घेतल्यानंतर दुसऱ्या ऊर्ध्व प्रवाहाबरोबर पुन्हा वरील हिमकणांच्या पातळीपर्यंत उंचावली जाते. तोपर्यंत जलबिंदू गोठून गारेभोवती कठीण पारदर्शक बर्फाचे आवरण तयार झालेले असते. काही अपारदर्शक हिमकण घेऊन गार पुन्हा जलबिंदूंच्या पातळीत येऊन पडते व तिसऱ्या ऊर्ध्व प्रवाहाबरोबर काही जलबिंदूंसमवेत पुन्हा वर फेकली जाते. गर्जन्मेघात असा सारखा क्रम सुरू असतो व प्राथमिक गारेच्या वरखाली होण्यामुळे एकाआड एक अशी अपारदर्शक हिम व पारदर्शक बर्फाची अनेक आवरणे मोठ्या गारेत तयार होतात. ऊर्ध्व प्रवाहांना न पेलण्याइतकी गार मोठी झाली की, ती गर्जन्मेघातून बाहेर निघून भूपृष्ठावर पडते. [⟶ गार].

हिमगोल, हिमकण व गुलिका : पावसाचे किंवा मंद तुषारवृष्टीचे जलबिंदू भूपृष्ठाकडे येतात मध्येच गोठल्यास त्यांच्या पारदर्शक कठीण बर्फाच्या गुलिका बनतात. बव्हंशी त्या गोलाकार असल्या तरी कधीकधी त्यांचा आकार अनियमित असतो. मृदू, अपारदर्शक व अनियमित आकाराचे हिमखंड म्हणजे अपारदर्शक हिमगोल होत. त्यांना क्वचित प्रसंगी शिंपल्यासारख्या कडा असतात. पुष्कळदा त्यांना लांबट आकाराचे किंवा अनेक शाखायुक्त बर्फाचे स्फटिक चिकटलले दिसतात. त्यांचा सर्वसाधारण वा नमुनेदार व्यास २ ते ५ मिमी. इतका असतो. घनता ०.१२ ग्रॅ./घ. सेंमी. असते. भूपृष्ठाचे तापमान हिमांकाच्यावर असले, तरी अल्पकालीन जोरदार सरींच्या स्वरूपात अशा अपारदर्शक हिमगोलांचा वर्षाव होतो. हिमकण हे अपारदर्शक हिमगोलांसारखेच पण आकारमानाने लहान व सपाट असतात. त्यांचा व्यास साधारणपणे १ मिमी. असतो. क्वचित प्रसंगी ते याहूनही लहान असतात. स्तरमेघांतून किंवा धुक्यातून अल्प प्रमाणात ते मंदगती वर्षणरूपाने भूपृष्ठावर येतात. मंद तुषारवृष्टीचे गोठलेले तुल्यरूप म्हणजेच हिमकण होत.

पारदर्शक हिमसूचिका : म्हणजे सुईसारखे बर्फाचे लहान दंडगोल असून या सुया बारीक, टोकदार व साधारणपणे १ ते ३ मिमी. लांबीच्या व ०.२५ मिमी. व्यासाच्या असतात. हिमस्फटिकांसारखीच त्यांची अंतर्रचना असते. ०^० सें. किंवा हिमांकापेक्षा कमी तापमान असलेल्या स्थिर वातावरणीय थरातून निघून त्या अलग अलग किंवा लहानलहान पुंजक्यांच्या स्वरूपात पृथ्वीवर संथपणे पडतात. त्यांचा पतन वेग इतका कमी असतो की, हवेत ह्या हिमसूचिका जणू तरंगतच आहेत, असा भास होतो.

हिम पट्टिका व शलाका : आकाश जवळजवळ निरभ्र असताना अतिशीत व स्थिर वातावरणीय थरातून पारदर्शक बर्फाच्या स्फटिकांचे वर्षण लहान लहान षट्‌कोनी पट्टिका किंवा शलाका यांच्या स्वरूपात होतो. हा आविष्कार मुख्यत्वेकरून हवेच तापमान हिमांकापेक्षा बरेच कमी असताना प्रत्ययास येतो. अशा वर्षणास योग्य परिस्थिती उंच पर्वत शिखरांजवळ किंवा ध्रुवीय प्रदेशांत आढळते. पारदर्शक हिमसूचिका व हिमस्फटिक हवेतून मंद गतीने भ्रमण करीत असताना सूर्यप्रकाशाच्या सौंदर्यपूर्ण तेजाने चकाकतात व एखाद्या सूर्यस्तंभाचा आभास उत्पन्न करतात. अशा स्फटिकपुंजाला ‘हिऱ्याची धूळ’ अशी अर्थपूर्ण संज्ञा आहे.

