English · हिन्दी · తెలుగు · தமிழ் · മലയാളം · मराठी · ಕನ್ನಡ
Moisture, air masses, fronts and cyclones
Humidity, dew point and latent heat; dew, frost, fog and the cloud types; forms of precipitation and convectional, orographic and frontal rain with the rain-shadow; air masses and fronts; tropical cyclones, their structure, regional names and storm surge, and how IMD grades and names north Indian Ocean storms; temperate cyclones, thunderstorms and tornadoes.
రెండో భాగంలో గాలి ఎలా వీస్తుందో చూశాం; ఇప్పుడు ఆ గాలి మోసే నీటి కథ. సముద్రాలు, చెరువులు, నేల, మొక్కల నుంచి నీరు ఆవిరై కనిపించకుండా గాలిలో కలుస్తుంది. గాలి చల్లబడితే ఆ ఆవిరి మళ్లీ చుక్కలుగా మారి మంచు, పొగమంచు, మబ్బులు అవుతుంది; చుక్కలు బరువెక్కితే వర్షం. వంటింట్లో మరిగే గిన్నె మీద మూత పెడితే మూత లోపల నీటి చుక్కలు కనిపిస్తాయి కదా — అదే చిన్న రూపం. వేర్వేరు గాలి రాశులు ఢీకొనడం, తుపానులు — అన్నీ ఈ తేమ శక్తితోనే. (→ English: humidity · हिन्दी: आर्द्रता)
గాలిలో ఉన్న నీటి ఆవిరి పరిమాణమే ఆర్ద్రత. వేడి గాలి ఎక్కువ ఆవిరిని పట్టుకోగలదు — పెద్ద గ్లాసు ఎక్కువ నీళ్లు పట్టినట్టు; చల్లని గాలి చిన్న గ్లాసు. గ్లాసు ఎంత నిండిందో శాతంలో చెప్పడమే సాపేక్ష ఆర్ద్రత. మధ్యాహ్నం వేడికి గ్లాసు పెద్దదవుతుంది, అందుకే శాతం తగ్గుతుంది; రాత్రి చల్లదనానికి గ్లాసు చిన్నదై శాతం పెరుగుతుంది — ఆవిరి అంతే ఉన్నా. గ్లాసు అంచు దాకా నిండితే 100 శాతం, సంతృప్తం. గాలిని ఎంత చల్లబరిస్తే గ్లాసు సరిగ్గా నిండుతుందో ఆ ఉష్ణోగ్రతే తుషార బిందువు; ఇంకా చల్లబరిస్తే చుక్కలు పొర్లుతాయి. (→ English: relative humidity, dew point · हिन्दी: सापेक्ष आर्द्रता, ओसांक)
నీరు ఆవిరిగా మారేటప్పుడు వేడిని తనలో దాచుకుంటుంది — ఉష్ణోగ్రత పెరగకుండానే; అదే గుప్తోష్ణం. ఆవిరి మళ్లీ చుక్కలైనప్పుడు ఆ దాచిన వేడిని బయటికి వదులుతుంది. అందుకే చెమట ఆవిరైతే ఒళ్లు చల్లబడుతుంది, వేసవిలో కుండలో నీళ్లు చల్లగా ఉంటాయి. మబ్బుల్లో ఆవిరి చుక్కలయ్యేటప్పుడు వదిలిన వేడి గాలిని ఇంకా పైకి తోస్తుంది — ఉరుములు, తుపానులకు ఇదే ఇంజను. చుక్క ఏర్పడాలంటే దుమ్ము, ఉప్పు, పొగ కణం లాంటి ఆధారం కావాలి — ముత్యం ఇసుక రేణువు చుట్టూ పెరిగినట్టు. (→ English: latent heat · हिन्दी: गुप्त ऊष्मा)
