வானிலை

வானிலை (Weather) என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் வளிமண்டலத்தின் நடப்பு நிலையைக் குறிக்கிறது. புவியைப் பொறுத்த வரை, வானிலையை பாதிக்கும் பெரும்பாலான தோற்றப்பாடுகள் வளிமண்டலத்தின் கீழ் நிலைகளில் உருவாகின்றன. இது நீண்டகால அடிப்படையிலான சராசரி வளிமண்டல நிலைமைகளைக் குறிக்கப் பயன்படும் தட்பவெப்பநிலை என்பதிலிருந்து வேறுபட்டது. வானிலைத் தோற்றப்பாடுகள் அன்றைய வெப்பநிலை, காற்று, முகில், மழை, பனி, மூடுபனி, தூசிப் புயல்கள் போன்ற பொது வானிலைத் தோற்றப்பாடுகளையும்; அரிதாக நிகழும் இயற்கை அழிவுகள், சூறாவளி, பனிப் புயல் போன்றவற்றையும் உள்ளடக்கியது.
வானிலை இடத்துக்கிடம் வேறுபடுகின்றது. இது காற்றழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் போன்ற காரணிகளையொட்டி அமைகின்றது. இவ்வேறுபாடுகள், குறிப்பிட்ட இடத்தில் உள்ள சூரியனுடைய கோணத்தினால் உண்டாகிறது. சூரியனுடைய கோணம் குறித்த இடத்தின் நிலநேர்க்கோடு (latitude) அமைவிடத்தைப் பொறுத்து வேறுபடுகின்றது. புவி தானே சுற்றும் போது, சற்றே சாய்வான கோணத்தில் சுற்றுவதால், சூரிய ஒளியானது வருடத்தின் வெவ்வேறு காலங்களில் வெவ்வேறு கோணங்களில் விழுகிறது. புவியின் மேற்பரப்பில், வெப்பநிலை பொதுவாக ஆண்டுதோறும் ±40 °C (−40 °F முதல் 104 °F) வரை இருக்கும். புவியின் மேற்பரப்பில் நிகழும் வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் காற்றழுத்தத்தை பாதிக்கின்றன. ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக, பூமியின் சுற்றுப்பாதையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், புவியால் பெறப்படுகின்ற சூரிய ஆற்றலின் அளவை பாதிப்பதனால், நீண்ட கால காலநிலை உருவாகிறது.
புவியின் வளிமண்டலம் சிக்கலானதென்பதால் அதில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்களும் பெரிய விளைவுகளை ஏற்படுத்தலாம். வானிலை புவிக்கு மட்டுமல்லாமல் வெள்ளி, செவ்வாய், வியாழன் போன்ற மற்ற கோள்களிலும், நட்சத்திரம் போன்ற மற்ற விண்வெளி அமைப்புகளிலும் நிலவுகின்றது. வியாழனில் உள்ள பெரும் சிவப்புப் புள்ளி எனப்படும் எதிர்-சூறாவளி அமைப்பானது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வானிலையமைப்பாகும். வானிலை முன்னறிவிப்பு என்பது தொழில்நுட்பத்தின் உதவியுடன் வானிலையை கணிக்கும் ஓர் விஞ்ஞான அறிவியலாகும்.
ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு வேறுபடும் காற்றழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் ஆகிய காரணிகளின் வேறுபாடுகள் காரணமாக வானிலை ஏற்படுகிறது. இந்த வேறுபாடுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் சூரியக் கதிர்கள் படும் கோண அளவுகளில் மாறுபாடுகள் இருப்பதின் காரணமாக ஏற்படுகின்றது. இதன் அமைப்பு ஒரு இடத்தின் நிலநேர்க்கோடு அமைவிடத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும். அதாவது ஒரு இடம் வெப்பமண்டலத்திலிருந்து எவ்வளவு தொலைவில் உள்ளதோ, அதற்கேற்றவாறு சூரியக்கதிர்கள் விழும் கோண அளவு குறைகின்றது. குறிப்பாக துருவப் பகுதியில் சூரியக்கதிர்களின் வீீச்சு ஒரு புள்ளியில் குவிக்கப்பட வாய்ப்பில்லாமல் பரந்த நிலப்பகுதியல் விரவியவாறு பரப்பப்படுவதால் அத்தகைய பகுதிகளில் மிகக் குளிச்சியான வானிலை நிலவுகிறது.