द्रव व धन स्वरूपी जलीय उल्का वातावरणात हिमरेषेच्या वर बऱ्याच उंचीपर्यंत एकत्रितपणे राहू शकतात. हे सह-अस्तित्वच वर्षणाच्या वृद्धीस आवश्यक असते [⟶ पर्जन्य हवामानाचे रूपांतरण].

वर्षण व हवामानाचे विविध अविष्कार : भूमीजवळील विपर्ययी स्तर सोडून वातावरणात वाढत्या उंचीप्रमाणे तापमान व वातावरणीय दाब कमी होत जातो आणि हवा विरल होत जाते. विशिष्ट तापमानऱ्हासाच्या परिस्थितीत आर्द्रतायुक्त अस्थिर हवा वर जाऊ लागली, तर ती प्रसरण पावून थंड होते. तिची सापेक्ष आर्द्रता (वातावरणाच्या एकक आकारमानातील ओलावा आणि त्या आकारमानात संतृप्तावस्था येईपर्यंत म्हणजे जास्तीत जास्त प्रमाण होईपर्यंत मावेल एवढा ओलावा यांचे गुणोत्तर) वाढते. कालांतराने ती हवा संतृप्तबिंदू (ज्या तापमानाला हवेतील बाष्पाचे प्रमाण अधिकतम असते ते तापमान) गाठते. हवेत पुरेशा संख्येने आर्दतावादी संद्रवण (द्रवीकरण) केंद्रके असल्यास त्यांवर जलबाष्पाचे संद्रवण होऊन मेघकण तयार होतात आणि विशिष्ट परिस्थितीनुरूप विशिष्ट प्रकारच्या मेघांची निर्मिती होते. संद्रवणात मुक्त झालेल्या सुप्त उष्णतेने हवा वर चढवण्यास साहाय्य होते. ह्या उंचीनंतर जलबाष्पाचा सारखा पुरवठा होत गेला आणि हवा वर चढतच गेली, तर मेघही उंच वाढत जातात हवेचे तापमान कमी होत जाते व हवेची जलबाष्प धारणशक्ती कमी झाल्यामुळे हवेतील अतिरिक्त जलबाष्पाचे भिन्न आकारमानांच्या असंख्य जलबिंदूंत किंवा हिमकणांत रूपांतर होते. ते या वाढणाऱ्या मेघात ऊर्ध्व आणि क्षैतिज प्रवाहांबरोबर इतस्ततः भ्रमण करीत असतात. मेघांची जाडी जसजशी वाढते तसतशी त्यांची वर्षणक्षमता वाढते. सूक्ष्म मेघकणांचे किंवा हिमकणांचे मोठ्या पर्जन्यबिंदूंत रूपांतर करण्यासाठी आवश्यक व प्रभावी प्रक्रिया म्हणजे जलबाष्पयुक्त हवेचे ऊर्ध्वगमन ही होय. हवेच्या ह्या ऊर्ध्व गतीवरच वर्षण किती होईल व कोणत्या प्रकारचे होईल हे अवलंबून असते. आर्द्रतम हवा वर जाऊ लागल्यास मेघकणही वर खेचले जातात ते एकमेकांवर आदळू लागतात. कधकधी ते फुटतात, तर कधीकधी त्यांचे संमीलन होते. अशा आघात व संमीलन क्रियेने परिणामी थेंबांचे आकारमान वाढते त्यांचा पतन वेगही वाढतो. हा पतन वेग मेघातील ऊर्ध्व प्रवाहांच्या वेगापेक्षा अधिक झाला की, वर्षणास सुरुवात होते.

लक्षणीय वर्षणास मुख्यत्वेकरून उष्णार्द्र हवा द्रुतगतीने वर जाणे आवश्यक असते. आर्द्र व अस्थिर हवा अनेक परिस्थितींत वर नेली जाऊ शकते. अशा अनेक परिस्थितींच्या माहितीसाठी ‘पर्जन्य’ ही नोंद पहावी.

