वातावरणीय अभिसरण-७
विसाव्या शतकातील गरूडझेप - उत्तरार्ध

विसाव्या शतकात अस्तित्वात आलेल्या आणि हवामानशास्त्राच्या प्रगतीस मोठ्या प्रमाणात सहाय्यभूत ठरलेल्या तांत्रिक व तांत्रज्ञानिक प्रगतीचा थोडा आढावा घेऊ. संगणक आणि कृत्रिम उपग्रह ह्या दोन्ही तंत्रज्ञानांमुळे वातावरणीय अभिसरण समजण्यामधील प्रगती गेल्या काही वर्षांमध्ये आधीच्या काळाच्या तुलनेत मोठ्या प्रमाणात साध्य करता आली.

संगणकामुळे आतापर्यंत गोळा झालेल्या नोंदींची साठवण आणि पर्यायाने उपयोग ह्या गोष्टी तर सुकर झाल्याच, पण हवामान अंदाज करण्याच्या प्रक्रियेचा वेग बराच वाढला. संगणकांपूर्वीच्या काळात हवामान अंदाज करण्यासाठीची आकडेमोड तोंडी वा गणकयंत्र (calculator) वापरून करण्यामध्ये बरेचदा अशी परिस्थिती येई की भविष्यातील खाद्या विशिष्ट दिवसाचा हवामान अंदाज करण्यासाठीची आकडेमोड पूर्ण होईपर्यंत तो दिवस मावळलेला असे. संगणकामुळे ही नामुष्कीची वेळ येण्याचे प्रमाण संगणकाचा गणनशक्तीचा वेग वाढत गेला तसे कमी होत गेले. आज तर संगणकाशिवाय हवामान अंदाज ह्या गोष्टीची कल्पनाही करवत नाही. हवामानाचा अंदाज करण्याच्या वेगाबरोबरच हवामानाला जाणून घेण्यामध्येही संगणकाचा हातभार आहे. वातावरणीय घडामोडींना क्लिष्ट समीकरणांच्या भाषेत मांडून त्यांची पडताळणी करायची तर संगणक हवाच. हवामानातील विविध कृतींची (processes) समीकरणे योग्य क्रमाने लावून, प्रसंगी क्रम बदलून जो एक क्लिष्ट समीकरण संच मिळतो तो म्हणजे हवामान प्रारूप (climate model). ही प्रारुपे संगणकाशिवाय चालवणे अशक्यच. अनेक गणिती (numerical), पटीय (spectral) आणि सांख्यिकी (statistical) प्रारुपे आजच्या घडीला स्थानिक, प्रादेशिक आणि जागतिक हवामान अंदाज करण्यात गर्क आहेत.

आज अनेक देशांमध्ये आंतरराष्ट्रीय दर्जाच्या हवामान संस्था आणि वेधशाळा कार्यरत आहेत. तेथील शास्त्रज्ञ सतत हवामान शास्त्राच्या प्रगतीत भर घालत आहेत. जागतिक हवामान संस्था अर्थात  World Meteorological Organization ही हवामानशास्त्राची मध्यवर्ती संस्था १९४८ मध्ये स्थापन करण्यात आली. ही आंतरराष्ट्रीय दर्जाची संस्था जगभरातील विविध वेधशाळांकडून हवामान नोंदी मागवते. ह्या जगभरातील नोंदींचा साठा ह्या संस्थेकडे आहे. हा साठा विविध प्रादेशिक हवामानातील परस्परसंबंध, जागतिक स्तरावर कार्यरत असलेली हवामान चक्रे वगैरेंच्या अभ्यासासाठी वापरला जातो. अशा अभ्यासासाठी लागणाऱ्या हवामाननोंदी ह्या सर्वत्र एकाच वेळी व एकाच प्रकारच्या उपकरणांद्वारे गोळा करणे महत्वाचे ठरते. ह्यासाठी आंतरराष्ट्रीय प्रमाणित वेळेनुसार व ठराविक कालफरकानुसार ह्या नोंदी जगभरात नोंदविल्या जातात. प्रत्येक दिवसाच्या हवामाननोंदींची सुरुवात जागतिक प्रमाणित वेळेनुसार रात्री १२ वाजता केली जात असल्याने भारतामधे दिवसातील पहिली नोंद ही भारतीय प्रमाणवेळेनुसार पहाटे साडेपाचाला केली जाते. दूरदर्शनवरील बातम्यांमध्ये ह्या साडेपाचाला घेतलेल्या नोंदी दाखविल्याचे अनेकांनी पाहिले असेल. अनेक देशांतील अनेक वेधशाळा हवामान घटकांच्या नोंदी करते. ह्या नोंदी एकत्रितरीत्या, दिवसभरात ठराविक वेळी कृत्रिम उपग्रहाकडे प्रक्षेपित केल्या जातात व हा कृत्रिम उपग्रह ह्या नोंदी जागतिक हवामान संस्थेकडे प्रक्षेपित करतो. अशा तऱ्हेने रोजच्या रोज जगभरातील नोंदी ही संस्था साठवून ठेवते.

