सागर भस्मे
मागील लेखातून आपण पृथ्वीचे हवामान घटक व वातावरणातील स्तरांबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण पृथ्वीवरील हवामान, तापमान व दाबाचे पट्टे यांचा अभ्यास करणार आहोत. परंतु, त्याआधी पृथ्वीवरील तापमानाचे वितरण समजून घेणे आवश्यक आहे. आपण मागील लेखात उंचीनुसार तापमानाचे वितरण बघितले. या लेखातून पृथ्वीवरील आडवे तापमान वितरण बघू या. पृथ्वीला दोन समान गोलार्धांमध्ये विभाजित केलेले आहे, एक उत्तर गोलार्ध व दुसरा दक्षिण गोलार्ध.
काल्पनिकरीत्या आडवे अक्षांश व उभे रेखांश अशा प्रत्येकी १ अंश डिग्रीच्या रेषा आखलेल्या आहेत. आपली पृथ्वी ही २३°३०’ अक्षांशने झुकलेली किंवा कललेली आहे. त्यामुळे सूर्यकिरणे पृथ्वीच्या प्रत्येक भागावर समान रूपात न पडता त्याची तीव्रता भिन्न-भिन्न असते. सरासरी विषुववृत्तापासून (शून्य अंश) ध्रुवाकडे तापमान कमी होते आणि अशा प्रकारे कमी अक्षांश जास्त तापमानाद्वारे दर्शवले जातात; तर उच्च अक्षांश कमी तापमान नोंदवतात. परंतु, सर्वांत जास्त तापमान मकर आणि कर्क वृत्त म्हणजेच अनुक्रमे २३°३०’ दक्षिण व २३°३०’ उत्तर यांवर नोंदविले जाते. याचे कारण असे की, विषुववृत्तावर ढगाळ वातावरणामुळे सूर्यकिरण परावर्तित केले जातात; त्याउलट मकर व कर्क वृत्तावर निरभ्र वातवरणामुळे सर्व सूर्यकिरण जमिनीपर्यंत पोहोचतात आणि तेथील तापमान उच्चांक गाठते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पृथ्वीचे हवामान घटक कोणते? ते वातावरणावर कशा प्रकारे परिणाम करतात?
सूर्यकिरण तीव्रतेच्या प्रमाणानुसार तापमान पट्ट्यांचे वर्गीकरण केले जाते, ते पुढीलप्रमाणे :
१) उष्ण कटिबंधीय पट्टा (Tropical zone) : उष्ण कटिबंधीय क्षेत्र कर्कवृत्त (२३.५°उत्तर) आणि मकरवृत्त (२३.५°दक्षिण)दरम्यान पसरलेले आहे. या क्षेत्रादरम्यान वर्षातून एकदा तरी प्रत्येक भागावर सूर्यकिरणे ९० अंशात म्हणजे तीव्र स्वरूपाची पडतात. विषुवृत्तावर सूर्य दिवसातील सुमारे १२ तास तापतो; तर उष्ण कटिबंधाच्या सीमावर्ती भागांत दिवसातील प्रकाश १२.५ ते १३.५ तास पडतो. या भागामध्ये विषुववृत्ताच्या जवळपास हिवाळा ऋतू नसतो. पण, जसजसे आपण कर्क व मकरवृत्ताकडे परिगमन करतो, तसतसा आपल्याला हिवाळा बघायला मिळतो.
२) समशीतोष्ण कटिबंधीय पट्टा (Temperate zone) : दोन्ही गोलार्धांमध्ये २३.५° आणि ६६.५° अक्षांशादरम्यान विस्तारित आहे. या पट्ट्यामध्ये थंडी व उष्णता या समान प्रमाणात असतात.
३) शीत कटिबंधीय पट्टा (Frigid zone) : दोन्ही गोलार्धांमधील ६६.५° अक्षांश आणि ध्रुवांदरम्यान पसरलेला प्रदेश वर्षभर अधिक तिरकस सूर्यकिरणांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत केला जातो. परिणामी या क्षेत्रात अत्यंत कमी तापमान आढळते. दिवस आणि रात्र २४ तासांपेक्षा जास्त असते. इथे सूर्य कधीही ९०° मध्ये प्रकाश देत नाही आणि तापमान कमी-अधिक प्रमाणात गोठणबिंदूच्या खाली राहिल्याने जमीन बर्फाने झाकलेली असते. म्हणजेच या भागात सूर्य क्षितिजापासून फार वर नसतो आणि हिवाळ्यात तो जवळजवळ नसतोच. त्यामुळे येथील हिवाळा तीव्र, तर उन्हाळा अल्पकालीन व सौम्य स्वरूपाचा असतो.
