जलवायुविज्ञान : वातावरणाची माध्य (सरासरी) भौतिक अवस्था, तीत स्थलकालानुरूप घडून येणारे बदल आणि त्यामुळे अनेक वर्षांच्या कालावधीत प्रतिबिंबित होणारे विविध वातावरणीय आविष्कार यांचा सांख्यिकीय पद्धतीने सर्वंकष अभ्यास केला जातो, अशी वातावरणविज्ञानाची शाखा. कोणत्याही भौगोलिक क्षेत्रावर किंवा पृथ्वीवरील कोणत्याही ठिकाणी अनेक वातावरणीय आविष्कार एकाच वेळी घडून आल्यामुळे वातावरणाला जी स्थिती प्राप्त होते त्या स्थितीला त्या वेळेचे हवामान असे म्हणतात. वातावरणाची ती तत्कालीन स्थिती असते. वाऱ्यांची दिशा आणि वेग, तापमान, ढगांचा विस्तार आणि त्यांचे प्रकार, आर्द्रता, वर्षण (पाऊस, हिम वा गारा यांची वृष्टी) इ. घटकांवर हवामान अवलंबून असते. हे घटक सातत्याने बदलत असतात. निरनिराळ्या ऋतूंत वृष्टी, हिमवर्षाव, गारांचा पाऊस, गडगडाटी वादळ, धूलिवादळ, धुके, हिमतुषार, अंधुकता, वीजवादळ, चंडवात हे साधारणपणे नेहेमी प्रत्ययाला येणारे हवामानाचे आविष्कार आहेत. प्रतिवर्षी थोड्याफार अंतराने त्यांची पुनरावृत्ती होत असते. अनेक वर्षांच्या कालावधीत घडणाऱ्या सर्व अविष्कारांची आणि वातावरणीय घटकांची गोळाबेरीज केली, तर त्या क्षेत्रावरील वातावरणाच्या सरासरी स्थितीची कल्पना येऊ शकते. सरासरीने आढळून येणाऱ्या वातावरणीय स्थितीला जलवायुमान असे म्हणतात. जलवायुमानात अनेक वातावरणीय आविष्कारांची वारंवारता किंवा वितरण, कमाल वा किमान मर्यादाही अभिप्रेत असतात. निरनिराळ्या ऋतूंप्रमाणे सरासरी तापमान, आर्द्रता, पर्जन्य किंवा हिमवर्षाव, ढगांचे आवरण, पवनवेग आणि दिशा, सूर्यप्रकाशाचा कालावधी इ. घटक कसे बदलत असतात, याचीही नोंद घेण्यात येत असते. हवामानाच्या आविष्कारांचा कालावधी अल्प मुदतीचा असतो, तर जलवायुमानामध्ये अनेक वर्षांची निरीक्षणे सामावलेली असतात.

जलवायुमानाची यथायोग्य कल्पना देण्यासाठी अनेक दशकांत केलेल्या निरीक्षणांची आवश्यकता असते. निरनिराळ्या मूलघटकांचे गणित-माध्य काढून निरनिराळ्या ठिकाणच्या जलवायुमानाची लक्षणे निश्चित केली जातात आणि त्यांची तुलना केली जाते. त्यावरुन हवामानाच्या आविष्कारांची आवर्तता, मासिक किंवा वार्षिक वितरण आणि कमाल-किमान मर्यादा कळतात. गणिताच्या साह्याने काढलेले माध्य तापमान किंवा वृष्टीप्रमाण प्रत्यक्षात अनेकदा आढळेलच असे नाही किंवा असंख्य निरीक्षणांत ते मध्यस्थ मूल्य म्हणून राहील असेही नाही. तथापि मोठ्या संख्येने निरीक्षणे उपलब्ध असल्यास गणितमाध्यामुळेच एक वातावरणीय संख्यानक (निरीक्षण मूल्यांचे फलन असलेली राशी) तयार होऊन वातावरणीय गुणधर्मांची विशिष्ट कल्पना येऊ शकते.

 कोणत्याही देशातील वनस्पती-व प्राणि-जीवन आणि त्यांची वैशिष्ट्ये ठरविण्यात जलवायुमानाचा अत्यंत महत्त्वपूर्ण वाटा असतो. तेथील रहीवाशांची दिनचर्या, राहणीची पद्धत, व्यापार व उद्योगधंदे जलवायुमानावर अवलंबून असतात. त्यामुळे जगातील निरनिराळ्या ठिकाणच्या वातावरणीय स्थितींचा आणि वातावरणाच्या विविध घटकांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करणे अगत्याचे ठरते. जलवायुविज्ञानाचे हेच मुख्य प्रयोजन असते.

जलवायुमानविषयक निरीक्षणे : दिवसाच्या काही ठराविक वेळी जगात पुष्कळ ठिकाणी ठराविक पद्धतीने वातावरणविषयक निरीक्षणे केली जातात आणि शक्य तितक्या लवकर जगात सर्वत्र त्यांचे वितरणही केले जाते. ह्या निरीक्षणांचा तात्कालिक उपयोग हवामानाचे अंदाज वर्तविण्याकडे होतो. पण नंतर ती जलवायुविज्ञाकडे पाठविली जाऊन त्यांचे पद्धतशीर पृथक्करण व विश्लेषण केले जाते.

जगात सु. ७,००० ठिकाणी पृष्ठभागीय व ६०० ठिकाणी उच्च वातावरणीय निरीक्षणे केली जातात. त्यांसाठी विशिष्ट प्रकारची उपकरणे वापरली जातात. निरीक्षणे करण्यासाठी प्रशिक्षित व अनुभवी पूर्णकालिक साहाय्यकांची नियुक्ती केलेली असते. ही निरीक्षणे दिवसातून काही ठराविक वेळा घेतली जातात. कित्येकदा स्वयंचलित उपकरणेसुद्धा वापरण्यात येतात. यांशिवाय सु. ४०,००० ठिकाणी अंशकालिक साहाय्यक हवामानविषयक निरीक्षणे घेतात. सर्व ठिकाणी मुख्यत्वेकरून तापमान आणि वर्षण मोजतात. आर्द्रता आणि सूर्यप्रकाशाचीही निरीक्षणे घेतली जातात. सौर प्रारणाची तीव्रता सु. ५०० ठिकाणी मोजली जाते. काही थोड्या ठिकाणी वातावरणीय विद्युत् व प्रदूषण यांचेही मापन केले जाते. कृषिकार्ये आणि पाणी पुरवठ्याच्या योजना यशस्वीपणे राबविण्यासाठी पर्जन्याची निरीक्षणे अत्यंत महत्त्वाची असतात ही करण्यासाठी जगात सु. एक लक्ष ठिकाणी पर्जन्यमानाची नोंद करणाऱ्या वेधशाळा आहेत. वर निर्देशिलेल्या सर्व वेधशाळांनी केलेल्या निरीक्षणांची संख्या प्रतिवर्षी सु. दोन कोटी होते. केवळ सारणी-यंत्रांच्याच (छिद्रे पाडलेली कार्डे, कागदाची फीत किंवा चुंबकीय फीत यांसारख्या माध्यमावरील माहितीवरून दुसऱ्या कागदावर ती माहिती पद्धतशीरपणे कोष्टकाच्या किंवा यादीच्या स्वरूपात एकत्रित करणाऱ्या यंत्रांच्याच) साहाय्याने ह्या सर्व निरीक्षणांचा पद्धतशीरपणे अभ्यास करणे शक्य होते.

आ. १. पृथ्वीच्या निरनिराळ्या अक्षवृत्तांवरील क्षैतिज प्रतलाशी सूर्यकिरणांनी केलेले आपाती कोन : (१) आपाती सौर प्रारण, (२) विषुववृत्त, (३) ध्रुवीय प्रदेश.

जलवायुमाननियंत्रक कारणे : कोणत्याही जागेचे जलवायुमान तिला मिळणाऱ्या सौर प्रारणानुसार निश्चित होते. कोणत्याही अक्षवृत्तावरील क्षैतीज प्रतल (क्षितिजसमांतर पातळी) विषुववृत्तावरील क्षैतिज प्रतलाशी जो कोन करील, त्यावर सौर प्रारणाची तीव्रता अवलंबून असते. ह्या ज्योतिषशास्त्रातील एकाच कल्पनेमुळे जागतिक जलवायुमानाचे पुढीलप्रमाणे पांच विभाग पाडले गेले : (१) जेथे पृथ्वीवर सूर्याचे किरण जवळजवळ लंब दिशेने पडतात असे विषुववृत्तालगतचे उष्ण कटिबंधीय प्रदेश, (२) व (३) जेथे आपाती सूर्यकिरण मध्यम कोन करून पृथ्वीवर येतात असे विषुववृत्ताच्या उत्तर व दक्षिण बाजूस असलेले दोन समशीतोष्ण प्रदेश, (४) व (५) जेथे सूर्यकिरण अत्यंत तिरपे पडतात किंवा कधीकधी दिर्घकालपर्यंत अनुपस्थित असतात असे ध्रुवांजवळील अतिशीत प्रदेश.

एकोणिसाव्या शतकापर्यंत जलवायुमानाचे पाच विभाग केवळ अक्षांशावरच अवलंबून असतात असे समजण्यात येत होते पण त्यानंतर वातावरणाचे औष्णिक गुणधर्म समजू लागले, हवामानविषयक निरीक्षणांत भर पडली, जगात सर्वत्र मनुष्यसंचार होऊ लागला आणि जलवायुमानाचे ज्योतिषशास्त्रीय वर्गीकरण बरेच अपुरे पडते हे दिसून आले. त्याबरोबरच पृथ्वीवरील अनेक प्रदेशांवरील जलवायुमान आणखी कोणत्या कारणांनी नियंत्रित केले जाते, याचा शोध सुरू झाला.

 कोणत्याही क्षेत्रावरील जलवायुमान पुढील कारणांपैकी काही किंवा सर्वच कारणांच्या संयुक्त प्रभावामुळे निश्चित होते : (१) अक्षांश, (२) वातावरणाच्या अतिबाह्य सीमेवर पडणाऱ्या मूल सौर प्रारणाची तीव्रता, ढग, हिमाच्छादित प्रदेश, भूपृष्ठ आणि जलपृष्ठावरुन होणारे सौर प्रारणाचे परावर्तन आणि परावर्तनगुणोत्तर (एखाद्या पृष्ठभागावरून परावर्तित झालेला प्रकाश व त्या पृष्ठभागावर पडलेला एकूण प्रकाश यांचे गुणोत्तर), (३) भूखंडीय प्रदेश आणि सागरी प्रदेश यांचे वितरण, समुद्रापासूनचे अंतर वा विस्तीर्ण जलाशयांचे सान्निध्य, (४) किनाऱ्यालगतच्या प्रदेशांना स्पर्शून जाणारे सागरी प्रवाह, (५) प्रचलित वारे व त्यांच्या दिशा (६) पर्वतरांगांचे स्थान आणि दिक्‌स्थिती, भूतलस्वरूप, समुद्रसपाटीपासूनची उच्चता, पृष्ठभागाचा चढ-उतार, (७) विराट स्वरूपाचे अर्धस्थायी अभिसारी अथवा अपसारी चक्रवात [→चक्रवात], (८) विविध प्रकारच्या चक्रवातांचे किंवा चक्री वादळांचे मार्ग.

या कारणांशिवाय वनस्पतींच्या काही वैशिष्ट्यांचा आणि शेतीचा प्रसार, कारखाने व शहरे यांचे प्रस्थापन यांसारख्या मानवी व्यापारांचा जलवायुमानावर परिणाम होतो पण तो मर्यादित क्षेत्रावरचा किंवा स्थानिक स्वरूपाचा असतो. ह्या प्रकाराला सूक्ष्मजलवायुमान असे म्हणतात.

वर उल्लेखिलेल्या कोणत्याही एकाच कारणामुळे जलवायुमानाची कल्पना येत नाही, अनेक घटना त्यास कारणीभूत होत असतात. ह्या घटनांच्या संयोगांचा आणि त्यांच्यातील परस्पर क्रियाप्रक्रियांचा जलवायुमान हा एकत्रित परिणाम असतो. तथापि उपरिनिर्दिष्ट नियंत्रकांपैकी प्रत्येकाचा जलवायुमानावर काय परिणाम होतो, ते पाहणे उपयुक्त ठरेल.

अक्षांश :अक्षांश म्हणजे विषुववृत्तापासूनचे कोनीय अंतर. जलवायुमानावर नियंत्रण ठेवणाऱ्या अनेक भौगोलिक कारणांत मुख्य नियंत्रक म्हणून अक्षांशाचा प्रथमांक लागतो. केवळ अक्षांशामुळेच पृथ्वीवर पडणाऱ्या सूर्यकिरणांच्या आपतनाचा कोन कळतो. सूर्यकिरण जितक्या जास्त उदग्र (उभ्या) दिशेने पृथ्वीवर येतील तितक्या प्रमाणात पृष्ठभागाला जास्त उष्णता मिळते. ध्रुवांकडील प्रदेशांत सूर्यकिरण तिरपे पडतात, त्यामुळे तेथील प्रदेशांना पूर्णांशाने उष्णता मिळत नाही. जसजसा अक्षांश वाढेल तसतसे दैनिक आणि वार्षिक तापमान कमी होत जाते.

आ. २. पृथ्वीच्या निरनिराळ्या अक्षांशांत वातावरणाच्या बहिर्सीमेवरील क्षैतिज प्रतलाला निरनिराळ्या महिन्यांत मिळणारे दैनिक सौर प्रारण (लँगलीमध्ये).

सौर प्रारण : जागतिक जलवायुमान आणि त्यांचे ऋतुकालिक बदल वातावरणात शिरणाऱ्या सौर प्रारणाच्या विशिष्ट वितरणामुळे निर्माण होतात. पृथ्वी आणि सूर्य यांच्यातील माध्य अंतरावर सौर प्रारणाच्या आपतनाच्या दिशेला लंब असलेल्या वातावरणाच्या बाह्य सीमेवरील क्षेत्राला दर मिनिटाला सु. दोन लँगली सौर प्रारण मिळत असते (एक लॅंगली म्हणजे दर चौ. सेंमी. ला एक ग्रॅम-कॅलरी इतक्या उष्णतेसमान असते). सौर उष्णतेच्या ह्या मूल्याला सौरांक म्हणतात. पृथ्वीच्या संपूर्ण पृष्ठभागाला प्रतिवर्षी ५.५ x १०२१ किवॉ. उष्णता सूर्यापासून मिळते. सौरांकाच्या मूल्यात एक-दोन टक्क्यांपर्यंत महत्तम बदल होऊ शकतो. त्यापेक्षा अधिक बदल झाल्यास जागतिक जलवायुमानात फार मोठ्या प्रमाणावर बदल होतील, असा तर्क केला जातो. वर्षातील महिन्यांप्रमाणे व अक्षांशांप्रमाणे दैनिक सौर प्रारणांची मूल्ये कशी बदलतात, हे आ. २ मध्ये दाखविले आहे. विषुववृत्तीय प्रदेशात आपाती सौर प्रारणाचे प्रमाण जवळजवळ स्थिर असते, तर ध्रुवीय प्रदेशांवर ते हिवाळ्यात शून्यापासून ते उन्हाळ्यात १,००० लँगलीपर्यंत कसे बदलत असते, ते आकृतीत स्पष्टपणे दाखविले आहे.

पृथ्वीभोवती वातावरण नसते, तर ध्रुवीय प्रदेशांवर हिवाळ्यात जवळजवळ निरपेक्ष शून्याजवळपास (-२७३० से.) तापमान आढळले असते व विषुववृत्तीय प्रदेश दिवसा ९५० से. पर्यत तप्त झाले असते. वातावरणामुळे आणि विशेषतः वातावरणातील बदलत्या जलबाष्पामुळे तापमानावर नियंत्रण बसून तापमान अतिरेकी सीमा गाठत नाही. वातावरणात शिरल्यानंतर सौर प्रारणावर अनेक संस्कार घडतात. सौर प्रारणापासून मिळालेल्या ऊर्जेचा जवळजवळ अर्धा भाग वातावरणीय रेणू व वातावरणातील इतर कणांकडून प्रकीर्णन झाल्यामुळे (विखुरले गेल्यामुळे) किंवा ढगांच्या वरच्या पृष्ठभागावरून आणि हिमाच्छादित प्रदेश, भूपृष्ठ आणि जलपृष्ठावरून परावर्तित झाल्यामुळे अवकाशात निघून जातो. बाकीच्या अर्ध्या ऊर्जेचे अनेक प्रकारांनी शोषण किंवा रूपांतरण होते. ऊर्जेचा अत्यल्प भाग प्रकाशसंश्लेषण (कार्बन डाय-ऑक्साइड व पाणी यांच्यापासून सूर्यप्रकाशात हरितद्रव्याच्या मदतीने साधी कार्बोहायड्रेटे तयार करण्याच्या) क्रियेमुळे पुथ्वीच्या परिसरात साठविला जातो. उर्वरीत भागाचा वातावरणात घडून येणाऱ्या अनेक क्रियांमुळे नाश होतो. बराचसा भाग समुद्र, सरोवरे किंवा जमीन यांमधील पाण्याचे बाष्प करण्यात खर्च होतो. ह्या वाफेचे नंतर संद्रवण (द्रवीभवन) होऊन ढग बनतात, वृष्टी होते आणि शेवटी ते पाणी जमिनीलाच येऊन मिळते. अशा रीतीने पृथ्वीला मिळणाऱ्या बहुतेक सर्व सौर उष्णतेचे गतिज ऊर्जेत रूपांतर होते. वर उल्लेखिलेल्या सर्व घटनांमुळे होणारा ऊर्जेचा आय-व्यय कोष्टक क्र.१ मध्ये दिला आहे. मूळ सौर प्रारणाच्या तीव्रतेत बदल झाला किंवा हिमाच्छादित प्रदेश, समुद्रव्याप्त प्रदेश, भूपृष्ठ किंवा ढगांच्या वरील भागावरून होणाऱ्या सौर प्रारणाच्या परावर्तन-गुणोत्तरात बदल झाला, तर पार्थिव उष्णता ऊर्जेच्या आय-व्ययाचे कोष्टक बदलेल आणि जलवायुमानात ते बदल प्रकर्षाने जाणवतील, हे या कोष्टकावरुन स्पष्ट होईल. पृथ्वीवरून उत्सर्जित होणारे बहुतेक सर्व प्रारण वातावरणातील जलबाष्प व कार्बन डाय-ऑक्साइड शोषून घेतात. वातावरणातील जलबाष्पाची सांद्रता (जलबाष्पाचे प्रमाण) अक्षांश, ऋतुमान आणि वातावरणीय स्थितीनुरूप सारखी बदलत असते. अतितीव्र सौर प्रारणामुळे उष्ण कटिबंधीय प्रदेशांवर प्रारण ऊर्जचे नक्त आधिक्य दिसते, तर ध्रुवीय प्रदेशांवर सापेक्षतेने प्रारण उर्जेची नक्त न्यूनता आढळून येते (आ. ३ व ४). ह्या असंतुलनाचे परिणाम म्हणजे वातावरणातील काही क्षेत्रात भेददर्शी तापन व शीतलन, अधिक प्रारणाच्या क्षेत्रांवरून उच्च अक्षांशांतील न्यून प्रारणक्षेत्रांकडे उष्णता व जलबाष्प वाहून नेणाऱ्या स्थूलमानीय वायुप्रवाहांची निर्मिती आणि विशाल प्रमाणावर हवेचे परिसंचरण, हे होत. ह्या परिसंचरणामुळे ज्यातिषशास्त्राने घालून दिलेल्या जलवायुमानाच्या सीमा नव्याने निश्चित केल्या जातात.  

कोष्टक क्र. १. पर्थिव उष्णता ऊर्जेचा आय-व्यय (सूर्यापासून मिळणाऱ्या प्रारणाच्या टक्केवारीत).

आय टक्केवारी व्यय टक्केवारी

वातावरणाच्या वरच्या सीमेवरील प्रारण

सूर्यापासून सरळ मिळणारे १०० ढगांवरून परावर्तित होणारे किंवा ढगांपासून

उत्सर्जित होणारे प्रारण

२७
कणांमुळे प्रकीर्णित होणारे प्रारण
वातावरणातील प्रारण ५३
पृथ्वीपासून उत्सर्जित होणारे प्रारण १२

वातावरणातील प्रारण

सूर्यापासून सरळ मिळणारे २० अवकाशाकडे ५३
पृथ्वीपासून मिळणारे १३५ पृथ्वीकडे १०२

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरचे प्रारण

सूर्यपासून सरळ मिळणारे २५ सरळ अवकाशाकडे गेलेले प्रारण १२
प्रकीर्णित प्रारण २० वातावरणाने शोषिलेले  प्रारण ११०
वातावरणाकडून मिळणारे प्रारण १०२ सुप्त आणि संवेद्य उष्णता २५

विस्तीर्ण जलशयांचे सान्निध्य, भूखंडीय आणि सागरी प्रदेशांचे वितरण : जमिनीच्या मानाने पाणी फार हळूहळू तापते आणि हळूहळू थंड होते. जमिनीचा पृष्ठभाग दिवसा उन्हामुळे समुद्राच्या पृष्ठभागाच्या मानाने फार लवकर तापतो. उन्हाळ्यात तर तो तापमानाची कमाल मर्यादा गाठतो. समुद्राचा पृष्ठभाग त्या वेळी (दिवसा) खूप थंड असतो. याच्या उलट, रात्रीच्या वेळी जमिनीचा पृष्ठभाग समुद्राच्या पृष्ठभागापेक्षा अधिक थंड होतो. हिवाळ्यात तो तापमानाची किमान मर्यादा गाठतो. समुद्राचा पृष्ठभाग त्या मानाने बराच गरम असतो. ह्या कारणामुळे दैनंदिन, मासिक आणि ऋतुकालिक तापमानाच्या अभिसीमा जलपृष्ठापेक्षा विस्तीर्ण भुपृष्ठावर अधिक मूल्यांकाच्या असतात. याचा परिणाम म्हणजे समुद्रकाठी किंवा समुद्राजवळ वसलेली ठिकाणे त्याच अक्षवृत्तावरील भूखंडीय प्रदेशात समुद्रापासून दूर वसलेल्या ठिकाणांपेक्षा उन्हाळ्यात अधिक थंड आणि हिवाळ्यात मंदोष्ण किंवा उबदार असतात. सागरी सान्निध्याने तापमानाचे चांगले नियमन होते. भूखंडीय प्रदेशातील तापमान अतिरेकी सीमा गाठू शकते. याचे उत्तम उदाहरण म्हणजे ५०० उ. ह्या अक्षवृत्तावरील सायबीरियातील सेमिपलॅटिन्स्कचे देता येईल. येथील जानेवारी व जुलै महिन्यांचे सरासरी तापमान अनुक्रमे -१७.८० से. व २२.२० से. असे असते. याच्या उलट वाइट या बेटात त्याच अक्षवृत्तावर वसलेल्या व्हेंटॉर नावाच्या शहरी जानेवारी व जुलैचे सरासरी तापमान अनुक्रमे ५.०० से. व १६.३० से. असे असते.

समुद्र आणि जमीन यांचे अक्षांशागणिक वितरण वेगवेगळे असते आणि त्यांचे जागतिक जलवायुमानावर फार महत्त्वाचे परिणाम होतात. आ. ५ मध्ये डावीकडे ५० अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात आढळणारे जमीन व पाणी यांचे प्रमाण दाखविले आहे. उजवीकडच्या भागात ७०० उ. पासून ७०० द. पर्यंतच्या प्रत्येक अक्षवृत्तीय पट्ट्यावर जानेवारी आणि जुलै महिन्यांत आढळणाऱ्या माध्य तापमानाचे आकडे दिले आहेत. त्यावरून जमीन व पाणी यांच्या वितरणाचे तापमानावर कसे परिणाम होतात, ते चांगल्या प्रकारे कळते. विस्तीर्ण भुपृष्ठावर जलाशयांपासून दूर असलेल्या भागात दैनिक व ऋतुकालिक तापमानात फार फरक असतो. उत्तर गोलार्धात जमीन जास्त प्रमाणात असल्यामुळे तापमान अतिरेकी असते. दक्षिण गोलार्धात सागरी पृष्ठभाग जास्त असल्यामुळे ऋतुकालिक तापमानातील फरक सौम्य असतात. भुपृष्ठात उष्णता साठवून ठेवण्याची क्षमता कमी असते. सागरी प्रदेशात ती अमाप असते. त्यामुळे सागरांवर दैनिक उच्चतम व नीचतम तामानांतील फरक ०⋅५०-१० से. पेक्षा जास्त नसतो. ऋतुकालिक तापमानातील फरकही भुपृष्ठाच्या मानाने थोडाच असतो.

सागरी प्रवाह : अटलांटिक, पॅसिफिक आणि हिंदी महासागरांत स्थायी स्वरूपाचे अनेक जलप्रवाह आहेत. त्या प्रवाहांवरून निकटवर्ती किनाऱ्यांकडे वारे वाहत आले, तर किनारपट्टीवरील ठिकाणांच्या जलवायुस्थीतीचे नियमन होते. उष्ण प्रवाहांवरून वारे जमिनीच्या दिशेने येत असल्यास जमिनीवरचे जलवायुमान मंदोष्ण व दमट होते. उदा., ब्रिटिश बेटे. अक्षांशाच्या दृष्टीने बघितल्यास येथील हिवाळी तापमान -०९⋅४० से. सारखे अतिशीत आणि त्रासदायक असावयास हवे. पण उत्तर अटलांटिक प्रवाहामुळे व त्यावरून येणाऱ्या नैर्ऋत्यी वाऱ्यांमुळे तेथील हिवाळी परिस्थिती सुसह्य झाली आहे.  उष्ण सागरी प्रदेशावरून येणारे पाणीही या वाऱ्यांमुळे ब्रिटिश बेटांभोवती खेळविले जाते.  त्यामुळे तेथील हिवाळ्यातही अनेकदा आल्हाददायक हवामान आढळते. अतिरेकी तापमानांचा जवळजवळ अभावच असतो.

आ. ३. पृथ्वीवरील जानेवारीतील नक्त सौर प्रारण [मूल्ये किलोकॅलरी / (चौ. सेमी.) (महिना) यामध्ये दिली आहेत.]. प्रारण ऊर्जेचे नक्त आधिक्य व न्यूनता असणारे प्रदेश दाखविले आहेत.
आ. ४. पृथ्वीवरील जुलैमधील नक्त सौर प्रारण [मूल्ये किलोकॅलरी/(चौ. सेंमी.)(महिना) यामध्ये दिली आहेत]. प्रारण ऊर्जेचे नक्त आधिक्य व न्यूनता असणारे प्रदेश दाखविले आहेत.
आ. ५. जमीन व पाणी यांचे ५ अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात आढळणारे प्रमाण आणि ७० उ. पासून ७० द. पर्यंतच्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यावरील जानेवारी ते जुलै महिन्यांतील माध्य तापमान.

याच्या उलट अतिशीत सागरी प्रवाहावरून वाहणारे वारे किनाऱ्यावरील प्रदेशावर आले, तर किनारपट्टीवर अतिनीच तापमानस्थिती व अतिशुष्क हवा आढळते. जपानच्या पश्चिमेला लागून शीत कूरील जलप्रवाह जातो, त्यावरून येणाऱ्या वाऱ्यांमुळे पश्चिम जपानचे तापमान अतिनीच सीमा गाठते.

