सागर भस्मे
मागील लेखातून आपण सागरी प्रवाह म्हणजे काय? आणि त्याचा वातावरणावर कसा परिणाम होतो, याबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण पृथ्वीच्या उष्णता बजेटविषयी जाणून घेऊ या. दररोज भूपृष्ठावर येणारी एकूण सूर्यकिरणे व पृथ्वीवरून भौतिक विकिरणाच्या (Physical Radiation) स्वरूपात परावर्तित होणारी ऊर्जा यांच्यातील संबंधाला ‘पृथ्वीचे उष्णता बजेट’, असे म्हणतात. जर सूर्यावरून येणारी उष्णता ही १०० टक्के मानली, तर त्यापैकी ३५ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर न पोहोचता अवकाशात परावर्तित (Reflected) होते आणि उर्वरित ६५ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करते. जी ३५ टक्के ऊर्जा अवकाशात परावर्तित होते, त्यालाच पृथ्वीचा अल्बेडो (Albedo) असे म्हणतात.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : सागरी प्रवाह म्हणजे काय? त्याचे प्रकार कोणते?
पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करणाऱ्या ६५ टक्के ऊर्जेचे कशा प्रकारे शोषण व परावर्तन होते, ते बघू या. या ६५ टक्क्यांपैकी १४ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीचे वातावरण शोषून घेते; तर उर्वरित ५१ टक्के ऊर्जा ही भूपृष्ठाद्वारे शोषण केली जाते. सूर्यकिरणे पृथ्वीवर लघु लहरींच्या स्वरूपात प्रवेश करतात; तर भूपृष्ठीय किरणे हे दीर्घ लहरींच्या स्वरूपात वातावरणाच्या बाहेर टाकली जातात. यालाच प्रभावी विकिरण (Effective Radiation), असे म्हणतात. कारण- ही किरणे वातावरणाचा खालचा भाग तापवण्यास मदत करतात.
पृथ्वीने शोषलेल्या ५१ टक्के किरणांपैकी सहा टक्के किरणे ही परावर्तित होताना वातावरणाद्वारे शोषून घेतली जातात आणि १७ टक्के किरणे ही थेट अवकाशामध्ये परावर्तित केली जातात. तसेच नऊ टक्के ऊर्जा संवहनामध्ये खर्च होते; तर १९ टक्के ऊर्जेचे बाष्पीभवन होते. अशा प्रकारे उष्णता परावर्तित झाल्याने पृथ्वीचे तापमान संतुलित राहते.
उष्णता बजेटची गणितीय मांडणी :
- सूर्याकडून प्राप्त झालेली ऊर्जा = १००%
- अंतराळात परत पाठवली जाणारी ऊर्जा = १००%
- ३५% (पृथ्वीचा अल्बेडो) + ४८% (वातावरणीय विकिरण) + १७% (थेट पृथ्वीवरील किरणोत्सर्गाद्वारे)
पृथ्वीचा अल्बेडो (Albedo of the Earth) :
पृथ्वीवरील स्थित बर्फाच्छादनामुळे सूर्यकिरणे शोषून न घेता थेट परावर्तित केली जातात. अल्बेडोमध्ये या बर्फाच्छादनाचा वाटा दोन टक्के आहे. पृथ्वीच्या तपांबरमध्ये असलेल्या ढगांच्या आवरणामुळे २७ टक्के सूर्यकिरणांना अवकाशात परावर्तित केले जाते. हवेमध्ये अनेक प्रकारचे घटक असतात जसे की, पाण्याचे द्रव्य कण, धुळीचे कण. हे घटक सूर्यकिरणांना विखुरण्यास (scattering) मदत करतात. त्यामुळे पृथ्वीच्या अल्बेडोमध्ये यांचा सहा टक्के वाटा असतो. अशा प्रकारे एकूण ३५ टक्के पृथ्वीचा अल्बेडो आहे.