గాలి ఎక్కడ చల్లబడుతుందన్న దాన్ని బట్టి రూపం మారుతుంది. చల్లని రాత్రి గడ్డి మీద చుక్కలు — మంచు బిందువులు; సున్నా కంటే తక్కువైతే తెల్లని మంచుపొర. నేల దగ్గర గాలి మొత్తం చల్లబడితే పొగమంచు — కిలోమీటర్ కంటే దూరం కనిపించకపోతే IMD దాన్ని 'ఫాగ్' అంటుంది. ఉత్తర భారత మైదానాల్లో చలికాలం ఇది సాధారణం; పొగ కలిస్తే స్మాగ్. పైన ఆకాశంలో అదే ప్రక్రియ మబ్బులు: ఎత్తులో ఈకల్లాంటి సిరస్, దూది కుప్పల్లాంటి క్యుములస్, పొరల్లా బూడిద రంగు స్ట్రాటస్, నల్లని వాన మబ్బు నింబస్; ఉరుముల మబ్బు క్యుములోనింబస్. (→ English: fog and clouds · हिन्दी: कोहरा और बादल)
మబ్బులో చుక్కలు చాలా చిన్నవి; అవి పెద్దవై కింద పడితేనే వర్షం. గాలి సున్నా కంటే చల్లగా ఉంటే ఆవిరి నేరుగా మంచు స్ఫటికాలవుతుంది — హిమపాతం. వానా మంచూ కలిసి పడితే స్లీట్. ఉరుముల మబ్బులో బలమైన గాలి మంచు గోళీలను పైకీ కిందికీ తిప్పుతుంటే, ఉల్లిపాయ పొరల్లా ఒక్కో పొర పెరిగి, మోయలేనంత బరువైనప్పుడు వడగళ్లు పడతాయి. గాలిని ఏది పైకి లేపిందో దాన్ని బట్టి వర్షం రకాలు. బాగా ఎండ కాసి వేడిగాలి పైకి లేచి కురిసేది సంవహన వర్షం — భూమధ్యరేఖ ప్రాంతంలో రోజూ మధ్యాహ్నం ఉరుములతో జడివాన. (→ English: convectional rainfall · हिन्दी: संवहनीय वर्षा)
తేమగాలి కొండకు ఢీకొని పైకి ఎక్కాల్సి వస్తే, చల్లబడి ఎదురు వాలు మీదే వర్షం కుమ్మరిస్తుంది — అదే పర్వతీయ వర్షపాతం. తడి గుడ్డను పిండినట్టు ఒకవైపే నీళ్లన్నీ పడిపోతాయి. కొండ దాటాక పొడిగాలి కిందికి దిగి వేడెక్కుతుంది; ఆ వైపు వర్షచ్ఛాయ ప్రాంతం. మన పశ్చిమ కనుమల పడమటి వాలు జడివానలో తడుస్తుంటే, కనుమలకు తూర్పున ఉన్న మహారాష్ట్ర, కర్ణాటక లోపలి ప్రాంతాలకు వాన చాలా తక్కువ. చల్లగాలి మీదుగా వెచ్చనిగాలి ఎక్కితే వచ్చేది వాతాగ్ర వర్షం. ప్రపంచంలో భూమధ్యరేఖ దగ్గర, గాలి ఎదురుపడే తీరాల్లో వాన ఎక్కువ. (→ English: orographic rainfall, rain-shadow area · हिन्दी: पर्वतीय वर्षा, वृष्टि छाया क्षेत्र)
వాయురాశి అంటే వేల కిలోమీటర్ల విస్తీర్ణంలో ఒకే రకం వేడి, ఒకే రకం తేమ ఉన్న పెద్ద గాలి ముద్ద. పెరుగును ఊరబెడితే చుట్టూ ఉన్న పదార్థాల రుచి పట్టినట్టు, గాలి కూడా వారాల తరబడి వేడి సముద్రం, ఎడారి లేదా మంచు మైదానం మీద నిలిచి ఆ లక్షణాలు అందుకుంటుంది. రెండు ప్రశ్నలు: ఎక్కడి నుంచి — ఉష్ణమండలం (వేడి) లేదా ధ్రువం (చల్లని); సముద్రమా నేలా — సముద్రం (తడి), నేల (పొడి). సహారా గాలి వేడి-పొడి, ఉష్ణ సముద్రపు గాలి వేడి-తేమ, సైబీరియా గాలి చల్లని-పొడి. గాలి కదిలితే తన వాతావరణాన్ని వెంట తెస్తుంది. (→ English: air mass · हिन्दी: वायुराशि)
