Lecture-12 Cloud formation and classification; Artificial rainmaking, Monsoon mechanism and importance in Indian agriculture

Cloud formation and classification; Artificial rainmaking, Monsoon mechanism and importance in Indian agriculture (बादल निर्माण और वर्गीकरण; कृत्रिम वर्षा, मानसून तंत्र और भारतीय कृषि में इसका महत्व):-

Cloud Formation and Classification (बादल निर्माण और वर्गीकरण):-

Cloud Formation (बादल निर्माण):- Clouds form when water vapor in the air cools and condenses around tiny particles (dust, pollen, or sea salt) into tiny water droplets or ice crystals. The key processes involved are:

[बादल तब बनते हैं जब वायुमंडल में उपस्थित जल वाष्प ठंडा होकर छोटे-छोटे कणों (धूल, परागकण, समुद्री लवण) के चारों ओर संघनित (कंडेंस) हो जाता है। इसमें मुख्यतः तीन प्रक्रियाएँ होती हैं:]

i. Evaporation & Transpiration (वाष्पीकरण और वाष्पोत्सर्जन):- Water from oceans, lakes, and plants evaporates into the atmosphere.

(महासागरों, झीलों और पौधों से जल वाष्प के रूप में वायुमंडल में जाता है।)

ii. Cooling & Condensation (शीतलन और संघनन):- As warm, moist air rises, it cools, and water vapor condenses into tiny droplets.

(जब गर्म, नम हवा ऊपर उठती है, तो यह ठंडी होती है और जल वाष्प पानी की छोटी बूंदों में बदल जाता है।)

iii. Cloud Development (बादलों का निर्माण):- These droplets cluster together to form clouds, supported by updrafts and winds.

(ये छोटी जल बूंदें इकट्ठी होकर बादल बनाती हैं, जिसे ऊपर उठती हवाएँ सहारा देती हैं।)

Cloud Classification (बादलों का वर्गीकरण):- Clouds are classified based on their altitude and appearance:

(बादलों को उनकी ऊँचाई और आकार के आधार पर विभाजित किया जाता है:)

i. High-Level Clouds (Above 6 km) [उच्च स्तरीय बादल (6 किमी से अधिक ऊँचाई पर)]:-

Cirrus (Ci) (सिरस):- Wispy, thin clouds made of ice crystals. Indicate fair weather but can signal a coming storm.

(पतले, रुई के गुच्छों जैसे सफेद बादल। यह आमतौर पर अच्छे मौसम का संकेत देते हैं, लेकिन तूफान का पूर्व संकेत भी हो सकते हैं।)

Cirrostratus (Cs) (सिर्रोस्ट्रेटस):- Thin, ice-crystal clouds covering the sky, often producing halos around the sun or moon.

(पतले, पारदर्शी बादल जो सूरज या चंद्रमा के चारों ओर हलो (वृत्त) बनाते हैं।)

Cirrocumulus (Cc) (सिर्रोक्यूम्यलस):- Small, puffy, cotton-like clouds, indicating fair but cold weather.

(छोटे, सफेद, रूई जैसे बादल जो ठंडे मौसम का संकेत देते हैं।)

ii. Mid-Level Clouds (2 – 6 km) [मध्यम ऊँचाई के बादल (2 – 6 किमी पर)]:-

Altostratus (As) (ऐल्टोस्ट्रेटस):- Gray or blue-gray clouds covering the sky, leading to continuous rain or snow.

(ग्रे या नीले-ग्रे रंग के बादल जो पूरे आकाश में फैले होते हैं और हल्की बारिश ला सकते हैं।)

Altocumulus (Ac) (ऐल्टोक्यूम्यलस):- White or grayish clouds in patches or layers, often before thunderstorms.

(सफेद या भूरे रंग के टुकड़ों में फैले हुए बादल, जो आमतौर पर तूफान के पहले बनते हैं।)

iii. Low-Level Clouds (Surface – 2 km) [निम्न स्तरीय बादल (2 किमी से कम ऊँचाई पर)]:-

Stratus (St) (स्ट्रेटस):- Uniform gray clouds covering the sky, causing light rain or drizzle.

(सपाट, भूरे रंग के बादल जो हल्की बूंदाबांदी या कोहरा ला सकते हैं।)

Stratocumulus (Sc) (स्ट्रेटोक्यूम्यलस):- Low, lumpy clouds that rarely produce precipitation.