जलवायुविज्ञानात सागरी प्रवाहांना फार महत्त्व दिले जाते. विषुववृत्ताजवळील उष्णता उच्च अक्षांशांकडे व ध्रुवीय प्रदेशांकडे नेऊन जागतिक औष्णिक स्थितीमध्ये समतोल आणण्याचे कार्य हे सागरी प्रवाह करतात. उष्ण जलप्रवाहांमुळे अमाप उष्णता व जलबाष्प वातावरणात मिसळते. वाऱ्यांबरोबर ही उष्णता व बाष्प हिवाळ्यात उच्च अक्षांशीय शीत भूप्रदेशांवर जाते आणि तेथील जलवायुमान सुखदायक करते. शीत जलप्रवाहावरची हवा उन्हाळ्यात तप्त भूप्रदेशांचे शीतलन करते.

प्रचलित वारे आणि त्यांच्या दिशा : वातावरणात निर्माण होणाऱ्या वायुप्रवाहांचे मुख्य प्रयोजन उष्णता व जलबाष्प एका ठिकाणाहून दुसरीकडे वाहून नेणे हेच असते. त्यामुळे कोणत्याही प्रदेशावरून वाहणाऱ्या वाऱ्यांचे त्या प्रदेशाच्या जलवायुमानावर फार महत्त्वाचे परिणाम होतात. भूप्रदेशांवरून येणाऱ्या वाऱ्यात जलबाष्प बहुतेक नसतेच. उष्ण समुद्राकडून भूपृष्ठावर येणारे वारे उष्णतेबरोबर जलबाष्पही आणतात. याउलट शीत सागरी प्रदेशावरून येणारे वारे थंड व जलबाष्पहीन असतात. ते जर तप्त भूप्रदेशावरून वाहू लागले, तर तेथील तापमान पुष्कळच कमी करू शकतात.

समुद्रसान्निध्यामुळे जलवायुमानावर होणारे परिणाम प्रचलित वाऱ्यांच्या आगमनामुळे अनेक पटींनी वृध्दींगत होऊ शकतात. किंवा पूर्णपणे नामशेष होऊ शकतात. उदा., भारताच्या पश्चिम किनाऱ्यावर नैर्ऋत्य मॉन्सूनचे आगमन झाल्याबरोबर सागरी आणि मतलई वाऱ्यांची आवर्तने बंद होतात आणि पावसाळ्याला सुरुवात होते. त्याचप्रमाणे विशाखापटनम्‌सारख्या पूर्व किनाऱ्यावरील ठिकाणी समुद्रसान्निध्य असताना सुद्धा थंडीची लाट किंवा उष्णतेची लाट तेथील तापमानावर आपला प्रभाव पाडू शकते.

 वारा हा एक महान जलवायुमान नियंत्रक आहे. उच्च व नीच अक्षांशांतील प्रदेशांना मिळणाऱ्या असमान सौर प्रारणामुळे निरनिराळ्या अक्षांशांवर निर्माण होणारी असंतुलित औष्णिक अवस्था केवळ वाऱ्यांमुळे संतुलित होते. वाऱ्यांमुळेच महासागरावरील बाष्प भूपृष्ठावर येऊन तेथे वनस्पती व मानवी जीवनाला आवश्यक अशी वृष्टी होते. वाऱ्यांमुळेच बाष्पीभवनाच्या वेगावर आणि पर्यायाने स्थानिक तापमानावर परिणाम होतो.

पर्वतरांगांचे स्थान आणि दिक्‌स्थिती, भूतलस्वरूप, पृष्ठभागाचा चढ-उतार, समुद्रसपाटीपासून उच्चता : पर्वतांमुळे भूपृष्ठावरील जलवायुमानावर बराच परिणाम होतो. अँडीज, रॉकीज, आल्प्स, हिमालय यांसारख्या पर्वतरांगांमुळे सर्वसाधारण वातावरणीय अभिसरणाचे नियमन होते. पर्वतरांगांची जितकी सरासरी उंची असेल त्याच्या दुपटीपेक्षा थोड्या अधिक उंचीपर्यंतच्या उपरि-वायुप्रवाहांच्या निरनिराळ्या थरांतील संरचनेवर परिणाम झालेला दिसून येतो. तसेच पर्वतरांगांच्या दोन्हीही बाजूंच्या प्रदेशावरील हवामान व जलवायुमान अगदी भिन्न प्रकारचे असते. त्यांतील विरोध स्पष्टपणे दिसतो. पर्वतमय प्रदेशात साधारणपणे एक विशिष्ट प्रकारची जलवायुस्थिती असली, तरी अनेकदा पर्वतरांगा म्हणजे निरनिराळ्या प्रकारचे जलवायुमान विभागणाऱ्या सीमारेषाच होत अशी परिस्थिती आढळते.

उंचीप्रमाणे तापमान कमी होते हा डोंगराळ प्रदेशातील जलवायुमानाचा सहजासहजी लक्षात येण्यासारखा पहिला गुणधर्म. मुक्त वातावरणातही अशाच प्रकारचा उंचीप्रमाणे तापमान ऱ्हास झालेला आढळतो परंतु डोंगराळ प्रदेशात दिनमानाप्रमाणे हवेच्या संनयनी (उष्णतेमुळे निर्माण होणाऱ्या संक्षोभामुळे ऊर्ध्व दिशेने जाणाऱ्या) व गुरुत्वीय (गुरुत्वामुळे खाली येणाऱ्या) प्रवाहांत दैनंदिन बदल होतात आणि तापमान ऱ्हास प्रमाणात एक प्रकारची जटिलता निर्माण होते. पर्वतांचे पृष्ठभाग दिवसा गरम झाल्यामुळे हवा पर्वतांच्या चढणीवरून वर जाऊ लागते रात्री पृष्ठभाग थंड होतात व हवाही थंड होऊन  तिची घनता वाढते आणि ती उतरणीवरून घसरून खाली येते व दऱ्याखोऱ्यांत जमा होऊ लागते. सूर्य पूर्ण तेजाने तळपत असताना वारे जर मंदगतीने वाहत असतील, तर चढण-उतरणीवरचे हे आरोही व अवरोही प्रवाह प्रकर्षाने जाणवतात. अशा रीतीने दिवसा व रात्री डोंगरदऱ्यांतून नियमितपणे उलटसुलट दिशेने वाहणारे वारे हे डोंगराळ प्रदेशातील हवामानाचे वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षण असते.

डोंगराळ प्रदेशाच्या जलवायुमानाचे आणखी एक लक्षण म्हणजे पर्वतरांगांच्या दोन्ही बाजूंस तापमान ऱ्हासाचे प्रमाण भिन्न असते. वाताभिमुख बाजूला उष्णार्द्र अपरिप्लुत (जलबाष्पाचे प्रमाण कमाल मर्यादेच्या खाली असलेली) हवा मार्गातील पर्वत चढून वर जाते तेव्हा तेथील हवेचा दाब कमी असल्यामुळे ती प्रसरण पावते व थंड होते. तिची सापेक्ष आर्द्रता वाढते. काही ठराविक उंचीवर गेल्यावर वर चढणाऱ्या हवेचे तापमान दवांकाच्या (ज्या तापमानाला हवा निवविली असता परिप्लुत होऊन दव तयार होते त्या तापमानाच्या) खाली जाते. ती जलबाष्पाने परिप्लुत होते. त्यानंतर जलबाष्पाचे संद्रवण होऊन संद्रवणाची सुप्त उष्णता मुक्त होते. ती तेथील वातावरणातच विलीन होते. यानंतर मात्र हवा नेहमी परिप्लुत स्थितीतच राहते. ती आणखी वर चढल्यास अधिक थंड होते. तिच्यातील अधिक बाष्प वृष्टीरूपाने गळून पडते. त्यामुळे मुक्त होणारी सुप्त उष्णता वातावरणातच मिसळते. कोरडी हवा वर चढताना तिचा तापमान ऱ्हास दर किमी. गणिक १०० से. असा असतो. हवेत जर बाष्पांश असेल, तर ती परिप्लुत होईपर्यंत ह्याच प्रमाणात तापमान ऱ्हास होत असतो. परिप्लुत हवा वर चढताना तापमान कमी कमी होत गेल्यामुळे अधिकाधिक बाष्प वृष्टीरूपाने गळून पडले, तरी सुद्धा हवा परिप्लुतावस्थेतच राहते आणि संद्रवणाच्या सुप्त उष्णतेचा पुरवठा वातावरणाला सतत झाल्यामुळे तापमान ऱ्हास पुष्कळच कमी प्रमाणात होतो. परिप्लुत हवेच्या तापमान ऱ्हासाचे प्रमाण दर किमी.ला ६⋅५० से. याप्रमाणे असते. उंचीप्रमाणे ते बदलते. वर चढणारी परिप्लुत हवा पर्वतमाथ्याला जाऊन पोहोचेपर्यंत तिचे तापमान जवळजवळ ह्याच प्रमाणात कमी होत असते. त्यामुळे पर्वतांच्या वाताभिमुख बाजूलाच जास्त प्रमाणात मेघनिर्मिती होते आणि ह्याच बाजूला पाऊस जास्त पडतो. पर्वतांच्या माथ्यावर पोहोचल्यानंतर हवा पर्वताच्या दुसऱ्या बाजूवरून खाली उतरू लागते. त्या वेळी ती दर किमी. ला १०० से. या प्रमाणात तापू लागते. तिची सापेक्ष आर्द्रता आणि तिची मेघनिर्मितीची क्षमता कमी होते. त्यामुळे पर्वतांच्या वातविमुख भागावर पर्जन्यवृष्टीही कमी होते. ह्या दृष्टीने पर्वतरांगा म्हणजे दोन्ही बाजूंच्या जलवायुमानाचा विभिन्नपणा दाखविणाऱ्या सीमारेषाच होत. वाताभिमुख बाजूला तापमान ऱ्हास ६.५० से./किमी. असून आर्द्रता, ढगांचे आवरण व पाऊसही जास्तच असतो. वातविमुख बाजूला तापमान ऱ्हास १०० से./किमी. असतो. आर्द्रता कमी असून ढगांचे व वृष्टीचे प्रमाणही कमीच असते. प्रत्येक पातळीवरील दैनिक व वार्षिक तापमानाच्या अभिसीमा आणि तापमानाची निरपेक्ष मूल्ये वाताभिमुख बाजूपेक्षा वातविमुख बाजूलाच जास्त असतात. वाऱ्यांचा वेग मात्र वाताभिमुख बाजूला अधिक असतो.

पर्वतरांगांच्या दिक्‌स्थितीमुळे दोन्ही बाजूंच्या जलवायुमानात उत्पन्न होणारा विरोध हिमालयाच्या बाबतीत स्पष्टपणे दिसतो. पूर्व-पश्चिम पसरलेल्या हिमालयाची लांबी सु. २,५०० किमी. असून सरासरी उंची सु. पाच किमी. आहे. मध्य सायबीरियात हिवाळ्यात निर्माण होणाऱ्या अपसारी चक्रवाताभोवती द्रुत गतीने फिरणारे शुष्क आणि शीत वारे हिमालयाच्या अनेक रांगांमुळे अडविले जातात. भारतात त्या वाऱ्यांचा प्रवेशच होत नाही. त्यामुळे हिमालयाच्या उत्तरेकडील तिबेट आणि पश्चिम चीनमध्ये हिवाळ्यात आढळणारे अतिरेकी शीत तापमान उत्तर भारतात प्रत्ययास येत नाही. इतकेच नव्हे तर पावसाळ्यात नैर्ऋत्य मॉन्सूनचे वारे हिमालयाच्या पर्वतरांगा ओलांडून तिबेटकडे जाऊ शकत नाहीत. त्यामुळे तिबेटचा प्रदेश अगदी शुष्क राहतो, तर दक्षिण हिमालयाच्या पायथ्यालगतच्या प्रदेशात मुबलक वृष्टी होते.

डोंगराळ प्रदेशात ठिकठिकाणी उंच शिखरे, खोल दऱ्या आणि नद्यांची खोरी आढळतात. हिवाळ्यात ह्याच दऱ्याखोऱ्यांत थंड, घन, व जड हवा साचून राहते. त्यामुळे अगदी खालच्या थरातील हवेचे तापमान पर्वताच्या उतरणीवरील हवेच्या तापमानापेक्षा बरेच कमी असते. त्यामुळे जमिनीवरच्या काही थरांत तापापवर्तन (नेहमीप्रमाणे उंचीबरोबर तापमान ऱ्हास होण्याऐवजी वाढत्या उंचीबरोबर तापमानही वाढत जाणे) निर्माण झालेले आढळते. डोंगराळ मुलखांतील दऱ्याखोऱ्यांचे हे वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षणच असते. आकाश निरभ्र असले आणि वारे क्षीण गतीने वाहत असले, तर दऱ्याखोऱ्यांत ही तापमानस्थिती हटकून आढळते. वाऱ्यांचा वेग वाढला की, हवा ढवळली जाते, अपवर्तन नाहीसे होते आणि नेहमीचा उंचीप्रमाणे तापमान ऱ्हास प्रस्थापित होतो.

डोंगराळ जलवायुमानाचे आणखी एक महत्त्वाचे लक्षण म्हणजे वाताविमुख बाजूकडचा अवरोही वारा होय. समुद्रावरून येणारे आर्द्र वारे उंच पर्वतांची चढण चढून शिखर प्रदेशापर्यंत येऊन पोहोचेपर्यंत त्यांच्यातील बहुतेक बाष्प पर्वताच्या वाताभिमुख बाजूलाच वृष्टीरूपाने गळून पडलेले असते. शिखरावर चढून जेव्हा ते वारे दुसऱ्या बाजूच्या उतरणीवरून उतरू लागतात, तेव्हा त्यांचे संपीडन (संकोचन) होते आणि दर किमी. ला १०० से. या प्रमाणात त्यांचे तापमान वाढते. तौलनिक दृष्ट्या त्यांची शुष्कताही वाढते. उत्तर अमेरिकेत रॉकी पर्वताच्या पूर्वेकडे वाहणाऱ्या ह्या शुष्क आणि उष्ण अवरोही वाऱ्यांना ‘चिनूक’ असे नाव दिले आहे. यूरोपमधील आल्प्स पर्वताची दक्षिणेकडची चढण चढून उत्तरेकडच्या उतरणीवरून वाहणाऱ्या वाऱ्यांना ‘फोएन’ वारे असे नाव दिले आहे. हिवाळ्यात या उष्ण वाऱ्यांमुळे उत्तरेकडील थंड प्रदेशांवरचे हिम नेहमीपेक्षा लवकरच वितळू लागते. इतर ऋतूंत सातत्याने किंवा अनेक वेळा वाहणाऱ्या अवरोही वाऱ्यांमुळे आणि वातावरणातील सर्वसाधारण शुष्कतेमुळे जंगलात वणवे लागतात. मानवी प्रकृतिस्वास्थ्यावरही ह्या वाऱ्यांचा परिणाम होतो दमा, डोकेदुखी, मनःक्षोभ यांसारखे विकार उद्‌भवतात. दक्षिण आफ्रिकेत अशा अवरोही वाऱ्यांना ‘बर्ग’ म्हणतात.

अवरोही वाऱ्यांचा आणखी एक विशिष्ट प्रकार आढळतो. हिवाळ्यात कधीकधी उंच हिमाच्छादित पठारांवरील हवेचा दाब लगतच्या दऱ्याखोऱ्यांवरील हवेच्या दाबापेक्षा अधिक असतो. त्यामुळे केवळ वातावरणीय दाबातील फरकामुळे पठारावरील अतिशीत हवा दऱ्याखोऱ्यांत किंवा मंदोष्ण समुद्राकडे ढकलली जाते. खाली उतरताना शुष्क अक्रमी (उष्णतेचा लाभ वा व्यय न होता होणाऱ्या) तापमान ऱ्हास प्रमाणात (१०० से./किमी. अशा त्वरेने) जरी हवा गरम होत असली, तरी समुद्रसपाटीवर किंवा दऱ्याखोऱ्यांत येऊन पोहोचेपर्यंत ती हवा अतिशय थंडच राहते. ह्या थंड अवरोही वाऱ्यांना आल्प्सच्या परिसरात ‘बोरा’ म्हणतात. दक्षिण फ्रान्समध्ये त्यांना ‘मिस्ट्रल’ असे नाव दिले आहे. अंटार्क्टिका आणि ग्रीनलंडच्या किनारपट्टीवर ह्या थंड वाऱ्यांचे अस्तित्व चांगलेच जाणवते.

वर्षण, तापमान, आर्द्रता, सूर्यप्रकाश आणि अवरोही वारे यांच्या संयुक्त परिणामांवर हिमरेषेची (ज्या रेषेच्या वरती नेहमी हिम असते अशा रेषेची) उंची अवलंबून असते. अत्युच्च डोंगराळ प्रदेशात वाताभिमुख आणि वातविमुख बाजूंवरील चिरंतन हिमरेषेच्या उंचीतील फरक ३०० ते ६०० मी. इतका जास्त राहू शकतो. वाढत्या अक्षांशाबरोबर हिमरेषेची उंची कमी होत जाते (कोष्टक क्र. २ मध्ये अक्षांशाप्रमाणे हिमरेषेची उंची कशी बदलते ते दाखविले आहे).

कोष्टक क्र. २. उत्तर व दक्षिण गोलार्धातील जलवायुमानीय घटकांची वार्षिक माध्य मूल्ये

बेताचीच उंची असलेल्या पर्वतमय प्रदेशातदेखील तेथील जलवायुमानावर स्थानिक रीत्या पर्वतरांगांमुळे परिणाम झालेले दिसून येतात. आर्द्रतायुक्त वाऱ्यांच्या मार्गात आलेल्या पर्वतामुळे हवेतील बाष्पाचे अपहरण होते, पर्वतांच्या वाताभिमुख बाजूलाच पाऊस पडतो. दऱ्याखोरी कोरडी राहतात. त्यामुळे काही ठिकाणी पुराचा धोका संभवतो, तर काही ठिकाणी पाणीपुरवठ्याचा प्रश्न निर्माण होतो. छोट्या पर्वतांच्या उतरणीवरील हवा रात्रीच्या वेळी थंड होऊन खाली घसरू लागते आणि भूपृष्ठावरील दऱ्यांत व खोलगट भागात जमा होते. त्यामुळे निर्माण झालेल्या तापापवर्तनामुळे हिवाळ्यात दाट धुके संभवते. उच्च अक्षांशीय शीत प्रदेशात जमिनीवर अनेकदा हिमतुषारही आढळतात. डोंगराळ प्रदेशांच्या उंचसखल भूतल स्वरूपाने सधूम (धूरयुक्त) धुक्याची वारंवारता वाढते.

पृथ्वीभोवतालचे वातावरण सूर्यापासून येणाऱ्या लघू तरंगलांबीच्या प्रारणामुळे कधीच तापत नाही. वातावरणाकडून विशेष शोषिले न जाता सौर प्रारण पृथ्वीवर येऊन पोहोचते. त्यामुळे पृथ्वीचे तापमान वाढते, तीही तिच्या तापमानाप्रमाणे प्रारणोत्सर्जन करू लागते. हे प्रारण दीर्घ तरंगलांबीचे असते आणि ते वातावरणाकडून सहजगत्या शोषिले जाते. पृथ्वीकडून उत्सर्जित होणारे बहुतेक प्रारण वातावरणाच्या जमिनीलगतच्या काही थरांतच शोषिले गेल्यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून उंच असलेल्या थरांना सौर प्रारणाचा फार थोडा भाग मिळतो. त्यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून जसजसे वातावरणीय थरांचे अंतर वाढते तसतसे कमी प्रारणशोषणामुळे त्यांचे तापमान कमी होते आणि म्हणूनच मुक्त वातावरणात उंचीप्रमाणे तापमान कमी होताना दिसते. उपरि- वातावरणाची घनताही पुष्कळच कमी असल्यामुळे तेथील थरांची उष्णताधारणशक्तीही कमी असते. डोंगरमाथ्यावर वसलेल्या गावांचे जलवायुमान थंड आणि आल्हाददायक असते ते याच कारणामुळे. उत्तुंग पर्वतशिखरे हिमाच्छादित असतात याचे कारण तेथील हवेचे तापमान हिमांकाच्या अनेक अंश खाली असते, हे होय. साधारणपणे दर किमी. उंचीला सु. ६० से. या प्रमाणात तापमान घटते. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात केवळ समुद्रसपाटीपासूनच्या उंचीमुळेच काही ठिकाणे मनुष्यवस्तीला योग्य ठरली आहेत. उदा., ४० उ. अक्षवृत्तावरील दक्षिण अमेरिकेतील कोलंबिया देशातील २,६१० मी. उंचीवरील बोगोटा शहर.

विराट अर्धस्थायी अभिसारी किंवा अपसारी चक्रवात : पृथ्वीला सूर्यापासून मिळणाऱ्या ऊर्जेचे वातावरणात अनेक प्रकारांनी रूपांतरण होते. सर्वसाधारण वातावरणीय अभिसरण हे सौर ऊर्जेचे एक महत्त्वपूर्ण रूपांतरण आहे. ऊर्जेचा समतोल राखणारी किंवा ऱ्हास करणारी ती एक यंत्रणा आहे. या यंत्रणेमुळे ध्रुवीय प्रदेशांवरील अतिशीत हवा विषुववृत्ताकडे वाहून नेली जाते आणि विषुववृत्तीय प्रदेशावरील उष्णार्द्र हवा ध्रुवीय प्रदेशांकडे जाते. ह्या दोन हवा राशी उपोष्ण व समशीतोष्ण कटिबंधावर एकत्र येतात. ह्या भागातील वातावरणात त्यामुळे विशाल प्रमाणावर वातचक्रे किंवा पवनव्यूह निर्माण होतात. पर्यायाने ह्याच वातसंहतीमुळे (पवनपद्धतीमुळे) महासागरावरील पाण्याला चालना मिळते आणि मोठ्या प्रमाणावर सागरी प्रवाह निर्माण होतात. सागरी व वातावरणीय प्रवाहांमुळेच पृथ्वीवरील औष्णिक ऊर्जा एका ठिकाणाहून दुसरीकडे अव्याहतपणे जाऊ शकते. हे प्रवाह संथ नसतात. स्थूलमानाने नागमोडी वळणे घेणाऱ्या वातावरणीय प्रवाहांत तीव्र संक्षोभ असतो आणि त्यांत अनेक ठिकाणी आवर्त (भोवरे) दडलेले असतात. ह्या भोवऱ्यांचेच पुढे चक्रवातांत रूपांतर होते. हे चक्रवात दीर्घ तरंगलांबीच्या वातावरणीय तरंगांकडून प्रेरणा मिळाल्यामुळे एकामागून एक अशा अनुक्रमाने अव्याहतपणे पृथ्वीच्या अनेक भागांत जाऊन पोहोचतात. अतिशीत किंवा उष्ण, शुष्क अथवा आर्द्रतायुक्त वायुराशी एकामागून एक त्या प्रदेशात जातात आणि हवामानाचे अनेक आविष्कार घडवून आणतात. ह्या आविष्कारांच्या सापेक्ष वारंवारतेमुळेच तेथील जलवायुमानाची लक्षणे निश्चित होतात.

 वातावरणात उपोष्ण कटिबंधात आढळणाऱ्या अर्धस्थायी अपसारी चक्रवातांच्या मालिका म्हणजे वातावरणातील वायुप्रवाहांच्या चक्रनाभीच होत. उच्च वायुभार असलेल्या ह्या क्षेत्रात वायुभारांची निरपेक्ष मूल्ये जरी ऋतूंप्रमाणे बदलत असली, तरी चक्रवातांची स्थानवैशिष्ट्ये व लक्षणे अपरिवर्तनीय स्वरूपाची असतात. गतिकीय प्रेरणा आणि औष्णिक अवस्था यांच्या संयोगामुळे हे अपसारी चक्रवात निर्माण होतात. ह्या अर्धस्थायी अपसारी चक्रवातांशिवाय काही ऋतुकालिक अपसारी चक्रवात हिवाळ्यात उच्च कटिबंधीय भूप्रदेशांवर निर्माण होतात. ह्या वायुसंचयातून बाहेर निघणारी हवा न्यून दाबाच्या क्षेत्रांना पुरविली जाते.

आकृती ६ आणि ७ मध्ये अतिशीत व अत्युष्ण ऋतूंतील जानेवारी व जुलै ह्या मध्य-महिन्यांत पृथ्वीवर आढळणारे सरासरी वातावरणीय दाबाचे वितरण दाखविले आहे. नकाशात २० ते ३५ अक्षांशांच्या उपोष्ण कटिबंधीय प्रदेशात उच्च वातावरणीय दाबाच्या पट्ट्यात अनेक अर्धस्थायी अपसारी चक्रवात स्पष्टपणे दिसू शकतात. जुलैसारख्या महिन्यात दक्षिण गोलार्धात हिवाळा कळसास पोहोचला असताना अनेक अपसारी चक्रवात असलेला उच्च वातावरणीय दाबाचा एक अखंड पट्टा २०० ते ३५० अक्षवृत्तांमध्ये ठळकपणे आ. ७ मध्ये दिसत आहे. उत्तर गोलार्धातील पश्चिमेकडील चतुर्थांशातही दोन विशाल अपसारी चक्रवात स्पष्टपणे दिसत आहेत. विषुववृत्ताजवळील भागात वातावरणीय अभिसरण अगदी प्राथमिक किंवा साध्या स्वरूपाचे असते. तेथे पोहोचणारी हवा उत्तर गोलार्धातील उच्च वातावरणीय दाबाच्या पट्ट्यातून ईशान्य दिशेने येते दक्षिण गोलार्धात ती त्याच प्रकारच्या उच्च वातावरणीय दाबाच्या क्षेत्रातून निघून आग्नेय दिशेने विषुववृत्ताकडे येते. सागरी प्रदेशांवर हे वारे सातत्याने आणि स्थिर गतीने वाहत असतात. त्यामुळे त्यांना शिडाच्या जहाजांद्वारे सागरी प्रदेशांवरून होणाऱ्या व्यापारी वाहतुकीच्या युगात ‘व्यापारी वारे’ असे नाव दिले गेले. विषुववृत्ताच्या निकटवर्ती प्रदेशात आल्यानंतर या व्यापारी वाऱ्यांची गती मंदावते आणि पूर्वेकडून येणाऱ्या क्षीण वाऱ्यांत त्यांचे रूपांतर होते. व्यापारी वाऱ्यांचा जेथून उगम होतो त्या अपसारी चक्रवातांत उपरि-स्तरांतील हवा प्रथम भूपृष्ठावर येते व नंतर बाहेर पसरते. वरून खाली येणाऱ्या हवेत मेघनिर्मितीची शक्ती नसते. त्यामुळे पाऊसही बहुधा नसतोच आणि कित्येक दिवस किंवा काही महिने सूर्य प्रखरतेने तळपत असतो. आ. ८ मध्ये सूर्यप्रकाशाच्या सरासरी कालावधीचे जागतिक वितरण दाखविले आहे. भरपूर प्रमाणात सूर्यप्रकाश ज्या प्रदेशांना मिळतो ते भूप्रदेश उपोष्ण कटिबंधीय अपसारी चक्रवातांच्या जवळपासच आहेत, असे दिसून येईल. बहुतेक रखरखीत वाळवंटे याच उच्च दाबाच्या पट्ट्यात निर्माण झालेली आहेत.