துருவ மற்றும் வெப்பமண்டலப் பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள காற்றின் வெப்பநிலை வேறுபாடு வளிமண்டல சுழற்சி மற்றும் அதிவேகக் காற்றுப்புனல் ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. வெப்பமண்டலத்தில் நிலையற்ற அதிவேகமாக வீசும் காற்றுகளால் புற வெப்பமண்டலச் சூறாவளிகள் ஏற்படுகின்றன. பருவமழை போன்ற வெப்ப மண்டல வானிலை அமைப்புகள் வெவ்வேறு செயல்முறைகளால் ஏற்படுத்தப்படுகின்றன. புவியின் அச்சு சற்று சாய்வாக இருப்பதால், அது சூரியனைச் சுற்றி வரும் போது, வருடத்தின் வெவ்வேறு சமயங்களில் சூரிய ஒளியானது மாறுபடும் நேர அளவுகளில் மாறுபடும் படுகோணத்தில் புவியின் மீது விழுகிறது. சூன் மாதத்தில் புவியின் வடக்கு அரைக்கோளம் சூரியனை நோக்கி சாய்வாக உள்ளதால், திசம்பர் மாதத்தைக் காட்டிலும் சூரிய ஒளி அப்பகுதிகளில் அதிகமாக விழுகிறது. இந்த விளைவு பருவங்களை ஏற்படுத்துகிறது. பல்லாயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக, புவியின் சுற்றுப்பாதை அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் புவியால் பெறப்பட்ட சூரிய சக்தியின் அளவு ஆகியவை காலநிலை மாற்றங்களுக்கு முக்கியக் காரணிகளாக விளங்குகின்றன.
சீரற்ற சூரிய வெப்பம் (வெப்ப மண்டல உருவாதல், ஈரப்பத சரிவுகள் மற்றும் வளிமுகப் பிறப்பு) வானிலை மாற்றங்களால் உருவாகும் மேகங்கள் மற்றும் மழையின் காரணமாகவும் உருவாகின்றன. புவியின் உயரமான பகுதிகள் தாழ்நிலப்பகுதிகளை விட ஒப்பீட்டளவில் குளிர்ச்சியாக உள்ளன. இதனால் அதிகமான மேற்பரப்பு வெப்பநிலை மற்றும் எதிரொளிப்பு வெப்பநிலை காரணமாக வெப்பப்பரிமாற்ற வீதம் (adiabatic lapse rate) உருவாகின்றது. சில சூழ்நிலைகளில் இயல்பாகவே உயரத்திற்கேற்ப வெப்பநிலை மாறுபடுகிறது. இந்த தழைகீழான மாற்றம் மலையுச்சிகளில் அதிக வெப்பநிலையும் அதன் கீழாக உள்ள பள்ளத்தாக்குகளில் குறையளவு வெப்பநிலை உருவாக காரணமாக உள்ளது. இதன் காரணமாக மூடுபனி ஏற்படுகின்றது மற்றும் இடி, மின்னலும் ஏற்படுவது தடுக்கப்படுகின்றது. வெவ்வேறு பரப்புகளில் (கடல்கள், காடுகள், பனிப்படலங்கள், அல்லது மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட பொருட்கள்), அதன் மாறுபட்ட பௌதீக குணவியல்புகளான எதிரொளிப்புத்தன்மை, கடினத்தன்மை, அல்லது ஈரப்பத உள்ளடக்கம் போன்றவற்றால் வெப்பநிலை மாறுபடுகின்றது.
மேற்பரப்பு வெப்பநிலை மாறுபாடுகள் காற்று அழுத்த மாறுபாடுகளை உண்டாக்குகின்றன. சூடான மேற்பரப்புகள் அதன் மேலே உள்ள காற்றை சூடாக்குவதால், இந்த காற்றானது விரிவடைகிறது. இதன் காரணமாக காற்றின் அடர்த்தி குறைவதன் விளைவாக மேற்பரப்பு காற்று அழுத்தம் குறைகின்றது. இதன் விளைவாக கிடைமட்ட அழுத்த வேறுபாடுகள் காற்றை அதிக அழுத்தமுள்ள பகுதிகளிலிருந்து குறைந்த அழுத்த பகுதிகளுக்கு நகர்த்துகிறது. கோரியாலிசு விளைவின் காரணமாக புவியின் சுழற்சி இந்த காற்றோட்டத்தில் விலகலை ஏற்படுத்துகிறது. இவ்வாறு உருவாக்கப்படுகின்ற எளிய அமைப்புகள் பின்னர் சிக்கலான அமைப்புகள் மற்றும் பிற வானிலை நிகழ்வுகளை உருவாக்க முடியும்.