उपरोक्त चर्चेवरून हे स्पष्ट होते की, संपूर्ण जगातून निव्वळ किरणोत्सर्ग किमान सैद्धांतिकदृष्ट्या तरी शून्य आहे. परंतु, आपण पृथक्करणाच्या प्रादेशिक वितरणाकडे पाहिले, तर हे पूर्णपणे सत्य नाही. काही अक्षांश असे आहेत, जिथे सौरऊर्जेचे आगमन निर्गमनापेक्षा जास्त आहे. तर काही अक्षांशांमध्ये याउलट स्थिती दिसून येते. त्यामुळे काही ठिकाणी ऊर्जा अधिशेष (२०° उत्तर ते २०° दक्षिण) तर काही ठिकाणी ऊर्जातुटीची परिस्थिती निर्माण होते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पृथ्वीवरील दाबाचे पट्टे कोणते? ते वातावरणावर कशा प्रकारे परिणाम करतात?
अलीकडच्या काळात वाढत्या प्रदूषणामुळे हरित वायूंचा वातावरणात गरजेपेक्षा जास्त पुरवठा होत आहे. परिणामी वातावरणाची उष्णता धरून ठेवण्याची क्षमता वाढत आहे, यालाच आपण ग्लोबल वॉर्मिंग असे म्हणतो. या सर्वांचे जीवसृष्टी व मानवजातीवर विपरीत परिणाम दिसून येत आहेत. सर्व प्रकारच्या प्रदूषणाला आळा घालण्यासाठी जगातले अनेक देश व संस्था एकत्र येऊन काम करीत आहेत आणि यावर मात करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. भारताने ग्लासगो, युनायटेड किंग्डम येथे झालेल्या संयुक्त राष्ट्रांच्या २७ व्या परिषदेत २०७० पर्यंत ‘नेट झिरो’ कार्बन उत्सर्जनाचे लक्ष्य ठेवले गेले आहे. मानवी अतिक्रमणाचे नैसर्गिक प्रक्रियांमध्ये कोणते विपरीत प्रभाव पडू शकतात हे आपण या उदाहरणावरून चांगल्या प्रकारे समजू शकतो.
मागील लेखातून आपण सागरी प्रवाह म्हणजे काय? आणि त्याचा वातावरणावर कसा परिणाम होतो, याबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण पृथ्वीच्या उष्णता बजेटविषयी जाणून घेऊ या. दररोज भूपृष्ठावर येणारी एकूण सूर्यकिरणे व पृथ्वीवरून भौतिक विकिरणाच्या (Physical Radiation) स्वरूपात परावर्तित होणारी ऊर्जा यांच्यातील संबंधाला ‘पृथ्वीचे उष्णता बजेट’, असे म्हणतात. जर सूर्यावरून येणारी उष्णता ही १०० टक्के मानली, तर त्यापैकी ३५ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर न पोहोचता अवकाशात परावर्तित (Reflected) होते आणि उर्वरित ६५ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करते. जी ३५ टक्के ऊर्जा अवकाशात परावर्तित होते, त्यालाच पृथ्वीचा अल्बेडो (Albedo) असे म्हणतात.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : सागरी प्रवाह म्हणजे काय? त्याचे प्रकार कोणते?
पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करणाऱ्या ६५ टक्के ऊर्जेचे कशा प्रकारे शोषण व परावर्तन होते, ते बघू या. या ६५ टक्क्यांपैकी १४ टक्के ऊर्जा ही पृथ्वीचे वातावरण शोषून घेते; तर उर्वरित ५१ टक्के ऊर्जा ही भूपृष्ठाद्वारे शोषण केली जाते. सूर्यकिरणे पृथ्वीवर लघु लहरींच्या स्वरूपात प्रवेश करतात; तर भूपृष्ठीय किरणे हे दीर्घ लहरींच्या स्वरूपात वातावरणाच्या बाहेर टाकली जातात. यालाच प्रभावी विकिरण (Effective Radiation), असे म्हणतात. कारण- ही किरणे वातावरणाचा खालचा भाग तापवण्यास मदत करतात.