(छोटे-छोटे टुकड़ों में फैले हुए बादल, जो आमतौर पर बारिश नहीं लाते।)

Nimbostratus (Ns) (निम्बोस्ट्रेटस):- Thick, dark clouds that bring steady, continuous rain or snow.

(मोटे, गहरे रंग के बादल जो लगातार बारिश या बर्फबारी लाते हैं।)

iv. Vertical Development Clouds (ऊर्ध्वाधर विस्तार वाले बादल):-

Cumulus (Cu) (क्यूम्यलस):- White, puffy clouds with flat bases, indicating fair weather.

(सफेद, फूले हुए बादल जिनका आधार समतल होता है, ये आमतौर पर साफ मौसम का संकेत देते हैं।)

Cumulonimbus (Cb) (क्यूम्यलोनीम्बस):- Towering, anvil-shaped clouds associated with thunderstorms, heavy rain, hail, or tornadoes.

(बड़े, गहरे और गुंबदाकार बादल जो भारी वर्षा, ओलावृष्टि और तूफानों के लिए जिम्मेदार होते हैं।)

Artificial Rainmaking (Cloud Seeding) [कृत्रिम वर्षा (आर्टिफिशियल रेनमेकिंग / क्लाउड सीडिंग)]:- Artificial rainmaking, or cloud seeding, is a weather modification technique used to induce or enhance precipitation.

(कृत्रिम वर्षा या क्लाउड सीडिंग एक मौसम संशोधन तकनीक है जिसका उपयोग वर्षा को प्रेरित करने या बढ़ाने के लिए किया जाता है।)

Methods of Cloud Seeding (क्लाउड सीडिंग की विधियाँ):-

i. Silver Iodide Seeding (सिल्वर आयोडाइड सीडिंग):- Silver iodide particles act as ice nuclei, triggering condensation and precipitation.

(सिल्वर आयोडाइड के कण संघनन नाभिक के रूप में कार्य करते हैं और बादल में जल की बूंदें बनाते हैं।)

ii. Salt Seeding (लवण सीडिंग):- Common in coastal areas; salt particles attract moisture and form larger droplets that fall as rain. For Example, in April 2024, the United Arab Emirates (UAE) conducted cloud seeding operations using natural salts, such as potassium chloride.

[समुद्र तटीय क्षेत्रों में प्रयोग की जाती है; लवण के कण नमी को आकर्षित कर बड़ी बूंदें बनाते हैं। उदाहरण के लिए, अप्रैल 2024 में, संयुक्त अरब अमीरात (UAE) ने पोटेशियम क्लोराइड जैसे प्राकृतिक लवणों का उपयोग करके क्लाउड सीडिंग ऑपरेशन चलाया।]

iii. Dry Ice Seeding (शुष्क बर्फ सीडिंग):- Dry ice (solid CO₂) cools clouds rapidly, causing ice crystal formation and precipitation.

[शुष्क बर्फ (ठोस CO₂) का उपयोग बादलों को ठंडा करने और बारिश उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।]

Applications & Benefits (अनुप्रयोग व लाभ):-

> Helps mitigate droughts.

(सूखा प्रभावित क्षेत्रों में पानी की उपलब्धता बढ़ाता है।)

> Boosts agricultural productivity.

(कृषि उत्पादन में सुधार करता है।)

> Reduces air pollution by washing out airborne particles.

(वायु प्रदूषण को कम करता है।)

> Used in India, China, the UAE, and the USA for water resource management. 

(भारत, चीन, यूएई और अमेरिका जैसे देशों में जल संसाधन प्रबंधन के लिए उपयोग किया जाता है।)

Note (नोट):- In April 2024, Dubai and surrounding regions experienced unprecedented rainfall, with some areas receiving over a year's worth of rain in a single day. This led to severe flooding, raising questions about the potential role of cloud seeding in these events.

(अप्रैल 2024 में, दुबई और आसपास के क्षेत्रों में अभूतपूर्व वर्षा हुई, कुछ क्षेत्रों में एक ही दिन में एक वर्ष से अधिक बारिश हुई। इससे भयंकर बाढ़ आई, जिससे इन घटनाओं में क्लाउड सीडिंग की संभावित भूमिका पर सवाल उठने लगे।)

Challenges & Limitations (चुनौतियाँ व सीमाएँ):-

> Requires suitable cloud conditions.