दाबाचे पट्टे व वायुमंडलीय अभिसरण
वातावरणात अनेक वायूंचे मिश्रण असते. त्यामुळे हवेचे स्वतःचे वजन असते. अशा प्रकारे हवा त्याच्या वजनाने एक प्रकारे दबाव निर्माण करते. हवेचा दाब (Pressure) हा मिलीबार (mb) या एककात मोजतात. समुद्रसपाटीवर वातावरणाचा दाब जास्तीत जास्त (१०१३.२५ मिलीबार किंवा २९.९२ इंच किंवा ७६ सेमी) असतो. दाब हा तापमानाला असमानुपती प्रमाणात असतो. म्हणजेच जर तापमान वाढले, तर दाब कमी होतो आणि तापमान कमी झाले, तर दाब वाढतो.
वायुमंडलीय दाब ज्या घटकांवर अवलंबून असतो ते घटक खालीलप्रमाणे :
- प्रदेशाची उंची
- तापमान
- पृथ्वीचे परिभ्रमण
- हवेतील आर्द्रता
- वायुमंडलीय अभिसरण
वरील घटकांना अनुसरून पृथ्वीवर वायूच्या दाबाचे काही पट्टे बघायला मिळतात.
१) विषुववृत्तीय कमी दाबाचा पट्टा : विषुववृत्तीय कमी दाबाचा पट्टा उष्णतेने प्रेरित आहे. कारण- जवळजवळ ९०° सूर्याच्या किरणांमुळे जमिनीचा पृष्ठभाग दिवसा तीव्रतेने गरम होतो आणि त्यामुळे हवेचा सर्वांत खालचा थर संपर्कात येऊन हवा विस्तारते, हलकी होते आणि परिणामी कमी दाब निर्माण करते. या पट्ट्याला शांततेचा पट्टा किंवा आंतरउष्ण कटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (A belt of calm/ Doldrum) म्हणतात.
आंतर उष्णकटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (Inter tropical convergence zone) : ही संकल्पना १९५१ मध्ये जर्मन वेदर ब्युरोमधील शास्त्रज्ञ एच. फ्लोहन (H. Flohn) यांनी मांडली. हा पट्टा विषुववृत्ताच्या दरम्यान पसरलेला असून, इथे दोन्ही गोलार्धांतील ईशान्य आणि आग्नेय व्यापारी वारे एकत्र येऊन एक कमी दाबाचे क्षेत्र निर्माण करतात. त्यालाच आंतरउष्ण कटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (ITCZ) म्हणतात.
२) उप-उष्ण कटिबंधीय उच्च दाब पट्टा : उप-उष्ण कटिबंधीय उच्च दाबाचा पट्टा दोन्ही गोलार्धांमध्ये २५°-३५° अक्षांशांच्या दरम्यान विस्तारतो. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की, हा उच्च दाबाचा पट्टा थर्मल पद्धतीने म्हणजेच जमिनीच्या कमी प्रमाणात तापण्याने नाही, तर पृथ्वीच्या परिभ्रमणामुळे निर्माण होतो. या क्षेत्रात हवा उंचीवर एकत्र येऊन आकुंचन पावते आणि शेवटी उच्च दाब निर्माण होतो. परिणामत: या भागावर अँटीसायक्लोन परिस्थिती निर्माण होते; ज्यामुळे वातावरणाची पर्जन्य क्षमता कमी होऊन कोरडेपणाची स्थिती निर्माण होते. या कारणास्तव दोन्ही गोलार्धांमध्ये ३५° च्या दरम्यान पसरलेल्या झोनमधील महाद्वीपांच्या पश्चिमेकडील भागांमध्ये जगातील उष्ण वाळवंटी प्रदेश बघायला मिळतो. या उच्च दाब पट्ट्याला हॉर्स अक्षांश (Horse Latitude) म्हणतात.
