மேகத்தின் கனம் என்ன

காளிதாசரின் மேகதூதத்திலிருந்து முன்னொருகாலத்தில் காதலர்கள் தூதுவிட மேகத்தை உபயோகித்தாக தெரிகிறது. சில நூற்றாண்டுகளுக்குப் பின்னர் இதே மேகம் காதலர்களால் பட்டபாட்டில் முத்துசாமி தீக்ஷதர் வர்ஷய வர்ஷய வர்ஷய என்று பாடியதும் கதறிக் கொண்டு மழையை பொழிந்ததாம், கேள்விப்பட்டுள்ளோம். ஆனால் தற்காலங்களில் மேகத்திற்கும் நமக்கும் உறவுமுறை அவ்வளவு சுகிர்தமாக இல்லை. பல வேளைகளில் சுணங்கிக்கொண்டு நாம் விமானம்கொண்டு ஸில்வர் ஐயோடைட் பொடியை காட்டமாய் போட்ட பின்னரே தன்னுள் கொலாய்டாக (கூழ்மமாக) உள்ள நீராவியை ஒன்றுசேர்த்து மழையாக தும்முகிறது. சிலவேளைகளில் தீக்ஷதர் பாட்டு கேட்காமலேயே, பொடிபோட தேவையில்லாமல் கோபத்துடன் க்லோபல் வார்மிங் என்று காரணம் காட்டி சொடுக்கியவுடன் கொட்டித்தீர்த்து மும்பாயை ஒரு கை பார்க்கிறது.

இப்படியாக பல பெருமைகள் உடைய மேகத்தின் கனம் (எடை) என்ன? யாராவது அளந்திருக்கிறார்களா? செய்திருக்கிறார்கள்.

கனத்தை அளப்பதற்கு முன் மேகத்தை பற்றி சில விஷயங்கள். மேகம் உயரத்தில் பவனி வரும் பனி. மாற்றிச் சொன்னால் பனி நம் அருகில் கைபட இருக்கும் மேகம்.

மேகத்தில் பத்து பிரிவுகள். இவை அனைத்தும் க்யுமுலோ, ஸ்ட்ராடஸ், சிர்ரஸ் என்ற மூன்று ஆதார வகைகளின் கலவைகள். சிர்ரஸ் மிக உச்சியில் உள்ள மேகம். அதன் தொலைவை ஒப்பிடுகையில் க்யுமுலோ நம் தலைக்கு அருகில் சில கிலோமீட்டரில் இருப்பது. இதில் கவனிக்க வேண்டியது, ஒரு இடத்தில் ஒரு வகையாக உலவி வரும் மேகம் சிறிது நேரத்தில் (15 நிமிடம் போதுமாம்) வேறு வகையாக மாறிவிடலாம்.

[ஆஸ்திரேலியாவில் க்யூமுலஸ் மேகங்கள் — விக்கிபீடியாவில் இருந்து]

அனைத்து வகை மேகங்களும் ஒரளவிற்கு நீராலானது. உதாரணத்திற்கு நூறு மீட்டர் குறுக்களவு கொண்ட ஒரு மேகத்தை அப்படி ரெண்டு கை போட்டு பிழிந்தால் சுமார் பத்து பக்கெட் அல்லது ஒரு பாத் டப் அளவு தண்ணீர் கிடைக்கும்.

மேகம் எப்படி உருவாகிறது? சுருக்கமாக இதோ. சூரியன் பூமியை சூடாக்குகிறது. பூமி வாங்கிய வெப்பத்தை வைத்துக்கொள்ளாமல் பதிலுக்கு வேறு அலைஅகலத்தில் வெப்பத்தை திருப்பி அனுப்பி அதன் அருகே உள்ள காற்றை சூடாக்குகிறது. சூட்டினால் தன் அடர்த்தி குறைவதால், ஒரு மிதவை தன்மை (buoyancy) ஏற்பட்டு, புவியீர்ப்பு திசைக்கு எதிர் திசையில் சூடான காற்று மேலெழும்பும். ஆங்கிலத்தில் பொதுவாக கன்வெக்ஷன் என்பர். தமிழில் வெப்ப நீரோட்டம் அல்லது வெப்ப சலனம் எனலாம்.