प्रथम अत्यंत थंड असलेली हवा मोठमोठ्या उष्णतर सरोवरांवरून किंवा उष्णतर उपसागरांवरून वाहू लागली की, मंदपणे हिमवर्षाव होतो. वातावरणीय संक्षोभ, संस्पर्शी शीतलन (उष्णार्द्र हवा शीत पृष्ठभागावरून जाताना केवळ स्पर्शामुळे घडून येणारे शीतलन) किंवा मेघांच्या माथ्यावरून रात्री होणारे उष्णता निर्गमन यामुळेही वर्षण होते पण ते अत्यल्प असते.

आर्द्र हवेच्या ऊर्ध्व गतीवर वर्षण अवलंबून असते. ऊर्ध्व गतीची तीव्रता क्षेत्राच्या आकारमानावर अवलंबून असते. अगदी लहान क्षेत्रावर ऊर्ध्व गती फार जास्त होऊ शकते उदा., धूर्णवाती वादळ. त्यामुळे अगदी लहान क्षेत्रावर वर्षणाची तीव्रता सर्वांत जास्त आढळते परंतु क्षेत्राचे आकारमान जसे वाढत जाते तसा क्षेत्रावरील ऊर्ध्व गतीचा वेग कमी होत जातो आणि वर्षणाची तीव्रता कमी होत जाते. पावसाचे पाणी हे सामान्यतः जरी शुद्ध समजले जाते, तरी कधीकधी संनयनी प्रवाहामुळे त्या पाण्यात अनेक प्रकारचे सूक्ष्म वस्तुकण मिसळले जातात. काही पदार्थांचे रंगीत कण मेघात शिरल्यास त्यातून होणाऱ्या वर्षणास तो रंग प्राप्त होतो. इटलीमधील व दक्षिण यूरोपातील काही ठिकाणी क्वचित प्रसंगी लाल रंगाचा पाऊस पडतो, त्याला ‘रक्तवर्षा’ म्हणतात. उत्तर आफ्रिकेच्या वाळवंटातील लाल रंगाची धूळ पर्जन्याच्या थेंबांत किंवा हिमकणांत मिसळल्यामुळे वर्षण लाल रंगाचे होते, असे सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने केलेल्या परीक्षणांती दिसून आले आहे. सहारा वाळवंटात निर्माण झालेल्या वावटळीतील किंवा वायधुळीतील ऊर्ध्व प्रवाहामुळे भूपृष्ठावरची लाल रंगाची धूळ उच्चतर वातावरणात नेली जाते आणि जलशुंडा किंवा उग्र अभिसारी चक्रवातांच्या परिसंचरणात (अभिसरणात) शिरून ती दक्षिण यूरोपपर्यंत नेली जाते, असे आता सिद्ध झाले आहे. अशा धुळीचे लोट वर्षणक्षम मेघांच्या खाली आल्यास वर्षणाला लाल रंग मिळतो. हीच रक्तवर्षा होय. क्वचित प्रसंगी वर्षणाबरोबर सूक्ष्मजंतू, लहान कीटक व मासेही भूपृष्ठावर पडल्याच्या नोंदी आहेत.

भौगोलिक वितरण : महासागरावरील पाण्याची वाफ होऊन ती वाऱ्यामुळे जमिनीवरील वातावरणात शिरते व तेथून हिमवर्षाव किंवा पाऊस या रूपाने पुन्हा जमिनीवर कोसळते. ह्या पाण्यापैकी ^१/_३ पाणी महासागराकडे पृष्ठभागावरील वा भूमिगत प्रवाहांकरवी परत जाते उरलेले ^२/_३ पाणी बाष्पीभवनामुळे व वनस्पतींच्या बाष्पोच्छ्‌वासामुळे पुन्हा वातावरणात प्रवेश करते. महासागर, जमीन व वातावरण यांच्यातील अन्योन्य क्रियांनी प्रस्थापित झालेले असे जल स्थित्यंतर चक्र सतत चालू असते. वर्षण हा पृथ्वीच्या जल स्थित्यंतर चक्राचा एक महत्त्वाचा भाग आहे [⟶ जलविज्ञान]. अनेक कारणांमुळे पृथ्वीवर वर्षण सर्वत्र सारख्या प्रमाणात होत नाही.