आ. ६. जानेवारी महिन्यात पृथ्वीवर आढळणारे सरासरी वातावरणीय दाबाचे वितरण (दाबाचे आकडे मिलिबारमध्ये आहेत) व वाऱ्यांच्या दिशा

जेथे दोन्ही गोलार्धांतील व्यापारी वाऱ्यांचे संमीलन होते, त्या विषुववृत्ताच्या निकटवर्ती प्रदेशात दोन वायुप्रवाहांत संघर्ष होऊन एक प्रकारचे आंतर-उष्ण कटिबंधीय सीमापृष्ठ [→ सीमापृष्ठे] निर्माण होते. तेथील आर्द्र हवा वर जाऊ लागते आणि विस्तृत प्रमाणावर ढग निर्माण होऊन जोरदार पर्जन्यवृष्टी होते. आ. ९ मध्ये जागतिक प्रमाणावर वार्षिक वर्षणाचे वितरण दाखविले आहे. सीमापृष्ठाचे स्थान ऋतुमानाप्रमाणे बदलते बव्हंशी ते १०० उ. ते १०० द. या अक्षवृत्तांतच सामाविलेले असते. अतिवृष्टीचे प्रदेश याच कटिबंधात आढळतात. जुलैमध्ये हे सीमापृष्ठ अरबी समुद्रात आणि भारतावर २० ते २२ उ. अक्षांशापर्यंत पोहोचलेले दिसते, तर जानेवारीमध्ये ते विषुववृत्ताच्या पलीकडे हिंदी महासागरात गेलेले आढळते.

 

आ. ७. जुलै महिन्यात पृथ्वीवर आढळणारे सरासरी वातावरणीय दाबाचे वितरण (दाबाचे आकडे मिलिबारमध्ये आहेत) व वाऱ्यांच्या दिशा
आ. ८. सूर्यप्रकाशाच्या सरासरी कालावधीचे जागतिक वितरण (तास)
आ. ९. जागतिक वर्षणाचे वितरण (सेमी.)

दक्षिणोत्तर दिशेने आंदोलणारे हे सीमापृष्ठ काही प्रदेशांवरून वर्षातून दोनदा जाते. सीमापृष्ठाशी अतिवृष्टी निगडित झालेली असल्यामुळे काही ठिकाणी वार्षिक पर्जन्याच्या आलेखात अधिक पर्जन्यवृष्टीचे दोन कालखंड स्पष्ट दिसतात.

उपोष्ण कटिबंधीय अर्धस्थायी उच्च दाबाच्या पट्ट्यानंतर साधारणपणे ध्रुवीय प्रदेशांपर्यंत पश्चिमी वाऱ्यांनी व्यापिलेले क्षेत्र असते. ह्या उच्च अक्षांशातील स्थूल पश्चिमी वायुप्रवाहात व्यत्यय आणणारी अनेक न्यून दाबाची क्षेत्रे दडलेली असतात. एकामागून एक अशा क्रमाने ती पृथ्वीभोवती पश्चिमेकडून पूर्वेकडे परिभ्रमण करीत असतात. ह्याच न्यून दाबाच्या क्षेत्रात ध्रुवीय प्रदेशावरील अतिशीत हवा आणि उपोष्ण कटिबंधावरील उष्णार्द्र हवा ओढली जाते. वातावरणीय अभिसरणामुळे शीत हवा गरम होते आणि उष्ण हवा थंड होते. प्राथमिक प्रारणक्रियांमुळे उद्‌भवलेली ऊष्मीय विषमता त्यामुळे नाहीशी होऊन पृथ्वीवर येणाऱ्या सौर ऊर्जेचा ऱ्हास होतो.

पृथ्वीच्या पृष्टभागावरून वाहणारे वारे साधारणपणे मंदगती असतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून जसजसे वर जावे तसतशी वाऱ्यांची गती वाढते. मध्यम अक्षवृत्तीय प्रदेशात अनेक कारणांमुळे अतिद्रुतवेगी पश्चिमी वारे निर्माण होतात. त्यांना ⇨स्रोतवारे  अशी संज्ञा दिली गेली आहे. स्थूलमानाने पश्चिमेकडून पूर्वेकडे जाणाऱ्या वाऱ्यांच्या क्षेत्रात अत्यंत अरुंद पट्ट्यात हे वायुस्रोत आढळतात. हिवाळ्यात पश्चिमी वाऱ्यांचा सर्वसाधारण वेग ताशी १६० किमी. असतो. त्यांपैकी अतिद्रुतवेगी वायुस्रोतांचा वेग कधीकधी ताशी ३२० किमी. पेक्षाही अधिक असतो. क्षोभावरण (ज्या थरात वाढत्या उंचीप्रमाणे तापमान कमी होते असा वातावरणातील सर्वांत खालचा संक्षोभयुक्त थर) आणि स्तरावरण (जेथे वाढत्या उंचीप्रमाणे तापमान वाढते व ज्यात संक्षोभ नसल्यामुळे भिन्न तापमानांचे अनेक स्तर निर्माण झालेले असतात, असे वातावरणातील क्षोभावरणानंतरचे आवरण) यांना विभागणाऱ्या क्षोभसीमेच्या खाली थोड्या अंतरावर स्रोतवाऱ्यांचा अक्ष (मध्यभाग) दिसू शकतो. स्रोतवाऱ्यांमुळे हवामानावर आणि पर्यायाने जलवायुमानावर फार दूरगामी स्वरूपाचे परिणाम होतात, असे संशोधनान्ती सिद्ध झाले आहे.

आ. १०. उत्तर गोलार्धात नऊ किमी. उंचीवर निरनिराळ्या अक्षवृत्तांत पश्चिम वाऱ्यांचा सदिश वेग दाखविणारे आदर्श चित्र : व – विषुववृत्त, उ-उत्तर ध्रुव.

विषुववृत्ताजवळील काही अक्षवृत्ते सोडली, तर उच्च वातावरणात स्तरावरणापर्यंत बहुतेक सर्व थरांतील सर्व अक्षवृत्तांवरील वारे पश्चिमेकडून पूर्वेकडे वाहताना दिसतात. आ. १० मध्ये अनेक निरीक्षणांवर आधारलेले पण काहीसे आदर्श असे उत्तर गोलार्धातील नऊ किमी. उंचीवरील वाऱ्यांचा सदिश वेग दाखविणारे चित्र दिले आहे. त्यावरून निरनिराळ्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यांत वाहणाऱ्या वाऱ्यांच्या दिशांची आणि वेगांची कल्पना येईल. विषुववृत्ताजवळील पट्ट्यात मात्र नऊ किमी. उंचीपर्यंत वारे क्षीणगती असून ते पूर्वेकडून पश्चिमेकडे वाहत असल्याचे दिसून येते.

पृथ्वीचा पृष्ठभाग पूर्णांशाने जलमय किंवा पूर्णांशाने भूखंडीय असता, तर वातावरणातील वाऱ्यांची आकृतीत दाखविल्याप्रमाणे संरचना दिसून आली असती. परंतु उत्तर गोलार्धात सागरी आणि भूखंडीय प्रदेशांच्या एकांतरामुळे उपरिनिर्देशित साध्या अभिसरणात अनेक महत्त्वाचे बदल घडून येतात. आ. ६ आणि ७ मध्ये वातावरणाच्या खालील थरांत ह्या बदलामुळे निर्माण होणारी सरासरी परिस्थिती दाखविली आहे. हिवाळ्यात भूपृष्ठावरून अविरतपणे उत्सर्जित होणाऱ्या उष्णता प्रारणामुळे ते थंड होते. संनयन, विशाल जलप्रवाह आणि अधिक उष्णताधारणशक्तीमुळे सागरांना जसा उष्णतेचा संचय करता येतो आणि उष्णता प्रारणास व त्यामुळे होणाऱ्या सतत शीतलनास विरोध करता येतो, तसा विरोध भूपृष्ठांना करता येत नाही. त्यामुळे भूपृष्ठ उत्तरोत्तर थंडच होत जाते. भूपृष्ठवरील हवाही थंड होऊन तिची घनता वाढते. त्यामुळे विशाल भूप्रदेशावर हिवाळ्यातील उष्णता प्रारणामुळे विस्तीर्ण उच्च दाबाचा प्रदेश किंवा अपसारी चक्रवात निर्माण होतो. सागरी प्रदेशावर तौलनिक दृष्ट्या न्यून दाबाचा प्रदेश निर्माण होतो. आ. ६ मध्ये उत्तर गोलार्धात ‘आइसलँडिक लो’ (आइसलॅंड व उत्तर अटलांटिक महासागरावरील अवदाब क्षेत्र) व ‘अल्यूशन लो’ (उत्तर पॅसिफिक महासागरावरील अवदाब क्षेत्र) निर्माण झालेली दिसत आहेत तर मध्य सायबीरिया, वायव्य चीन आणि निकटवर्ती भूप्रदेशांवर एका विशाल उच्च दाबाच्या क्षेत्राची निर्मिती झालेली दिसते. यांशिवाय उपोष्ण कटिबंधातही २० ते ४० उ. अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात अनेक उच्च दाबाचे प्रदेश सामावलेले दिसत आहेत. उत्तर गोलार्धात उन्हाळ्यात  (आ. ७ ) संपूर्णपणे स्थितिपालट होतो. मध्यम आणि उच्च अक्षांशीय प्रदेशांत तीव्र सौर प्रारणामुळे सागरी प्रदेशांपेक्षा भूप्रदेश अधिक तप्त होतात. तेथील हवा तापते. हवेची घनता कमी होते आणि भूप्रदेशांवर अवदाब क्षेत्रे निर्माण होतात. त्यामानाने समुद्राचे पाणी विशेष तापत नाही. त्यामुळे समुद्रावर उच्च दाब क्षेत्रे निर्माण होतात, तर आशिया व उ. आफ्रिका खंडांवर एक विस्तीर्ण अवदाब क्षेत्र निर्माण होते. अमेरिकेतील पश्चिमेकडील राज्यांवरही असेच एक अवदाब क्षेत्र उन्हाळ्यात निर्माण होते. २० ते ४० अक्षवृत्तांमधील उच्च दाबाच्या पट्ट्यात सागरी प्रदेशांवरील अपसारी चक्रवात तीव्रतर होतात. उत्तर गोलार्धात उच्च दाबाच्या पट्ट्याच्या उत्तरेला प्रचलित पश्चिमी वाऱ्यांच्या प्रदेशात सौर प्रारणामुळे तप्त झालेल्या प्रदेशांवर पश्चिमेकडून पूर्वेकडे जाणारी अनेक अवदाब क्षेत्रे निर्माण होतात. चोहोबाजूंनी भिन्न गुणधर्मांच्या हवेचे प्रवाह त्यांत प्रवेश करतात. त्यामुळे तेथे हवामानाचे अनेक आविष्कार उत्पन्न झालेले दिसतात. उत्तर गोलार्धातील हिवाळ्यात भूपृष्ठावर निर्माण झालेल्या अतिशीत उच्च दाबाच्या प्रदेशांतून वारे विषुववृत्ताकडील न्यून दाबाच्या उष्ण प्रदेशांकडे ईशान्य दिशेने येऊ लागतात. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात भारताच्या निकटवर्ती सागरी भागांवर वाऱ्यांची दिशा ईशान्येकडची असते, म्हणून ह्या कालावधीला ‘ईशान्य मॉन्सूनचा ऋतू’ अशी संज्ञा दिली गेली आहे. या ऋतूत हवा शीत भूपृष्ठांकडून सागरी प्रदेशांकडे येत असते. उच्च अक्षवृत्तीय पट्ट्यांत भूपृष्ठावरील थंड व अतिशुष्क हवा आणि सागरी उष्णार्द्र हवा यांत अन्योन्य क्रिया होऊन एक आंतरपृष्ठ किंवा सीमापृष्ठ निर्माण होते. त्याला ध्रुवीय सीमापृष्ठ म्हणतात. त्यामुळे उच्च अक्षवृत्तीय शीत प्रदेशांत हिमवर्षाव व मध्यम अक्षवृत्तीय प्रदेशांवर पर्जन्यवृष्टी असे वर्षण होते. अधूनमधून ह्याच सीमापृष्ठावर आवर्त निर्माण होतात. बहुधा मध्यम अक्षवृत्तांवर त्यांचे उगमस्थान असते. हीच न्यून वायुदाबाची क्षेत्रे सीमापृष्ठयुक्त चक्रवात म्हणून पृथ्वीच्या मध्यम अक्षवृत्तीय पट्ट्यांत पश्चिमेकडून पूर्वेकडे अशी सबंध पृथ्वीभोवती प्रवास करतात आणि मार्गात येणाऱ्या प्रदेशांवर वर्षण करतात.

उन्हाळ्यात उत्तर गोलार्धातील भूप्रदेशांवर तप्त आणि शुष्क हवा खेळत असते व तेथे विशाल न्यून दाबाचे क्षेत्र निर्माण झालेले असते. निकटवर्ती, तौलनिक दृष्ट्या थंड, सागरी आर्द्रतायुक्त हवा तप्त भूपृष्ठाकडे धाव घेते आणि तेथे पावसाळ्याला सुरुवात होते. आशिया खंडाच्या आग्नेयवर्ती भागात हा प्रकार दर वर्षी अत्यंत नियमितपणे घडून येतो. भारतात नैर्ऋत्य मॉन्सूनच्या पावसाळ्याला प्रारंभ होतो तो याच सुमारास. भारताच्या निकटवर्ती सागरी प्रदेशांवर वाऱ्यांची प्रचलीत दिशा नैर्ऋत्येकडची असते म्हणून या कालावधीला ‘नैर्ऋत्य मॉन्सूनचा ऋतू’ असे म्हणतात. जून ते सप्टेंबर हे महिने भारतात पावसाळ्याचे म्हणून गणले जातात. हिवाळ्याच्या आणि उन्हाळ्याच्या प्रचलित वाऱ्यांच्या दिशांत व्युत्क्रमित्व (परिवर्तनीयता) आढळते. दोन्ही ऋतूंतील वाऱ्यांच्या दिशांत १८० चा फरक असतो. वाऱ्यांच्या  दिशांचे हे संपूर्ण व्युत्क्रमित्व भारतीय मॉन्सूनच्या वाऱ्यांचे अत्यंत महत्त्वाचे व उल्लेखनीय लक्षण आहे.

आ. ११. चक्रवातांचे व चक्री वादळांचे गमनमार्ग

उत्तर गोलार्धात उपोष्ण कटिबंधात २० ते ४० उ. अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात अनेक उच्च दाबाचे प्रदेश सामावलेले दिसतात तसे द. गोलार्धातही २० ते ४० अक्षवृत्तांमधील पट्ट्यात विशेषतः सागरी प्रदेशांवर अपसारी चक्रवात प्रामुख्याने आढळतात. द. गोलार्धात जमिनीचे प्रमाण कमी असल्यामुळे वायुप्रवाहात मोठी स्थित्यंतरे किंवा जटिलता निर्माण होत नाही. जानेवारी महिन्यात द. गोलार्धात उन्हाळा असतो. त्यामुळे द. अमेरिका, द. आफ्रिका आणि ऑस्ट्रेलिया या तीन भूमिखंडांवर मध्यम तीव्रतेची अवदाब क्षेत्रे निर्माण होतात. सागरी प्रदेशांवर अर्थातच उच्च दाबाचे प्रदेश निर्माण झालेले असतात. जुलै महिन्यात द. गोलार्धात हिवाळा असतो. त्या वेळी भूपृष्ठावरील अवदाब क्षेत्रे नाहीशी होतात आणि १५ ते ४० अक्षवृत्तांत १४८ प. पासून १७८ पू. पर्यंत ३२६ रेखावृत्ते व्यापणारा असा एक मोठा आणि अखंड उच्च दाबाचा प्रदेश निर्माण होतो. त्यात अनेक अपसारी चक्रवात दडलेले दिसतात. त्यांचे केंद्रीय विभाग भूमिखंडांकडे सरकलेले असतात.

दोन्ही गोलार्धात उन्हाळ्याच्या शेवटी महत्त्वाचे वातावरणीय आविष्कार उद्‌भवतात. उन्हाळ्यात सागरांवरील अपसारी चक्रवातांची क्षेत्रे ध्रुवीय प्रदेशांकडे सरकलेली असतात. त्यांतून उत्सर्जित झालेल्या पूर्वेकडून येणाऱ्या वायुप्रवाहांत अवदाब तरंग निर्माण होतात. वरच्या पातळीवर ध्रुवीय प्रदेशांकडील अतिशीत वायुस्रोत नीच अक्षवृत्तांकडे येत असतात. ह्या दोन्ही कारणांमुळे अवदाब क्षेत्रे तीव्रतर होऊन त्यांचे उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळांत रूपांतर होते. त्यांच्या प्रभावामुळे उ. अमेरिकेच्या पूर्व किनाऱ्यावरील प्रदेश, कॅरिबियन बेटे, पूर्व आशिया, बंगालचा उपसागर, मॅलॅगॅसी आणि दक्षिण पॅसिफिक बेटे इ. प्रदेशांवर अतोनात वृष्टी होते.

आर्क्टिक क्षेत्रात अनेक परिभ्रमणशील अवदाब क्षेत्रे निर्माण होतात. हिवाळ्यापेक्षा उन्हाळ्यात त्यांची संख्या जास्त असते. हिवाळ्यात आर्क्टिक महासागरावर आणि निकटवर्ती भूमीखंडांवर खेळणाऱ्या वायुराशींच्या तापमानात विशेष फरक नसतो. त्यामुळे अवदाब क्षेत्रे उग्रता धारण करीत नाहीत. उत्तर धुवीय प्रदेशावर एक अतिशीत उच्च दाबाचे क्षेत्र निर्माण झालेले असते. हिवाळ्यात पृष्ठभागाजवळील काही थरांत मंदगती वारे पूर्वेकडून वाहत असतात. उन्हाळ्यात पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यातील उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवात बरेच क्षीण होऊन ध्रुवीय अक्षवृत्तांत प्रवेश करतात आणि पश्चिमेकडून पूर्वेकडे परिभ्रमण करू लागतात. ध्रुवीय प्रदेशातील हवेचे अभिसरण किंवा विविध वायुराशींचा विनिमय केवळ ह्या परिभ्रमणशील चक्रवातांमुळेच होतो.

दक्षिण ध्रुवीय किंवा अंटार्क्टिक प्रदेशातील बहुतेक सर्वच भाग भूमीव्याप्त, पर्वतमय आणि समुद्रसपाटीपासून पुष्कळ उंच असल्यामुळे ते सदैव हिमाच्छादित अवस्थेत असतात. तेथे चिरस्थायी अपसारी चक्रवात निर्माण झालेला असतो आणि त्यातून थंड हवा सारखी बाहेर पडत असते. अंटार्क्टिकाच्या उत्तरेला विस्तीर्ण सागरी प्रदेश आहेत. तेथे सोसाट्याचे पश्चिमी वारे वाहत असतात. त्यांत काही ठिकाणी अवदाब तरंग निर्माण झाल्यास अंटार्क्टिकाच्या अपसारी चक्रवातातील अतिशीत हवा त्या क्ष़ेत्रात जाऊन त्यांचे भोवऱ्यात रूपांतर करते आणि तेथे हवामानाचे अनेक विघातक आविष्कार  घडवून आणते.

विविध प्रकारच्या चक्रवातांचे किंवा चक्रीवादळांचे मार्ग : दोन्ही गोलार्धांतील पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात किंवा उपोष्ण कटिबंधीय अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात अनेक अवदाब क्षेत्रे आणि अभिसारी चक्रवात निर्माण होतात. शीत सीमापृष्ठ आणि उष्ण सीमापृष्ठ अशी दोन्ही प्रकारची सीमापृष्ठे त्यांत सामाविलेली असतात. उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवात मुख्यत्वेकरून पश्चिमेकडून पूर्वेकडे अशा दिशेने पृथ्वीभोवती परिभ्रमण करीत असले, तरी उ. गोलार्धात उच्च अक्षवृत्तांकडे जाण्याची त्यांची प्रवृत्ती असते. त्यांचे काही ठराविक गमनमार्ग असतात. (आ. ११) आणि ते ज्या क्षेत्रावरून जातात तेथील वृष्टी, मेघावरण, पवनवेग इ. सारख्या हवामानाच्या अनेक मूलघटकांत आणि पर्यायाने जलवायुमानात बदल घडवून आणतात. उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवातांचा चलन वेग साधारणपणे ताशी २० ते २५ किमी. असतो.

जेथे समुद्राच्या पृष्ठभागाचे तापमान २६–२८ से. असते, अशा विषुववृत्ताजवळील निर्वात प्रदेशात म्हणजे ७–१५ अक्षांशांमधील प्रदेशातील समुद्रांवर उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळे निर्माण होतात. ही चक्री वादळे अत्यंत विध्वंसक असतात. चक्री वादळाच्या केंद्रापासून ५० जे १०० किमी.च्या भागात वाऱ्यांचा अधिकोत्तम वेग ताशी १६० किमी.पर्यंत जाऊ शकतो. ह्याच भागात पर्जन्यवृष्टीही खूप होते. सरासरीने पाहता भारतीय समुद्रात नैर्ऋत्य मॉन्सूनच्या पावसाळ्यापूर्वी निदान एक तरी उग्र चक्री वादळ निर्माण होते, तर पावसाळ्यानंतरच्या कालावधीत एक किंवा दोन उग्र स्वरूपाची चक्री वादळे निर्माण होतात. विकासाच्या निरनिराळ्या अवस्थांत असताना त्यांचा चलन वेग भिन्न असतो. प्रथम ती पूर्वेकडून पश्चिमेकडे दर ताशी १२ ते १५ किमी.च्या वेगाने येतात, १५ ते २० अक्षांशांच्या पट्ट्यात चक्री वादळे उत्तरेकडे वळतात, त्या वेळी त्यांचा चलन वेग वाढतो. २५ ते २८ अक्षांशांनंतर ह्या चक्री वादळांचे स्वरूप बदलते व त्यांची उग्रता कमी होते. स्पष्टपणे दिसणारी थंड व उष्ण सीमापृष्ठे त्यांत निर्माण होतात आणि ती चक्री वादळे नंतर उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवातांसारखी वागू लागतात. आ. ११ मध्ये  उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळांचे उगमस्थान, चलनदिशा व त्यांचे मार्ग दाखविले आहेत. ह्या चक्री वादळांमुळे किनाऱ्यांवरील प्रदेशांच्या हवामानाच्या अनेक घटकांत बदल घडून येतात. जगातील कोणत्याही देशापेक्षा अमेरिकेतील संयुक्त संस्थानांना दोन्ही प्रकारच्या वादळांपासून सर्वांत अधिक उपद्रव पोहोचतो. भारताच्या पूर्व किनाऱ्यालाही फार मोठ्या प्रमाणात चक्री वादळांपासून धोका संभवतो. आग्नेय आशियाच्या किनारपट्टीला व निकटवर्ती द्वीपसमूहांनाही उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळांचा चांगलाच फटका बसतो.

दक्षिण गोलार्धात अंटार्क्टिकाच्या उत्तरेला अतिवेगवान पश्चिमी वारे सातत्याने वाहत असतात. त्यांत अवदाब तरंग उत्पन्न झाल्यास अंटार्क्टिकावरील अतिशीत हवा तेथील अभिसरणात ओढली जाऊन अत्यंत उग्र स्वरूपाचे चक्रवात द. गोलार्धातील उपोष्ण कटिबंधात निर्माण होतात. ते बव्हंशी पश्चिमेकडून पूर्वेकडे जातात. त्यांच्यामुळे द. अमेरिकेच्या ५५ द. अक्षवृत्तापर्यंत पसरलेल्या केप हॉर्नच्या क्षेत्रात वर्षभर वादळी हवामानपरिस्थिती असते. अर्जेंटिनाच्या पंपा या प्रदेशातही जवळजवळ तशीच स्थिती असते. टॅस्मेनिया व द. न्यूझीलंड येथेही वादळापासून बराच उपद्रव संभवतो.

उत्तर व दक्षिण गोलार्धांतील जलवायुमानाची महत्त्वाची लक्षणे : कोष्टक क्र. २ मध्ये प्रत्येक दहा अंशांच्या अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात आढळणाऱ्या वार्षिक तापमान आणि त्याच्या अभिसीमा, नक्त शेष प्रारण, वार्षिक पर्जन्य, बाष्पीभवन, अवक्षेपणक्षम (वर्षणाच्या स्वरूपात भूपृष्ठावर येणारे) जलबाष्प, मेघावरण, हिमरेषेची समुद्रसपाटीपासूनची उंची आणि लघुतरंग परावर्तन गुणोत्तर यांसारख्या महत्त्वपूर्ण जलवायुमानीय घटकांची वार्षिक माध्य मूल्ये दिली आहेत. प्रत्येक पट्ट्यात जलवायुमान वेगळेच असते. समुद्रसपाटीपासूनची उंची आणि समुद्राने व्यापिलेल्या भागांचे प्रतिशत प्रमाण ह्या दोन कारणांमुळे जलवायुमानात बरेच बदल उद्‌भवतात, असे या कोष्टकावरून दिसून येते.

दक्षिण गोलार्धात ८१ टक्के पृष्ठभाग समुद्रव्याप्त आहे, तर उ. गोलार्धात ६१ टक्के भाग समुद्रव्याप्त आहे. उ. गोलार्धातील भूप्रदेश मुख्यत्वेकरून ४० आणि ७० उ. ह्या अक्षवृत्तांत सामाविलेले असून हिमालय, आल्प्स व रॉकी यांसारख्या पर्वतांचे अत्युच्च प्रदेश २० आणि ५० उ. ह्या अक्षवृत्तांत आहेत. द. गोलार्धातील भूखंडीय प्रदेश ४० द. अक्षवृत्ताच्या उत्तरेस आणि ६० द. अक्षवृत्ताच्या दक्षिणेस आहेत. अँडीज पर्वताची अत्युच्च शिखरे सोडल्यास अंटार्क्टिका खंडातच ३,००० मी. पेक्षा जास्त उंचीचे अनेक प्रदेश सापडतात.

दोन्ही गोलार्धांतील अक्षवृत्तीय तापमानांची तुलना केल्यास उत्तर गोलार्धातील बहुतेक सर्व अक्षवृत्तीय पट्टे द. गोलार्धातील तत्सम अक्षवृत्तीय पट्ट्यांपेक्षा अधिक उष्ण आहेत, असे दिसून येईल. याला अपवाद म्हणजे ४० ते ६० हा अक्षवृत्तीय कटिबंध होय. यात द. गोलार्धातील पट्ट्यांचे तापमान अधिक आहे. त्याची दोन कारणे आहेत. एक तर उ. गोलार्धातील ४० ते ६० हा पट्टा समुद्रसपाटीपासून सु. २९५ ते ३८० मी. उंच आहे. द. गोलार्धात ह्याच पट्ट्यातील ९७ ते ९९ टक्के पृष्ठभाग समुद्रव्याप्त आहे. उ. गोलार्धातील ४० ते ६० या पट्ट्याचे न्यूनतर तापमान केवळ समुद्रसपाटीपासूनच्या उंचीमुळे उद्‌भवू शकते. दुसरे कारण असे की, उ. गोलार्धातील ह्याच पट्ट्यातून हिवाळ्यात अनेक उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवात पश्चिमेकडून पूर्वेकडे जात असतात. चक्रवात पुढे निघून गेल्यानंतर त्यांच्यामागून आर्क्टिक भागातील अतिशीत हवा ह्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात प्रवेश करते आणि तेथे कडक थंडीच्या लाटा निर्माण करते. उत्तरेकडील शीत प्रवाहाच्या आगमनाचा हा प्रकार वारंवार होत असल्यामुळे त्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यातील तापमान बरेच कमी होते.

तौलनिक दृष्ट्या उ. गोलार्धाचा पृष्ठभाग द. गोलार्धातील पृष्ठभागापेक्षा १⋅८ से. ने अधिक उष्ण आहे. भौगोलिक विषुववृत्त हे नेहमीच अधिकतम उष्णतेचे अक्षवृत्त असते असे नाही. पृथ्वीवर ० ते १० उ. हा अक्षवृत्तीय पट्टा सर्वांत अधिक तापमानाचा असून औष्णिक विषुववृत्त याच भागात आहे. नक्त शेष प्रारणही याच पट्ट्यात सर्वांत अधिक असते. उ. गोलार्धातील उष्ण कटिबंधीय आणि लगतच्या अक्षवृत्तांत द. गोलार्धातील त्याच अक्षवृत्तीय विभागापेक्षा जे अधिक तापमान आढळते त्याचे कारण जगातील बहुतेक वाळवंटी प्रदेश १० ते ३० उ. ह्या अक्षवृत्तांत आहेत, हे आहे.

