વર્ષા (Precipitation) (ક્રિયાપદ્ધતિ) : વરસાદ આવવાની પ્રક્રિયા. પૃથ્વી પરનું સમગ્ર જીવન મૂળભૂત રીતે જોતાં જળઆધારિત છે. પૃથ્વીની સપાટીનો લગભગ 70 % ભાગ જળઆચ્છાદિત છે. તેમ છતાં એક કિમી.ની ઊંડાઈ સુધીનું ભૂગર્ભીય જળ, મીઠા પાણીનાં સરોવરો, નદીઓ કે વહેણો તેમજ વાતાવરણીય ભેજ કુલ જળરાશિના માત્ર 0.3 % જેટલું જ પ્રમાણ ધરાવે છે. નદીઓ કે સરોવરોના જળની ઉપલબ્ધિ હવામાન અને આબોહવાને અધીન છે. વરસાદ માત્ર ખેતી માટે જ ઉપયોગી છે એવું નથી, પરંતુ તે સિંચાઈ, જળવિદ્યુત, પૂર-નિયંત્રણ, બંધ-રચના તથા જળાશય-રચના વગેરે દૃષ્ટિએ પણ એટલો જ ઉપયોગી છે.
‘વર્ષા’, ‘વર્ષણ’, ‘વરસાદ’ કે ‘વૃષ્ટિ’ જેવા શબ્દપ્રયોગો સામાન્ય રીતે વાદળમાંથી ભૂમિ પર પડતાં જળબુંદ, જળધાર, હિમપત્તી કે હિમસ્ફટિક-કણિકાના પાત માટે વપરાય છે; વળી આ શબ્દપ્રયોગમાં ઝરમર, ઝાપટાં, વરસાદ, હિમવર્ષા, કરા વગેરેનો પણ સમાવેશ થઈ જાય છે. વાતાવરણમાં પાણીનાં ત્રણે સ્વરૂપો(બાષ્પ, પ્રવાહી અને ઘન)નું અસ્તિત્વ રહેલું છે. આ ઉપરાંત પાણી પ્રવાહી રૂપે અતિશીત સ્થિતિમાં પણ રહેલું મળે છે. આવી સ્થિતિમાં પાણી ઠારબિંદુ(0° સે.)થી પણ નીચા તાપમાને તેનું પ્રવાહી સ્વરૂપ જાળવી રાખી શકે છે.
વાતાવરણમાં રહેલી જળબાષ્પ જ્યારે તેના સંતૃપ્તબિંદુએ પહોંચે છે ત્યારે તે સંખ્યાબંધ જળબુંદમાં ફેરફાર પામે છે; આવી સ્થિતિ થવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે કોઈ નિયત તાપમાને તથા દબાણે હવામાં રહેલા અતિસૂક્ષ્મ રજકણો જળબાષ્પને પોતાની આસપાસ જકડી રાખે છે. આવા વાતાવરણમાં તેમાં વધુ જળબાષ્પ ઉમેરાય તો બાષ્પ રૂપે રહેવાની તેની મર્યાદા જળવાતી નથી અને જળબુંદોના સ્વરૂપમાં તે ઠરે છે. આ પ્રકારની ઠારણક્રિયા માટે હવામાં તરતા રહેતા સૂક્ષ્મ રજકણો(aerosols)ની હાજરી કારણભૂત હોય છે.