३) उप-ध्रुवीय कमी दाबाचा पट्टा : उप-ध्रुवीय कमी दाबाचा हा पट्टा दोन्ही गोलार्धांमध्ये ६०°-६५° अक्षांशांदरम्यान स्थित आहे. हा कमी दाबाचा पट्टा उष्णतेने प्रेरित झालेला दिसत नाही. कारण- इथे वर्षभर तापमान कमी असते. त्यामुळे इथे कमी दाबाच्या पट्ट्याऐवजी उच्च दाबाचा पट्टा असायला हवा होता. परंतू, पृथ्वीच्या फिरण्यामुळे पृष्ठभागावरील हवा या झोनमधून बाहेर पसरते आणि कमी दाब निर्माण होतो.
४) ध्रुवीय उच्च दाबाचा पट्टा : अत्यंत कमी तापमानामुळे ध्रुवांवर वर्षभर उच्च दाब कायम राहतो.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : रूपांतरित खडक म्हणजे काय? त्याची निर्मिती कशी होते?
ध्रुवांवर वाऱ्याची दिशा कशी असते?
उत्तर ध्रुवावर वाऱ्याची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या उलट्या दिशेने; तर दक्षिण ध्रुवावर वाऱ्याची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने असते. या वाऱ्याच्या दिशेला कोरिओलिस बल (Coriolis force) कारणीभूत ठरते. वाऱ्याची दिशा विचलित करणाऱ्या बलाला विक्षेपण बल (Deflection force) म्हणतात.
वाऱ्याची दिशा ही नेहमी उच्च दाबाकडून कमी दाबाकडे असते. वाऱ्याची दिशा फेरल्सचा नियमाद्वारे (Ferrel’s Law) निश्चित केली जाते. हा नियम सांगतो की, ज्या दिशेला वारे येत आहेत, त्या दिशेने पाठ करून उभे राहिल्यास ते (वारे) उत्तर गोलार्धात उजवीकडे आणि दक्षिण गोलार्धात डावीकडे वळवले जातात. त्यानुसार दोन्ही गोलार्धांमध्ये वाऱ्याची दिशा ठरत असते.
मागील लेखातून आपण पृथ्वीचे हवामान घटक व वातावरणातील स्तरांबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण पृथ्वीवरील हवामान, तापमान व दाबाचे पट्टे यांचा अभ्यास करणार आहोत. परंतु, त्याआधी पृथ्वीवरील तापमानाचे वितरण समजून घेणे आवश्यक आहे. आपण मागील लेखात उंचीनुसार तापमानाचे वितरण बघितले. या लेखातून पृथ्वीवरील आडवे तापमान वितरण बघू या. पृथ्वीला दोन समान गोलार्धांमध्ये विभाजित केलेले आहे, एक उत्तर गोलार्ध व दुसरा दक्षिण गोलार्ध.
काल्पनिकरीत्या आडवे अक्षांश व उभे रेखांश अशा प्रत्येकी १ अंश डिग्रीच्या रेषा आखलेल्या आहेत. आपली पृथ्वी ही २३°३०’ अक्षांशने झुकलेली किंवा कललेली आहे. त्यामुळे सूर्यकिरणे पृथ्वीच्या प्रत्येक भागावर समान रूपात न पडता त्याची तीव्रता भिन्न-भिन्न असते. सरासरी विषुववृत्तापासून (शून्य अंश) ध्रुवाकडे तापमान कमी होते आणि अशा प्रकारे कमी अक्षांश जास्त तापमानाद्वारे दर्शवले जातात; तर उच्च अक्षांश कमी तापमान नोंदवतात. परंतु, सर्वांत जास्त तापमान मकर आणि कर्क वृत्त म्हणजेच अनुक्रमे २३°३०’ दक्षिण व २३°३०’ उत्तर यांवर नोंदविले जाते. याचे कारण असे की, विषुववृत्तावर ढगाळ वातावरणामुळे सूर्यकिरण परावर्तित केले जातात; त्याउलट मकर व कर्क वृत्तावर निरभ्र वातवरणामुळे सर्व सूर्यकिरण जमिनीपर्यंत पोहोचतात आणि तेथील तापमान उच्चांक गाठते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पृथ्वीचे हवामान घटक कोणते? ते वातावरणावर कशा प्रकारे परिणाम करतात?