दक्षिण गोलार्धातील ६० या अक्षवृत्ताच्या दक्षिणेकडे अंटार्क्टिकाचे बर्फाच्छादित विशाल खंड आहे. काही ठिकाणी त्याची समुद्रसपाटीपासूनची उंची ३,५७० मी. पेक्षाही अधिक आहे. ह्या हिमाच्छादित पृष्ठभागाचे तापमान अल्पतम मर्यादा गाठते. मध्यवर्ती समस्थलीच्या उतारावर ३,४८८ मी. उंचीवर रशियाने स्थापिलेल्या व्होस्टोक या वातावरण संशोधन केंद्राने केलेल्या निरीक्षणांवरून असे दिसते की, जानेवारीसारख्या अत्युष्ण महिन्यात तेथील सरासरी मासिक तापमान –३२·५ से. असते, तर ऑगस्टसारख्या शीततम महिन्यात सरासरी मासिक तापमान –६९·८ से. असते. दिनांक २४ ऑगस्ट १९६० रोजी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील सर्वांत कमी तापमान –८८.३ से. येथेच नोंदले गेले. उन्हाळ्यातील अत्युष्ण दिवसाचे कमाल तापमान –२५ से. पेक्षा क्वचितच अधिक असते. अंटार्क्टिका खंडात नेहमीच द्रुतगती वारे वाहत असतात, त्यामुळेही थंडीची तीव्रता प्रकर्षाने जाणवते.

कोष्टक क्र. २ मधील सहावा स्तंभ वार्षिक तापमानाच्या माध्य अभिसीमा (अत्युष्ण व अतिशीत महिन्यांच्या सरासरी तापमानांतील फरक) दाखवितो. त्यावरून असे दिसते की, उष्ण कटिबंधीय प्रदेशांना सबंध वर्षात सूर्यापासून मिळणाऱ्या प्रारणात विशेष फरक होत नसल्यामुळे तेथील वार्षिक तापमानाच्या अभिसीमा लहान असतात. दोन्ही ध्रुवीय अक्षवृत्तांकडे गेल्यास अभिसीमेचा आकडा वाढतो. ह्याचे कारण म्हणजे उच्च अक्षवृत्तीय प्रदेशांना उन्हाळा व हिवाळा या दोन ऋतूंत सूर्यापासून मिळणाऱ्या प्रारणात अतिशय तफावत असते, हे होय. ० ते १० उ. हा अक्षवृत्तीय पट्टा सोडल्यास उ. गोलार्धातील प्रत्येक अक्षवृत्तीय पट्ट्यातील तापमानाच्या अभिसीमेचा आकडा द. गोलार्धातील त्याच अक्षवृत्तीय पट्ट्यातील तापमानाच्या अभिसीमेपेक्षा अधिक असतो. उ. गोलार्धात जमिनीचे प्रमाण अधिक आहे, हे याचे कारण असू शकते. द. गोलार्धात ३० अक्षवृत्तानंतर सागरी पृष्ठभागाचे प्रमाण एकदम वाढते. जलवायुमानात मंदायन निर्माण होते. त्यामुळे अत्युष्ण आणि अतिशीत महिन्यांच्या तापमानांत विशेषसा फरक आढळत नाही. उ. गोलार्धात ३० नंतरच्या अक्षवृत्तांत सागरापेक्षा जमिनीचे प्रमाण अधिक असल्यामुळे अती उन्हाळी व अती हिवाळी महिन्यांच्या तापमानांत बराच जास्त फरक आढळतो. उ. गोलार्धाचे वार्षिक सरासरी तापमान आणि तेथील तापमानाची अभिसीमा द. गोलार्धातील तापमान आणि त्याच्या अभिसीमेपेक्षा अधिक आहेत, असेही वरील कोष्टकावरून दिसून येते. जलवायुविज्ञानात तापमानाच्या अभिसीमा जास्त असणे, हे विस्तीर्ण भूखंडीय प्रदेशाचे किंवा उच्च अक्षांशीय प्रदेशाचे प्रमुख लक्षण असते. तापमानाची अभिसीमा खोलीप्रमाणे कमी होत जाते. ट्रान्सकॉकेशियामधील टिफ्लिस येथे वार्षिक तापमानाची अभिसीमा पृष्ठभागावर ३१·४ से. तर ६·५ मी. खोलीवर ती १·५ से. एवढीच असते. बिस्केच्या उपसागरात तापमानाची वार्षिक अभिसीमा पृष्ठभागावर ७·८ से., २५ मी. खोलीवर ६·७ से. आणि ५० मी. खोलीवर २·५ से. अशी आहे.

दोन्ही गोलार्धांत पाऊस सरासरीने जवळजवळ सारख्याच प्रमाणात पडतो. (१००·०० सेंमी.). दोन्ही गोलार्धांतील आंतर-उष्ण कटिबंधीय-अभिसरण परिसर पट्ट्याचे माध्य स्थान विषुववृत्ताच्या किंचित उत्तरेलाच म्हणजे उ. गोलार्धात असल्यामुळे आणि ह्याच पट्ट्यात बराचसा पाऊस पडत असल्यामुळे उ. गोलार्धातील एकंदर पावसाचे प्रमाण द. गोलार्धातील पावसापेक्षा थोडे अधिक आहे. थोडे बारकाईने पाहिल्यास उ. गोलार्धातील २० ते ७० अक्षवृत्तांतील भागात द. गोलार्धातील तत्सम कटिबंधीय पट्ट्यापेक्षा कमीच पाऊस पडतो, असे दिसून येईल. दोन्ही गोलार्धांत विषुववृत्ताजवळील प्रदेशांत आणि जेथे उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवात बहुसंख्येने परिभ्रमण करतात अशा ४० ते ५० अक्षवृत्तीय पट्ट्यात अधिकतम पाऊस पडतो. ध्रुवीय प्रदेशांत आणि उपोष्ण कटिबंधातील २० ते ३० या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात अल्पतम पाऊस पडतो. विषुववृत्तावर वसलेल्या पूर्व आफ्रिकेतील (इटालियन) सोमालीलॅंडच्या काही भागात वर्षातून २० सेंमी.पेक्षाही कमी पाऊस पडतो, तर जगातील अधिकतम सरासरी वार्षिक पर्जन्य (१,२०० सेंमी.) उपोष्ण कटिबंधात हवाई बेटातील २२·५ उ. या अक्षवृत्तावर वसलेल्या माऊंट वाइआलेआले येथे पडतो.

दोन्ही गोलार्धांतील शुष्क उपोष्ण कटिबंधीय प्रदेशांत बाष्पीभवनाची अधिकतम त्वरा आढळते. उपोष्ण कटिबंधाच्या दोन्ही बाजूंस-ध्रुवीय आणि वैषुव प्रदेशांकडे–ती कमी कमी होत जाते. उ. गोलार्धातील उपोष्ण कटिबंधीय वालुकामय प्रदेश वातावरणातील बाष्पप्रमाण वाढविण्यास असमर्थ असल्यामुळे उ. गोलार्धापेक्षा द. गोलार्धातच अधिक बाष्पीभवन होऊन ते त्वरेचा परमोच्च बिंदू गाठते. शिवाय द. गोलार्धात सागरी प्रदेशाचे प्रमाण अधिक असल्यामुळे व तेथे बाष्पीभवनासाठी मुबलक पाणी उपलब्ध असल्यामुळे तेथे बाष्पीभवन जास्त होते. अंटार्क्टिक आणि ग्रीनलंडसारख्या हिमाच्छादित प्रदेशांत अतिशीत तापमान परिस्थितीमुळे बाष्पीभवनाच्या त्वरेचा प्रश्न गौण ठरतो.

दोन्ही गोलार्धांत ४० अक्षवृत्तांनंतर ध्रुवांकडील प्रदेशांत बाष्पीभवनापेक्षा वर्षण अधिक असते. उष्ण कटिबंधातील १० उ. आणि १० द. या अक्षवृत्तांमधील पट्ट्यातही हाच प्रकार आढळतो. जेथे वर्षणापेक्षा बाष्पीभवन अधिक असते, अशा उपोष्ण कटिबंधीय प्रदेशांतून वैषुव आणि ध्रुवीय प्रदेशांकडे मोठ्या प्रमाणावर जलबाष्पाचे निर्गमन होते. याशिवाय वर्षणापेक्षा बाष्पीभवन अधिक होते अशा द. गोलार्धातून जेथे बाष्पीभवनापेक्षा वर्षण अधिक होते अशा उ. गोलार्धाकडे जलबाष्पाचे नक्त निर्गमन होत असले पाहिजे. उ. गोलार्धातील नैर्ऋत्य मॉन्सून ऋतूत द. गोलार्धातून हिंदी महासागरात उल्लेखनीय प्रमाणावर जलबाष्पाचे आगमन होते, हे आता सिद्ध झाले आहे.

एक चौ. सेंमी. क्षेत्रफळाच्या अनुप्रस्थ (आडव्या) छेदावर उभारलेल्या, जमिनीच्या पृष्ठभागापासून वातावरणाच्या अंतिम टोकापर्यंत उंची असलेल्या उदग्र स्तंभात जितके जलबाष्प सामावू शकेल त्याला अवक्षेपणक्षम जलबाष्प असे म्हणतात. वैषुव कटिबंधात आढळणारे चार सेंमी.पेक्षा अधिक असलेले अवक्षेपणक्षम जलबाष्पाचे प्रमाण ध्रुवीय प्रदेशांकडे ०·५ सेंमी. पेक्षाही कमी होते. आर्द्रतायुक्त हवेचे तापमान जितके कमी तितकी तीतील जलबाष्पाच्या संद्रवणाची शक्यता जास्त असते. त्यामुळे अतिशीत ध्रुवीय क्षेत्रांकडे जाताना तापमान सारखे कमी होत असल्यामुळे बहुतेक बाष्प पर्जन्यरूपाने गळून गेलेले असते आणि अवक्षेपणक्षम जलबाष्पाचे प्रमाणही अतिशय कमी होत जाते, हे उघड आहे.

केवळ जलबाष्पाच्या वितरणावरून पर्जन्यवृष्टीच्या वितरणाचे स्पष्टीकरण देता येत नाही. वातावरणातून बाष्प पर्जन्यरूपाने काढून घेणाऱ्या यंत्रणांचा वा हवामानविषयक घडामोडींचाही विचार करावा लागतो. भरपूर वृष्टीसाठी वातावरणातील अस्थिर हवेत उदग्र प्रवाह निर्माण होणे आवश्यक असते. वाळवंटी प्रदेशावरील हवेत अस्थिरता नसते व तेथे उदग्र प्रवाहांचा अभाव असतो. त्यामुळे हवा वर जाऊन व ती थंड होऊन पाऊस पडण्याचा तेथे संभवच नसतो. याच्या उलट उष्ण कटिबंधात आणि मध्यवर्ती अक्षवृत्तीय प्रदेशांत अनेक प्रकारचे चक्रवात निर्माण होतात. त्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर अस्थिर हवेचे उत्थापन होते आणि विस्तृत क्षेत्रावर मुबलक पाऊस पडतो.

वातावरणातील जलबाष्पापैकी १२ टक्के बाष्प प्रतिदिनी पर्जन्यरूपाने पृथ्वीवर पडते. समुद्रावरून वातावरणात शिरणारे जलबाष्प साधारणपणे ८ दिवसांच्या कालावधीत पृथ्वीवर परत येते, असेही अनुमान काढले गेले आहे.

ध्रुवीय प्रदेश सोडल्यास उ. गोलार्धापेक्षा द. गोलार्धातच आकाश अधिक अभ्राच्छादित असते. तौलनिक दृष्ट्या द. गोलार्धात कमी तापमान, बाष्पीभवनाची अधिक त्वरा, सागरी पृष्ठभागाचे अधिक प्रमाण आणि वातावरणातील जलबाष्पाचे प्रमाणाधिक्य आढळत असल्यामुळे द. गोलार्धातच मेघावरणाची व्याप्ती अधिक असणे क्रमप्राप्त ठरते. सर्वसाधारणपणे द. गोलार्धातील वारे अधिक वेगवान असतात.

आपाती लघू तरंगलांबीच्या सौर प्रारणाचा जो भाग पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून परावर्तित होतो त्याच्या प्रतिशत गुणोत्तराला लघुतरंगपरावर्तन-गुणोत्तर असे नाव दिले आहे. हे गुणोत्तर आपाती सौर प्रारणाच्या दिशेवर आणि ज्या पृष्ठभागावर ते पडते त्या पृष्ठभागाच्या रंगावर व शोषणक्षमतेवर अवलंबून असते. अक्षवृत्ताप्रमाणे हे गुणोत्तर बदलते. अंटार्क्टिकसारख्या हिमाच्छादित प्रदेशावर ते ८४ टक्के असते, तर जेथे उष्ण कटिबंधीय वर्षणजन्य जंगलांनी आणि समुद्रांनी विस्तीर्ण प्रदेश व्यापिलेले आहेत, अशा १० उ. आणि ५० द. या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात ते गुणोत्तर ७ ते ८ टक्केच असते.

वातावरणीय दाब आणि वारे : पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागांवर पडणाऱ्या सौर किरणांमुळे त्यांचे तापमान बदलते, पृथ्वीवर काही अवदाब क्षेत्रे आणि उच्च दाबाची क्षेत्रे निर्माण होतात,  वातावरणात दाबप्रवणता (वायुभारात चढ-उतार) उत्पन्न होते आणि त्यामुळे हवेला गती मिळून निरनिराळ्या कटिबंधांत विशिष्ट वायुप्रवाह निर्माण होतात. तापमान, वातावरणीय दाब व वारे यांचे परस्परसंबंध अत्यंत जटिल आहेत.  वातावरणीय दाब हा जलवायुमानाचा मूलघटक गणला जात नसला, तरी तापमान आणि वायुराशी ह्यांच्यातील परस्परसंबंधांपेक्षा वातावरणीय दाब आणि वायुराशी यांतील परस्परसंबंध अत्यंत निकटतेचे आणि सरळ आहेत. केवळ ह्याच कारणामुळे जलवायुविज्ञानामध्ये वायुप्रवाहांची संरचना आणि गुणधर्म समजून घेण्यासाठी वातावरणीय दाबाची व वाऱ्यांची सांगड घालण्यात येते आणि वातावरणीय दाबाच्या जागतिक वितरणाचा बारकाईने अभ्यास केला जातो.

उपोष्ण कटिबंधात वारे पूर्वेकडून वाहत असले, तरी ते थोडेसे विषुववृत्ताकडे झुकलेले असतात, त्यामुळे उ. गोलार्धात वाऱ्यांची दिशा ईशान्य असते, तर द. गोलार्धात ती आग्नेय असते.  या वाऱ्यांना व्यापारी वारे असे म्हणतात.  विषुववृत्ताजवळील निर्वात पट्ट्यामुळे (डोल्ड्रममुळे) दोन्ही गोलार्धांतील व्यापारी वारे विभक्त झालेले असतात. अनेकदा ईशान्येकडचे व्यापारी वारे आग्नेयेकडच्या वाऱ्यांना त्यांच्या दिशेत खंड दाखविणाऱ्या सीमापृष्ठात भेटतात. दोन्ही वायुराशींचे गुणधर्म भिन्न असल्यामुळे या सीमापृष्ठातच गडगडाटी वादळे निर्माण होऊन जोरदार वृष्टी होते. व्यापारी वाऱ्यांचे अक्षवृत्तीय पट्टे किंवा निर्वात प्रदेशाचा पट्टा हे दोन्हीही विषुववृत्ताला क्वचितच समांतर किंवा सममित (दोन्ही बाजूंना सारख्या प्रमाणात पसरलेले) असतात. औष्णिक विषुववृत्त जसे भौगोलिक विषुववृत्ताच्या बव्हंशी उत्तरेलाच असते, तसाच निर्वात प्रदेशाच्या पट्ट्याचा बहुतेक भागही भौगोलिक विषुववृत्ताच्या उत्तरेलाच असतो क्वचित ठिकाणी निर्वात पट्टा द. गोलार्धात असतो (आ. ६ व ७).

व्यापारी वारे सागरी प्रदेशांवर अत्यंत नियमितपणे आणि सातत्याने वाहतात. दोन्ही गोलार्धांत व्यापारी वाऱ्यांच्या प्रदेशानंतर ६५ ते ७० अक्षवृत्तापर्यंतच्या पट्ट्यात प्रचलित वाऱ्यांची दिशा पश्चिम असते. उ. गोलार्धापेक्षा द. गोलार्धातच ते प्रकर्षाने जाणवतात. उ. गोलार्धात जमिनीचे प्रमाण अधिक असल्यामुळे पवनदिशांमध्ये अनेक बदल घडून येतात. पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात अनेक अभिसारी आणि अपसारी चक्रवात निर्माण होतात. अभिसारी चक्रवात पश्चिमेकडून पूर्वेकडे परिभ्रमण करीत असतात. त्यांच्यामुळेही प्रचलित वाऱ्यांची दिशा अनेकदा बदलत असते. ह्या कारणाने व्यापारी वाऱ्यांच्या दिशेत जे सातत्य प्रकर्षाने आढळते तसे सातत्य पश्चिमी वाऱ्यांच्या दिशेत आढळत नाही. व्यापारी वाऱ्यांच्या दिशेत ८५ टक्के सातत्य असलेले आढळले आहे. पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात ते ४७ टक्के असते.

पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यानंतर ६५ ते ७० अक्षवृत्तानंतर विषुववृत्ताकडे किंचित झुकलेले असे पूर्वेकडचे वारे वाहत असतात. या वाऱ्यांमध्ये सातत्य फारच कमी असते. आ. ६ व ७ मध्ये सरासरी वातावरणीय दाबाचे जे जागतिक वितरण दाखविले आहे, त्याच्याशी वर वर्णिलेले वायुमंडल आणि निरनिराळ्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यांतील पवनदिशा अत्यंत सुसंबद्धपणे निगडीत झाल्याचे दिसून येते. विषुववृत्ताच्या निकटवर्ती असलेल्या पण विषुववृत्ताला सममित नसलेल्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात विस्तृत अवदाब क्षेत्र असते. त्याच्या दोन्ही बाजूंस दोन्ही गोलार्धांत उपोष्ण कटिबंधीय उच्च दाबाची क्षेत्रे निर्माण झालेली असतात. ह्या उच्च दाबाच्या क्षेत्रांतील मध्यवर्ती भागात अपसारी चक्रवातांच्या मध्यभागात निर्वात प्रदेश निर्माण होतात. नौकानयनाच्या पूर्व युगात जहाजे प्रचलित वाऱ्यांची मदत घेऊन शिडावर चालत. ती जहाजे उच्च दाबाच्या ह्या मध्यवर्ती निर्वात प्रदेशात अडकल्यास त्यांना ते अत्यंत उपद्रवकारक होई. अशा अडकलेल्या जहाजांना बाहेर निघणे शक्य होत नसे. वजन कमी करण्यासाठी जहाजांवरील घोड्यांना समुद्रात सोडून द्यावे लागत असे. ह्या निर्वात केंद्रीय भागांना अश्व-अक्षांश किंवा अश्व-अक्षवृत्ते (हॉर्स लॅटिट्यूड्स) असे म्हणतात. पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात ध्रुवीय प्रदेशांकडे वातावरणीय दाब कमी कमी होत जातो.

आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिक यांच्या हिमाच्छादित पृष्ठभागावर अतिशीत हवेमुळे अपसारी चक्रवातासमान अभिसरण स्थापन झालेले असते. हे प्रदेश ध्रुवबिंदूंच्या दृष्टीने सममित नाहीत. त्यामुळे त्यांच्यावरील अभिसरणातील पूर्वी (पूर्व दिशेकडून येणाऱ्या) वाऱ्यांचे पट्टेही ध्रुवीय प्रदेशांपासून सममित नसतात.

जागतिक जलावर्तन : जलवायुविज्ञानात पाण्याचे बाष्पात रूपांतर आणि बाष्पाचे पुन्हा पाण्यात रूपांतर करणाऱ्या जलावर्तनाला [→ जलस्थित्यंतर चक्राला, → जलविज्ञान]  फार महत्त्व दिले जाते. केवळ या यंत्रणेमुळे दोन्ही गोलार्धांत ऊर्जेचे मोठ्या प्रमाणावर परिवहन आणि रूपांतरण होत असते. वातावरणात प्रचंड प्रमाणात जलबाष्पाचा संचय होऊ शकतो. जलबाष्पाचे एकंदर प्रमाण वातावरणाच्या त्या वेळच्या माध्य तापमानावर अवलंबून असते. हे जलबाष्प अवक्षेपणक्षम असते. ज्या गोलार्धात उन्हाळा असतो, त्यात अवक्षेपणक्षम बाष्प आधिक्याने आढळते. द. गोलार्धापेक्षा उ. गोलार्धात भूपृष्ठ अधिक असल्यामुळे उ. गोलार्धात उन्हाळा तीव्रतर व हिवाळा शीततर असतो. त्यामुळे दोन्ही ऋतूंतील तापमानाच्या माध्य मूल्यांत फार मोठा फरक आढळून येतो. वातावरणात शिरणाऱ्या जलबाष्पाचे प्रमाणही त्या मानाने बदललेले दिसून येते (कोष्टक क्र. ३). उ. गोलार्धात जेव्हा उन्हाळा असतो, त्या वेळी तेथे अधिक प्रमाणात बाष्पसंचय होतो. इतकेच नव्हे तर त्या वेळी पृथ्वीभोवतालच्या सबंध वातावरणातच अधिक प्रमाणात जलबाष्प शिरलेले आढळते.

कोष्टक क्र. ३ वातावरणातील सरासरी अवक्षेपणक्षम जलबाष्प (सेंमी.मध्ये).

पृथ्वीचा भाग जानेवारी जुलै
उत्तर गोलार्ध २·०३ ३·५६
दक्षिण गोलार्ध २·५४ २·०३
सबंध पृथ्वी २·२९ २·७९

कोणत्याही गोलार्धात जलबाष्पाचे आधिक्य फार वेळ टिकून राहत नाही. संक्रमण काळात संतुलित अवस्था गाठण्यासाठी जलबाष्पाचे अंतरगोलार्धीय परिवहन सुरू होते किंवा चक्री वादळे, दव, तुहिन (हवेचे तापमान पाण्याच्या गोठणबिंदूखाली उतरल्यामुळे पाणी गोठणे, फ्रॉस्ट) पर्जन्य किंवा हिमवर्षाव यांसारख्या वातावरणीय आविष्कारांद्वारे जलबाष्प वातावरणातून मुक्त होऊन जमिनीवर येते.

वातावरणात शिरणारे बहुतेक बाष्प समुद्राने केलेल्या बाष्पदानामुळे उपलब्ध होते. कालांतराने हवेतील हेच बाष्प समुद्राकडून येणाऱ्या व जमिनीवर दूरपर्यंत वाहणाऱ्या वाऱ्यांमुळे इतस्ततः पसरते. भूपृष्ठावरील वनस्पतींच्या बाष्पोच्छ्‌वासामुळे व जमिनीवरील जलाशयांतील पाण्याच्या बाष्पीभवनामुळे बरेचसे जलबाष्प वातावरणात मिसळते. कालांतराने भूपृष्ठावर पाऊस, गारा, हिम, दव किंवा तुहिन यांचा वर्षाव होतो. त्यानंतर हे वर्षणाचे पाणी नद्या, नाले किंवा भूमि-अंतर्गत प्रवाहांच्या मार्गाने परत समुद्राला जाऊन मिळते. अशा रीतीने पृथ्वीचे जलचक्र किंवा जलावर्तन पूर्ण होते.

वायुराशींच्या प्रभावामुळे उद्‌भवणारे जलवायुमान : वातावरणातील सर्वसामान्य अभिसरणात महासागर, विस्तीर्ण भूप्रदेश, हिमाच्छादित प्रदेश आणि पर्वतरांगा यांमुळे अनेक बदल घडून येतात आणि त्यामुळे भिन्न गुणधर्मांच्या अनेक वायुराशी निर्माण होऊन त्यांचे एका प्रदेशावरून दुसऱ्या प्रदेशाकडे स्थलांतरण होते. उच्च दाबाच्या प्रदेशांवरील अपसारी चक्रवातांत वायुराशींचे उगमस्थान असते. उन्हाळ्यात उपोष्ण कटिबंधातील सागरी प्रदेशावरील अर्धस्थायी उच्च दाबाच्या प्रदेशामुळे उष्ण कटिबंधीय उष्णार्द्र सागरी वायुराशींची निर्मिती होते. हेच उच्च दाबाचे प्रदेश जमिनीवर स्थापन झाल्यास त्यांतून अत्युष्ण आणि शुष्क भूखंडीय हवा बाहेर पडते. ध्रुवीय अक्षवृत्तांवरील भूपृष्ठावर हिवाळ्यात उच्च दाबाचे प्रदेश निर्माण झाल्यास त्यांतून अतिशीत आणि आर्द्रताहीन ध्रुवीय वायुराशी बाहेर पडतात, पण उन्हाळ्यात जेव्हा हे अपसारी चक्रवात उच्च अक्षवृत्तीय समुद्रावर जाऊन तेथे स्थिर होतात तेव्हा त्यांतून आर्द्रतेने भारावलेली शीत हवा बाहेर पडते.

कोणत्याही प्रदेशाचे जलवायुमान त्या प्रदेशावरून वाहणाऱ्या वायुराशीवर अवलंबून असते. ऋतुमानाप्रमाणे वायुराशींच्या आक्रमणांची वारंवारता बदलते. काही ठिकाणी भौगोलिक परिस्थिती आणि वातावरणीय अभिसरण यांच्यात दूरगामी बदल होतच नाहीत. त्यामुळे तेथील हवामानात वैचित्र्याचा पूर्णपणे अभाव दिसतो. उदा., व्यापारी वाऱ्यांच्या प्रदेशात वसलेल्या काही उष्ण कटिबंधीय द्वीपसमूहांवर आर्द्रता, तापमान, ढगांच्या आवरणातील बदल, अनेकदा पर्जन्यवृष्टी, सातत्याने वाहणारा वारा आणि त्याचा वेग यांच्या दैनंदिन अभिसीमा महिन्यामागून महिने गेले, तरी बदलत नाहीत. सारखे तेच हवामान प्रतिदिवशी प्रत्ययाला येते. काही नीच अक्षवृत्तीय वाळवंटी प्रदेशांत किंवा जवळपासच्या ठिकाणी असाच वैचित्र्याचा अभाव दिसून येतो. येथे पाऊस बहुतेक पडतच नाही आर्द्रतामानही अतिशय कमी असते. दैनंदिन उच्चतम आणि नीचतम तापमानांत साधारणपणे २२ से. पेक्षाही अधिक फरक असतो. वैचित्र्यहीन हवामानाचा हा प्रकार वर्षभर चालू असतो. हिवाळ्यातील अतिशीत व उन्हाळ्याच्या अत्युष्ण महिन्यांच्या सरासरी तापमानात ६ से. इतकाच फरक असतो.