વાતાવરણમાં જળબાષ્પનું ઠારણ થતાં તે વાદળોના સ્વરૂપમાં ફેરવાય છે. વાદળ એ વાસ્તવમાં તો ઠરી ગયેલા સૂક્ષ્મ જળબિંદુઓનું જૂથસ્વરૂપ જ છે, તે વાતાવરણના સ્તરમાં તરતી સ્થિતિમાં રહે છે. જ્યાં સુધી બાષ્પ સહિતના સૂક્ષ્મ રજકણોની ઊર્ધ્વ ગતિક્ષમતા જળબુંદોની નીચે પડી જવાની ક્ષમતા કરતાં વધુ જળવાઈ રહી શકે ત્યાં સુધી હવામાં તરતા રહે છે, માત્ર પવનની વહનદિશા મુજબ તે સ્થાનફેર કરતા રહે છે. જળબુંદોનું કદ જેમ જેમ વધતું જાય તેમ વાદળોની નીચે તરફ સરકવાની સ્થિતિ ઊભી થતી જાય છે. રજકણો જળબુંદોના કદને સહન ન કરી શકે ત્યારે જળબુંદ જળટીપાં રૂપે નીચે પડે છે. આ ઘટનાને વરસાદ, વર્ષા કે વર્ષાપાત તરીકે ઓળખાવી શકાય. હવાની ઊર્ધ્વગામી ગતિ કરતાં વાદળમાંનાં જળટીપાંનું કદ સરસાઈ મેળવી લે ત્યારે વરસાદ પડવાનું શરૂ થાય છે. સામાન્ય રીતે લાક્ષણિક જળટીપાંનો વ્યાસ 0.1થી 2.2 મિમી.ના વચ્ચેના ગાળાનો હોય છે તથા ટીપાંની પાતગતિ દર સેકંડે 10 મીટર જેટલી હોય છે.
હવે અહીં એક પ્રશ્ર્ન એ ઉપસ્થિત થાય છે કે ‘વર્ષણનો પ્રારંભ કઈ ક્રિયાવિધિથી થાય છે ?’
વાદળમાં રહેલાં જળબુંદોના કદનો વિકાસ બે પરિબળો અથવા કારકો પર આધારિત છે : (1) વાદળની દ્રવ્યઘનિષ્ઠતા અને (2) ઊર્ધ્વગામી વાયુપ્રવાહની તીવ્રતા. સ્તરવાદળ(stratus clouds)ની બાબતમાં, વાદળની જાડાઈ એક કિમી. જેટલી હોય છે, તેમાં ઊર્ધ્વગામી સંચલન મંદ હોય છે, તેથી તેમાંથી વર્ષાપાત પણ ઓછો થાય છે. આથી ઊલટું, સંવહન કરતાં ઢગવાદળો(cumulus clouds)માં ઘનિષ્ઠતા વધુ હોય છે, તેમનું ઊર્ધ્વગામી વહન પ્રબળ હોય છે, જળબુંદનાં કદ મોટાં હોય છે, પરિણામે તે મધ્યમથી ભારે વરસાદ અને કરા આપી શકે છે. જળબુંદો વિકસતાં જઈને મોટાં કદનાં ટીપાં થવા માટે ચોક્કસ પ્રકારની આ જાતની ક્રિયાપદ્ધતિ તથા વર્ષણ થવા માટે તેમની અંતિમ ગતિ વધુ હોવી જરૂરી છે.
વાદળમાંનાં નાનાં-નાનાં જળબુંદોને વિકસીને મોટા કદનાં થવા માટેની જે ક્રિયા થાય છે તેને સંમિલિત ક્રિયાવિધિ (coalescence mechanism) કહે છે. આ પ્રકારની પરિસ્થિતિ સામાન્ય રીતે અયનવૃત્તીય પ્રદેશમાં જોવા મળે છે. નાના કદનાં બુંદના સંમિલનથી મોટાં ટીપાં બને છે. આ રીતે તૈયાર થતું મોટું ટીપું પોતાની આજુબાજુનાં નાનાં બુંદોને પોતાનામાં સમાવી લે છે અને તેમાંથી નીચે તરફની ગતિ વેળાએ એક પ્રકારનો જળશંકુ રચાય છે. આમ વાદળના બધા જ ભાગોમાં આવી ક્રિયા થતી રહે છે. પરસ્પર અથડામણ અને જોડાણમાંથી આ જળશંકુઓનું છેવટે ખંડન થાય છે અને જળધાર રૂપે તેની ભૂમિ તરફ પાત થવાની સ્થિતિનું નિર્માણ થાય છે. આ પાતને વરસાદ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. નાનાં ટીપાં જો પડે તો તેમનું ફરીથી બાષ્પીભવન પણ થઈ જતું હોય છે. સંજોગોની અનુકૂળતા મળતાં આ ક્રિયાપદ્ધતિ એક ચક્ર રૂપે ચાલ્યા કરે છે. અયનવૃત્તોમાં વાયુપ્રવાહોની ઊર્ધ્વ ગતિસ્થિતિ ઉદભવતી રહેતી હોવાથી ટીપાં મોટાં થવા માટેનો જરૂરી સંજોગ મળી રહે છે.