వేడి, చల్లని గాలి రాశులు సులువుగా కలవవు — నూనె, నీళ్లలా; అవి కలిసే సరిహద్దే వాతాగ్రం. చల్ల వాతాగ్రంలో చల్లగాలి వెచ్చని గాలి కిందికి చీలికలా దూరి దాన్ని నిటారుగా పైకి లేపుతుంది — ఉరుముల మబ్బులు, కొద్దిసేపు జోరువాన, తర్వాత ఒక్కసారిగా చలి. వెచ్చని వాతాగ్రంలో వెచ్చని గాలి మెల్లగా చల్లగాలి మీదికి ఎక్కుతుంది — మబ్బులు నెమ్మదిగా దట్టమై, సన్నని వాన చాలాసేపు. ఏదీ ముందుకు కదలకపోతే స్థిర వాతాగ్రం; చల్లది వెచ్చనిదాన్ని అందుకుంటే మూసుకుపోయిన (ఆక్లూడెడ్) వాతాగ్రం. ఉష్ణమండలంలో గాలుల వేడి తేడా తక్కువ కాబట్టి ఇవి అరుదు. (→ English: front · हिन्दी: वाताग्र)
| Front | What happens | Typical weather |
|---|---|---|
| Cold front | Cold air pushes under warm air; steep slope | Cumulonimbus, short heavy showers, gusts, temperature drops |
| Warm front | Warm air rises gently over cold air | Cirrus thickening to nimbostratus; long, light to steady rain |
| Stationary front | Neither air mass advances | Cloud and rain may linger for days |
| Occluded front | Cold front overtakes warm front; warm air lifted off the ground | Mixed cloud and rain; the cyclone begins to weaken |
ఉష్ణమండల తుపాను వేడి సముద్రాల మీద పుట్టే గిరగిరా తిరిగే అల్పపీడన తుఫాను. దానికి కావలసినవి: సుమారు 26–27 °C కంటే వేడిగా ఉన్న విశాల సముద్రం, తిప్పడానికి కోరియాలిస్ బలం (భూమధ్యరేఖకు 5° లోపల కాదు), ఎత్తుతో గాలి పెద్దగా మారకపోవడం, ముందే ఉన్న చిన్న అలజడి. దాని పెట్రోలు గుప్తోష్ణం. మధ్యలో ప్రశాంతమైన 'కన్ను', దాని చుట్టూ అతి భీకర గాలి-వాన గోడ — సుడిగుండం మధ్యలో నీరు నిశ్శబ్దంగా ఉన్నట్టు. అట్లాంటిక్లో హరికేన్, పసిఫిక్లో టైఫూన్, మన దగ్గర సైక్లోన్. నేల తాకగానే బలహీనపడుతుంది; కానీ సముద్రాన్ని తీరంలోకి నెట్టే తుపాను ఉప్పెన అత్యంత ప్రాణాంతకం. (→ English: tropical cyclone, storm surge · हिन्दी: उष्णकटिबंधीय चक्रवात, तूफ़ानी महोर्मि)