उष्ण कटिबंधातील काही ठिकाणच्या कंटाळवाण्या हवामानाच्या अगदी उलट परिस्थिती पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात असलेल्या ठिकाणी दिसून येते. विशेषतः ४० ते ६० या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात भूखंडीय आणि सागरी, उष्ण कटिबंधीय आणि ध्रुवीय अशा भिन्न स्वरूपांच्या वायुराशींचे आगमन-निर्गमन-पुनरागमन असे सारखे चालू असते. कोणतीही एक विशिष्ट वायुराशी कोणत्याही ठिकाणावर दोन-तीन दिवसांपेक्षा अधिक काळ राहू शकत नाही. अनेकदा विभिन्न गुणधर्मांच्या वायुराशी एकत्र येतात व संघर्षरेषा निर्माण करतात. या सर्वांचे पर्यवसान हवामानाच्या विघातक आविष्कारांत होते. उज्ज्वल सूर्यप्रकाश आणि मळभ, तुरळक वृष्टी व सतत मुसळधार पावसाच्या सरीवर सरी, पवनरहित कालखंड आणि विविध दिशांनी वाहणारे झंझावाती वारे यांसारख्या परस्परविरोधी हवामानाचे अनेक आविष्कार एकामागून एक प्रत्ययाला येतात.

पश्चिमी वाऱ्यांच्या पट्ट्यात येणाऱ्या काही खंडांच्या किनारपट्टीजवळील भागात हे आविष्कार प्रकर्षाने जाणवतात. स्कॉटलंड व इंग्लंड या प्रदेशांवरील सतत बदलणारे हवामान सुपरिचित आहे. या भागात वर्षभर दैनंदिन हवामानाच्या बहुतेक सर्वच मूलघटकांत फार मोठ्या प्रमाणावर बदल होतात. किनारपट्टीपासून जसजसे आत जावे तसतसे हवामानविषयक आविष्कारांची विध्वंसकता व तीव्रता कमी होते.  हवामानाच्या मूलघटकांच्या माध्य मूल्यांचा विस्तार त्यांच्यातील फरक वाढतो.

भूखंडीय आणि सागरी प्रदेशांवरील हवामानाची लक्षणे : आ. ५ मध्ये ५ अक्षांशांच्या पट्ट्यांत आढळणारे जमीन आणि पाणी यांचे प्रमाण व वितरण दाखविले आहे. ह्या दोन्ही पृष्ठभागांचे औष्णिक गुणधर्म भिन्न प्रकारचे असल्यामुळे दोन्ही पृष्ठभागांचे तापन आणि शीतलन वेगवेगळ्या प्रमाणात होते आणि ह्या विभिन्नतेमधूनच सागरी आणि भूखंडीय असा विशिष्ट प्रकारांचे जलवायुमान निर्माण होते. हिमप्रदेश किंवा जमिनीने संपूर्णपणे वेढलेले जलाशय सोडले, तर दिवसा आणि उन्हाळ्यात भूपृष्ठ जलपृष्ठापेक्षा खूपच अधिक तापते,  तर रात्री आणि हिवाळ्यात ते खूपच थंड होते. जमीन आणि सागरी पृष्ठाच्या वितरणाबरोबर सौर प्रारणाचे जागतिक वितरण आणि वातावरणाचे व सागरी प्रवाहांचे जागतिक अभिसरण यांच्याही परिणामांचा विचार केला, तर जागतिक तापमानाच्या वितरणाची कल्पना येऊ शकते. नीच अक्षवृत्तांवरील नक्त प्रारणाधिक्य असलेल्या प्रदेशांवरून उच्च अक्षवृत्तांवरील नक्त प्रारणन्यूनत्व असलेल्या प्रदेशांकडे औष्णिक ऊर्जा वाहून नेण्याचे कार्य वातावरणातील व सागरी प्रदेशांवरील अभिसरण यंत्रणा करतात. उच्च अक्षवृत्ताकडे जाणाऱ्या ऊर्जेपैकी ६५ टक्के ऊर्जा संवेद्य व सुप्त उष्णतेच्या स्वरूपात असते. बाकीचे ३५ टक्के ऊर्जा विषुववृत्ताजवळ निर्माण होणाऱ्या महासागरांवरील पाण्याच्या प्रवाहांबरोबर ध्रुवीय प्रदेशांकडे नेली जाते. आ. १२ व १३ मध्ये अनुक्रमे जानेवारी व जुलै महिन्यांत पृथ्वीवर आढळणाऱ्या समुद्रसपाटीवरील तापमानाचे वितरण दाखविले आहे. त्यात गल्फ स्ट्रीम या सागरी प्रवाहाबरोबर वैषुव प्रदेशावरील उष्णता आइसलँड-स्पिट्सबर्गेन-नॉर्वेच्या क्षेत्रांकडे जाते, हे समतापमानाच्या रेषांमध्ये ईशान्येच्या दिशेने आलेल्या बहिर्वक्रतेवरून स्पष्ट होते. महासागरांच्या पश्चिमेकडील बाजूने उष्ण पाणी विषुववृत्ताकडून ध्रुवीय प्रदेशाकडे जाते आणि उत्तरेकडचे थंड पाणी महासागरांच्या पूर्वेच्या बाजूने नीच अक्षवृत्तांकडे येते ही वस्तुस्थितीही समतापरेषांतील (नकाशामध्ये समान तापमान असलेल्या ठिकाणांमधून काढलेल्या रेषांतील) बहिर्वक्रतेमुळे सिद्ध होते. अशीच बहिर्वक्रता जपानच्या पूर्वेकडून अलास्काकडे वाहणाऱ्या कुरोसिवो नावाच्या दुसऱ्या उष्ण जलप्रवाहाच्या बाबतीत दिसते.

जानेवारी व जुलै महिन्यांतील समतापरेषांच्या नकाशांवरून अनेक महत्त्वाचे निष्कर्ष काढता येतात. आ. १२ मध्ये दाखविलेल्या जानेवारी महिन्याच्या समतापरेषा बहुतेक ठिकाणी अक्षवृत्तांना समांतर असलेल्या दिसत नाहीत. विस्तीर्ण भूप्रदेशांच्या अस्तित्वामुळे त्यांत विकृती आणि असमांतरता उत्पन्न होते. उ. गोलार्धात समतापरेषा समुद्रावरून भूपृष्ठावर आल्यानंतर नीच अक्षवृत्तांकडे वळतात. हिवाळ्यात सागरी प्रदेशांपेक्षा जमीन अतिशय थंड असते, हा याचा अर्थ होतो. उ. गोलार्धातील शीततम भाग सायबीरियात असलेला दिसतो. येथील व्हर्कोयान्स्क या ठिकाणी जानेवारी महिन्याचे सरासरी तापमान अत्यंत कमी –५० से. असे असते. जानेवारी महिन्यात ग्रीनलंडवर एक अतिशीत प्रदेश निर्माण होतो. जुलै महिन्यात उ. गोलार्धात सर्वत्र तापमान वाढलेले असले, तरी तौलनिक दृष्ट्या ग्रीनलंडचा हा भाग उ. गोलार्धात शीततमच राहतो.

समशीतोष्ण कटिबंधात प्रचलित वाऱ्यांची दिशा पश्चिमी असते त्यामुळे हिवाळ्यात कोणत्याही खंडाच्या पश्चिम किनाऱ्यावरील प्रदेश पूर्व किनाऱ्यावरील प्रदेशापेक्षा अधिक उबदार असतो. आ. १२ मध्ये दाखविलेल्या समतापरेषांवरून ही वस्तुस्थिती अगदी स्पष्ट दिसते.

आ. १२. जानेवारीमध्ये पृथ्वीवर आढळणारे सागरी पातळीला रूपांतरित केलेल्या सरासरी तापमानाचे (० से.) वितरण
आ. १३. जुलैमध्ये पृथ्वीवर आढळणारे सागरी पातळीला रूपांतरित केलेल्या सरासरी तापमानाचे ( से.) वितरण

दक्षिण गोलार्धात जानेवारी हा उन्हाळ्याचा महिना असतो. त्या वेळी भूखंडीय प्रदेश सागरी प्रदेशांपेक्षा अधिक उष्ण असतात. खंडांच्या मध्यभागी तप्ततेचे प्रमाण सर्वांत अधिक असते. ह्या गोलार्धात समुद्रावरील बहुतेक समतापरेषा अक्षवृत्तांना जवळजवळ समांतर असतात. त्यांच्यात केवळ भूसान्निध्यामुळेच वक्रता व विकृती येते. ४० द. अक्षवृत्तानंतर जमिनीचे प्रमाण अत्यंत कमी असल्यामुळे समतापरेषा अक्षवृत्तांना समांतर असलेल्या दिसतात. ७० द. अक्षवृत्तानंतर अंटार्क्टिकाचे खंड सुरू होते. पण सद्य परिस्थितीत या भागात मोठ्या प्रमाणावर निरीक्षणे उपलब्ध होत नसल्यामुळे समतापरेषांची दिक्‌स्थिती निश्चितपणे कळू शकत नाही.

जुलै महिन्यातील समुद्रपातळीवरील तापमानाचे वितरण आ. १३ मध्ये दर्शविले आहे. या वेळी उ. गोलार्धात उन्हाळा असल्यामुळे उत्तर आफ्रिका, अरबी द्वीपकल्प व नैर्ऋत्य आशिया हे प्रदेश अतिशय उष्णावस्थेत असतात. सागरी प्रदेश त्यामानाने बरेच थंड असतात. अत्युष्ण प्रदेशांचे पट्टे विषुववृत्ताच्या उत्तरेकडे सरकलेले दिसतात. उत्तर आफ्रिका खंडाचे विस्तीर्ण वाळवंटी भूप्रदेश १० ते ३० उ. अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात सामाविलेले आहेत, हे त्याचे कारण देण्यात येते. द. गोलार्धात या वेळी हिवाळा असतो पण जमिनीचे प्रमाण कमी असल्यामुळे ह्या गोलार्धातील समतापरेषा उ. गोलार्धातील समतापरेषांच्या मानाने अधिक सरळ आणि अक्षवृत्तांना अधिक समांतर अशा असतात. आ. १२ व १३ वरून आणखी एक गोष्ट प्रकर्षाने दिसते ती ही की, ध्रुववृत्तीय तापमानप्रवणता उन्हाळ्यापेक्षा हिवाळ्यात तीव्रतर असते.

आ. १४. तापमानाच्या अभिसीमांचे (° से.) जागतिक वितरण

आ. १४ मध्ये हिवाळा आणि उन्हाळा या दोन ऋतूंतील सरासरी उच्चतम व नीचतम तापमानांतील फरकांचे (अभिसीमांचे) वक्र दाखविले आहेत. सौर प्रारणाचे प्रमाण वर्षभरात विशेष बदलत नसल्यामुळे वैषुव व उष्ण कटिबंधीय प्रदेशांत तापमानाच्या अभिसीमांचे मूल्य फार जास्त नसते. पण ध्रुवीय प्रदेशांकडे जाताना आपाती सौर प्रारणात हिवाळ्यात व उन्हाळ्यात फार मोठ्या प्रमाणात बदल होत असल्यामुळे उच्चतम व नीचतम तापमानांतही खूपच फरक दिसून येतो. एखाद्या विस्तीर्ण खंडाच्या मध्यभागी तर उच्चतम व नीचतम तापमानांतील अंतर विशेष प्रकर्षाने जाणवते. अभिसीमांचा विस्तार जास्त असणे हे भूखंडीय जलवायुमानाचे प्रमुख लक्षण व सागरी जलवायुमानापासून ते अतिशय भिन्न आहे, हे दाखविणारे प्रतीक मानले जाते. उत्तर-मध्य आशियात तापमानाची अभिसीमा साधारणपणे ६७ से. असते. उ. अमेरिकेच्या अत्युच्च अक्षवृत्तीय प्रदेशावर ती ५० से. असते. द. गोलार्धात विस्तीर्ण खंड नसल्यामुळे सरासरी तापमानाची अभिसीमा फक्त १७ से.चा मूल्यांक गाठू शकते. प्रारूपिक (नमुनेदार) सागरी जलवायुमान असलेल्या ठिकाणी तापमानाची अभिसीमा ११ से. पेक्षा अधिक नसते. ध्रुवीय अक्षवृत्तांतील सागरी क्षेत्रे मात्र ह्याला अपवाद आहेत. अतिशीत तापमानामुळे हिवाळ्यातच नव्हे, तर बहुतेक सबंध वर्षभर समुद्र गोठलेल्या अवस्थेत असतात. मुबलक प्रमाणात हिमवर्षावही होत असतो त्यामुळे तेथील पृष्ठभाग बहुतेक काळ हिमाच्छादित असतात. प्रारणक्रियेमुळे हिमाच्छादित प्रदेशांतून उष्णता अवकाशात निसटते व हिवाळ्यात हे प्रदेश अतिशय थंड होऊ शकतात. उन्हाळ्यात तापमान वाढते आणि बर्फ वितळू लागते. तथापि संपूर्णपणे बर्फ वितळेपर्यंत पृष्ठभागाचे तापमान हिमबिंदूच्या जवळपासच असते. तापमानाच्या दृष्टीने हिमाच्छादित प्रदेशांचे गुणधर्म विस्तृत भूपृष्ठासारखेच असतात. उच्चतम व नीचतम तापमानांतील अंतर त्यामुळे बरेच जास्त असू शकते. भूखंडीय जलवायुमानाचे दुसरे प्रमुख लक्षण म्हणजे शरत्कालात उन्हाळ्यातून हिवाळ्याकडे जे संक्रमण होते ते अतिशय द्रुतगतीने होते. अयनान्त (सूर्य आपल्या भासमान गतीत खगोलीय विषुववृत्तापासून ज्या वेळी जास्तीत जास्त अंतरावर असतो ती वेळ) झाल्यानंतर अल्पावधीतच तापमान बदलून लवकरच ते त्या ऋतूतील अंतिम सीमा गाठू लागते. ह्या क्रियेला फारसा विलंब लागत नाही. काही उपध्रुवीय प्रदेशांत बरीच सौर ऊर्जा प्रथम तेथील भूपृष्ठावरील हिम आणि बर्फ वितळविण्याच्या कामी खर्च होत असल्यामुळे वसंतकाल थोड्या उशिराने सुरू होतो.

सागरी जलवायुमानात अयनान्तानंतर बऱ्याच कालावधीने तापमान आपल्या ऋतुकालिक अंतिम सीमा गाठते. उ. गोलार्धात महासागरांच्या जलपृष्ठांवर ऑगस्ट हा अनेकदा उच्च तापमानाचा महिना आढळून येतो. प्रचलित वाऱ्यांच्या दिशा आणि सागरी प्रवाहांचे अस्तित्व या दोहोंच्या परिणामांचा विचार केला, तर असे दिसून येईल की, पश्चिमी वाऱ्यांच्या प्रदेशातील एकाच अक्षवृत्तीय पट्ट्यात येणाऱ्या पश्चिमेकडील व पूर्वेकडील भागांच्या जलवायुमानांत उल्लेखनीय फरक असतात. पश्चिम यूरोपात समुद्री वारे शेकडो किमी.पर्यंत आपला प्रभाव दाखवितात. त्यामुळे हिवाळ्यातील तीव्रतेचा अभाव, उन्हाळ्यात शीतल सुखद तापमान, मेघांचा प्रादुर्भाव आणि सबंध वर्षभर अधूनमधून वर्षण अशी तेथील जलवायुमानाची लक्षणे असतात. ह्याच अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यात येणाऱ्या आशिया खंडाच्या पूर्व किनाऱ्यावर आणि लगतच्या भागात अतिशीत शुष्क हिवाळा व प्रखर उन्हाळा व तुरळक पर्जन्य ही संपूर्णतया विरोधी जलवायुमानाची लक्षणे अनुभवास येतात. अमेरिकेच्या उत्तर आणि दक्षिण खंडांत पश्चिमेकडील किनारपट्टीला लागूनच रॉकी व अँडीज पर्वतांच्या उत्तर-दक्षिण रांगा असल्यामुळे समुद्रावरून जमिनीवर येणाऱ्या पश्चिमी वाऱ्यांना अडथळा होतो आणि त्यांचे सुखद परिणाम दूरच्या भूपृष्ठापर्यंत पोहोचत नाहीत.

सागरी जलवायुमानाच्या प्रदेशांवर सर्वसाधारणपणे मुबलक प्रमाणात पर्जन्यवृष्टी होते. सर्वत्र सबंध वर्षभरात पाऊस नियमितपणे पडतोच असे नाही. वृष्टीचे प्रमाण कोणत्या प्रकारच्या अभिसरणाच्या प्रभावक्षेत्रात ते ठिकाण वसले आहे, त्यावर अवलंबून असते. काही ठिकाणी वर्षा ऋतू व शुष्क ऋतू अगदी ठळकपणे अनुभवास येतात. विशेषतः मॉन्सून आणि व्यापारी वाऱ्यांच्या अंमलाखाली येणाऱ्या उष्ण आणि उपोष्ण कटिबंधीय पट्ट्यांतील सागरी जलवायुमानाच्या क्षेत्रात पर्जन्ययुक्त कालावधी आणि कोरड्या जलवायुमानाचे कालखंड स्पष्टपणे प्रत्ययास येतात. भारतीय उन्हाळी (नैर्ऋत्य) मॉन्सूनच्या प्रभावामुळे वार्षिक पर्जन्याच्या अर्ध्याहून अधिक पाऊस भारतातील अनेक ठिकाणी जून ते सप्टेंबर या कालावधीत पडून जातो. पश्चिमी वाऱ्यांच्या अंमलाखाली येणाऱ्या सागरी जलवायुमानाच्या क्षेत्रात मात्र पर्जन्याचे प्रमाण वर्षभर अधिक नियमित असते. मध्य अक्षवृत्तीय पट्ट्यांतील सागरी जलवायुमानाच्या क्षेत्रात एकंदर वार्षिक पर्जन्याच्या प्रमाणात अधिकतम विश्वसनीयता आणि समप्रमाणता आढळते. उपोष्ण कटिबंधातील उच्च वातावरणीय दाबाच्या क्षेत्रांतील काही बेटांवर इतर दृष्टींनी सागरी जलवायुमान असले, तरी वार्षिक पर्जन्याच्या बाबतीत सर्वाधिक प्रमाणात विषमता आढळते. कधीकधी वातावरणीय अभिसरणात होणाऱ्या बदलांमुळे सागरी प्रवाहही स्थानांतर करतात. कोष्टक क्र. ४ मध्ये जगातील काही क्षेत्रांतील उच्चतम व नीचतम तापमानाचे आकडे दिले आहेत. कोष्टक क्र. ५ मध्ये अधिकतम आणि न्यूनतम पर्जन्याचे आकडे दिले आहेत.

कोष्टक क्र. ४. जागतिक तापमानाच्या अतिरेकी सीमा

खंड आतापर्यंत नोंदलेला उच्चतम तापमानाचा अंतिम उच्चांक आतापर्यंत नोंदलेला नीचतम तापमानाचा अंतिम निचांक
स्थळ समुद्रसपाटीपासून उंची (मी.) उच्चतम

तापमान (° से.)

स्थळ समुद्रसपाटीपासून उंची (मी.) नीचतम

तापमान ( से.)

आफ्रिका ॲझीझीया

(लिबिया)

११५·८ ५८·० इफ्रान

(मोरोक्को)

१,६३४·९ –२४·०
अंटार्क्टिका एस्पेरांसा १४·६ व्हॉस्टॉक ३,४१९·९ –८३·३
आशिया जेकबाबाद

(पाकिस्तान)

५६·७ ५२·७ ऑइम्यॅकन

(रशिया)

८००·१ –६७·७
ऑस्ट्रेलिया क्लॉनकरी

(क्वीन्सलँड)

१९२·९ ५३·१ शार्लटखिंड

(न्यू साउथ वेल्स)

–२२·२
यूरोप सेव्हिल (स्पेन) २९·९ ५०·० उश्ट-श्‍चुगॉर (रशिया) ८५·० –५५·०
उत्तर अमेरिका ग्रीनलंडमधील मृत्यूची दरी –५९·१ ५६·७ स्नॅग (यूकॉन प्रदेश) ६४६·२ –६२·८
दक्षिण अमेरिका रीव्हादाव्ह्या

(अर्जेंटिना)

२०५·१ ४८·९ सार्म्येटो (अर्जेंटिना) २६७·९ –३३·०
ओशिॲनिया (सागरी जलवायुमानाचा प्रदेश) निमिआरा (न्यू कॅलेडोनिया) ३९·४ हालेआकाला (हवाई) २,९७१·८ ७·८

 

कोष्टक क्र. ५. जागतिक पर्जन्यवृष्टीच्या अतिरेकी सीमा

खंड

महत्त्म सरासरी वार्षिक पर्जन्य

अल्पतम सरासरी वार्षिक पर्जन्य

स्थळ समुद्रसपाटीपासून उंची (मी.) पर्जन्य (सेंमी.) स्थळ समुद्रसपाटीपासून उंची (मी.) पर्जन्य (सेंमी.)
आफ्रिका डेबूंचा (कॅमेरून) ९.१ १,०२७.६८ वाडी हाल्फा (सुदान) १२५.०० ०.२५
अल् कारिजाह (ईजिप्त) ०.००
अंटार्क्टिका
आशिया चेरापुंजी (भारत) १.३१३.४ १.१४३.०० एडन (अरेबिया द्वीपकल्प) ६.७ ४.५७
ऑस्ट्रेलिया टुली (क्वीन्सलँड) ४५५.४२ मुल्का (दक्षिण  ऑस्ट्रेलिया) १०.२९
यूरोप कर्कव्हाइस (यूगोस्लाव्हिया) १.०१७.१ ४६४.३१ ॲस्ट्राखान (रशिया) १३.७२ १६.२६
उत्तर अमेरिका हेंडरसन सरोवर ६.०९६ ६६५.७३ फर्नेसक्रीक, मृत्यूची दरी (कॅलिफोर्निया) -५९.१३१ ४.५२
दक्षिण अमेरिका कीव्डो (कोलंबिया) ४२.०६ १.०७३.४० आरीका (चिली) २८.९६ ०.०५
ओशिॲनिया (सागरी जलवायुमानाचा प्रदेश) माऊंट वाइआलेआले (हवाई) १,५४८.८६ १,१६८.४० पुआको (हवाई) २२.६८

 

भूखंडीय आणि सागरी जलवायुमानांतील व्यतिरेक (भिन्न स्थिती) पर्जन्य आणि तापमान यांशिवाय हवामानाच्या इतर मूलघटकांतही दिसून येतो. किनारपट्टीवरून भूखंडीय प्रदेशांत जाताना आर्द्रता, पवनवेग आणि मेघांच्या आवरणाचे प्रमाण कमी कमी होते. त्याबरोबरच सूर्यकिरणांची प्रखरता आणि आपात सौर प्रारण वाढते.

४० उ. ते ४० द. या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात खंडांच्या पश्चिम किनारपट्टीवर जलोद्वाहन (पाणी वर उसळून येणे) हा आविष्कार प्रकर्षाने दिसून येतो. प्रचलित वारे जेव्हा पश्चिम किनारपट्टीवरून वाहू लागतात तेव्हा पृथ्वीच्या परिभ्रमणामुळे पवनदिशेपासून सु. ४५ अंशांनी दिक्‌परिवर्तन करणारी (दिशा बदलणारी) प्रेरणा निर्माण होते, तीमुळे समुद्राच्या पृष्ठभागावरील पाणी किनाऱ्यापासून दूर फेकले जाते. त्याची जागा समुद्रपृष्ठापासून सु. १८० मी. इतक्या खोल असलेल्या थरांतील उसळून वर येणारे पाणी घेते. खालच्या थरातील हे पाणी खूपच थंड असते. त्यामुळे पश्चिम किनाऱ्यालगतच्या सागरी प्रदेशांवर कित्येक किमी.पर्यंत थंड व आर्द्र हवा खेळत असते. अशा प्रकारच्या पश्चिमी किनाऱ्यांवर अधिक प्रमाणात धुके निर्माण होते. नैर्ऋत्य आफ्रिका, चिली, पेरू, मोरोक्को व कॅलिफोर्निया यांच्या किनाऱ्यांजवळचे थंड पाणी आणि तेथे वारंवार आढळणारे धुके कुप्रसिद्ध आहे.

दूरस्थ उष्ण समुद्रावरून किनाऱ्याकडे येणारी हवा उत्तरोत्तर कमी तापमानाच्या समुद्रपृष्ठावरून वाहताना क्रमशः थंड होत जाते आणि शेवटी जलबाष्पाने ती परिप्लुत होते. या सर्व घडामोडींचे पर्यवसान धुक्यात होते. वर्षातून साधारणपणे १,००० तास तरी येथील किनारीप्रदेश धुक्याच्या आवरणात अदृश्य झालेले असतात.

स्थूलमानाने पाहिल्यास खंडांच्या पूर्व किनाऱ्यांवर ० ते ४० अक्षवृत्तापर्यंत उष्ण जलप्रवाह दिसून येतात. त्यानंतरच्या उच्च अक्षवृत्तांत थंड प्रवाह आढळतात. खंडांच्या पश्चिम किनाऱ्यावर ० ते २० अक्षवृत्तीय पट्ट्यात मध्यम उष्णतेचे सागरी प्रवाह आढळतात. त्यानंतर २० ते ४० च्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात किनाऱ्याकडून समुद्रावर जाणारे शीत जलप्रवाह आढळतात. ४०अक्षवृत्तानंतर खंडांच्या पश्चिम किनाऱ्यांवरील जलवायुमानावर उष्ण सागरी प्रवाहांचा प्रभाव पडतो.

मध्यम श्रेणीय जलवायुमान आणि सूक्ष्मजलवायुमान : वातावरणविज्ञानात हवामानाच्या अनेक आविष्कारांचा अभ्यास करताना त्या आविष्कारांचा विस्तार व प्रभावक्षेत्र विचारात घेणे आवश्यक असते. आविष्कारांच्या विस्ताराप्रमाणे त्यांचे वर्गीकरण केल्यास वातावरणविज्ञान पाच शाखांत विभागले जाऊ शकते. पहिली शाखा म्हणजे सूक्ष्मवातावरणविज्ञान (मायक्रोमिटिऑरॉलॉजी) होय. यात पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या निकटवर्ती थरात घडून येणारे संक्षोभ, विसरण (रेणू एकमेकांत मिसळणे), बाष्पीभवन, ऊष्मीय स्रोत ह्यांसारखे आविष्कार मोडतात. दुसरी शाखा म्हणजे मध्यम श्रेणीय वातावरणविज्ञान (मेसोमिटिऑरॉलॉजी) होय. यात १६ ते १६० किमी.पर्यंत प्रतीत होणाऱ्या गडगडाटी वादळांच्या मालिका, गारांची वादळे, द्रुतप्रवेगी चंडवात (अल्पावधीत एकाएकी जोरावून नंतरच्या काही मिनिटात क्रमशः मंदावणारा वारा), सागरी वाऱ्यांच्या झुळका, वर्षण-कोशिका (ढगातील वर्षणक्षम भाग) यांच्यासारख्या आविष्कारांचा समावेश केला जातो. तिसरी शाखा म्हणजे सारांशी वातावरणविज्ञान (सिनॉप्टिक मिटिऑरॉलॉजी) ही होय. यात अनेक प्रमाणित हवामाननिरीक्षक वेधशाळांच्या जालिकांनी दिवसाच्या काही विशिष्ट वेळी नोंदलेल्या आविष्कारांचा अभ्यास केला जातो. सर्वसाधारणपणे अशा वेधशाळांमधील अंतर ७५ ते ६०० किमी. इतके असते आणि आविष्कारांचा विस्तार १६० ते १,६०० किमी. इतका असतो. चौथी शाखा स्थूलमानीय वातावरणविज्ञान (मॅक्रोमिटिऑरॉलॉजी) ही होय. यात पृथ्वीच्या वातावरणात घडून येणाऱ्या प्रमुख न्यूनभार तरंग (तरंगाच्या रूपाने वातावरणात परिभ्रमण करणारी कमी दाबाची क्षेत्रे किंवा रॉस्बी तरंग), ह्या तरंगांना अडविणारी उच्च वायुदाबाची क्षेत्रे, स्थूलमानाने अभ्यासिलेले वातावरणीय अभिसरण यांच्यासारख्या घटनांचा विचार करण्यात येतो. वैश्विक वातावरणविज्ञान (कॉस्मिक मिटिऑरॉलॉजी) ह्या पाचव्या शाखेत आपल्या पृथ्वीसभोवतालच्या वातावरणाचा व इतर उपग्रहांवर असलेल्या वातावरणांचा सापेक्षतेने अभ्यास केला जातो. वातावरणविज्ञानाच्या प्रत्येक शाखेत मिळविलेल्या निरीक्षणांचा अभ्यास करताना वेगवेगळे विश्लेषण तंत्र वापरावे लागते.