सूर्यकिरण तीव्रतेच्या प्रमाणानुसार तापमान पट्ट्यांचे वर्गीकरण केले जाते, ते पुढीलप्रमाणे :
१) उष्ण कटिबंधीय पट्टा (Tropical zone) : उष्ण कटिबंधीय क्षेत्र कर्कवृत्त (२३.५°उत्तर) आणि मकरवृत्त (२३.५°दक्षिण)दरम्यान पसरलेले आहे. या क्षेत्रादरम्यान वर्षातून एकदा तरी प्रत्येक भागावर सूर्यकिरणे ९० अंशात म्हणजे तीव्र स्वरूपाची पडतात. विषुवृत्तावर सूर्य दिवसातील सुमारे १२ तास तापतो; तर उष्ण कटिबंधाच्या सीमावर्ती भागांत दिवसातील प्रकाश १२.५ ते १३.५ तास पडतो. या भागामध्ये विषुववृत्ताच्या जवळपास हिवाळा ऋतू नसतो. पण, जसजसे आपण कर्क व मकरवृत्ताकडे परिगमन करतो, तसतसा आपल्याला हिवाळा बघायला मिळतो.
२) समशीतोष्ण कटिबंधीय पट्टा (Temperate zone) : दोन्ही गोलार्धांमध्ये २३.५° आणि ६६.५° अक्षांशादरम्यान विस्तारित आहे. या पट्ट्यामध्ये थंडी व उष्णता या समान प्रमाणात असतात.
३) शीत कटिबंधीय पट्टा (Frigid zone) : दोन्ही गोलार्धांमधील ६६.५° अक्षांश आणि ध्रुवांदरम्यान पसरलेला प्रदेश वर्षभर अधिक तिरकस सूर्यकिरणांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत केला जातो. परिणामी या क्षेत्रात अत्यंत कमी तापमान आढळते. दिवस आणि रात्र २४ तासांपेक्षा जास्त असते. इथे सूर्य कधीही ९०° मध्ये प्रकाश देत नाही आणि तापमान कमी-अधिक प्रमाणात गोठणबिंदूच्या खाली राहिल्याने जमीन बर्फाने झाकलेली असते. म्हणजेच या भागात सूर्य क्षितिजापासून फार वर नसतो आणि हिवाळ्यात तो जवळजवळ नसतोच. त्यामुळे येथील हिवाळा तीव्र, तर उन्हाळा अल्पकालीन व सौम्य स्वरूपाचा असतो.
दाबाचे पट्टे व वायुमंडलीय अभिसरण
वातावरणात अनेक वायूंचे मिश्रण असते. त्यामुळे हवेचे स्वतःचे वजन असते. अशा प्रकारे हवा त्याच्या वजनाने एक प्रकारे दबाव निर्माण करते. हवेचा दाब (Pressure) हा मिलीबार (mb) या एककात मोजतात. समुद्रसपाटीवर वातावरणाचा दाब जास्तीत जास्त (१०१३.२५ मिलीबार किंवा २९.९२ इंच किंवा ७६ सेमी) असतो. दाब हा तापमानाला असमानुपती प्रमाणात असतो. म्हणजेच जर तापमान वाढले, तर दाब कमी होतो आणि तापमान कमी झाले, तर दाब वाढतो.
वायुमंडलीय दाब ज्या घटकांवर अवलंबून असतो ते घटक खालीलप्रमाणे :
- प्रदेशाची उंची
- तापमान
- पृथ्वीचे परिभ्रमण
- हवेतील आर्द्रता
- वायुमंडलीय अभिसरण
वरील घटकांना अनुसरून पृथ्वीवर वायूच्या दाबाचे काही पट्टे बघायला मिळतात.
१) विषुववृत्तीय कमी दाबाचा पट्टा : विषुववृत्तीय कमी दाबाचा पट्टा उष्णतेने प्रेरित आहे. कारण- जवळजवळ ९०° सूर्याच्या किरणांमुळे जमिनीचा पृष्ठभाग दिवसा तीव्रतेने गरम होतो आणि त्यामुळे हवेचा सर्वांत खालचा थर संपर्कात येऊन हवा विस्तारते, हलकी होते आणि परिणामी कमी दाब निर्माण करते. या पट्ट्याला शांततेचा पट्टा किंवा आंतरउष्ण कटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (A belt of calm/ Doldrum) म्हणतात.