पृथ्वीने शोषलेल्या ५१ टक्के किरणांपैकी सहा टक्के किरणे ही परावर्तित होताना वातावरणाद्वारे शोषून घेतली जातात आणि १७ टक्के किरणे ही थेट अवकाशामध्ये परावर्तित केली जातात. तसेच नऊ टक्के ऊर्जा संवहनामध्ये खर्च होते; तर १९ टक्के ऊर्जेचे बाष्पीभवन होते. अशा प्रकारे उष्णता परावर्तित झाल्याने पृथ्वीचे तापमान संतुलित राहते.
उष्णता बजेटची गणितीय मांडणी :
- सूर्याकडून प्राप्त झालेली ऊर्जा = १००%
- अंतराळात परत पाठवली जाणारी ऊर्जा = १००%
- ३५% (पृथ्वीचा अल्बेडो) + ४८% (वातावरणीय विकिरण) + १७% (थेट पृथ्वीवरील किरणोत्सर्गाद्वारे)
पृथ्वीचा अल्बेडो (Albedo of the Earth) :
पृथ्वीवरील स्थित बर्फाच्छादनामुळे सूर्यकिरणे शोषून न घेता थेट परावर्तित केली जातात. अल्बेडोमध्ये या बर्फाच्छादनाचा वाटा दोन टक्के आहे. पृथ्वीच्या तपांबरमध्ये असलेल्या ढगांच्या आवरणामुळे २७ टक्के सूर्यकिरणांना अवकाशात परावर्तित केले जाते. हवेमध्ये अनेक प्रकारचे घटक असतात जसे की, पाण्याचे द्रव्य कण, धुळीचे कण. हे घटक सूर्यकिरणांना विखुरण्यास (scattering) मदत करतात. त्यामुळे पृथ्वीच्या अल्बेडोमध्ये यांचा सहा टक्के वाटा असतो. अशा प्रकारे एकूण ३५ टक्के पृथ्वीचा अल्बेडो आहे.
उपरोक्त चर्चेवरून हे स्पष्ट होते की, संपूर्ण जगातून निव्वळ किरणोत्सर्ग किमान सैद्धांतिकदृष्ट्या तरी शून्य आहे. परंतु, आपण पृथक्करणाच्या प्रादेशिक वितरणाकडे पाहिले, तर हे पूर्णपणे सत्य नाही. काही अक्षांश असे आहेत, जिथे सौरऊर्जेचे आगमन निर्गमनापेक्षा जास्त आहे. तर काही अक्षांशांमध्ये याउलट स्थिती दिसून येते. त्यामुळे काही ठिकाणी ऊर्जा अधिशेष (२०° उत्तर ते २०° दक्षिण) तर काही ठिकाणी ऊर्जातुटीची परिस्थिती निर्माण होते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पृथ्वीवरील दाबाचे पट्टे कोणते? ते वातावरणावर कशा प्रकारे परिणाम करतात?
अलीकडच्या काळात वाढत्या प्रदूषणामुळे हरित वायूंचा वातावरणात गरजेपेक्षा जास्त पुरवठा होत आहे. परिणामी वातावरणाची उष्णता धरून ठेवण्याची क्षमता वाढत आहे, यालाच आपण ग्लोबल वॉर्मिंग असे म्हणतो. या सर्वांचे जीवसृष्टी व मानवजातीवर विपरीत परिणाम दिसून येत आहेत. सर्व प्रकारच्या प्रदूषणाला आळा घालण्यासाठी जगातले अनेक देश व संस्था एकत्र येऊन काम करीत आहेत आणि यावर मात करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. भारताने ग्लासगो, युनायटेड किंग्डम येथे झालेल्या संयुक्त राष्ट्रांच्या २७ व्या परिषदेत २०७० पर्यंत ‘नेट झिरो’ कार्बन उत्सर्जनाचे लक्ष्य ठेवले गेले आहे. मानवी अतिक्रमणाचे नैसर्गिक प्रक्रियांमध्ये कोणते विपरीत प्रभाव पडू शकतात हे आपण या उदाहरणावरून चांगल्या प्रकारे समजू शकतो.