புல் தரை, கட்டாந்தரை, மணல்வெளி, நீர்நிலை இப்படி மாறுபடுவதால், பூமியின் மேற்பரப்பு ஒரே சூட்டில் இருப்பதில்லை. அதனால் காற்றும் வெவ்வேறு உஷ்ணத்தில் சூடாக்கப்பட்டு, பாயன்ஸி (மிதவை) விசை வேறுபடுவதால் ஒரு பெரிய பரப்பளவில் பார்த்தால், பல இடங்களில் வேகமாகவும் சில இடங்களில் மெதுவாகவும் மேலெழும்புகிறது. இப்படி வேகமாக மேலே செல்லும் காற்றுபகுதிக்கு தெர்மல்ஸ் (thermals) என்று பெயர். தமிழில் வெப்ப சலனம் என்றே சொல்லலாம்.

இப்படி மேலே குறைந்த அழுத்த மண்டலத்தினுள் செல்லும் காற்று விரிந்து குளிர்கிறது. இதனால் காற்றினுள் இருக்கும் நீராவியும் குளிர்ந்து அங்கங்கு துசியின் மீதோ துகள்களின் மீதோ மையம் கொண்டு திரண்டு, பரவி, திரவமாகவும் ஆவியாகவும் ஒரு மாதிரி கடவுள் பாதி மிருகம் பாதி கலந்து செய்த கொலாய்டாய் (கூழ்மமாய்) மிதக்கிறது.

இப்படி நிறைய சிறிய நீர் துளிகள் சேர்ந்து உருவானதுதான் மேகம்.

தூசிகள் ஒத்துழைக்கவில்லையென்றால் மே-நாட்-கம்.

ஏன் மேகம் ஒரு உயரத்தில்தான் தோன்றுகிறது, ஒரு உயரத்திற்கு மேல் தோன்றுவதில்லை என்பதெற்கெல்லாம் பதில் இருக்கிறது. இதற்கு கன்டென்ஸேஷன் லெவல், ரேடியேஷன் ஈக்விலிப்ரியம் என்று மேலும் சில விஷயங்களை அலசவேண்டும். எனக்கும் குன்சாகத்தான் தெரியும். சொன்னால் அடிக்க வருவீர்கள்.

சரி இப்போது தலைப்பில் கேட்ட கேள்விக்கு வருவோம். கனத்தை அளப்பதற்கு முன் மேகத்தின் பரிமாணத்தை அளக்கவேண்டும். எப்படி அளப்பது? பூமியின் மீது விழும் மேகத்தின் நிழலின் பரிமாணத்தை அளக்கலாம். இப்படி அளந்தபிறகும் ஒரு சந்தேகம் இருக்கும். நிழலின் அளவு வானில் இருக்கும் நிஜ மேகத்தின் அளவுடன் எவ்வளவு ஒத்துபோகிறது என்று.

யோசித்து பார்த்தால் நிழலின் குறுக்களவு மேகத்தின் அளவுடன் நிச்சயம் ஒத்துபோகும். ஏனெனில் சூரியனில் இருந்து பூமிக்கு வரும் கதிர்கள் சமாந்தரமாக (parallel rays) வருபவை. இதனால் நிழலின் குறுக்களவாவது நிச்சயம் அதன் நிஜ மேகத்துடன் ஒத்துபோகும்.

இருங்கள், உச்சிவேளையில் இது சரி. மாலை நேரங்களில் சூரியன் அடிவானத்தில் இருக்குமே. அப்போது நிழல் குறுக்களவு கல்லில் சரியாக இடாத சப்பாத்தி போல ஒரு பக்கம் நீட்டிக்கொள்ளுமே.