మన దగ్గర అరేబియా సముద్రం కంటే బంగాళాఖాతంలో తుపానులు చాలా ఎక్కువ; ఏప్రిల్–జూన్, అక్టోబర్–డిసెంబర్ రెండు సీజన్లలో ఎక్కువ. ప్రపంచ వాతావరణ సంస్థ నియమించిన IMD న్యూఢిల్లీ ప్రాంతీయ కేంద్రం వీటిని గమనించి హెచ్చరికలు ఇస్తుంది. గాలి వేగాన్ని బట్టి వాయుగుండం నుంచి సూపర్ తుపాను వరకు మెట్లు. తుపాను స్థాయికి చేరితేనే పేరు పెడతారు — 13 దేశాలు తలా 13 పేర్లు ఇచ్చిన 169 పేర్ల జాబితా (2020) నుంచి వరుసగా; ఒకసారి వాడిన పేరు మళ్లీ రాదు. ఇంట్లో పిల్లలకు పేరు పెడితే పిలవడం సులువైనట్టు, పేరుంటే హెచ్చరిక గుర్తుంటుంది. (→ English: tropical cyclone · हिन्दी: उष्णकटिबंधीय चक्रवात)
| Category | Wind speed (km/h) |
|---|---|
| Depression | 31–49 |
| Deep depression | 50–61 |
| Cyclonic storm (named from here) | 62–88 |
| Severe cyclonic storm | 89–117 |
| Very severe cyclonic storm | 118–166 |
| Extremely severe cyclonic storm | 167–221 |
| Super cyclonic storm | 222 and above |
ఉష్ణమండలం బయట, ధ్రువపు చల్లగాలి, ఉష్ణమండలపు వెచ్చని గాలి కలిసే సరిహద్దులో సమశీతోష్ణ తుపానులు పుడతాయి. ఇవి చాలా పెద్దవి, నేల మీదా పుడతాయి, గాలి తక్కువ, 'కన్ను' ఉండదు; పశ్చిమ గాలులతో పడమర నుంచి తూర్పుకు కదులుతాయి. చలికాలంలో వాయవ్య భారతానికి వాన, మంచు తెచ్చే పశ్చిమ అలజడులు ఈ రకమే. అధిక పీడన ప్రాంతంలో ఆకాశం నిర్మలం, చలికాలంలో పొగమంచు. చిన్న స్థాయిలో ఉరుముల మబ్బుతో పిడుగులు, జడివాన, వడగళ్లు; బెంగాల్, అస్సాంలో వేసవి తుఫానులు 'కాలబైశాఖి'. టోర్నడో అంటే మబ్బు నుంచి నేలకు దిగే సన్నని, భీకరంగా తిరిగే గాలి స్తంభం — చిన్న ప్రాంతమే, కానీ భూమిపై అత్యంత వేగమైన గాలులు. (→ English: temperate cyclone, tornado · हिन्दी: शीतोष्ण चक्रवात, टॉरनेडो)
ఈ భాగం ఒక గొలుసు: నీరు ఆవిరై గుప్త వేడిని దాచుకుంటుంది → తుషార బిందువు దాకా చల్లబడి మంచు, పొగమంచు, మబ్బులు → చుక్కలు పెద్దవైతే వర్షం; గాలిని ఎండ, కొండ లేదా వాతాగ్రం పైకి లేపుతుంది → సంవహన, పర్వతీయ, వాతాగ్ర వర్షాలు. గాలి రాశులు తమ పుట్టింటి లక్షణాలు మోస్తాయి; అవి ఢీకొంటే వాతాగ్రాలు, సమశీతోష్ణ తుపానులు. వేడి సముద్రాల మీద దాచిన వేడి విడుదలై ఉష్ణమండల తుపానులకు శక్తి — అత్యంత విధ్వంసకరం. నాలుగో భాగంలో ఇవన్నీ కలిసి ప్రపంచ శీతోష్ణ మండలాలు ఎలా ఏర్పడతాయో చూస్తాం. (→ English: precipitation · हिन्दी: वर्षण)
Exam traps
- Relative humidity falls when air warms even if its vapour content is unchanged; absolute humidity does not change with temperature in that way.