द्रुतप्रवेगी चंडवात, घूर्णवाती वादळे किंवा टॉर्नेडो, पर्जन्य-कोशिका, धुके, गडगडाटी वादळे ह्यांसारखे कमी प्रभावक्षेत्र असलेले वातावरणीय आविष्कार ७५ ते ६०० किमी. सारख्या दीर्घ अंतरावर स्थापिलेल्या वेधशाळांच्या दृष्टिक्षेपातून निसटणे शक्य असते. त्यामुळे प्रमाणित वेधशाळांच्या निरीक्षणांवर आधारलेली जागतिक जलवायुमानाबद्दल काढलेली अनुमाने किंवा विस्तृत प्रदेशांवर आढळणाऱ्या जलवायुमानाबद्दल केलेली विधाने केवळ स्थूलमानानेच बरोबर असतात.

भूप्रदेशांच्या रचनेचे, भूपृष्ठाच्या गुणधर्मांचे आणि लहानसहान प्राकृतिक लक्षणांचे स्थानिक रीत्या तेथील जलवायुमानावर महत्त्वपूर्ण परिणाम घडून येतात. अनेक किमी. क्षैतिज विस्तार असलेल्या आणि ऊर्ध्व दिशेने काही मी. उंची असलेल्या परिसरात आढळणारी जलवायुमानाची लक्षणे मध्यम श्रेणीय जलवायुमानात मोडतात. विस्तृत क्षेत्रांवर किंवा प्रदेशांवर आढळणाऱ्या स्थूलमानीय जलवायुमानाच्या लक्षणांहून ती अनेकदा स्पष्टपणे वेगळी वाटतात. उंच घरांचा, उंच झाडांचा, हिरवळींचा, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील खाचखळग्यांचा किंवा लहानसहान टेकड्यांचा स्थानिक रीत्या तेथील हवामानावर लक्षवेधी परिणाम होतो. त्यांच्यामुळे सूक्ष्मजलवायुमान निर्माण होते.

मध्यम श्रेणीय जलवायुमान विशेष उंची नसलेल्या पर्वतांच्या लहान रांगा, सरोवरे, नद्या व हिमनद्या आणि त्यांच्या दऱ्या व खोरी  यांमुळे नियमित झालेले असते. आर्द्रतायुक्त वारे मोठ्या पर्वतांच्या रांगांमुळे अडविले गेल्यास पर्वतांच्या वाताभिमुख बाजूलाच बहुतेक पाऊस पडतो आणि वातविमुख बाजूस अतिशय कमी पाऊस पडतो. हाच प्रकार कमीअधिक प्रमाणात लहान पर्वतरांगांच्या बाबतीतही आढळतो. परंतु यापेक्षाही उल्लेखनीय परिणाम तापमान व वाऱ्यांच्या वेगांच्या बाबतीत दिसून येतात. विशेषतः हिवाळ्यात पृथ्वीच्या पृष्ठभागालगतच्या हवेच्या काही थरांत तापापवर्तन निर्माण होते. त्यामुळे उंचीप्रमाणे तापमान कमी न होता वाढत जाते, उदग्र प्रवाह मंदावतात व आकाश निरभ्र राहते. मोठ्या सरोवरांमुळे निरनिराळ्या भागांच्या हवामानावर सुस्पष्ट दिसणारे परिणाम होतात. उन्हाळ्यात सागरी वाऱ्यांच्या झुळुकांप्रमाणे सरोवरांच्या पृष्ठभागावरूनही वाऱ्यांच्या झुळका वाहू लागतात आणि किनाऱ्यालगतच्या प्रदेशांवर गारवा निर्माण करतात. हिवाळ्यात ह्याच सरोवरांवरून थंड वारे वाहू लागतात. अशा वेळी सरोवरांतील पाणी गोठले नसल्यास ही सरोवरे पृष्ठभागांवरून वाहणाऱ्या थंड वाऱ्यांना आपली उष्णता व बाष्प पुरवितात. त्यामुळे प्रतिवाती बाजूच्या प्रदेशांवर अधिक प्रमाणात पाऊस पडतो व त्या शीत प्रदेशांचे सरासरी तापमान वाढते. उच्च अक्षवृत्तांतील सरोवरांतील पाणी गोठून गेल्यास किनारपट्टीवरील प्रदेशांचे उन्हाळ्याच्या प्रारंभीचे तापमान कित्येक दिवस सरासरी तापमानापेक्षा बरेच खाली राहते. गोठलेल्या सरोवरातील पाण्याचे पूर्णपणे द्रवीभवन झाल्याशिवाय तापमानपरिस्थिती पूर्वपदावर येत नाही. ह्याच सरोवरांमुळे निकटवर्ती प्रदेशांवरील शरद ऋतूचाही कालावधी लांबतो.

सूक्ष्मजलवायुमानात आविष्कारांचे क्षैतिज आणि ऊर्ध्व मापप्रमाण मध्यम श्रेणीय जलवायुमानाच्या मापप्रमाणापेक्षा बरेच कमी असते. तथापि अशा लहान क्षेत्रांच्या हवामानावर होणारे सूक्ष्म परिणाम अधिक महत्त्वाचे आणि विशेष उल्लेखनीय असतात. सूक्ष्मजलवायुमानाच्या अभ्यासासाठी निरीक्षक यंत्रे लहान आकारमानाची असावी लागतात आणि ती खूप जवळजवळ ठेवावी लागतात. त्यामुळे पृथ्वीलगतच्या थरांतील हवेच्या गुणधर्मांत क्षैतिज व ऊर्ध्व दिशांनी घडून येणारे बदल कळतात आणि विभिन्न क्षेत्रांवरील सूक्ष्मजलवायुमानातील भेदही अधिक स्पष्टपणे समजतात. वनस्पती, मृत्तिकांची स्थिती व गुणधर्म, विस्तीर्ण भूमिस्वरूप, बांधकामे व इमारती आणि मानवांचे अनेकविध व्यवहार यांसारख्या कारणांमुळे सूक्ष्मजलवायुमानात विकृती घडून येते. कोणत्याही क्षेत्रावरील झाडे, कुंपणे, कुरणे, जमीन नांगरल्यामुळे निर्माण झालेल्या पन्हळीच्या आकाराच्या खाचा, घरे, अस्फाल्ट व काँक्रीटचे पृष्ठभाग, अंतर्वक्र व बहिर्वक्र भूपृष्ठ हे तेथील सूक्ष्मजलवायुमान निश्चित करणारे घटक आहेत. प्रारण विनिमयामुळे पृथ्वीच्या निकटवर्ती वातावरणीय थरांच्या गुणधर्मांवर परिणाम होतात. आकाश निरभ्र असल्यास दिवसा आणि रात्री हवामानाच्या अनेक घटकांत थोड्याशा अंतरावर मोठे बदल झालेले दिसून येतात. आकाश अभ्राच्छादित असल्यास ह्या बदलांच्या अभिसीमा कमी असतात.

सूक्ष्मजलवायुमानाचे स्वरूप बदलणाऱ्या उपरिनिर्दिष्ट महत्त्वाच्या घटकांनंतर वाऱ्यांचा क्रमांक लागतो. वारे अतिमंद गतीने वाहत असताना अनेक ठिकाणी सूक्ष्मजलवायुमानाचे फरक प्रकर्षाने निर्माण झालेले दिसतात. तेच वारे जोराने वाहू लागताच सगळीकडची हवा ढवळून निघते आणि सूक्ष्मजलवायुमानीय फरकांची तीव्रता कमी होते किंवा ते फरक नाहीसे होतात. जलसंतुलन, वर्षण आणि बाष्पीभवन ह्या क्रिया मृत्तिकेचे प्रकार, मृत्तिकेची अवस्था व वनस्पतींचा विस्तार यांवर अवलंबून असतात. लहानसहान क्षेत्रांवर या घटकांत त्वरेने बदल झाल्यास सूक्ष्मजलवायुमानाची अतिरिक्त पण दुय्यम स्वरुपाची क्रमवारी निर्माण होते.

सूक्ष्मजलवायुमानातील फरकांचे अती सुलभतेने उपलब्ध होणारे निर्देशक म्हणजे हवेचे व मृत्तिकेचे तापमान होय. वार्षिक तापमानातील बदल पृथ्वीच्या पृष्ठभागाखालच्या ९ ते १५ मी. खोलीपर्यंत आढळतात. दैनंदिन तापमानातील फरक जमिनीखालच्या पहिल्या ६० सेंमी. जाडीच्या थरातच दिसतात. त्यापलीकडच्या खोल थरांत दिवसाचे व रात्रीचे तापमान जवळजवळ सारखेच असते.

वातावरणीय निरीक्षणांसाठी जगात सर्वत्र तापमान-आर्द्रता-मापकयंत्रे व उपकरणे पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून १·५ ते १·८ मी. उंचीवर असलेल्या ‘स्टीव्हनसन स्क्रीन’ नावाच्या चोहोबाजूंनी हवा येऊन आत खेळती राहील अशा उत्तराभिमुख छिद्रित पेटिकेत ठेवलेली असतात. जगात सर्वत्र मोजले जाणारे उच्चतम व नीचतम तापमान आणि आर्द्रता ही १·५ ते १·८ मी. उंचीवरील हवेची असते. जागतिक जलवायुमानाच्या लक्षणांचा अभ्यास करण्यासाठी वातावरणीय निरीक्षणांत एकसूत्रता व एकप्रमाणता यावी म्हणून वातावरणीय गुणधर्ममापक उपकरणे सर्वत्र एका प्रमाणित उंचीवर असणे आवश्यक असते. पण त्यामुळे दोन मी. उंचीखालील विविध थरांतील हवेचे गुणधर्म कसे बदलतात याचे ज्ञान होत नाही. वास्तविक पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून ४ ते ५ मी. उंचीपर्यंतच्या हवेच्या विविध थरांत उंचीप्रमाणे हवेचे तापमान, वारे, हवेची आर्द्रता हे घटक कसे बदलतात, यांचे ज्ञान होणे अत्यंत आवश्यक असते. प्रायोगिक दृष्ट्या भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती थरांतील जलवायुमानाच्या अभ्यासाला आणखी एक आगळेच महत्त्व आहे. मनुष्यप्राणी ह्याच थरांत वावरत किंवा राहत असतो. त्याला अन्न व जीवनावश्यक वायू पुरविणाऱ्या वनस्पतीही ह्याच थरांत वाढत असतात. विशेषतः बहुतेक सर्व धान्योत्पादक वनस्पती भूपृष्ठापासून २ मी. उंचीखालच्या थरांत वाढत असल्यामुळे १·५ ते १·८ मी.च्या एकाच प्रमाणित उंचीवर ठेवलेल्या उपकरणांनी केलेल्या जलवायुमानविषयक निरीक्षणांचा कृषिव्यवसायातील समस्या सोडविण्यासाठी फारसा अपयोग होऊ शकत नाही. पिकांच्या दृष्टीने जमिनीवरील तापमान, आर्द्रता आणि वारे पृष्ठभागापासून काही मी. उंचीपर्यंत विविध थरांत कसे बदलत असतात आणि ह्या बदलांचा पिकांच्या वाढीवर काय परिणाम होतो, हे माहीत असणे अत्यावश्यक ठरते. त्याचप्रमाणे निरनिराळ्या मृत्तिकांचे गुणधर्म आणि भूतलस्वरूप यांच्यामुळे वर निर्देशिलेले वातावरणीय घटक उंचीप्रमाणे कसे बदलतात, याचेही ज्ञान असणे आवश्यक असते. सूक्ष्मजलवायुमानाच्या अभ्यासाचे मुख्यतः हेच प्रयोजन असते. मोठ्या शहरांतील इमारती, उद्याने, रस्ते, कारखाने वगैरेंमुळे आणि विस्तीर्ण जंगलांमुळे हवामानावर स्थानिक रीत्या परिणाम होतात. ह्या सर्वांचा अभ्यास सूक्ष्मजलवायुमानात मोडतो.

प्रमाणित १·५ ते १·८ मी. उंचीखालील थरांत तापमान उंचीप्रमाणे फार झपाट्याने बदलते. भरपूर प्रमाणात सूर्यप्रकाश उपलब्ध असलेल्या दिवशी खुरट्या गवताने आच्छादिलेल्या जमिनीच्या पृष्ठभागांच्या काही वरच्या व खालच्या पातळींवर तापमानाच्या अभिसीमा मोजल्या असताना जी निरीक्षणे उपलब्ध होऊ शकतात त्याचे लाक्षणिक उदाहरण कोष्टक क्र. ६ मध्ये दिले आहे. यावरून दैनिक तापमानातील बदल भूपृष्ठावरच अतितीव्र स्वरूपात आढळतात. भूपृष्ठापासून सु. एक मी. खोलीपलीकडे त्यांचे अस्तित्व लोपते आणि ऊर्ध्व दिशेनेही ह्या तापमानाच्या अभिसीमा उंचीप्रमाणे हळूहळू कमी होतात, असे आढळून येईल. वरील उदाहरणात पहाटे नीचतम तापमानाच्या वेळी भूपृष्ठाचे तापमान १·५ मी. वरील हवेच्या तापमानापेक्षा २·८ से. ने कमी होते, तर उच्चतम तापमानाच्या वेळी दुपारी भूपृष्ठाचे तापमान १·५ मी. वरील हवेच्या तापमानापेक्षा ५·५ से. ने अधिक होते. भूपृष्ठाच्या स्वरूपाचे आणि तद्‌जन्य औष्णिक गुणधर्माचे भूपृष्ठाच्या तापमानावर मोठ्या प्रमाणावर परिणाम होतात. कोष्टक क्र. ६ मध्ये दिलेली निरीक्षणे भूपृष्ठ तृणाच्छादित असताना केलेली होती. गवताळ भागाच्या अगदी खाली तापमानाची अभिसीमा केवळ ११·१ से. होती. त्याच वेळी काही अंतरावर असलेल्या वनस्पतिरहित शुष्क जमिनीच्या पृष्ठभागावर उच्चतम व नीचतम तापमानांतील फरक ३३·३ से. आढळला.

कोष्टक क्र. ६. तृणाच्छादित भूपृष्ठापासून भिन्न पातळींवर निदर्शनास आलेल्या दैनिक तापमानाच्या अभिसीमा

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील हवा पृथ्वीच्या पृष्ठभागाखालील मृत्तिका
सेंमी. १५२·४० ९१·४४ ५०·८० १०·१६ ५·०८ ५·०८ १०·१६ ५०·८० ९१·४४
दैनिक तापमानाच्या अभिसीमा (० से.) १५·५ १६·७ १७·८ १८·९ २१·१ २३·३ १०·० ६·७ १·१

सूर्यप्रकाश व ऊन प्रखर असताना घरांची अनाच्छादित छपरे, फरसबंदी, रस्त्यांचे पृष्ठभाग, वाहनतळांवर काही काळ उभ्या केलेल्या मोटारींचे किंवा विमानांचे धातवीय बाह्य भाग अतितप्त होऊन अत्युच्च तापमान गाठू शकतात. आजूबाजूच्या हवेच्या तापमानापेक्षा काँक्रीट रस्त्याचे तापमान दिवसा ५·५ से.ने अधिक असते. डांबरी रस्त्याच्या पृष्ठभागाचे किंवा डांबरी छपराचे तापमान १६·७ से. ने अधिक असते, तर उन्हात उभ्या केलेल्या मोटारींच्या छपरांचे तापमान हवेच्या तापमानापेक्षा २२·२ से.ने अधिक होऊ शकते. दिवसा काळ्या मृत्तिकेचे तापमान फिकट रंगांच्या वालुकाकणांच्या तापमानापेक्षा अनेक अंशांनी अधिक असते. हिवाळ्यात हिमावरण उत्तरोत्तर थंड होत जाते आणि हिमपृष्ठ न्यूनतम तापमानाच्या अतिरेकी सीमा गाठते.

सूक्ष्म जलवायुमान व वनस्पती : वनस्पतींनी आच्छादिलेल्या भूपृष्ठामुळे सूक्ष्मजलवायुमानात महत्त्वाचे बदल घडून येतात. शेतातील दाट पिकांचे शेंडे किंवा निबिड अरण्यातील वृक्षांच्या माथ्यांवरील पर्णछत्रे ह्यांमुळे जलवायुमानाच्या दृष्टीने परिणामकारक असा एक नवीनच पृष्ठभाग पृथ्वीपृष्ठापासून काही मीटर उंचीवर निर्माण होतो. त्यामुळे मृत्तिकापृष्ठावर आढळणाऱ्या तापमानाच्या अतिरेकी अभिसीमांचे ह्या उच्च पातळीवरील वनस्पतियुक्त पृष्ठभागावर स्थानांतर होते. जंगलांच्या आतील व पर्णछत्रांच्या खालील हवेत तापमानाच्या फरकांचा अतिरेक मंदावतो. तापमानाची अभिसीमाही पर्णछत्रावर सर्वाधिक असते. त्यानंतर भूपृष्ठाकडे जाताना किंवा हवेत वर जाताना तापमान आणि तापमानाच्या अभिसीमा कमी कमी होत जातात. वन्य प्रदेशात सर्वांत कमी तापमान भूपृष्ठावर आढळते. तापमानाच्या अभिसीमांचे मूल्यही भूपृष्ठावरच कमी असलेले आढळते. आकाश निरभ्र असताना पाइन वृक्षांच्या घनदाट जंगलात दुपारच्या वेळी निरनिराळ्या पातळ्यांवर तापमान कसे बदलते आणि उच्चतम व नीचतम तापमानांतील फरकांचे स्वरूप कसे असते, ते कोष्टक क्र. ७ मध्ये दाखविले आहे.

अनाच्छादित भूपृष्ठ आणि वनस्पतींनी आच्छादिलेले भूपृष्ठ यांचे भौमितिक आकार व भौतिकीय गुणधर्म भिन्न स्वरूपाचे असतात. त्यांच्या सूक्ष्मजलवायुमानावर होणारा परिणाम प्रकर्षाने जाणवतो. वृक्षांच्या माथ्यांवरील पर्णछत्र आपाती सौर प्रारणातील लघू तरंगलांबीचा भाग अनाच्छादित भूपृष्ठापेक्षा अधिक प्रमाणात शोषून घेते. त्यामुळे पर्णछत्रावरील तापमान वाढून ते अनाच्छादित भूपृष्ठापेक्षा बरेच अधिक झाले, तरी पर्णछत्राखालील हवेचे तापमान विशेष वाढत नाही.

कोष्टक क्र. ७  पाइन वृक्षांच्या जंगलात भिन्न पातळ्यांवर आढळणारे तापमान व त्यांच्या अभिसीमा.

जंगलातील भिन्न पातळी दुपारी दोन वाजताचे तापमान (से.) तापमानाच्या दैनिक अभिसीमा (से.)
जंगलातील मृत्तिका तलावर १८·९ ५·५
पृष्ठभागापासून १·८ मी. उंचीवर १९·४ ६·१
झाडांच्या साधारण अर्ध्या उंचीवर २०·० ६·७
झाडांच्या माथ्यावर २२·८ १०·५
झाडांच्या माथ्यावरील हवेत २१·७ ८·९

पर्णछत्र दीर्घ तरंगलांबीच्या प्रारणाच्या बाबतीत बरेच उदासीन असल्यामुळे पर्णछत्राखालील हवेच्या तापमानात मोठे फरक घडून येत नाहीत. यामुळे पर्णछत्राकरवी एक प्रकारचे प्रारणीय संतुलन घडून येते व वन्य प्रदेशात समशीतोष्ण जलवायुमान प्रस्थापित होण्यासाठी अनुकूल परिस्थिती निर्माण होते. याच्या उलट अनाच्छादित मृत्तिका पृष्ठभागांवरील हवेत दिवसाच्या व रात्रीच्या तापमानांत फार मोठा फरक आढळून येतो. पर्णाच्छादित वन्य प्रदेशांवर अनेकदा दव पडलेले आढळते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून उत्सर्जित झालेल्या दीर्घ तरंगलांबीच्या प्रारणापैकी २० ते ३० टक्के प्रारण हे दवबिंदू शोषून घेतात आणि अवकाशात निसटून तेथे विसर्जित होणाऱ्या प्रारणाला अडसर घालतात व हवेच्या तापमानाला अतिशीतितावस्थेपर्यंत पोहोचू देत नाहीत. वनस्पतींच्या उष्णतासंतुलनाच्या बाबतीत ही क्रिया अत्यंत महत्त्वाची आहे. वृक्षांच्या अनेक पर्णतलांवरून होणाऱ्या बाष्पीभवनाचा मात्र उष्णतासंतुलनावर अतिशय प्रतिकूल परिणाम होतो. अशा बाष्पीभवनामुळे बऱ्याच उष्णतेचा ऱ्हास होतो.

वनस्पतींच्या आच्छादनाचे पृथ्वीच्या जलावर्तनावर अतिदूरगामी परिणाम होतात. चयापचय (सजीवांच्या शरीरात होणाऱ्या रासायनिक व भौतिक घडामोडी) व बाष्पोत्सर्जन ह्यांसारख्या महत्त्वाच्या क्रियांसाठी वनस्पती फार मोठ्या प्रमाणावर पाणी वापरून पाण्याचा ऱ्हास करतात. हे जरी खरे असले, तरी झाडांच्या बुंध्यांमुळे व पानांच्या आच्छादनामुळे पुराचे पाणी वाहून जाण्याला प्रतिरोध होतो, मृत्तिकेच्या अपक्षरणाचे (झीज होण्याचे) संकट टळते आणि बाष्पीभवनाच्या क्रियेला मंदपणा येतो. शेतांमधील जमीन पालापाचोळ्याने झाकलेली अनेकदा आढळते, ती एक परंपरागत चालत आलेली शेतकी व्यवसायातील उपयुक्त प्रथा आहे. त्यामुळे बाष्पीभवनाची त्वरा कमी होते आणि मृत्तिकेचे तापमान चरमसीमा गाठण्याची शक्यताही कमी होते. विस्तृत क्षेत्रावरील पर्णछत्र संपूर्णतया काढून टाकले, तर अनाच्छादित झालेले मृत्तिकापृष्ठ तापमानाच्या अतिरेकी वा अंत्यसीमा गाठू शकेल. मृत्तिकेतील आर्द्रता वातावरणात निघून जाऊन जमीन अतिशुष्क व ठिसूळ होईल. त्या जमिनीतून निघालेले धूलिकण वाऱ्याबरोबर इतस्ततः पसरतील व दृश्यमानता मंदावेल. याच्या उलट जमिनीवर कायम स्वरूपाचे वनस्पतींचे आच्छादन असले, तर त्या जमिनीचे स्थायिक तापमान अतिरेकी सीमा गाठणार नाही. निकटवर्ती वातावरणीय थरांत जलबाष्पाचे प्रमाण वाढेल व धूलिवादळांचे प्रमाण कमी होईल. विस्तृत प्रदेशांवर जंगले पद्धतशीरपणे वाढविली, तर निश्चितपणे मध्यम प्रमाणात पर्जन्यवृद्धी होते, असे काही आधुनिक प्रयोगान्ती सिद्ध झाले आहे. विस्तृत जंगलांमुळे वसंत ऋतूत हिमाच्छादित प्रदेशावरील बर्फ वितळण्याच्या क्रियेस विलंब होतो. त्यामुळे पर्वतमय प्रदेशात पुराचे धोके कमी होतात. पर्वतांच्या उतरणीवर झाडे किंवा झुडपे नसली, तर वसंत ऋतूत उच्च पातळीवरील बर्फ वितळल्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर पाणलोट निर्माण होतात आणि ते पाणी इतक्या शीघ्रगतीने वाहू लागते की, त्यामुळे नीच पातळीवरील प्रदेशात महापुराच्या संकटाची शक्यता वाढते.

झाडांच्या पर्णछत्रांचे संरक्षण मिळाल्यामुळे रात्री जंगलातील हवेचे तापमान जंगलाबाहेरील अनाच्छादित पृष्ठभागावरील हवेच्या तापमानापेक्षा अधिक असते. त्यामुळे वन्य प्रदेशावर रात्री न्यून वायुभाराचे क्षेत्र निर्माण होते आणि बाहेरील थंड हवा जंगलांच्या दिशेने येऊन तेथील हवेत गारवा आणते. याच्या उलट दिवसा जंगलातील हवेच्या तापमानापेक्षा बाहेरील शुष्क मृत्तिकापृष्ठावरील हवेचे तापमान अधिक असल्यामुळे तेथे न्यून वायुभारक्षेत्र निर्माण होते आणि जंगलातील शीत व आर्द्रतायुक्त हवा तप्त जमिनीच्या प्रदेशाकडे येऊन तेथील हवेत शीतलता निर्माण करते. अशा रीतीने जंगले आणि त्यांचा आसमंतातील प्रदेश यांच्यावरील हवेतील तापमानभिन्नता व तज्जन्य वायुभारभिन्नता पृथ्वीपृष्ठाच्या निकटवर्ती वातावरणीय थरांत मंदगतीचे अभिसरण निर्माण करू शकते. सागरी वाऱ्यांच्या निर्मितीसारखाच हा प्रकार असतो. येथे जंगले सागरांची भूमिका घेतात [→ वारे].

निकटवर्ती थरांतील वायुवहनावर भूतल स्वरूपाचे उल्लेखनीय परिणाम होतात, ते कमी करण्यासाठी पृथ्वीपासून साधारणपणे १० मी. उंचीवर ठेवलेल्या उपकरणांकरवी पवनदिशा व पवनवेग मोजतात आणि ह्याच मूल्यांचा हवामानाचे अंदाज करण्यासाठी उपयोग करतात. ३० मी. उंचीच्या खालील विविध सूक्ष्मजलवायुमानीय थरांत वाऱ्यांच्या दिशा आणि वेग भूपृष्ठाच्या खडबडीतपणावर अवलंबून असतात. विमानतळावरील धावपट्टीसारख्या सपाट भूपृष्ठावर अगदी खालच्या थरांत उंचीप्रमाणे वाऱ्यांचा वेग लॉगरिथमी नियमाप्रमाणे वाढतो. उदा., धावपट्टीपासून ०·३ मी. उंचीवर पवनवेग जर ताशी ८ किमी. असला, तर ३·० मी. उंचीवर तो ताशी १६ किमी. असतो व ३० मी. उंचीवर पवनवेग ताशी २४ किमी. असतो, असे आढळले आहे. भूपृष्ठ जर खडबडीत किंवा ओबडधोबड असेल, तर त्यावरून वाहणाऱ्या वाऱ्यांना घर्षणाचा विरोध होतो. त्यामुळे प्रवाहात संक्षोभ व अनेक आवर्त निर्माण होतात. उंचसखल पृष्ठभागामुळे पवनदिशा व पवनवेग यांवर होणारे परिणाम भूपृष्ठापासून साधारणपणे ९०० मी. उंचीपर्यंत प्रत्ययास येतात. ९०० मी. जाडीच्या ह्या थराला ‘घर्षणी थर’ असे नाव आहे.