वर्षभरात विषुववृत्तीय पट्ट्यास (अक्षांस १० उ.- १० द.) सर्वांत जास्त सौर प्रारण प्राप्त होते आणि ह्या पट्ट्यातील पृष्ठभाग सर्वांत जास्त तापतो. त्यामुळे पृष्ठभागाजवळीत हवा हलकी होऊन तिचे ऊर्ध्वगमन होऊन ढग निर्माण होतात व ढगांतून वर्षण होते. ह्या पट्ट्यात तापमान अधिकतम असल्यामुळे जलबाष्पाचे प्रमाणही अधिकतम असते. त्यामुळे वार्षिक वर्षणही ह्या पट्ट्यात अधिकतम होते. विषुववृत्तीय पट्ट्यापासून उत्तरेकडे व दक्षिणेकडे (सु. २५^० पर्यंत) वर्षणाचे प्रमाण हळूहळू कमी होत जाते ह्या भागात वर्षण मुख्यत्वेकरून पश्चिमेकडे सरकणाऱ्या न्यूनदाब क्षेत्रामुळे (ज्यात चक्रीवादळांचाही समावेश होतो), तसेच व्यापारी वाऱ्यांमुळे होते. अक्षांश सु.२५-४० उ. व २५ – ४० द. ह्या पट्ट्यात स्थायी स्वरूपाचे अपसारी चक्रवात प्रस्थापित झालेले असल्यामुळे ह्या भागात शुष्क हवा वरून खाली भूपृष्ठावर पसरते. त्यामुळे ह्या पट्ट्यात ढगांची निर्मिती क्वचितच होते आणि वर्षणाचे प्रमाण फारच कमी असते. ह्या पट्ट्यात वाळवंटी प्रदेश बराच आहे. अक्षांश सु.४०-६५ उ. व ४०-६५ द. ह्या पट्ट्यात समशीतोष्ण कटिबंधीय अभिसारी चक्रवात निर्माण होऊन पूर्वेकडे सरकतात. ह्या अभिसारी चक्रवातांमध्ये शीत व उष्ण सीमापृष्ठे [⟶ सीमापृष्ठ] असतात. शीत सीमापृष्ठावर जड व शीत वायुप्रवाह हलक्या उष्णार्द्र वायुराशीच्या खाली घुसून आर्द्र हवेला वर उचलतो. त्यामुळे अल्पावकाशात गर्जन्मेघ निर्माण होऊन सीमित क्षेत्रावर जोराचे वर्षण होते. उष्ण सीमापृष्ठावर खालील जड व शीत वायुराशीवरून उष्णार्द्र हवा वर जात असताना तीत विविध प्रकारचे स्तरमेघ निर्माण होऊन विस्तृत क्षेत्रावर मंद तुषारवृष्टी होते. ह्या पट्ट्यात वर्षण मुख्यत्वे समशीतोष्ण कटिबंधीय अभिसारी चक्रवातांमुळे होते. त्यामुळे दोन्हीही गोलार्धांत २५^०– ४०^० ह्या पट्ट्यापासून ४०^० – ६५^० ह्या पट्ट्यात वर्षणाचे प्रमाण बरेच वाढते. अर्थात ४०^० – ६५^० ह्या पट्ट्यात वर्षण विषुववृत्तीय पट्ट्यात होणाऱ्या वर्षणापेक्षा कमी असते, कारण ह्या पट्ट्यात तापमान कमी असल्यामुळे जल बाष्पाचे प्रमाण बरेच कमी असते. त्यानंतर दोन्ही गोलार्धांत अक्षांश ६५ पासून ध्रुवांकडे वर्षणाचे प्रमाण बरोच कमी होत जाते. ह्याचे कारण हवेचे तापमान बरेच कमी असल्यामुळे हवेत जलबाष्पाचे प्रमाण बरेच कमी असते.

उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात वारे पूर्वेकडून पश्चिमेकडे वाहत असल्यामुळे तसेच न्यूनदाब क्षेत्रे पूर्वेकडून पश्चिमेकडे सरकत असल्यामुळे उपखंडाच्या पूर्व किनाऱ्यावर वर्षण बरेच होते व किनारपट्टीपासून पश्चिमेकडे ते कमी कमी होत जाते. समशीतोष्ण कटिबंधांत वारे पश्चिमेकडून पूर्वेकडे वाहत असल्यामुळे व अभिसारी चक्रवात पश्चिमेकडून पूर्वेकडे सरकत असल्यामुळे वर्षण उपखंडाच्या पश्चिम किनाऱ्यावर जास्त होते आणि किनारपट्टीपासून आत पूर्वेकडे ते कमी कमी होत जाते.

आर्द्र वातप्रवाहांच्या मार्गात लंब दिशेत पर्वतरांग असल्यास त्यांना त्या पर्वतांची चढण पार करून पलीकडे जाण्याशिवाय गत्यंतर नसते. त्यामुळे पर्वतरांगेच्या वाताभिमुख बाजूला फार मोठ्या प्रमाणावर वर्षण होते आणि वातविमुख बाजूला वर्षणछाया (अतिशय कमी वृष्टीचे क्षेत्र) निर्माण होते  [⟶ पर्जन्यछाया प्रदेश].

वर्षणात होणारे बदल : मोठ्या कालावधीवर आधारित सरासरी वार्षिक किंवा ॠतूतील वर्षण यांवरून वर्षणातील बदलासंबंधी कोणतीही माहिती मिळू शकत नाही. वर्षणात होणाऱ्या बदलासंबंधी माहिती फार महत्त्वाची आणि आवश्यक असते, कारण ह्या माहितीमुळे कोणतीही योजना आखण्यात मदत होऊ शकते. वार्षिक वर्षणात होणारा बदल हा सरासरी वर्षणाशी संबंधित असतो. साधारणपणे असे दिसते की, जास्त सरासरी वर्षणाच्या क्षेत्रावर वर्षणाच्या बदलाचे प्रमाण कमी असते व कमी सरासरी वर्षणाच्या क्षेत्रावर ते जास्त असते. साधारणपणे उष्ण कटिबंधात एखाद्या वर्षणातील वर्षण सरासरी वार्षिक वर्षणाच्या सु. १०-१५ टक्क्यांपर्यंत जास्त किंवा कमी असते. समशीतोष्ण कटिबंधांत ते १५-२० टक्क्यांपर्यंत जास्त किंवा कमी असते, तर मध्य आशिया, अरबस्तान आणि कमी वर्षणाच्या अथवा वाळवंटी प्रदेशात ते ३०-४० टक्क्यांच्या वर जास्त किंवा कमी असू शकते.

एखाद्या क्षेत्रावरील वार्षिक वर्षणाऐवजी कमी कालावधीतील वर्षणाच्या बदलासंबंधीच्या अभ्यासावरून असे दिसते की, वर्षणाचा कालावधी जसा कमी होतो तसे वर्षणाच्या बदलांचे प्रमाणे वाढते. ॠतूतील, मासिक, साप्ताहिक व दैनिक वर्षण यांत दैनिक वर्षणांतील बदलांचे प्रमाण सर्वांत जास्त आहे. तसेच क्षेत्राचे आकारमान जसे कमी होते, तसे त्यावरील वर्षणाच्या बदलांचे प्रमाण वाढत जाते.

वर्षणाचे परिणाम : मोठ्या आकारमानाचे (व्यास ६ मिमी. पर्यंत) १० मी. प्रतिसेकंदपर्यंत पतन वेग असलेले पावसाचे थेंब जेव्हा जमिनीवर आदळतात तेव्हा मृदा घट्ट होते. मृदा घट्ट झाल्यामुळे हवा व पाणी वनस्पतींच्या मुळांपर्यंत पोहोचू शकत नाही तसेच पाणी जमिनीत झिरपत नाही. बरेच पाणी वाहून जाते व वरच्या थरांतील सुपीक मृदा पाण्याबरोबर वाहून जाते. अशा प्रकारे शेतीचे नुकसान होते. लोकवस्ती बरीच वाढल्यामुळे झाडे व जंगले बऱ्याच मोठ्या प्रमाणात तोडण्यात आली आहेत. त्यामुळे पुराची तीव्रता, तसेच वरच्या थरांतील मृदा वाहून जाणे ह्या दोन्हींतही वाढ झाली आहे.