- Evaporation absorbs latent heat (cooling); condensation releases it (warming) and powers thunderstorms and cyclones.
- Frost forms when the dew point is below freezing; dew when it is above freezing.
- Cirrus clouds are high and made of ice crystals; nimbus clouds are the rain-bearing ones; cumulonimbus is the thunder cloud.
- The rain-shadow is the leeward side, not the windward side; the interior east of the Western Ghats lies in rain-shadow during the south-west monsoon.
- Maritime (m) air masses are moist and continental (c) ones dry; tropical (T) is warm and polar (P) cold.
- A cold front gives short, heavy showers; a warm front gives long, steady, lighter rain. Fronts are rare in the tropics.
- Tropical cyclones have an eye and form only over warm seas, not near the equator; temperate cyclones have fronts, no eye, and can form over land.
Recap
- Relative humidity = vapour present as a percentage of what the air can hold; dew point = temperature at which air becomes saturated.
- Latent heat is absorbed in evaporation and released in condensation; condensation needs nuclei of dust, salt or smoke.
- Forms of condensation: dew, frost, mist, fog (IMD: visibility under 1 km) and clouds (cirrus, cumulus, stratus, nimbus).
- Precipitation: rain, snow, sleet, hail; rainfall types: convectional, orographic (with rain-shadow) and frontal.
- Air masses: maritime or continental, tropical or polar; they take their character from source regions.
- Fronts: cold (steep, short heavy rain), warm (gentle, long steady rain), stationary, occluded; typical of mid-latitudes.
- Tropical cyclones need warm seas (about 26–27 °C), Coriolis force and low wind shear; eye, eyewall, storm surge; hurricane, typhoon, cyclone.
- North Indian Ocean: more cyclones in the Bay of Bengal; RSMC New Delhi (IMD) names storms from a list of 169 names (2020) from 13 countries.
- Temperate cyclones form on the polar front, have fronts and no eye, move west to east; western disturbances are of this kind.
- Thunderstorms grow from cumulonimbus (nor'westers in Bengal and Assam); tornadoes are small but have the fiercest winds.
Practice questions
Q1. If the temperature of a parcel of air rises while its water-vapour content stays the same, its relative humidity will:
- Increase
- Decrease
- Remain unchanged
- First increase and then fall to zero
Show answer
Answer: B. Decrease
Warmer air can hold more vapour, so the same amount of vapour is a smaller percentage of the capacity and relative humidity falls. It would increase only if the air cooled or gained vapour; it stays unchanged only if both temperature and vapour stay the same; and it cannot fall to zero while vapour is present.
Q2. Consider the following statements:
1. Condensation of water vapour releases latent heat into the atmosphere.
2. Latent heat released by condensation is a major source of energy for tropical cyclones.
Which of the statements given above is/are correct?
- 1 only
- 2 only
- Both 1 and 2
- Neither 1 nor 2
Show answer
Answer: C. Both 1 and 2
Both are correct: heat absorbed during evaporation is released when vapour condenses, and in a tropical cyclone this released heat keeps the moist air rising and the storm growing. '1 only' and '2 only' each leave out a true statement, and 'neither' rejects both.
Q3. Which one of the following cloud types is made mainly of ice crystals and appears thin and feathery high in the sky?
- Cumulus
- Stratus
- Cirrus
- Nimbostratus
Show answer
Answer: C. Cirrus
Cirrus clouds form high up, where it is very cold, so they are made of ice crystals and look wispy. Cumulus clouds are heaped with flat bases, stratus forms low grey layers, and nimbostratus is a thick, low, rain-bearing layer.