पर्वतराजी, वाळवंटे व इतर दुर्गम भागांमध्ये आज अनेक स्वयंचलित वेधशाळा कार्यरत आहेत. ह्या वेधशाळांमध्ये स्वयंचलित उपकरणांच्या साहाय्याने गोळा केलेल्या हवामाननोंदी स्वयंचलित तंत्रज्ञानाचा वापर करून कृत्रिम उपग्रहांकडे प्रक्षेपित केल्या जातात. अशा पद्धतीने जेथे मानवाला वास्तव्य करून राहणे व हवामान नोंदी करणे अशक्य आहे अशा दुर्गम ठिकाणांच्या हवामानाची नोंदही करता येते.

विसाव्या शतकामध्ये अनेक देशांतील विविध विद्यापीठांनी हवामानशास्त्र हा विषय अभ्यासक्रमांमध्ये अंतर्भूत केला. सुरुवातीला हा विषय भौतिक/रसायन/पर्यावरण शास्त्रांची उपशाखा म्हणून शिकविला जात असे. मात्र पुढे ह्या शाखेचा विस्तार व महत्त्व लक्षात घेऊन अनेक विद्यापीठांनी ह्या विषयामध्ये पदवी व पदव्युत्तर पातळीचे शिक्षण देण्यास सुरुवात केली. उदाहरणार्थ भारतामध्ये पुणे विद्यापीठामध्ये हवामानशास्त्र हा भौतिकशास्त्राचा उपविषय म्हणून विज्ञान विशारद (B.Sc.) व विज्ञान निष्णात (M.Sc.) ह्या पदव्यांसाठीच्या अभ्यासक्रमांमध्ये निवडता येतो. शिवाय हवामानशात्र ह्या विषयात विज्ञान निष्णात ही पदवी मिळवता येऊ शकते. ह्या व्यतिरिक्त पुणे विद्यापीठ व आंध्र विद्यापीठामध्ये हवामानशास्त्र विषयात तंत्रविद्या निष्णात (M.Tech in Atmospheric Science) असा अभ्यासक्रम निवडता येतो. मात्र त्यासाठी आधी भौतिकशास्त्र, गणित अथवा सांख्यिकी ह्यापैकी एका विषयाची विज्ञान निष्णात (M.Sc.) पदवी मिळवलेली असावी लागते. युरोपातील व उत्तर अमेरिकेतील अनेक विद्यापीठांमध्येही विशारद, निष्णात व पंडित पातळीवर हवामानशास्त्राचा अभ्यासक्रम निवडता येतो. ह्या अभ्यासक्रमांमुळे विविध शासकीय संस्थांव्यतिरिक्त विद्यापीठे ही हवामानशास्त्र विषयाची संशोधन केंद्रे बनली आहेत.  