जर एखाद्या क्षेत्रावरील वर्षण (व), बाष्पीभवन (ब), जमिनीतील बाष्पाची साठवण (स) आणि जमिनीवरून वाहणारे वर्षणाचे पाणी (प) असेल, तर व-ब = स+प हे सर्वांस जोडणारे समीकरण आहे.

वातावरणातील संद्रवण व कृत्रिम वर्षण : वातावरणात संद्रवणासाठी उष्णार्द्र हवा वर उचलली जाऊन ती संतृप्तबिंदू किंवा दवबिंदूच्या तापमानाखाली (वातावरणीय स्थिर दाबाच्या आणि तापमानाच्या परिस्थितीतील हवा निवविली असता ज्या तापमानावर तिच्यातील ओलावा संतृप्तावस्थेला पोहोचतो व बाष्पाचे संद्रवण सुरू होते त्या तापमानाखाली) थंड होत गेली पाहिजे. ह्यानंतरच वातावरणात उंच पातळ्यांवर संद्रवणक्रियेमुळे लहान जलबिंदू व संप्लवन क्रियेमुळे (जलबाष्पयुक्त हवा शीघ्र गतीने वर गेल्यामुळे जलबाष्पाचे द्रवरूप अवस्थेतील जलबिंदूंत रूपांतर न होता सरळ घनरूप हिमकणांत रूपांतर होण्याच्या क्रियेमुळे) लहान हिमस्फटिक निर्माण होऊन ते ढगातील ऊर्ध्व व क्षैतिज प्रवाहांबरोबर इतस्ततः फिरू लागतात. आघात व संमीलन क्रियेनेच कालांतराने ह्या लहान कणांचे वर्षणयोग्य मोठ्या कणांमध्ये रूपांतर होते.

लक्षणीय वर्षणासाठी उष्णार्द्र हवा त्वरेने थंड होणे महत्त्वाचे असते. भूपृष्ठावरील आर्द्र हवा वरील कमी दाबाच्या पातळीकडे जाताना प्रसरण पासून क्रमाक्रमाने थंड होते. या एकाच अक्रमी प्रक्रियेने (जिच्यात बाहेरून उष्णता शिरत नाही किंवा बाहेर जात नाही अशा प्रक्रियेने) उष्णार्द्र हवेत प्रभावीपणे शीतलन घडून येते, मेघ निर्माण होतात व त्यांतून पुष्कळसे वर्षण होऊ शकते. वर जाणारी हवा उष्णतर असली आणि तिचा ऊर्ध्वगमनाचा वेग अधिकतर असला, तर तीत संद्रवण स्थिती लवकर निर्माण होते व वर्षणाची त्वरा आणि वर्षणाचे प्रमाणे वाढते.

आकाशात अनेक मेघ आले, तरी सर्वच वेळी सर्वच मेघांतून पाऊस पडत नाही. असे स्थिर अवस्थेत पोहोचलेले असतात. मेघकणाचा व्यास साधारणपणे २० मायक्रॉनपेक्षा (एक मायक्रॉन = मिमी.चा हजारावा भाग) कमी असतो आणि त्यांचा पतन वेग प्रतिसेकंदाला ०.३ ते ७ सेंमी. इतका अल्प असतो. हे कण पर्जन्यरूपाने खाली पडू शकत नाहीत. ते मेघातच इतस्ततः भ्रमण करीत असतात. मंद तुषारवृष्टीत जलकणांचा व्यास २०० मायक्रॉनपेक्षा अधिक असतो. पावसाच्या थेंबाचा व्यास ५ मिमी. किंवा ५,००० मायक्रॉनएवढा असू शकतो. त्याचा पतन वेग प्रतिसेकंदाला ७० सेंमी. ते ९ मी. इतका असतो. मेघकण वाढवून मोठा केला की, पाऊस पाडणे शक्य होते. त्यासाठी शीतिय शुष्क बर्फाचे कण (गोठवलेले कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे कण), सिल्व्हर आयोडाइड, पोटॅशियम आयोडाइड किंवा संगजिरे व मीठ यांचे मिश्रण विमानांच्या किंवा विशिष्ट उंचीवर जाऊन आपोआप फुटणाऱ्या रबरी फुग्यांच्या साह्याने मेघांत विखुरले जाते. ह्या कणांमुळे मेघांत संक्षोम, विक्षोभ व प्रक्षोभ वाढतो त्यांचे स्वरूप बदलते ते अस्थिर होतात. मेघकण सर्वत्र फिरू लागतात, एकमेकांवर आदळू लागतात, ते एकत्रित होतात, फुटतात पण परिणामी ह्या सर्व क्रियाप्रक्रियांनी थेंबांचे आकारमान व त्यांचा पतन वेग वाढतो. हा पतन वेग मेघातील ऊर्ध्व प्रवाहाच्या वेगापेक्षा अधिक झाला की, ते थेंब पर्जन्यरूपाने खाली पडू लागतात. खाली पडताना ते थेंब लगतची हवाही ओढतात. त्यामुळे अधःप्रवाह निर्माण होतात. कधी-कधी त्यांना द्रुतप्रवेगी ⇨ चंडवातांचे स्वरूप येते.

