HCS Preliminary Examination 2018 – Study Material (Geography) | IAS

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Evaporation and Condensation

Introduction

  • Water is present in the atmosphere in three forms –gaseous, liquid and solid.
  • The moisture in the atmosphere is derived from water bodies through evaporation and from plants through transpiration.
  • Thus, there is a continuous exchange of water between the atmosphere, the oceans and the continents through the processes of evaporation, transpiration, condensation and precipitation.

 Evaporation

  • Evaporation is a process by which water is transformed from liquid to gaseous state.
  • Heat is the main cause for evaporation.
  • The saturated layer is replaced with the unsaturated layer by movement of air
  • Hence, the greater the movement of air, the greater is the evaporation.

Factors Affecting Rate of Evaporation

  • Amount of water available
  • Temperature
  • Relative humidity
  • Area of evaporating surface
  • Wind speed

Condensation

  • The transformation of water vapour into water is called condensation.
  • Condensation is caused by the loss of heat (latent heat of condensation).
  • When moist air is cooled, it may reach a level when its capacity to hold water vapour ceases. Then, the excess water vapour condenses into liquid form.
  • If it directly condenses into solid form, it is known as sublimation.

HCS Preliminary Examination

 

परिचय

  • जल वायुमंडल  में तीन रूपों में उपस्थित है -गैस, तरल और ठोस।
  • वायुमडल में आर्द्रता,जलाशयों से वाष्पीकरण तथा पौधों में वाष्पोत्सर्जन से प्राप्त होती है |
  • इस प्रकार वायुमंडल,महासागरों तथा महाद्वीपों क बीच जल का लगातार आदान-प्रदान वाष्पीकरण,वाष्पोत्सर्जन,संघनन एवं वर्षा की प्रक्रिया द्वारा होता है |

वाष्पीकरण

  • वाष्पीकरण वह क्रिया है जिसके द्वारा जल द्रव से गैसीय अवस्था में परिवर्तित होता है |
  • वाष्पीकरण का मुख्य कारण ताप है
  • हवा की गति संतृप्त परत को असंतृप्त परत के द्वारा हटा देती है |
  • इस प्रकार हवा की गति जितनी तीव्र होगी वाष्पीकरण उतना ही तीव्र होगा

वाष्पीकरण की दर को प्रभावित करने वाले कारक

  • उपलब्ध जल की मात्रा
  • तापमान
  • सापेक्षिक आर्द्रता
  • वाष्पीकरण सतह का क्षेत्रफल
  • वायु की गति

संघनन

  • जलवाष्प का जल के रूप में बदलना संघनन कहलाता है |
  • ऊष्मा का ह्रास ही संघनन का कारण होता है |
  • जब आर्द्र हवा ठंडी होती है,तब उसमे जलवाष्प को धारण रखने की क्षमता समाप्त हो जाती है तब अतिरिक्त जलवाष्प द्रव में संघनित हो जाता है |
  • जब ये सीधे ठोस रूप में परिवर्तित होते है तो इसे ऊर्ध्वपातन कहते है |

Classification of Condensation

On the basis of temperature at which the dew point is reached:

  • When dew point is lower than the freezing point (Example:White frost, snow and some clouds (cirrus clouds)
  • When dew point is higher than the freezing point (Example: Dew, fog and clouds)

On the basis of their location:

  • At or near the earth’s surface(Dew, white frost, fog and mist)
  • In free air (Exmple; clouds)

Dew

  • When the moisture is deposited in the form of water droplets on cooler surfaces of solid objects (rather than nuclei in air above the surface) such as stones, grass blades and plant leaves, it is known as dew.
  • Ideal conditions for formation: Clear sky, calm air, high relative humidity, and cold and long nights.

Fog

  • When the temperature of an air mass containing a large quantity of water vapour falls all of a sudden, condensation takes place within itself on fine dust particles.
  • So, the fog is a cloud with its base at or very near to the ground. Because of the fog and mist, the visibility becomes poor to zero.
  • In urban and industrial centers smoke provides plenty of nuclei which help the formation of fog and mist.

Haze

  • Haze is traditionally an atmospheric phenomenon where dust, smoke and other dry particles obscure the clarity of the sky .
  • No condensation.
  • Smog is similar to haze but there is condensation in smog.