ભારતમાં વરસાદની મુખ્ય ઋતુ ‘ચોમાસું’ છે. તેનો સમયગાળો જૂનથી સપ્ટેમ્બરનો હોય છે, તે દરમિયાન વર્ષનો 80 % વરસાદ પડી જતો હોય છે. (વાર્ષિક વરસાદના વિતરણ માટે જુઓ ‘વર્ષાઋતુ’.)
કોઈ પણ સમયગાળામાં વરસતા વરસાદના પ્રમાણને માપવાના સાધનને ‘વર્ષામાપક’ કહે છે; તે મિમી.માં મપાય છે. કોઈ વિસ્તારમાં 25 મિમી. વરસાદ પડ્યો તેનો અર્થ એમ થાય કે જો તે વિસ્તાર લગભગ સમતલ સપાટ હોય, પડતો વરસાદ વહી ન જાય કે બાષ્પીભવન ન થાય કે ભૂમિમાં શોષાઈ ન જાય તો ત્યાં તેનો થર 25 મિમી. જેટલો થાય. ભારતમાં એક દિવસનો વરસાદ એટલે કે સવારના 0830(8.30 am IST)થી પછીના 24 કલાક દરમિયાનનો કુલ વરસાદ – એ પ્રમાણેની ગણતરી કરીને માપની જાણકારી બહાર પાડવામાં આવતી હોય છે. આમાં વર્ષણનો પ્રકાર, સમયગાળો, તીવ્રતા અને વર્ષાપાતનું સાતત્ય વગેરે મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. હવામાનશાસ્ત્ર આબોહવાત્મક હેતુ માટે વરસાદી દિવસોની કુલ સંખ્યા (0.25 મિમી. કે વધુ નોંધાયેલો એક દિવસનો વરસાદ – તે રીતે) પણ ગણતરીમાં લેવાય છે. કૌટિલ્યના અર્થશાસ્ત્રમાં જોવા મળતા વરસાદના આંકડાનો સંદર્ભ જોતાં કહી શકાય કે ઈ. પૂ. ત્રીજા સૈકામાં પણ પ્રાચીન ભારતમાં વરસાદ મપાતો હતો.
ભારતમાં ભારતીય હવામાન વિભાગ દ્વારા, રાજ્ય સરકારો દ્વારા તેમજ અન્ય સંસ્થાકીય એજન્સીઓ દ્વારા વર્ષામાપન-મથકોની એક ગૂંથણી (network) ઊભી કરવામાં આવેલી છે. કેન્દ્રીય જળપંચે પણ આવા જ પ્રકારની ગૂંથણી કરેલી છે. તેમ છતાં, પહાડી વિસ્તારોના ઊંચાઈવાળા ભાગોમાં, મહાસાગરીય સપાટી પર તથા દુર્લભ સ્થાનોમાં પડતા વરસાદનું પ્રમાણ માપવા માટેનું કોઈ વ્યવસ્થાતંત્ર નથી. ઉપગ્રહીય સેવાઓએ ભૂમિભાગો તેમજ મહાસાગરો પર વરસતા વરસાદના પ્રમાણને માપવાની વિશિષ્ટ પદ્ધતિ વિકસાવી છે. આવા વિસ્તારોમાં પડતા વરસાદના આંકડાકીય વર્તારા આપવા માટેની પ્રતિકૃતિઓ (મૉડેલો) તથા તેનાં નિરીક્ષણો હવે જરૂરી બન્યાં છે. હાલમાં યુ.એસ. અને જાપાનના સંયુક્ત પ્રયાસોથી અયનવૃત્તીય વર્ષામાપન પંચ (Tropical Rain-Measuring Mission – TRMM) નામનો ભરોસાપાત્ર ઉપગ્રહ તરતો મુકાયો છે. રેડિયોમાપક (દૃશ્ય IR અને MW પટ્ટા) ઉપરાંત આ ઉપગ્રહમાં રડારની વ્યવસ્થા પણ ગોઠવેલી છે.
એમ. એસ. નારાયણન, બી. એમ. રાવ, અનુ. ગિરીશભાઈ પંડ્યા, નીતિન કોઠારી