वनस्पतींनी आच्छादिलेल्या प्रदेशात पर्णछत्राखालील वातावरणीय थरांत वाऱ्यांचा वेग बाहेरील वनस्पतिरहित जमिनीवरील वायुवेगापेक्षा खूपच कमी असतो. १५ ते १८ मी. उंच वाढलेल्या पाइन वृक्षांच्या जंगलात पर्णछत्राखालील थरांत भूपृष्ठापासून निरनिराळ्या उंचीवर वायुवेगाचे वितरण कशा प्रकारे होते, ते कोष्टक क्र. ८ मध्ये दाखविले आहे. वन्य प्रदेशांतील भूपृष्ठाच्या अगदी निकटवर्ती थरांत पवनवेग खूपच कमी होतो. अनेकदा निर्वात परिस्थिती निर्माण होते. ह्या घटनेचा महत्त्वाचा फायदा होतो. जंगलातील भूपृष्ठावरील हवेच्या थरांतील जलबाष्प तेथेच टिकून राहते. बाष्पीभवनही कमी प्रमाणात होते. द्रुतगती वाऱ्यांबरोबर अनाच्छादित भूपृष्ठावरील जलबाष्प दुसरीकडे निघून जाते. ते भूपृष्ठ उत्तरोत्तर शुष्क होते. वन्य प्रदेशातील भूपृष्ठावर हा प्रकार बहुधा संभवतच नाही. पवनवेग मंद व्हावा व शेतातील आर्द्रता टिकून रहावी म्हणून प्रचलित पवनदिशेला अभिमुख राहील अशा दिशांनी शेताच्या बाहेरील बाजूस वनस्पतींचे कुंपण उभारतात किंवा उंच वाढणाऱ्या झाडांच्या रांगा लावतात.

कोष्टक क्र. ८.  पाइन वृक्षांच्या जंगलात आढळलेले पवन वेगांचे वितरण

पवन वेग मापकाची उंची (मी.) झाडांच्या विस्तारांमधील स्थान सरासरी पवनवेग किमी./तास
१६·८५

१३·६०

१०·५५

७·४०

४·२५

१·१०

पर्णछत्रावरील हवेत

पर्णछत्राच्या  माथ्यावरील

पातळीवर

झाडांच्या शेंड्यांमधील हवेत

झाडांच्या बुंध्यांमधील हवेत

जमिनीच्या  पृष्ठभागापासून

थोड्या उंचीवर

५·८

३·२

२·४

२·४

२·१

अशा वनराईच्या वातरोधी संरक्षक पट्ट्यांमुळे शेतांवरील सूक्ष्मजलवायुमानात इष्ट बदल घडून येऊन शेतीच्या कार्यात निःसंशयपणे फायदा होतो. कुंपणांमुळे वाऱ्यांचा वेग निश्चितपणे कमी होतो. कुंपणाची उंची तीन मी. असली आणि त्यावर आदळणाऱ्या वाऱ्यांचा वेग ताशी १६ किमी. असला, तर अधोगामी दिशेत १५ मी. अंतरावर साधारणपणे तो ताशी ५·६ किमी., ३० मी. अंतरावर ताशी ८·० किमी. व ६० मी. अंतरावर ताशी १०·५ किमी. असा असतो. त्याचप्रमाणे वनराईच्या वातरोधी संरक्षक पट्ट्यामुळेही अधोगामी दिशेत निरनिराळ्या अंतरांवर विशिष्ट प्रमाणात वाऱ्यांचा वेग मंदावतो. हे प्रमाण झाडांच्या उंचीवर अवलंबून असते. उदा., झाडांच्या उंचीच्या ५ पट अंतरावर पवनवेग ६५ टक्क्यांनी मंदावतो, तर झाडांच्या उंचीच्या १० पट अंतरावर ५० टक्क्यांनी आणि २० पट अंतरावर ३५ टक्क्यांनी पवनवेग मंदावतो. यावरून एक महत्त्वाचे अनुमान निघते. एखाद्या मोठ्या क्षेत्रावर जर झाडांच्या उंचीच्या दहापट अंतरावर प्रचलित पवनदिशेशी काटकोन करणाऱ्या दिशेत झाडांच्या अनेक रांगा लावल्या आणि मधल्या जागेवर पिके लावली, तर त्यांवरून वाहणारा वारा झाडांच्या प्रत्येक रांगेपाशी येताच आपला अर्धा वेग गमावून बसेल. काही रांगांनंतर तो क्षीण होईल. तेथील तापमान बरेच कमी राहून आर्द्रताही दीर्घकालपर्यंत टिकेल. पिकांच्या दृष्टीने ही वातावरणीय परिस्थिती अत्यंत अनुकूल असते. शेताच्या बाहेर झंझावाती वारे घोंघावत असले, तरी शेताच्या आत झाडांच्या काही रांगांनंतर वारे क्षीण झालेले असतील.

सूक्ष्मजल वायुविज्ञान व भूतल स्वरूप : छोट्या टेकड्या, भूपृष्ठाचे चढ-उतार, त्यांचे नतिकोन आणि त्यांची दिक्‌स्थिती यांचेही स्थानिक रीत्या भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती थरांतील हवामानावर उल्लेखनीय व महत्त्वाचे परिणाम होतात. हे परिणाम सूक्ष्मजलवायुमानात मोडतात. भूपृष्ठ साधारणपणे समतल असले, तरी त्यावरील खळग्यांत रात्रीच्या वेळी कमी तापमान आढळते. खळगे किंवा खोरी यांच्या उतरणीवरील थंड व जड हवा खाली उतरते आणि तेथील मंदोष्ण व हलक्या हवेच्या तळाशी जाऊन त्या हवेला ऊर्ध्व गती देते. दऱ्याखोऱ्यांच्या किंवा खाचखळग्यांच्या तळपृष्ठावरील हवा हिवाळ्यातील रात्री खूपच थंड होते. हे नीचतम तापमान दवबिंदूच्या खाली गेल्यास तेथे धुके किंवा हिमतुषार यांसारखे आविष्कार दृग्गोचर होतात. साधारणपणे वर्तुळाकार समरूपता असलेल्या शंक्वाकार लहान टेकड्यांच्या अनेक भागांचे तापमान दिवसा मोजले, तर पश्चिमेकडील नत पृष्ठभागांचे (उतरत्या पृष्ठभागांचे) तापमान पूर्वेकडील नत पृष्ठभागांच्या तापमानापेक्षा अधिक असल्याचे आढळून येते. सर्वोच्च तापमानही पश्चिमाभिमुखी नत पृष्ठावरच आढळते. स्थूलमानीय जलवायुमानात मोठ्या व उंच पर्वतांच्या रांगांच्या वाताभिमुख बाजुला अधिक पर्जन्यवृष्टी होते व वाताभिमुख भाग कोरडे राहतात,

हा नित्य अनुभव आहे. लहान लहान टेकड्यांमुळे अस्तित्वात आलेल्या सूक्ष्मजलवायुमानात वेगळा प्रकार आढळतो. येथील हवेला नत पृष्ठावरून चढावी लागणारी उंची इतकी कमी असते की, याबाबतीत हवेच्या अक्रमी शीतलीकरणाचा, परिप्लुततेचा व परिणामी पर्जन्याचा प्रश्नच उद्‌भवत नाही. अशा क्षेत्रावरील पर्जन्यवितरण तेथील पवनवेगावर अवलंबून असते. साधारणपणे लहान टेकड्यांच्या वाताभिमुख नत पृष्ठांच्या शेंड्यावरील भागावर आणि टेकड्यांच्या दोन्ही बाजूंच्या क्षेत्रावर प्रवाहरेषा एकत्र येऊन गर्दी करतात. तेथे पवनवेग अधिकतर असतो. वातविमुख बाजूला पवनवेग खूप कमी होतो. ह्या क्षेत्रात प्रवाहरेषा स्पष्टपणे दिसत नाहीत. त्यांत अनेक सौम्य आवर्त निर्माण झालेले दिसतात. ज्या क्षेत्रात वाऱ्यांचा वेग मंद असतो, अशा आवर्तमय भागातच जास्त प्रमाणात पाऊस पडतो. जेथे पवनवेग अधिकतम असतो तेथे अतिशय थोडा पाऊस पडतो. अशा रीतीने लहान टेकड्यांच्या वातविमुख बाजूला म्हणजे टेकड्यांच्या मागील बाजूस पाऊस अधिक पडतो. स्थूलजलवायुमानीय परिस्थिती आणि सूक्ष्मजलवायुमानीय परिस्थिती या दोहोंमध्ये हा एक अत्यंत महत्त्वाचा फरक आहे. शीत कटिबंधात जी हिमवृष्टी होते तीमुळे झाडे, खडक किंवा घरे यांच्या वातविमुख म्हणजे मागील बाजूच्या वातरहित क्षेत्रात अधिक बर्फ साचलेले दिसते, त्याचे कारण हेच होय.

दिवसा आपाती सौर प्रारणामुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग खूपच तप्त होतो. भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती असलेले वायुरेणूही तापतात. ते इतस्ततः फिरू लागतात व इतर रेणूंना आपली उष्णता देतात. अशा रेणवीय ऊष्मीय संवहनामुळे भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती हवेचे थरही तापतात. भूपृष्ठापासून साधारणपणे ३० सेंमी. उंचीवरच्या थरातच ही क्रिया प्रकर्षाने दिसून येते. कधीकधी उंचीप्रमाणे तापमान ऱ्हासाचे प्रमाण ह्या थरात १ से./३ सेंमी. इतके अधिक असते. वातावरणात जोपर्यंत ३४ से./किमी. सारखा किंवा त्यापेक्षा कमी तापमान ऱ्हास प्रस्थापित झालेला असतो तोपर्यंत उंचीप्रमाणे हवेची घनता विशेष वाढत नाही पण जेव्हा तापमान ऱ्हास ३४ से./किमी.ची सीमा ओलांडतो तेव्हा उंचीप्रमाणे हवेची घनता वाढते. त्याचप्रमाणे भूपृष्ठाला लागून असलेल्या हवेच्या नीचतम थरांचा प्रकाशीय प्रणमनांकही (दोन निरनिराळ्या माध्यमांतील प्रकाशाच्या वेगांचे गुणोत्तरही) वाढतो. ह्या सर्व घटनांमुळे दुपारी अतितप्त झालेल्या डांबरी किंवा सिमेंटच्या रस्त्यांच्या, वाळवंटांच्या किंवा टणक खडकाळ जमिनींच्या पृष्ठभागावर मृगजळासारखे आविष्कार दृष्टोत्पत्तीस येतात. उन्हाळ्याच्या दिवसांत हा सूक्ष्मजलवायुमानाचा आविष्कार प्रकर्षाने दिसून येतो.

भूपृष्ठ दिवसा जसे खूप तापते तसे रात्री ते खूपच थंड होते परंतु रात्री निकटवर्ती थरांतील हवेत उष्णता काही काळ टिकून राहिल्यामुळे निर्वात निरभ्र रात्री वातावरणाच्या अगदी तळाच्या थरांत तापापवर्तन निर्माण होते व तीव्र हिवाळ्यात धुके किंवा हिमतुषारासारखे आविष्कार संभवतात. नांगरलेल्या भूपृष्ठावर हिवाळ्यात धुके किंवा हिमतुषाराचा आविष्कार आढळतो.

तापमानाप्रमाणेच वातावरणीय जलबाष्पाचे प्रमाणही ऊर्ध्व दिशेने भूपृष्ठाला लागून असलेल्या हवेच्या थरांत उंचीप्रमाणे त्वरेने बदलते. वातावरणात शिरणाऱ्या सर्व जलबाष्पाचे उगमस्थान भूपृष्ठच असल्यामुळे सर्वाधिक निरपेक्ष आर्द्रता भूपृष्ठावरच आढळते.  भूपृष्ठावर दव पडले किंवा जलपृष्ठभागावरून भूपृष्ठाकडे आर्द्रतायुक्त वाऱ्यांचे अभिवहन झाले, तरच भूपृष्ठापासून काही उंचीवरील थरांत सर्वाधिक निरपेक्ष आर्द्रता आढळते. वातावरणीय तापमान आणि वातावरणातील जलबाष्पाचे प्रमाण या दोहोंवर सापेक्ष आर्द्रतेचे मूल्य अवलंबून असले, तरी भूपृष्ठाजवळील थरांतील हवेची सापेक्ष आर्द्रता सर्वसाधारणपणे वाढत्या उंचीप्रमाणे कमी होते. भूपृष्ठापासून ५ सेंमी. व २०० सेंमी. उंच असलेल्या हवेच्या थरांतील सापेक्ष आर्द्रतेत ४० टक्क्यांचा फरक असू शकतो. दुपारी भृपृष्ठ खूपच तापलेले असते आणि त्यावरच्या थरांतील हवेचे तापमान उंचीप्रमाणे झपाट्याने कमी होऊ लागते. त्यामुळे दुपारचे काही थोडे तासच सापेक्ष आर्द्रता उंचीप्रमाणे वाढते.

तापमान आणि आर्द्रता यांच्या प्रमाणेच भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती हवेच्या थरांत वाऱ्याच्या वेगात त्वरेने बदल होतात. पृष्ठभागाशी होणाऱ्या घर्षणामुळे पृष्ठीय वाऱ्यांची गती मंदावते. भूपृष्ठापासून ऊर्ध्व दिशेने हवेच्या थरांचे जसजसे अंतर वाढते तसतसे घर्षण कमी होऊ लागते व त्या थरांतील वाऱ्यांचा वेग वाढतो. वातावरणाच्या नीचतम थरांतच ऊर्ध्व दिशेने पवनवेगात उंचीप्रमाणे झपाट्याने वाढ होते. भूपृष्ठावरून वाहणारे वारे कधीकधी इतके मंदावतात की, त्यामुळे अनेकदा निर्वात अवस्था निर्माण होते. निर्वात अवस्थेची वारंवारता भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती थरांत सर्वाधिक असते. भूपृष्ठापासून वाढत्या उंचीवरील थरांत ती कमी होत जाते. रात्रीच्या कालखंडात पवनवेग मंदावतो. त्यामुळे निर्वात अवस्थांची वारंवारता रात्रीच वाढलेली आढळते.

शहरी जलवायुमान : मानवाच्या विविध उद्योगांमुळे वातावरणीय परिसरात महत्त्वाचे बदल घडून येतात, त्यांचे तेथील सूक्ष्म-जलवायुमानावर स्थानिक रीत्या परिणाम होतात. पर्जन्यवृष्टीत खंड पडला की, कालव्यांनी शेतांना पाणी पुरविणे, जमिनीतील जलबाष्प टिकून रहावे म्हणून ती पालापाचोळ्याने झाकणे, हिमतुषारांपासून व तीव्र थंडीपासून पिकांचे संरक्षण व्हावे म्हणून संध्याकाळी त्यांच्यावर पाणी शिंपडणे किंवा धुराचा थर निर्माण करणे, प्रकाशसंश्लेषणाची त्वरा वाढविण्यासाठी पिकांना अधिक उष्णता व सूर्यप्रकाश मिळावा म्हणून प्रकाश परावर्तकांची विशिष्ट रीतीने मांडणी करणे, फळबागांतून उष्ण हवा खेळविणे, मोठ्या पंख्यांच्या साह्याने हवेचे झोत पाठवून भूपृष्ठावरच्या हवेतील तापापवर्तन नाहीसे करणे इत्यादिकांसारखे कृत्रिम उपाय योजून मानव लहान क्षेत्रावरील हवामानात व जलवायुमानात इष्ट बदल घडवून आणू शकतो. तथापि काही वेळा मानवाच्या व्यवहारांमुळे अभावितपणे विस्तृत क्षेत्रावरील जलवायुमानात बदल होतात. याचे एक विशेष उदाहरण म्हणून मानवाच्या शहरी वसाहतींमुळे सूक्ष्मजलवायुमानावर होणाऱ्या परिणामांचे देता येईल.

जगात सर्वत्र शहरांची संख्या फार झपाट्याने वाढत आहे. १९७१ सालच्या अंदाजाप्रमाणे पाच हजारांची लोकसंख्या असलेल्या शहरांत जगातील ३० टक्के लोक रहात आहेत, तर एक लाखाहून अधिक लोकसंख्या असलेल्या मोठ्या शहरांत जागतिक लोकसंख्येचा १८ टक्के भाग रहात आहे. हे नागरीकरण सारखे वाढतच आहे. नागरीकरणामुळे मोकळी क्षेत्रे, शेती व जंगले यांच्या जागी घरे, कारखाने, उंच इमारती आणि पोलाद, दगड, काँक्रीट, खडी व तत्सम वस्तूंनी बनविलेले असंख्य अभेद्य आणि अप्रवेश्य पृष्ठभाग अस्तित्वात आले आहेत. स्पंजासारखी संरचना असलेल्या निसर्गदत्त मृत्तिकेच्या मृदू पृष्ठभागांची जागा जर संपूर्णपणे जलनिःसारित डांबरी किंवा काँक्रीट रस्त्यांच्या पृष्ठभागांनी, घरांच्या भिंतींनी किंवा अप्रवेश्य छपरांसारख्या पृष्ठभागांनी घेतली, तर कालांतराने तेथील सूक्ष्मजलवायुमानीय परिस्थिती वाळवंटी प्रदेशांवर आढळणाऱ्या जलवायुमानासारखी होईल, हे उघड आहे. शहरे जसजशी वाढतात तसतशी मोटारींसारखी स्वयंचल वाहने, घरगुती चुली आणि प्रचंड औद्योगिक भट्ट्या यांतून बाहेर पडणाऱ्या असंख्य वस्तुकणांची वातावरणात भर पडत जाते. ह्या सर्व घटनांमुळे जलवायुमानाच्या बहुतेक सर्व मूलघटकांत उल्लेखनीय बदल घडून येतात.

शहरांवरील हवेमध्ये प्रत्यही असंख्य वायुरूप व घनरूप पदार्थांच्या अतिसूक्ष्म कणांची भर पडत असते. निलंबित अवस्थेत हे कण इतस्ततः भ्रमण करीत असतात. ह्या कणांमुळे शहरी हवेचे संघटन बदलते. निलंबित अवस्थेतील काही वस्तुकण अपायकारक असतात, तर इतर कण सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली चालू राहणाऱ्या प्रकाशरासायनिक विक्रियांमुळे नंतर अपायकारक बनतात. भूपृष्ठीय वाऱ्यांची गती मंद झाली, भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती वातावरणीय थरांत तापापवर्तन निर्माण झाले व यांच्याच जोडीला आकाश निरभ्र असले तर क्षोभकारी सधूम धुक्याचा उद्‌भव होतो. तापापवर्तनामुळे उदग्र प्रवाहांचे अस्तित्व लोपते व भूपृष्ठाजवळील थरांचे स्थिर स्वरूपाचे स्तरीकरण होते. त्यात प्रदूषक वस्तुकण एकसारखे  जमा होत जातात. वाऱ्यांचा जोर व संक्षोभ वाढला किंवा पृष्ठभागांचे तीव्र तापन होऊन हवेत उदग्र प्रवाह निर्माण झाले किंवा जोराची पर्जन्यवृष्टी झाली, तरच हे मोठ्या संख्येने एकत्रित झालेले अपायकारक कण संनयनी प्रवाहांमुळे विखुरले जातात, विरळ होतात किंवा भूपृष्ठावर परत येतात. शहरात द्रुतगती वारे संभवनीय नसतात. उंच इमारतींमुळे भूपृष्ठावरील किंवा रस्त्यावरील वाऱ्यांची गती खूपच क्षीण होते. शहरात गर्दी करून जवळजवळ बांधलेल्या इमारतींच्या क्षेत्रात प्रारणशील प्रक्रियांचा प्रभावी पृष्ठाभाग म्हणजे इमारतींचे छप्पर हाच असतो. भूपृष्ठापर्यंत सूर्यकिरण क्वचितच दीर्घकालपर्यंत पोहोचतात. ह्या दोन कारणांमुळे पृष्ठाभागाजवळील हवेचे सूर्यप्रकाशाकडून शुद्धीकरण किंवा बाहेरून येणाऱ्या विशुद्ध हवेच्या जोरदार झोतामुळे तिचे पुनःस्थापन क्वचितच होते व शहरातील मध्यवर्ती भागातील हवा उत्तरोत्तर प्रदूषितच होत राहते. मोठमोठ्या औद्योगिक शहरांत प्रतीवर्षी दर चौ. किमी. भूपृष्ठावर शेकडो टन धूलिकण येऊन बसतात. औद्योगिकीकरणामुळे शहरी परिसराचे किती प्रचंड प्रमाणावर प्रदूषण होत असते, याची ह्यावरून कल्पना येईल.

शहरी क्षेत्रावरील हवेतील अनेक धूम्रकण आर्द्रताग्राही असल्यामुळे परिप्लुत अवस्था निर्माण होण्यापुर्वीच हे कण जलबाष्पाच्या संद्रवण क्रियेस योग्य अशी केंद्रके म्हणून उपयुक्त होतात. त्यामुळे हवेत तापमान दवांकाखाली घसरल्यास अनेकदा धुके निर्माण होते व दृश्यमानता कमी होते. काही कारखान्यातील एंजिनांतून होणाऱ्या निष्कासनामुळे (इंधन-ज्वलनातून निर्माण होणारी वायुरूप द्रव्ये बाहेर पडण्यामुळे) किंवा काही औद्योगिक प्रक्रियांमुळे प्रत्यक्ष पाण्याची वाफच मोठ्या प्रमाणावर उत्सर्जित होऊन ती हवेत मिसळते आणी धुक्याची वारंवारता वाढविते. शहरी क्षेत्रावर पडणाऱ्या धुक्याच्या दिवसांची संख्या ग्रामीण भागात धुके पडणाऱ्या दिवसांच्या संख्येपेक्षा दहा पटींनी अधिक असते.

शहरी हवेच्या प्रदूषणामुळे सूर्यापासून मिळणाऱ्या प्रारणाच्या तीव्रतेत १५ ते २० टक्क्यांनी घट होते. जंबुपार (वर्णपटातील जांभळ्या रंगापलीकडील अदृश्य) प्रारणातच विशेषतः ही घट दिसून येते. विशेषेकरून जेव्हा सूर्य क्षितिजाजवळ असतो तेव्हा आपाती जंबुपार प्रारणाचे प्रमाण अत्यल्प असते. एकंदरीने पाहता, केवळ सौर किरणांमुळे शहरी हवेच्या विशुद्धीकरणाची संभाव्यता कमीच असते.

ग्रामीण भागांपेक्षा शहरी क्षेत्रांवरील तापमान अधिक असते, असे जलवायुमानासंबंधीच्या संकलित माहितीवरून स्पष्टपणे दिसते. विशेषतः रात्रीच्या वेळी शहरी नीचतम तापमानात ठळकपणे वाढ झालेली दिसून येते. सरासरीने पाहता शहरी क्षेत्रांवरील दैनिक तापमान बाहेरील मोकळ्या प्रदेशावरील दैनिक तापमानापेक्षा १ ते २ से. ने अधिक असते. वारा नसलेल्या निरभ्र रात्री तर ग्रामीण नीचतम तापमानापेक्षा शहरी नीचतम तापमान ४ ते ६ से. ने अधिक झालेले दिसते. समशीतोष्ण कटिबंधातील बहुतेक शहरांच्या वार्षिक सरासरी तापमानात ०·५ ते १·२५ से. ची जी वाढ झाली आहे, ती बव्हंशी नागरीकरण व औद्योगिकीकरण यांमुळेच होय. ज्या दिवशी कारखाने व गिरण्या बंद असतात त्या दिवशी तापमानातील वाढ निम्म्याने घटते, असे अनेक निरीक्षणान्ती आढळले आहे.

आ. १५. नागरी ऊष्मीय द्वीप : ग्रामीण व नागरी तापमानांतील फरक निरनिराळ्या समतापरेषांनी दाखविला आहे.

ग्रामीण प्रदेशापेक्षा शहरांतील दैनिक उच्चतम तापमान १–२ से. ने अधिक असते, तर नीचतम तापमान १–९ से. ने अधिक असते. ह्या सर्वांचा परिणाम म्हणजे भूपृष्ठावर अनेक ठिकाणी ‘नागरी ऊष्मीय द्वीपे’ निर्माण होतात. असेच एक नागरी ऊष्मीय द्वीप आ. १५ मध्ये दाखविले आहे. सर्वाधिक तापमान शहराच्या मध्यवर्ती भागात आढळते. बाह्य सीमेजवळील क्षेत्रावरील आणि मोकळ्या प्रदेशावरील सरासरी तापमानांत फार थोडा फरक असतो. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशातील शहरांत उन्हाळा प्रकर्षाने जाणवतो व हिवाळ्याची तीव्रता मंदावते. मध्यम व शीत कटिबंधीय प्रदेशांतील शहरांत हिमांकाच्याखाली गेलेल्या तापमानाच्या दिवसांची संख्या कमी होते आणि हिमावरणाचा कालावधीही कमी होतो.

पृष्ठभागीय वारे क्षीणगती असले, तरच नागरी ऊष्मीय द्वीप प्रस्थापित होणे शक्य असते. पृष्ठभागीय वाऱ्यांचा वेग दर सेकंदाला ७ मी. पेक्षा (किंवा १४ नॉटपेक्षा) अधिक झाला, तर हे तापमान वितरण नाहीसे होते आणि शहरी क्षेत्रावर एकरूप तापमान परिस्थिती निर्माण होते पण असे द्रुतगती वारे कमीच येतात. साधारणपणे शहरी क्षेत्रावर येताच तेथील पृष्ठभाग वायूंच्या गतीच्या दृष्टीने खडबडीत असल्यामुळे पवनवेगात २०–३० टक्क्यांची घट होते. रात्री पवनवेग आणखी कमी होतो. त्यामुळे बहुतेक सर्व काळ सर्वच शहरांत नागरी ऊष्मीय द्वीपे प्रस्थापित झालेली दिसतात.

शहरातील ज्या भागात उंच घरे व इमारती बांधल्या गेल्या आहेत, तेथे छपरांच्या उंचीपर्यंतच्या हवेच्या विविध थरांतील पवनवेग पुष्कळच कमी होतो. कधीकधी एकचतुर्थांशापेक्षा अधिक प्रमाणात पवनवेगात घट झालेली दिसून येते. तथापि सूर्य प्रखर असला आणि वारे द्रुतगतीने वाहत असले, तर त्या दिवशी शहरांवरील हवेत संक्षोभ वाढतो व जोरदार संनयनी प्रवाह निर्माण होतात. तीव्र उन्हाळ्याच्या दिवसात सबंध शहरी वातावरणाला ऊर्ध्व प्रवाहाच्या विस्तीर्ण क्षेत्राचे स्वरूप येते. अशा परिस्थितीत शहरावर कापसासारखे दिसणारे राशिमेघ निर्माण होतात. कमी उंचीवर उडणाऱ्या विमानांना ह्या ऊर्ध्व प्रवाहांमुळे फार त्रास होतो. क्षणात ती विमाने बऱ्याच उंचीपर्यंत ढकलली जातात, तर दुसऱ्याच क्षणी ती खाली येऊ लागतात. अधुनमधुन प्रवाशांना चांगलेच धक्के आणि गचके बसतात. हवेच्या ह्या स्थितीला विक्षुब्धता अशी संज्ञा दिली आहे.