(यह तकनीक तभी काम करती है जब वातावरण में पहले से ही उपयुक्त बादल मौजूद हों।)

> Can have unpredictable environmental impacts.

(पर्यावरण पर संभावित नकारात्मक प्रभाव पड़ सकते हैं।)

> Expensive and requires continuous monitoring.

(लागत अधिक होने के कारण यह सभी क्षेत्रों के लिए व्यावहारिक नहीं है।)

Mechanism of Indian Monsoon (भारतीय मानसून की क्रियाविधि):- The Indian monsoon is a seasonal reversal of winds, influenced by differential heating of land and ocean. 

(भारतीय मानसून एक मौसमी पवन तंत्र है जो भूमि और महासागर के तापमान में अंतर के कारण उत्पन्न होता है।)

Phases (चरण):- It consists of two phases:

(यह दो चरणों में होता है:)

i. Southwest Monsoon (June – September) [दक्षिण-पश्चिम मानसून (जून – सितंबर)]:- Moist winds from the Indian Ocean bring heavy rainfall in India.

(हिंद महासागर से आने वाली नम हवाएँ भारत में भारी वर्षा लाती हैं।)

ii. Northeast Monsoon (October – December) [उत्तर-पूर्व मानसून (अक्टूबर – दिसंबर)]:- Dry winds from the landmass bring rain to the eastern coast (Tamil Nadu, Andhra Pradesh).

[स्थल से समुद्र की ओर चलने वाली शुष्क हवाएँ पूर्वी तटीय राज्यों (तमिलनाडु, आंध्र प्रदेश) में वर्षा कराती हैं।]

Key Factors Affecting Monsoon (मानसून को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक):-

i. Differential Heating (भूमि और महासागर के तापमान में अंतर):- Land heats faster than the ocean, creating a low-pressure area over India.

(भारत की भूमि तेजी से गर्म होती है, जिससे निम्न दाब क्षेत्र बनता है और समुद्र से नमी युक्त हवाएँ आकर्षित होती हैं।)

ii. ITCZ Shift (ITCZ का स्थानांतरण):- The Inter-Tropical Convergence Zone moves northward, pulling in moist air.

(इंटर-ट्रॉपिकल कन्वर्जेंस ज़ोन उत्तर की ओर खिसकता है, जिससे मानसूनी हवाएँ उत्तर भारत की ओर बढ़ती हैं।)

iii. El Niño & La Niña (एल-नीनो और ला-नीना):- These Pacific Ocean phenomena influence monsoon intensity.

(प्रशांत महासागर की यह जलवायु घटनाएँ भारतीय मानसून की तीव्रता को प्रभावित करती हैं।)

iv. Jet Streams & Tibetan Plateau (जेट स्ट्रीम और तिब्बत पठार):- The westerly jet stream and the heating of the Tibetan Plateau affect monsoon onset.

(पश्चिमी जेट स्ट्रीम और तिब्बत पठार का तापमान मानसून के आगमन को नियंत्रित करता है।)

Importance in Indian Agriculture (भारतीय कृषि में मानसून का महत्व):-

i. Main Water Source (मुख्य जल स्रोत):- 60% of Indian agriculture depends on monsoon rains.

(भारत में 60% कृषि मानसूनी बारिश पर निर्भर करती है।)

ii. Kharif Crop Cultivation (खरीफ फसल उत्पादन):- Crops like rice, maize, and pulses thrive on monsoon rainfall.

(चावल, मक्का, दलहन जैसी फसलें मानसून की वर्षा से लाभान्वित होती हैं।)

iii. Reservoir Replenishment (जलाशयों की पुनर्भरण):- Monsoons refill dams and groundwater, crucial for irrigation.

(मानसूनी बारिश बाँधों, नदियों और भूजल स्रोतों को भरने में मदद करती है।)

iv. Drought & Flood Risks (सूखा और बाढ़ का खतरा):- A weak monsoon can cause droughts, while excess rain leads to floods.

(कमजोर मानसून से सूखा पड़ सकता है, जबकि अत्यधिक वर्षा बाढ़ का कारण बन सकती है।)