Q4. During the south-west monsoon, the interior of Maharashtra and Karnataka just east of the Western Ghats receives much less rain than the coast because it:
- Lies on the windward side of the Ghats
- Lies in the rain-shadow of the Ghats
- Receives mainly frontal rain
- Is crossed by the north-east trade winds in summer
Show answer
Answer: B. Lies in the rain-shadow of the Ghats
Moist winds drop most of their rain on the windward western slopes; descending and warming on the leeward side, they leave the interior in rain-shadow. It is the coast, not the interior, that is windward; frontal rain belongs to the middle latitudes; and the summer winds there are the south-west monsoon, not the north-east trades.
Q5. Match List I (air mass) with List II (likely character):
List I: A. Continental tropical B. Maritime tropical C. Continental polar D. Maritime polar
List II: 1. Cold and dry 2. Hot and dry 3. Cool and moist 4. Warm and humid
Select the correct answer using the code below:
- A-2, B-4, C-1, D-3
- A-4, B-2, C-3, D-1
- A-2, B-3, C-1, D-4
- A-1, B-4, C-2, D-3
Show answer
Answer: A. A-2, B-4, C-1, D-3
Continental air is dry and maritime air moist; tropical air is warm and polar air cold. So cT is hot and dry, mT warm and humid, cP cold and dry, mP cool and moist. The second code reverses land and sea; the third swaps the two maritime types; the fourth swaps the two continental types.
Q6. Consider the following statements about tropical cyclones:
1. They usually form within 2° of the equator, where the sea is warmest.
2. The eye of a tropical cyclone is a zone of calm weather and sinking air.
3. They weaken rapidly after landfall.
Which of the statements given above are correct?
- 1 and 2 only
- 2 and 3 only
- 1 and 3 only
- 1, 2 and 3
Show answer
Answer: B. 2 and 3 only
Statements 2 and 3 are correct. Statement 1 is wrong: the Coriolis force is too weak near the equator to start the spin, so tropical cyclones rarely form within about 5° of it. Every option including statement 1 is therefore incorrect.
Q7. Tropical cyclones over the north Indian Ocean are named by:
- The National Disaster Management Authority, from names it chooses
- The Regional Specialised Meteorological Centre of IMD at New Delhi, from a list contributed by member countries
- The US National Hurricane Center
- The state government of the state where the cyclone makes landfall
Show answer
Answer: B. The Regional Specialised Meteorological Centre of IMD at New Delhi, from a list contributed by member countries
RSMC New Delhi, run by IMD and designated by the WMO, names storms of cyclonic-storm strength from the list of 169 names adopted in 2020, contributed by the 13 member countries. NDMA handles disaster management, not naming; the US National Hurricane Center covers the Atlantic and eastern Pacific; and state governments have no role in naming.
Q8. Which one of the following is a feature of temperate (extra-tropical) cyclones but NOT of tropical cyclones?
- A calm central eye
- Warm and cold fronts
- Energy drawn mainly from warm sea surfaces
- Destructive storm surges on low coasts
Show answer
Answer: B. Warm and cold fronts
Temperate cyclones develop where air masses meet along the polar front, so they carry warm and cold fronts. A calm eye, energy from warm seas and severe storm surges are hallmarks of tropical cyclones, not temperate ones.
Study this in the Upscore app to keep notes, save it for revision, track your practice scores and follow a plan to the exam date. It's free.
Study this in the app →Sources
- NOAA National Weather Service, JetStream online school: moisture and humidity, clouds, precipitation, air masses, fronts, thunderstorms, tornadoes and tropical cyclones (US government) — https://www.noaa.gov/jetstream/clouds
- India Meteorological Department, Ministry of Earth Sciences: Regional Specialised Meteorological Centre for Tropical Cyclones, New Delhi; classification of cyclonic disturbances over the north Indian Ocean and the list of cyclone names (2020); public material on fog, thunderstorms and western disturbances — https://rsmcnewdelhi.imd.gov.in
- NASA Earth Observatory: the water cycle, latent heat and global precipitation (US government) — https://earthobservatory.nasa.gov/features/Water