புவியில் காற்று, மேகம், மழை, பனி, மூடுபனி மற்றும் புழுதிப் புயல் ஆகியவை பொதுவான நிகழ்வுகளில் அடங்கும். சூறாவளி, வெப்ப மண்டல சூறாவளி, மற்றும் பனிப்புயல் போன்ற இயற்கை பேரழிவுகள் அரிதான வானிலை நிகழ்வுகளில் அடங்கும். வலி மண்டலத்தின் மேற்பகுதிகளில் நடக்கும் மாற்றங்கள் கீழ்நிலையில் வானிலையை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்ற வழிமுறைகள் இதுவரை ஆராய்ச்சியாளர்களால் சரியாகப் புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை. வளிமண்டலமானது ஒரு ஒழுங்கின்மை அமைப்பாகும் (chaotic system). இதன் விளைவாக வளிமண்டல அமைப்பில் ஒரு பகுதியில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்கள் கூட மொத்த அமைப்பிலும் பெரும் மாற்றமாக தீவிரமடையக்கூடும். இதனால் வானிலையை முன்கூட்டியே துல்லியமாகக் கணிப்பதில் சிக்கல்கள் உள்ளன. ஆயினும் வானிலை முன்கணிப்பாளர்கள் தினமும் அறிவியல் முறையான கணக்கீடுகளால் ஓரளவு துல்லியத்துடன் வானிலையை கணிக்கின்றனர்.
புவியின் அடிப்படை செயல்முறைகளில் வானிலையும் ஒன்றாகும். பாறைகள் காலநிலையின் தாக்கத்தால் அரிப்படைந்து மண்ணாக உருவாகி பின்னர் கனிமங்களாக மாறுகிறது. வானிலை காரணிகளால் பாறை படிப்படியாகச் சிதைவடைந்து மண் மற்றும் கனிமங்கள் தோன்றும் செயற்பாட்டுத் தொடர் வானிலையாலழிதல் (Weathering) எனப்படும். மழை பொழியும் போது, ​​காற்றில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு நீர்த்துளிகளால் உறிஞ்சப்பட்டு கரைகின்றது. இது மழைநீரில் அமிலத்தன்மையை ஏற்படுத்தி அதற்கு அரிப்பு பண்புகளை அளிக்கிறது.
வானிலையாலழிதல் வளிமண்டலத்தின் பௌதீகக் காரணிகள், வேதியியல் காரணிகள் மற்றும் உயிரியல் காரணிகளால் நிகழலாம். மண்ணரிப்பு நிகழும்போது, துணிக்கைகள் அரித்து வேறு இடத்துக்கு எடுத்துச் செல்லப்படும். ஆனால் வானிலையாலழிதலில் துணிக்கைகள் இடம்பெயர்வதில்லை. பாறைகளில் அல்லது மண்ணில் ஏற்படும் வானிலையாலழிதலானது, பௌதீக வானிலையாலழிதல் மற்றும் வேதியியல் வானிலையாலழிதல் என இரண்டு வகைப்படுத்தப்படும். வானியல் காரணிகளான வெப்பம், நீர், பனிக்கட்டி மற்றும் அமுக்கம் என்பன நேரடியாக தாக்கம் செலுத்துவதால் பௌதீக வானிலையாலழிதல் நிகழ்கிறது. அமில மழை போன்ற நேரடி வேதியல் காரணிகளால் சிதைவுகளின் வேதியியல் தாக்கங்களாலும் வேதியியல் வானிலையாலழிதல் நிகழும். அமில மழையின் காரணமாக சோடியம் மற்றும் குளோரைடு (உப்புகள்) போன்றவை கடல்களில் படிவுகளாகத் தேங்குகின்றன. இப்படிவுகள் காலமாற்றத்தாலும் புவியியல் விசைகளாலும் வேறு வகைப்பாறைகளாகவோ மண் வகைகளாகவோ மாறுபாடு அடையக்கூடும். காலநிலை புவியின் மேற்பரப்பு அரிப்புகளை ஏற்படுத்துவதில் முக்கியப் பங்காற்றுகின்றன.
வானிலை முன்னறிவிப்பு என்பது எதிர்காலத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரம் மற்றும் குறிப்பிட்ட இடத்திற்கு, புவியின் வளிமண்டலத்தின் நிலையை கணிக்க அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு ஆகும். மனிதர்கள் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக பல்வேறு முறைகளில் வானிலையை கணிக்க முயன்றனர். பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டிலிருந்து இது ஒரு முறையாக அறிவியல் துறையாக உருவானது. வளிமண்டலத்தின் தற்போதைய நிலையைப் பற்றி தரவுகளை சேகரித்து, பின்னர் வளிமண்டல செயல்முறைகள் பற்றிய அறிவியல் புரிதலைப் பயன்படுத்தி வளிமண்டலம் எவ்வாறு மாறும் என்பதைக் கணித்து வானிலை முன்னறிவிப்புகள் செய்யப்படுகின்றன.