अशा रीतीने मेघबीजन करून (मेघात आर्द्रताग्राही संद्रवण केंद्रके पसरून) पर्जन्यबिंदूंचे आकारमान वाढविता येते व अशा कृत्रिम उपायांचा अवलंब करून मेघातून पर्जन्यरूपाने जलबाष्प काढून घेता येते. मेघबीजनाच्या साहाय्याने शीतित धुके वितळवून निष्प्रभ करता येते, गारांची वादळे शमविता येतात व चक्री वादळातील विध्वंसक वाऱ्यांचा वेग कमी करता येतो, असा दावा केला जातो. कृत्रिम रीतीने केलेल्या मेघबीजनाचे सर्वच प्रयोग यशस्वी होतात असे नाही.

कृत्रिम पर्जन्याचे प्रयोग जवळजवळ ५० राष्ट्रांनी केले आहेत. प्रत्येक राष्ट्राची तंत्रे वेगवेगळी आहेत. हे प्रयोग इस्त्राएलमध्ये यशस्वी, अ.सं.सं. मधील मिसूरीमध्ये अनिर्णायक, ॲरिझोनामध्ये दुर्लक्षणीय किंवा नगण्य ठरले आहेत. मेघबीजनामुळे वाऱ्यांच्या दिशेने ४५० ते ५०० किमी.पर्यंत पाऊस वाढतो, असे ऑस्ट्रेलियन वातावरणविज्ञ म्हणतात. याद्वारे गारांची वादळे शमविण्यात फ्रान्स, जर्मनी, अर्जेटीना, रशिया व इटलीत यश आल्याचे सांगण्यात येते तर अमेरिकन शास्त्रज्ञ चक्री वादळांची विध्वंसक शक्ती कमी करता येते, अशी ग्वाही देतात.

भारतातही अनेक ठिकाणी १९५२ ते १९७६ या कालावधीत कृत्रिम पर्जन्याचे प्रयोग केले गेले. त्यांत मिळालेले यश मर्यादित होते. हवामानाचे रूपांतर करण्याचे शास्त्र अजून प्रायोगिक अवस्थेत आहे. याबाबतीत खूपच वस्तुनिष्ठ संशोधन करणे आवश्यक आहे. [⟶ हवामानाचे रूपांतरण].

पहा : गार जलविज्ञान जलीय वातावरणविज्ञान पर्जन्य मेध सहिम वृष्टि हिमतुषार.

संदर्भ : 1. Byers, H. B. General Meteorology, New York, 1944.

           2. Critchfield, H. J. General Climatology, New Delhi, 1987.

           3. Fletcher, N. H. The Physics of Rain Clouds, Cambridge, 1962.

           4. Johnson, John C. Physical Meteorology, New York, 1954,

           5. Malone, T. F., Ed., Compendium of Meteorology, Boston, 1951.

           6. Mason, B. J. The Physics of Clouds, Rain and Rain-making, Cambridge,1975.

           7. Neiburger, Morris World Meteorological Organisation, Technical No.105, Artificial Modification of Clouds and Precipitation, Geneva, 1969.

           8. Petterssen, S. Weather Analysis and Forecasting, Vol. 2, New York, 1956.

मुळे, दि. आ. अंतरकर, व. ना. चोरघडे, शं. ल.

“