संघनन का वर्गीकरण

ओसांक बिंदु के तापमान के आधार पर

  • जब ओसांक बिंदु जमाव बिंदु से कम होता है (उदाहरण के लिए:श्वेत तुषार, हिम एवं कुछ बादल , पक्षाभ बादल)
  • जब ओसांक बिंदु जमाव बिंदु से अधिक होता है (उदाहरण के लिए:  ओस, कोहरा और बादल )

स्थिति के आधार पर:-

  • पृथ्वी की सतह पर या उसके पास (ओस, सफेद तुषार, कुहासा और धुंध)
  • स्वतंत्र हवा में (उदाहरण :बादल)

ओस

  • जब आर्द्रता धरातल के ऊपर हवा में संघनन केंद्रकों पर संघनित होकर ठोस वस्तु जैसे पत्थर,घास तथा पौधों की पत्तियों की ठंडी सतहों पर पानी की बूंदों की रूप में जमा होती है तब इसे ओस के नाम से जाना जाता है |
  • इसके बनने के लिए उपयुक्त अवस्थाएं साफ़ आकाश,शांत हवा, उच्च सापेक्ष आर्द्रता तथा ठंडी एवं लम्बी रातें है |

कोहरा एवं कुहासा

  • जब बहुत अधिक मात्रा में जलवाष्प से भरी हुई वायु संहति अचानक नीचे की ओर गिरती  है तब छोटे छोटे धूल के कणों के ऊपर ही संघनन की प्रक्रिया होती है |
  • इसलिए कोहरा एक बादल है जिसका आधार सतह पर या सतह के बहुत नज़दीक होता है कोहरा तथा कुहासा के कारण दृश्यता  शून्य से कम तक हो जाती है |
  • नगरीय एवं  औद्योगिक केंद्रों में धुएं की अधिकता के कारण केंद्रकों की मात्रा की भी अधिकता होती है जो कोहरे और कुहासे के बनने में मदद करती है |

धुन्ध

  • धुंध परंपरागत रूप से एक वायुमंडलीय घटना है जहां धूल, धुआं और अन्य शुष्क कण आकाश की स्पष्टता को निस्तेज करते हैं।
  • किसी प्रकार का संघनन नहीं होता है |
  • धूम्र-कोहरा धुंध जैसा ही होता है,लेकिन धूम्र-कोहरे में संघनन नहीं होता है|

Humidity

Water vapour present in the air is known as Humidity.

Absolute Humidity

  • The actual amount of the water vapour present in the atmosphere is known as the absolute humidity.
  • It is the weight of water vapour per unit volume of air and is expressed in terms of grams per cubic metre.
  • The absolute humidity differs from place to place on the surface of the earth.

Relative Humidity

Relative humidity can be changed in either of the two ways—

  • By adding moisture through evaporation (by increasing absolute humidity): if moisture is added by evaporation, the relative humidity will increase and vice versa.
  • By changing temperature of air (by changing the saturation point): a decrease in temperature (hence, decrease in moisture-holding capacity/decrease in saturation point) will cause an increase in relative humidity and vice versa.

Specific Humidity

  • It is expressed as the weight of water vapour per unit weight of air.
  • Since it is measured in units of weight (usually grams per kilogram), the specific humidity is not affected by changes in pressure or temperature.

आर्द्रता

हवा में मौजूद जलवाष्प को आर्द्रता कहते है |

निरपेक्ष आर्द्रता

  • वायुमंडल में मौजूद जलवाष्प की वास्तविक मात्रा को निरपेक्ष आर्द्रता कहते है |
  • यह हवा के प्रति इकाई आयतन में जलवाष्प का वजन है एवं इसे ग्राम प्रति घन मीटर के रूप में व्यक्त किया जाता है |
  • निरपेक्ष आर्द्रता पृथ्वी की सतह पर अलग अलग स्थानों में अलग-अलग होती है |

सापेक्ष आर्द्रता

सापेक्ष आर्द्रता निम्नलिखित दो तरीकों से परिवर्तित जा सकती है

  • वाष्पीकरण (निरपेक्ष आर्द्रता बढ़कर) के माध्यम से आर्द्रता बढ़ाकर : यदि वाष्पीकरण द्वारा आर्द्रता बढ़ाई जाती है तो सापेक्ष आर्द्रता में वृद्धि होगी , यदि आर्द्रता घटाई जाती है तो सापेक्ष आर्द्रता भी कम होगी |
  • हवा का तापमान बदलकर (संतृप्ति बिंदु को बदलकर): तापमान में कमी (इसलिए,  आर्द्रता की क्षमता में कमी / संतृप्ति बिंदु में कमी )के साथ सापेक्ष आर्द्रता में वृद्धि  होगी इसी प्रकार ताप बढ़ाने पर सापेक्ष आर्द्रता कम होगी |

विशिष्ट आर्द्रता

  • यह वायु के प्रति इकाई भार में जल वाष्प के भार के रूप में व्यक्त कि जाती  है।
  • चूंकि यह भार की इकाइयों (आमतौर पर प्रति किलोग्राम ग्राम) में मापी जाती है, इसलिए दबाव या तापमान में परिवर्तन से विशिष्टआर्द्रता प्रभावित नहीं होती है।

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