முதலில் பெரும்பாலும் முழு மனித முயற்சியாக இருந்த இந்த கணிப்புகள், தற்காலத்தில் கணினிகளைக் கொண்டு முன்னறிவிப்பு மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி எதிர்கால நிலைமைகள் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. முன்னறிவிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட சிறந்த முன்னறிவிப்பு மாதிரியைத் தேர்வுசெய்ய மனித உள்ளீடு தேவைப்படுகிறது. வளிமண்டலத்தின் குழப்பமான தன்மை, வளிமண்டலத்தை விவரிக்கும் சமன்பாடுகளைத் தீர்க்க தேவையான பெருவாரியான கணக்கீட்டுச் சக்தி, ஆரம்ப நிலைகளை அளவிடுவதில் உள்ள பிழை மற்றும் வளிமண்டல செயல்முறைகளின் முழுமையற்ற புரிதல் ஆகியவை முன்னறிவிப்புகளின் குறைவான துல்லியதிற்கு காரணிகளாகும்.
புவியில் வெப்பநிலை பொதுவாக ஆண்டுதோறும் ±40 °C (100 °F முதல் −40 °F) வரை இருக்கும். தட்பவெப்ப நிலைகள் இந்த வரம்பிற்கு வெளியேயும் தீவிர வெப்பநிலைகளை சில சமயங்களில் உருவாக்குகின்றன. 1983 சூலை 21 அன்று அண்டார்டிகாவில் உள்ள வோசுடாக் பகுதியில், இதுவரை பதிவு செய்யப்படாத குளிரான வெப்பநிலையான −89.2 °C (−128.6 °F) பதிவானது. இதுவரை பதிவுசெய்யப்பட்ட அதிகமான வெப்பநிலை 1922 செப்டம்பர் 13, அன்று லிபியாவில் உள்ள அசிசியாவில் பதிவான 57.7 °C (135.9 °F) ஆகும். எத்தியோப்பியாவில் உள்ள தலோல் என்ற இடத்தில் ஆண்டின் அதிகபட்ச வெப்பநிலையான 34.4 °C (93.9 °F) பதிவாகியுள்ளது. அண்டார்டிகாவின் வொசுடோக்கில் ஆண்டின் குளிரான சராசரி வெப்பநிலையான −55.1 °C (−67.2 °F) பதிவாகியுள்ளது. அண்டார்டிகாவில் உள்ள பொதுநலவாய விரிகுடாவில் காற்றின் வேகம் 199 mph (320 km/h) வரை அடைகின்றன.
மற்ற கோள்களில் வானிலை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் படிப்பது புவியில் அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு உதவியாகக் இருக்கின்றது. மற்ற கிரகங்களின் வானிலை புவியின் வானிலையைப் போன்றே பல இயற்பியல் கோட்பாடுகளைப் பின்பற்றுகிறது, ஆனால் அவை வெவ்வேறு அளவுகளில் மற்றும் வெவ்வேறு இரசாயன அமைப்புகள் கொண்ட வளிமண்டலங்களில் நிகழ்கிறது. புயலால் உருவாக்கப்பட்ட வியாழனின் பெரிய சிவப்புப் புள்ளி, சூரியக் குடும்பதத்தில் மிகவும் பிரபலமான வானிலை அடையாளங்களில் ஒன்றாகும்.. பெரிய கோள்களில் மேற்பரப்பில் குறைவான ஈர்ப்பு காரணமாக காற்று அபரிமிதமான வேகத்தை அடைகின்றது. வானிலை சூரிய ஆற்றலால் உருவாக்கப்படுகிறது என்பது அறிந்ததே. நெப்டியூன் போன்ற தொலைதூர கோள்கள் பெரும் சூரிய ஆற்றலின் அளவு புவியை ஒப்பிடும் போது மிகக்குறைவே, இருப்பினும் நெப்டியூனில் வானிலை நிகழ்வுகளின் தீவிரம் புவியை விட மிக தீவிரமாக உள்ளது. இது விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒரு புரியாத புதிராக உள்ளது. இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்டதில், HD 189733 பி என்ற கோளில் காற்றின் வேகம் 9,600 km/h (6,000 mph) வரை இருப்பதாக பதிவு செய்யப்பட்டுள்ளது.
வானிலை என்பது கோள்களுக்கு மட்டும் உரித்தானவை அல்ல. கோள்களை போலவே நட்சத்திரங்களுக்கும் வளிமண்டலம் மற்றும் வானிலை இருக்கலாம். நட்சத்திரங்களில் ஒன்றான சூரியனின் கதிர்கள் சூரிய குடும்பம் முழுவதும் மிக மெல்லிய வளிமண்டலத்தை உருவாக்குகிறது. சூரியனில் இருந்து வெளியேற்றப்படும் இவை சூரியக் காற்று என்று அழைக்கப்படுகிறது.