மாலையில் இப்படி நீட்டி முழக்கிக்கொள்ளும் பகுதியில் இருந்து செங்கோணத்தில் உள்ள மற்றொறு குறுக்களவு சரியாகத்தானே இருக்கும். அதை வைத்துக்கொள்ளலாமே.

சரி. இப்படி நிழலின் குறுக்களவை நிர்ணயித்து, ஒரு மேகத்தின் பரப்பளவை அனுமானிக்க முடியும். கன அளவை அனுமானிப்பதற்கு மேகத்தின் உயரம் வேண்டுமே. எப்படி செய்வது? வேதாளம்போல் அந்தரத்தில் தொங்கி கொண்டா? ஆமாம். தொங்கிக்கொண்டுதான், பலூனில்.

மேற்கூறியதெல்லாம் நிஜம்தானா இல்லை படிக்கிறோம் என்பதற்காக பீலாவா என்கிறீர்களா. நிஜம்தான். மார்கரெட் லெமோன் (Margaret LeMone) என்ற அமெரிக்கர் கொலராடோவில் பௌல்டர் பகுதியின் மேலே தவழ்ந்து கொண்டிருந்த ஒரு குழந்தை க்யுமுலோவை பிடித்து இவ்வாறு படுத்தி மேற்கூறியபடி அளந்துள்ளார், நிறுத்துள்ளார்.

குழந்தை மேகத்தின் அளவு 0.6 மைல், கிட்டதட்ட 1 கிலோமீட்டர். அமெரிக்காவில் பௌல்டருக்கு அருகில் தரை பரப்பில் அனேகமாக ஒவ்வொரு மைல் இடைவெளியில் ரோடு போட்டிருந்தது இவருக்கு மேகத்தின் நிழலை அளக்க சாதகமாக அமைந்தது. இவர் அளந்த மேகத்திற்கு உயரமும் கிட்டதட்ட 1 கிலோமீட்டர்தான். இதனால் மேகத்தின் கன அளவு (இது வால்யூம்) 1 க்யூபிக் கிலோமீட்டர் ($$10^9$$ மீட்டர்).

மேலும், சராசரியாக ஒரு க்யூபிக் மீட்டரில் மேகத்தில் அரை கிராம் நீர் இருக்கும். கணக்கிட்டால், மார்கரெட்டின் மேகத்தில் தோராயமாக 500 டன் நீர் இருந்திருக்க வேண்டும். ஒரு யேர்பஸ் விமானத்தின் மேக்ஸிமம் டேக்ஆஃப் வெயிட்டைவிட சற்று கம்மி.

மேலே குறிப்பிட்ட முறையை உபயோகித்து மெகா ஸைஸ் மேகத்தைவிடுத்து, வேண்டிய இடத்தில் குளிப்பதற்கு ஒரு பெர்ஸனல் மழை தருவிக்கும் கருவியாக நம் தலைக்குமேல் மட்டும் மிதக்கும் 5 க்யூபிக்மீட்டர் கன அளவு கொண்ட ஒரு மேகத்தில் எவ்வளவு நீர் இருக்கும்? ஒரு முறை குளிக்க போதுமா? கணக்கிட்டு, சென்னைவாசியாக இருந்தால் ஒரு பக்கெட் தண்ணீருடன் ஒப்பிட்டு பார்த்துக்கொள்ளுங்கள்.

ஜான் ஆடம்ஸ் எழுதியுள்ள மாதமாடிக்ஸ் இன் நேசர் (Mathematics in Nature) என்ற புத்தகத்தில் இயற்கையை பள்ளி கணக்கு பாடத்தை (மட்டும்) உபயோகித்து எவ்வளவு அறிந்து கொள்ளலாம் என்று அருமையாக விளக்கியுள்ளார். இதில் மேகத்தை அளப்பதை பற்றியும் எழுதியுள்ளார். படித்துப்பாருங்கள்.