आंतर उष्णकटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (Inter tropical convergence zone) : ही संकल्पना १९५१ मध्ये जर्मन वेदर ब्युरोमधील शास्त्रज्ञ एच. फ्लोहन (H. Flohn) यांनी मांडली. हा पट्टा विषुववृत्ताच्या दरम्यान पसरलेला असून, इथे दोन्ही गोलार्धांतील ईशान्य आणि आग्नेय व्यापारी वारे एकत्र येऊन एक कमी दाबाचे क्षेत्र निर्माण करतात. त्यालाच आंतरउष्ण कटिबंधीय अभिसरण क्षेत्र (ITCZ) म्हणतात.
२) उप-उष्ण कटिबंधीय उच्च दाब पट्टा : उप-उष्ण कटिबंधीय उच्च दाबाचा पट्टा दोन्ही गोलार्धांमध्ये २५°-३५° अक्षांशांच्या दरम्यान विस्तारतो. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की, हा उच्च दाबाचा पट्टा थर्मल पद्धतीने म्हणजेच जमिनीच्या कमी प्रमाणात तापण्याने नाही, तर पृथ्वीच्या परिभ्रमणामुळे निर्माण होतो. या क्षेत्रात हवा उंचीवर एकत्र येऊन आकुंचन पावते आणि शेवटी उच्च दाब निर्माण होतो. परिणामत: या भागावर अँटीसायक्लोन परिस्थिती निर्माण होते; ज्यामुळे वातावरणाची पर्जन्य क्षमता कमी होऊन कोरडेपणाची स्थिती निर्माण होते. या कारणास्तव दोन्ही गोलार्धांमध्ये ३५° च्या दरम्यान पसरलेल्या झोनमधील महाद्वीपांच्या पश्चिमेकडील भागांमध्ये जगातील उष्ण वाळवंटी प्रदेश बघायला मिळतो. या उच्च दाब पट्ट्याला हॉर्स अक्षांश (Horse Latitude) म्हणतात.
३) उप-ध्रुवीय कमी दाबाचा पट्टा : उप-ध्रुवीय कमी दाबाचा हा पट्टा दोन्ही गोलार्धांमध्ये ६०°-६५° अक्षांशांदरम्यान स्थित आहे. हा कमी दाबाचा पट्टा उष्णतेने प्रेरित झालेला दिसत नाही. कारण- इथे वर्षभर तापमान कमी असते. त्यामुळे इथे कमी दाबाच्या पट्ट्याऐवजी उच्च दाबाचा पट्टा असायला हवा होता. परंतू, पृथ्वीच्या फिरण्यामुळे पृष्ठभागावरील हवा या झोनमधून बाहेर पसरते आणि कमी दाब निर्माण होतो.
४) ध्रुवीय उच्च दाबाचा पट्टा : अत्यंत कमी तापमानामुळे ध्रुवांवर वर्षभर उच्च दाब कायम राहतो.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : रूपांतरित खडक म्हणजे काय? त्याची निर्मिती कशी होते?
ध्रुवांवर वाऱ्याची दिशा कशी असते?
उत्तर ध्रुवावर वाऱ्याची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या उलट्या दिशेने; तर दक्षिण ध्रुवावर वाऱ्याची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने असते. या वाऱ्याच्या दिशेला कोरिओलिस बल (Coriolis force) कारणीभूत ठरते. वाऱ्याची दिशा विचलित करणाऱ्या बलाला विक्षेपण बल (Deflection force) म्हणतात.
वाऱ्याची दिशा ही नेहमी उच्च दाबाकडून कमी दाबाकडे असते. वाऱ्याची दिशा फेरल्सचा नियमाद्वारे (Ferrel’s Law) निश्चित केली जाते. हा नियम सांगतो की, ज्या दिशेला वारे येत आहेत, त्या दिशेने पाठ करून उभे राहिल्यास ते (वारे) उत्तर गोलार्धात उजवीकडे आणि दक्षिण गोलार्धात डावीकडे वळवले जातात. त्यानुसार दोन्ही गोलार्धांमध्ये वाऱ्याची दिशा ठरत असते.