हवामान उपग्रहांच्या उपयोगामुळे १९७० मध्ये हवामानशास्त्रामध्ये मोठीच क्रांती घडून आली. स्वयंचलित वेधशाळांमुळे दुर्गम भागातील हवामाननोंदी ठेवता येऊ लागल्या असल्या तरी किनारपट्टी व सागरी महामार्ग वगळता समुद्राच्या पाण्याच्या व समुद्रावरील हवामानाच्या नोंदी ठेवणे थोडे जिकिरीचे काम होते. कृत्रिम उपग्रहांच्या साहाय्याने ही त्रुटी बऱ्याच प्रमाणात भरून काढता आली आहे. वातावरणाच्या वरच्या थरातील हवामाननोंदी करणेही कृत्रिम उपग्रहांमुळे सुकर झाले आहे. पूर्वी हवामान फुगे पाठवून ही माहिती मिळविली जात असली तरी फुग्यांचा मार्ग हा वाऱ्याच्या दिशेवर अवलंबून असल्याने, तसेच वर जाणारे फुगे काही अंतरावर फुटत असल्याने हवामाननोंदींवर खूपच मर्यादा होत्या. फुगे फुटून उपकरणे जमीनीवर आदळून फुटत असल्याने प्रत्येक उड्डाणासाठी नवीन उपकरणे वापरणे खर्चिकही होते. नंतर विमानांद्वारे हवामाननोंदी ठेवता येणे शक्य झाले तरी ते ही बरेच खर्चिक असते. कृत्रिम उपग्रहांमुळे अशा अनेक मर्यादा ओलांडता येऊन हवामाननोंदी व्यापक प्रमाणात व कमी खर्चात करता येणे ही विसाव्या शतकाची देणगीच आहे. कृत्रिम उपग्रहांमुळे वातावरणाच्या सर्व थरांतील, वातावरणाच्या शेवटापर्यंत, भूपृष्ठाजवळील व जमीनीखालील घटकांच्या तसेच समुद्रपातळीच्या वरील व खालील नोंदी ठेवता येणे शक्य होत आहे. चक्रीवादळ येणार असल्याची पूर्वसूचना ह्या कृत्रिम उपग्रहांमुळेच मिळू शकते. जोपर्यंत पृथ्वीभोवती हे कृत्रिम उपग्रह प्रदक्षिणा घालत आहेत तोपर्यंत त्यांची नजर चुकवून चक्रीवादळाने माणसाला अकस्मात गाठले असे घडणे आता केवळ अशक्यच. 

विसाव्या शतकामध्ये सौरऊर्जा, वातावरण, समुद्र, बर्फाळ प्रदेश आणि जमीन ह्या विविध गोष्टींच्या परस्परसंबंधांची उकल मानवाला होऊ लागली. हे परस्परसंबंध गणिती समीकरणांमध्ये मांडून भविष्यातील हवामानाचा वेध घेता येणे शक्य होऊ लागले आणि त्याच बरोबर वातावरणीय अभिसरणाचे मानवी आकलन अनेक पटींनी वाढले. वातावरणाच्या विविध स्तरांतील वस्तुमान, उर्जा व संवेग हे वातावरणातील विचलनांच्या (atmospheric disturbances) साहाय्याने वरच्या व खालच्या थरांत संक्रमित होतात आणि हवामान घटनांच्या स्वरूपात आपल्यावर परिणाम करतात हे आता लक्षात आले आहे. हे वातावरणीय विचलन समीकरणांच्या स्वरूपात मांडून, त्यांची प्रारुपे तयार करून ती नजिकच्या व दूर भविष्यातील हवामानाचा अंदाज करण्यासाठी वापरली जात आहेत. खारे व मतलई वारे (दैनिक अभिसरण), मौसमी वारे (ऋतूनुसार बदलणारे अभिसरण),  जेट प्रवाह, द्विवार्षिक (सुमारे २३ महिन्यांचे चक्र) कंपन अशा सारखे कमी काळासाठी कार्यरत असलेले अभिसरण, एल् निन्यो-ला निन्या (२ ते ८ वर्षांचे चक्र), उत्तर अटलांटिक कंपन (सुमारे ७ वर्षांचे चक्र) ह्या सारखे मध्यम काळासाठी कार्यरत असणारे अभिसरण ते आर्क्टिक कंपन, सौरडाग चक्र (१० ते १२ वर्षे) यासारखे मोठ्या काळासाठी कार्यरत असणारे अभिसरण, त्यांच्याशी निगडित हवामान घटना, त्यांचा परस्परसंबंध, त्यांचे परिणाम अशा अनेक गोष्टींची उकल मानवाला होत आहे. त्याचप्रमाणे अक्षवृत्तीय (zonal)- जसे पूर्ववारे (easterlies), पश्चिमवारे (westerlies), व जेट प्रवाह; रेखावृत्तीय (meridional) - जसे व्यापारी वारे, हॅडली, फेरेल व ध्रुवीय चक्रे; व ऊर्ध्वोधर (vertical) - जसे ऊर्ध्वगामी वारे, मेघनिर्मिती, द्विवार्षिक कंपने; असे विविध वातावरणीय घटक (atmospheric components) त्यांची कारणे, त्यांच्यातील बदल व त्यांचे परिणाम हेही आता बऱ्याच प्रमाणात समजले आहेत असे म्हणायला हरकत नाही.

मात्र वातावरणीय अभिसरण आणि हवामान ह्या अत्यंत गुंतागुंतीच्या गोष्टींना आणि पर्यायाने निसर्गाला पुरते जाणून घ्यायचे असेल तर अजूनही संशोधनास भरपूर वाव आहे हे खरेच!!

समाप्त.