शहरात अनेक औद्योगिक विक्रियांमुळे उत्सर्जित झालेले जलबाष्प विक्षुब्ध वातावरणीय थरांत मिसळते. शहरावरील हवेत संनयनी प्रवाह जास्त प्रमाणात प्रस्थापित होत असल्यामुळे अधिक प्रमाणावर मेघनिर्मिती होऊन पावसाच्या काही सरी पडणेही संभवनीय असते. जलबाष्पाच्या जोडीला विविध विक्रियांमुळे निष्कासित झालेले प्रदूषक वस्तुकण वातावरणात व ढगांत शिरले, तर ते शीतकारी केंद्रके किंवा संद्रवण केंद्रके बनून मेघकणांची निर्मिती व संमीलन घडवून आणू शकतात आणि ढगातील जलबिंदूंचा आकार वाढवून पाऊस पाडू शकतात [→ हवामानाचे रूपांतरण]. त्यामुळे शहरी क्षेत्रावरील पर्जन्यवृष्टीत भर पडते. हिवाळ्यात समशीतोष्ण किंवा शीत कटिबंधांतील मोठ्या औद्योगिक शहरांत मंद तुषार व हिमवृष्टी होऊ शकते. अशा शहरी भागात सु. ५ मिमी. वर्षण होणाऱ्या दिवसांची संख्या १० टक्क्यांनी वाढते, असे आढळून आले आहे. औद्योगिक शहरांमुळे जलबाष्पाच्या कणांची आणि प्रदूषक वस्तुकणांची वातावरणात निरनिराळ्या वेळी वेगवेगळ्या प्रमाणात भर पडत असली, तरी त्यांना योग्य संनयन क्रियेची जोड मिळाल्यास काही औद्योगिक क्षेत्रावरील वार्षिक पर्जन्यात ५ ते १५ टक्क्यांची वाढ झाल्याचे दिसून आले आहे. उत्तर अमेरिकेतील मिशिगन सरोवराच्या दक्षिण टोकाला असलेल्या गॅरी नावाच्या शहरात धातुकामाच्या ओतशाळा आहेत. या औद्योगिक वसाहतीतून बाहेर पडलेल्या वस्तुकणांमुळे प्रचलित वाऱ्यांच्या दिशेने ५० किमी. अंतरावर वसलेल्या ला पोर्ट (इंडियाना) या ठिकाणच्या वार्षिक पर्जन्यात ३० टक्क्यांनी वाढ झाली आहे, याबद्दल विश्वसनीय पुरावा मिळाला आहे. येथील गडगडाटी वादळांच्या व गारांच्या वादळांच्या वारंवारतेतही मिशिगन सरोवराच्या दक्षिण भागात झालेल्या प्रचंड औद्योगिकीकरणामुळे उल्लेखनीय वाढ झाली आहे. एकंदरीने पाहता औद्योगिकीकरणामुळे जसजशी शहरांची संख्या वाढते आहे, तसतसा शहरात राहणाऱ्या मानवाला धोका निर्माण होऊ लागला आहे. काही मोठ्या शहरी एक महिन्यात एक चौ. किमी. क्षेत्रात १० ते ४० टन धूळ भूपृष्ठावर येऊन पडू शकते. प्रदूषक वस्तुकणांमुळे २० टक्के सूर्यप्रकाश अडविला जातो. संद्रवणकारी केंद्रकांच्या घनतेत वाढ झाल्यास नित्याच्या वर्षणक्रियेत व्यत्यय निर्माण होऊ शकतो. महानगरांच्या क्षेत्रातील वनस्पतींना अपाय पोहोचतो, त्यांची वाढ खुंटते, त्या कमी प्रमाणात ऑक्सिजन निर्माण करतात ह्याचा परिणाम मानवी प्रकृतिस्वास्थ्यावर होणे सहज शक्य आहे. १९६१ ते १९७१ या कालावधीत भारताच्या लोकसंख्येत २५ टक्क्यांनी वाढ झाली आहे, तर नगरवासीयांची संख्या ३८ टक्क्यांनी वाढली आहे.

जीवजलवायुमान : जीव-प्रक्रिया आणि जलवायुमान यांचे फार घनिष्ट संबंध आहेत. वनस्पति-आणि प्राणि-जीवनातील आत्यंतिक महत्त्वाचा पर्यावरणीय घटक म्हणजे वातावरणाच्या विभिन्न अवस्था हाच होय. कोणत्याही प्रदेशावरील जलवायुमानामुळेच तद्देशीय वनस्पतींचे आवरण निश्चित केले जाते. जिवंत राहण्यासाठी वनस्पतींना जलवायुमानीय परिस्थितीशी जुळवून घ्यावे लागते, तेथील हवामानात प्रत्यही घडून येणाऱ्या अतिरेकी बदलांना तोंड द्यावे लागते. माणूस किंवा पशुपक्ष्यांसारखे वनस्पतींना स्थलांतर करणे अशक्य असते. फारच थोड्या वनस्पती सर्वगामी किंवा सर्वत्र आढळणाऱ्या असतात. काही विशिष्ट वनस्पती आणि तत्सम गुणधर्म असणाऱ्या वनस्पतींच्या जागतिक जातींचा समूह विशिष्ट ठिकाणच्या विशिष्ट जलवायुमानातच वाढतो. याच तत्त्वावर काही परिस्थितिवैज्ञानिकांनी पृथ्वीच्या भिन्न प्रदेशांवरील वातावरणात नैसर्गिकपणे वाढणाऱ्या प्रमुख वनस्पतींच्या निरीक्षणांवरून जलवायुमानाच्या विविध प्रकारांचे वर्गीकरण केले आहे. जगात सर्वत्र पिकांच्या विशिष्ट जाती व त्यांचे संवर्धन जलवायुमानावरच अवलंबून असते. शेतकरी जी पिके घेतात त्यांवर मुख्यत्वेकरून जलवायुमानाचेच नियंत्रण असते.

वनस्पतींप्रमाणे प्राणिजीवनही जलवायुमानावर अवलंबून असते. बहुतेक जनावरांना विशिष्ट प्रकारचे जलवायुमान आवश्यक असते. तशा प्रकारच्या जलवायुमानाच्या क्षेत्रातच ती वाढतात. जनावरांच्या काही जाती विविध प्रकारचे जलवायुमान असलेल्या विशाल पट्ट्यातही आढळतात. काही प्राणी, विशेषतः पक्षी, उग्र हवामानाच्या ऋतूंत स्थलांतर करतात. स्थानिक जलवायुमानात तीव्र स्वरूपाचे ऋतुकालिक बदल घडून येऊ लागले कि, हे भ्रमणशील पशुपक्षी सह्य हवामानाच्या प्रदेशाकडे स्थलांतर करतात. तेथेच ते काही काळ राहतात. जलवायुमानाने पूर्वीचे सौम्य स्वरूप धारण केल्यानंतरच ते मूळच्या प्रदेशात परत येतात. प्राण्यांच्या काही जातींना विशिष्ट प्रकारचेच खाद्य लागते. ज्या प्रकारच्या जलवायुमानाच्या पट्ट्यात ते उपलब्ध होते तेथेच ते प्राणी वस्ती करून राहतात. शाकाहारी प्राण्यांचे भिन्न वनस्पती हेच खाद्य असते. वनस्पतींचे उत्पादन बव्हंशी निसर्गदत्त जलवायुमानावरच अवलंबून असल्यामुळे पर्यायाने शाकाहारी प्राण्यांचे अस्तित्व व जीवन सर्वस्वी जलवायुमानावरच अवलंबून असते. हिंस्र श्वापदेही शाकाहारी प्राण्यांवरच जगतात. त्यांचेही अस्तित्व व जीवन अंतिम दृष्ट्या विवक्षित क्षेत्रात आढळणाऱ्या जलवायुमानावरच आधारित असते.

महासागरातील प्राणिजीवनसुद्धा जलवायुमानीय परिस्थितीशी निगडीत झालेले असते. सागरनिवासी जीवांच्या विविध जाती आणि प्रकार विवक्षित जलवायुमानातच राहू किंवा वाढू शकतात. काही कवचधारी सागरी प्राणी तापमानाच्या बदलांच्या बाबतीत अत्यंत संवेदनशील असतात. तापमाननिर्देशक प्राणी म्हणून त्यांचा उपयोग होऊ शकतो. उदा., काही खडकांत जर ह्या प्राण्यांची कवचे आढळली, तर ते खडक निर्माण होण्याच्या वेळी सागरी तापमान किती होते, याबद्दल सरळ आणि अचूक अंदाज बांधता येतात. इतिहासपूर्वकाळात आणि भूवैज्ञानिक भूतकाळात पृथ्वीवर जलवायुमानीय परिस्थिती कशी होती, याबद्दलच्या संशोधनासाठी अतिप्राचीन प्राण्यांचे आणि वनस्पतींचे अश्मीभूत (शिळारूप) झालेले अवशेष आणि त्यांचा सूक्ष्म अभ्यास हीच मुख्य साधने व महत्त्वपूर्ण पुरावा म्हणून मानण्यात येतात.

बहुतेक सागरी प्राणी, ते स्थानबद्ध असोत किंवा चल असोत, जलवायुमानाच्या बाबतीत काही अंशी प्रत्यक्ष रीतीने संवेदनाशील असतात, तर काही अंशी जलवायुमानामुळे बदलणाऱ्या लवणतेसारख्या परिस्थितींच्या बाबतीत अप्रत्यक्षपणे संवेदनशील असतात. प्राण्यांची उपलब्धता, संख्या व सागरी क्षेत्रातील त्यांचे वितरण हे सागरी प्रवाह व तापमान ह्यांसारख्या जलवायुमानामुळे नियंत्रित होणाऱ्या घटकांवर अवलंबून असते.

स्थूलमानाने पाहता वनस्पती आणि त्यांवर उपजीविका करणारी संबंधित प्राणिजात सरासरी वर्षण व तापमानस्थितीशी जुळते घेऊन काही विशिष्ट क्षेत्रांतच स्वाभाविकपणे वाढत असतात. बहुतेक पिकांचा विकास इष्टतम जलवायुमानाच्या क्षेत्रातच होत असतो. ज्या क्षेत्रात उष्णतम महिन्याचे सरासरी तापमान ५·५से. पेक्षा खाली असते, तेथे कोणत्याही प्रकारच्या महत्त्वाच्या वनस्पती वाढलेल्या दिसत नाहीत. त्याचप्रमाणे ज्या क्षेत्रात सरासरी वार्षिक पर्जन्य २५ सेंमी. पेक्षा कमी आहे, त्या ठिकाणीही वनस्पतींची उल्लेखनीय वाढ होऊ शकत नाही. ह्या मूल्यांपेक्षा ज्या प्रमाणात तापमान आणि वर्षणाची मूल्ये वाढत जातात त्या प्रमाणात अनेकविध वनस्पतींचे जातिसंघ विकसित झालेले दिसून येतात.

जेथे उष्णतम महिन्याचे सरासरी तापमान ५·५–१० से. ह्या मर्यादेमध्ये आहे, अशा उपध्रुवीय प्रदेशांना टंड्रा हे नाव दिले गेले आहे. ह्या प्रदेशात दगडफूल (शैवाक), हरिता (मॉसेस), काही ठेंगणी फुलझाडे व झुडपे यांसारख्या वनस्पती प्रकर्षाने वाढतात. वर्षातून बहुतेक काळ येथील जमीन हिमतुषारांनी आच्छादिलेली असते. एरवी उन्हाळ्याच्या काही दिवसांत जमिनीचे सर्वांत वरचे थर आर्द्रतेने भारलेले असतात. पाऊस फारच थोड्या प्रमाणात पडत असला, तरी बाष्पीभवन न्यूनतम प्रमाणात होत असते. अशा कालावधीतील ह्या विशिष्ट जलवायुमानाच्या परिस्थितीत डास खूप वाढतात. कॅरिबू, कस्तुरी बैल, रेनडियर, बहुसंख्येने स्थानांतर करणारे लेमिंग आणि ध्रुवीय अस्वले यांसारखे भूचर प्राणी कशीतरी आपली उपजीविका करण्याचा प्रयत्न करतात. स्थायी हिमाच्छादित प्रदेशांच्या सीमेजवळील उपध्रुवीय सागरी भागात मात्र उन्हाळ्यात विपुल प्रमाणात वन्य जीव आढळतात. त्यांत प्रामुख्याने सील, देवमासे (व्हेल) आणि वॉलरस यांसारख्या ऋतुकालिक पाहुण्यांचा समावेश होतो.

जेथे कमीत कमी एक ते तीन महिन्यांत सरासरी मासिक तापमान १० से. च्या वर असून साधारणपणे सतत सहा महिने तापमान हिमांकाच्या खाली असते व वार्षिक पाऊस ५१ सेंमी. पेक्षा अधिक असतो, अशा उपध्रुवीय पट्ट्यात मोडणाऱ्या प्रदेशांना तैगा असे म्हणतात. ह्या क्षेत्रात शंकुमंत (कॉनिफर) वृक्षांची जंगले निर्माण होण्यास योग्य अशी जलवायुमानीय परिस्थिती असते. आर्थिक दृष्ट्या अत्यंत महत्त्वाचे उपयुक्त लाकूड येथे उत्पन्न होते. उन्हाळ्यात ह्या क्षेत्रात ७० ते ९० दिवस तापमान हिमांकाच्या वर असल्यामुळे झाडे कापून मोकळ्या केलेल्या जागेत काही सीमावर्ती पिके काढणे शक्य होते. उन्हाळ्याचे दिनमान दीर्घावधीचे असल्यामुळे फळे परिपक्व होण्यास त्याची महत्त्वपूर्ण मदत होते. तैगाची जंगले म्हणजे उत्तम लोकरधारी प्राण्यांची निवासस्थानेच होत.

मध्यवर्ती अक्षवृत्तीय प्रदेशात जलवायुमानाचे अनेकविध प्रकार आढळतात. उ. गोलार्धात विस्तीर्ण क्षेत्रावर शीत खंडीय जलवायुमान प्रस्थापित झालेले असते. वर्षातून जवळजवळ निम्म्या महिन्यांत सरासरी मासिक तापमान १० से. पेक्षा अधिक असते, तर एक ते चार महिन्यांत सरासरी तापमान ० से. च्या खाली असते. हिवाळ्यात भूपृष्ठ हिमाच्छादित झालेले असते. उन्हाळ्यातील पावसाचे प्रमाणही पुरेसे असते. ह्या क्षेत्रात पतिष्णू (पानझडी) जंगले वाढतात. ह्याच अक्षवृत्तीय पट्ट्यात अनेक प्रकारची फळझाडे वाढविली जातात. व्यापाराच्या दृष्टीने ती फार महत्त्वाची असतात. ह्या फळांच्या उत्पादनास १०० ते १४० दिवसांचा कालावधी लागतो. वासंतिक गहू, राय, ओट, बार्ली ह्यांसारखी महत्त्वाची तृणधान्येही मध्यवर्ती अक्षवृत्तीय प्रदेशात पिकतात. काही ठिकाणी  बटाटे, फ्लॅक्स, सोयाबीन व गवत (शुष्क तृण) यांसारख्या वनस्पती विपुल प्रमाणात उत्पन्न होतात.

जलवायुमानाच्या सुसह्य आणि अनुकूल परिस्थितीमुळे या मध्यवर्ती अक्षवृत्तीय पट्ट्यात सुरुवातीपासूनच विविध प्रकारचे प्राणिजीवन नांदत असावे. कालांतराने त्याच क्षेत्रात मानवजातही अस्तित्वात आली व काही क्षेत्रात मानवाच्या दाट वसाहती निर्माण होऊ लागल्या. अशा मानवी आक्रमणामुळे कालांतराने वन्य प्राण्यांच्या बहुतेक सर्व मूळ जाती नष्ट झाल्या असाव्यात.

सद्य:परिस्थितीत मध्य कटिबंधात अनेक मूळ प्राण्यांच्या जाती आढळत नसल्या तरी अस्वल, मृग, एल्क, मोठी शिंगे असलेला मूस नावाचा हरणासारखा प्राणी आणि खार यांनी समृद्ध असलेले प्राणिजीवन अजूनही तेथे आढळते. त्याचप्रमाणे ऋतुकालिक स्थानांतर करणारे अनेक प्रकारचे पक्षीही याच अक्षवृत्तीय पट्ट्यात आढळतात. येथील गोड्या पाण्याच्या ओहोळांमध्ये व सरोवरांत बासो, क्राउट, पाइक, पिकरेल, शूला यांसारखे जलचर प्राणी विपुल प्रमाणात आढळतात. महासागरी किनाऱ्यांच्या जवळपासच्या पाण्यात कॉड, हेरिंग, सामन यांसारख्या माशांच्या जाती विपुल आढळतात. हे मासे जेथे आढळतात ती जलक्षेत्रे आर्थिक व व्यापारी दृष्टीने अत्यंत महत्त्वाची आहेत.

समशीतोष्ण जलवायुमानाच्या विभागात वार्षिक पर्जन्यमान ५१ ते ७६ सेंमी. असते. अधिकतम पाऊस उन्हाळ्यात पडतो. वनस्पतींच्या वाढीचा काळ साधारणपणे १४० ते २२० दिवसांचा असतो. जलवायुमानाच्या अशा परिस्थितीत मुख्यत्वेकरून मका आणि गहू ही धान्ये पिकतात. ज्या क्षेत्रात वार्षिक पर्जन्य १०० सेंमी.पर्यंत होतो, त्या क्षेत्रात तंबाखू विपुल प्रमाणात पिकतो आणि ज्या भागात हिमांकाच्या वर तापमान असलेल्या दिवसांची संख्या २०० पेक्षा अधिक असते, त्या कालावधीत मोठ्या प्रमाणात कापूस पिकतो. जलवायुमानाच्या परिस्थितीनुरूप समशीतोष्ण कटिबंधात बांबू, सीडार, चेस्टनट, मॅग्नोलिया ह्यांसारखी झाडे आणि द्राक्षे, जरदाळू व पीच ह्यांसारखी फळे मुबलक प्रमाणात येतात.

ज्या क्षेत्रात अधूनमधूनच तापमान हिमांकाच्या खाली जाते, अत्युष्ण महिन्याचे सरासरी तापमान २० से. पेक्षा अधिक व अतिशीत महिन्याचे सरासरी तापमान ६ से. पेक्षा अधिक असते, वार्षिक पाऊस ५१ ते ७६ सेंमी. असतो आणि ज्या क्षेत्रात पाऊस मुख्यत्वेकरून हिवाळ्यातच पडतो, त्या क्षेत्रावरील जलवायुमानाला भूमध्य जलवायुमान असे नाव दिले आहे. जुन्या मध्ययुगीन लोकांना पूर्व गोलार्धातील भूमध्य समुद्राजवळील मध्यस्थित प्रदेशांवरच अशा प्रकारचे जलवायुमान आढळले होते. भूमध्य समुद्राजवळील प्रदेशात आढळणारे जलवायुमान आता कॅलिफोर्निया, फ्लॉरिडा, न्यूझीलंड, चिली, द. आफ्रिका आणि द. ऑस्ट्रेलिया यांसारख्या भागांतही दिसून येते. ह्या भागांत मुख्यत्वेकरून ऑलिव्ह झाडे वाढतात आणि अंजीर व लिंबाच्या जातींची फळे येतात.

ह्याच मध्यवर्ती कटिबंधीय प्रदेशातील काही क्षेत्रांत वार्षिक पर्जन्य ५० सेंमी. पेक्षाही कमी असतो. ह्या प्रकारच्या शुष्कतर क्षेत्रात गवताळ जमिनीचे विस्तृत प्रदेश आढळतात. अशा प्रदेशांना आशिया खंडात ‘स्टेप’, उत्तर अमेरिकेत ‘प्रेअरी’, ऑस्ट्रेलियात ‘डाऊन्स’ इ. नावे दिली आहेत. तेथे घोडा, हरिण, शहामृग आणि कांगारू यांसारखे दीर्घपाद पशुपक्षी मोठ्या संख्येने आढळतात. वार्षिक पर्जन्याचे प्रमाण जेथे वाढू लागते अशा सीमान्त प्रदेशातील जमीन कृषियोग्य करण्याचे आणि गहू व ज्वारीचे हिवाळी पीक काढण्याचे अनेक प्रयत्न प्रतिवर्षी केले जातात. सर्वच प्रयत्न यशस्वी होत नाहीत. कधीकधी अवर्षण पडते. गडगडाटी वादळे जरी मोठ्या संख्येने निर्माण झाली, तरी अनेकदा पाऊस न पडता त्यांचे धूलिवादळांतच रूपांतर होते.

ह्याच मध्यवर्ती अक्षवृत्तीय पट्ट्यात जेथे वर्षातून २५ सेंमी. पेक्षाही कमी पाऊस पडतो, त्या क्षेत्रात गवताचे तुरे, सेज ब्रश व काही काटेरी झुडपे आणि बाभूळ, खैर, शिकेकाई, हिवर, रामकाटा यांसारखी काटेरी झाडे वाढतात. हिमतुषार पडत नसलेल्या क्षेत्रात कॅक्टस किंवा नागफणीची झुडपे वाढतात. ह्यानंतर मात्र पावसाचे प्रमाण कमी कमी होत गेल्यास विस्तीर्ण वालुकामय प्रदेशांना सुरुवात होते. याच्या उलट, ह्याच अक्षवृत्तीय पट्ट्यात दुसऱ्या बाजूला जेथे वार्षिक पर्जन्य १०० सेंमी. पेक्षाही अधिक असतो आणि ज्या क्षेत्रात अतिशीत महिन्याचे सरासरी तापमान ६ से. पेक्षा अधिक असते त्या क्षेत्रात भात, ऊस, अननस व लिंबाच्या जातींची काही फळे यांची लागवड केली जाते. ह्याच उपोष्ण कटिबंधीय क्षेत्रात सदाहरित बृहत्‌पर्णी वनस्पती आणि ताडाच्या जातींची काही झाडेही येतात.

ज्या भागात सर्वच महिन्यांचे सरासरी तापमान १८ से. पेक्षा नेहमी अधिक असते, अशा क्षेत्रात उष्ण कटिबंधीय जलवायुमानाची प्रारूपिक लक्षणे दिसून येतात. पर्जन्य जेथे वर्षभर विपुल प्रमाणात पडतो अशा भागात एबनी, महॉगनी, सागवान यांसारख्या उंच वाढणाऱ्या वृक्षांची बने आणि महालता, वेली, कच्छ (मॅन्ग्रोव्ह) वनस्पती आणि वृक्षशैवाल यांनी आच्छादिलेल्या झाडांची जंगले निर्माण होतात. ही वर्षांवने म्हणजे हत्ती, वानर, चित्ता, वाघ, सुसर यांसारख्या प्राण्यांची नैसर्गिक वसतिस्थाने होत. चित्रविचित्र आणि भडक रंगाचे पक्षी हेही ह्याच भागातील नैसर्गिक रहिवासी होत. चहा, कॉफी, कोको, केळी, रबर, नारळ, ज्यूट, ऊस आणि भात यांसारख्या वस्तू उष्ण कटिबंधीय जलवायुमानाच्या प्रदेशात वैपुल्याने उत्पन्न होतात. ज्या क्षेत्रात शुष्क वर्षाविहीन ऋतू व वर्षा ऋतू एकाआड एक येतात तेथे उष्ण कटिबंधीय तृणभूमी किंवा कुरणे विकास पावतात. उंच वाढणारे गजराज गवत येथे फार मोठ्या प्रमाणात वाढते. गोरख चिंचेची झाडेही अधूनमधून विखुरलेली आढळतात. उष्ण कटिबंधातील तृणस्थली हा असा एक भूभाग आहे की, जेथे हरिण, जिराफ, नू (वृषहरिण), झीब्रा हे प्राणी आणि सिंह, चित्ते व तरस यांसारखे त्यांचे भक्षक यांच्यात सतत जीवनकलह चाललेला असतो [→ जीवजलवायुविज्ञान].

जलवायुमान व मानवी वंश : निरनिराळ्या कटिबंधांतील जलवायुमानाचा तेथील रहिवाशांच्या जातींवर किंवा प्राकृतिक आणि शरीरक्रियात्मक लक्षणांवर कसा व किती प्रमाणात परिणाम होतो, हा एक विवाद्य विषय आहे. तथापि मानवाच्या काही प्राकृतिक लक्षणांच्या बाबतीत जलवायुमानामुळे विशिष्ट प्रकारची विवेचक क्रिया होत असावी, असा तर्क करायला पुष्कळ आधार मिळतो. उदा., कृष्णवर्णी मानववंश हा उष्ण कटिबंधीय क्षेत्रांपुरताच मर्यादित असलेला दिसतो. ह्या मर्यादांव्यतिरिक्त इतरत्र त्याची प्रकर्षाने वाढ होत नाही. तसेच यूरोपातील मध्यस्थित कटिबंधापासून ध्रुवीय प्रदेशांकडे गेल्यास मानवी त्वचेच्या आणि केसांच्या रंगात फिकटपणा आलेला आढळतो. याच्या उलट पीतवर्णी लोकांवर जलवायुमानाचे काहीच नियंत्रण नाही, हे निरीक्षणही नाकारता येण्यासारखे नाही.

अनेक उच्चजातीय प्राणी व पर्यावरणाच्या विशिष्ट परिस्थितीच्या बाबतीत प्राथम्य किंवा अधिमान्यता दर्शवीत असले, तरी ते जलवायुमानाच्या विस्तृत कक्षेत प्रत्ययास येणाऱ्या विविध प्रकारच्या हवामानांशी जुळते घेऊन राहत असतात. असे करताना त्यांच्या प्रादेशिक दृष्ट्या सुस्पष्ट आणि विभिन्न जाती किंवा कुले निर्माण होतात. अशा रीतीने निर्माण झालेल्या वेगवेगळ्या जातींत रंग, शरीराची घडण व आकार परस्परांपासून अगदी भिन्न स्वरूपाचे असतात. प्रत्येक प्रकारच्या प्राण्यांचे काही तरी वैशिष्ट्य असतेच. काही बाबतींत हे विशेषीकरण इतक्या प्रकर्षाने जाणवते की, त्यांना वेगळ्या उपजाती म्हणूनच मानावे लागते. अनेकदा एकाच प्रकारच्या जलवायुमानाच्या क्षेत्रात राहणाऱ्या अनेक जातींच्या प्राण्यांत एक तरी गुणधर्म ठळकपणे दिसून येतो. उदा., ध्रुवीय प्रदेशात राहणाऱ्या व परस्परांशी संबंध नसणाऱ्या बहुतेक प्राण्यांना पांढऱ्या शुभ्र लोकरीचे आवरण असते.

इ. स. १९५३ साली अमेरिकेतील स्मिथसोनियन इन्स्टिट्यूशनच्या वार्षिक अहवालात ‘जलवायुमान आणि मानव’ ह्या शीर्षकाखाली लिहिताना कार्लटन कून यांनी मानवाच्या काही मूळ जातींत जे आनुवंशिक फरक दिसतात त्याला मूलतः जलवायुमान कारणीभूत झाले असावे, अशी आपली परिकल्पना स्पष्टपणे नमूद केली आहे. शिकार करण्याची  क्षमता, निवाऱ्यासाठी घरे बांधण्याची कला आणि अग्नीचा स्वतःच्या उपजीविकेसाठी उपयोग करून घेण्याचे ज्ञान असल्यामुळे मानव सर्व प्रकारच्या जलवायुमानांच्या क्षेत्रांत वास्तव्य करू शकला आहे. व्यापार आणि परिवहन ह्या साधनांचा उपयोग करून ज्या क्षेत्रात अन्न आणि कापडासारख्या जीवनावश्यक वस्तू निर्माण होऊ शकत नाहीत, तेथे त्या पोहोचविणे मानवाला शक्य झाले आहे. विज्ञान व तंत्रविद्येच्या जोरावर विसाव्या शतकात तर मानव जलवायुमानापासून जवळजवळ मुक्त झाला आहे. तथापि लक्षावधी वर्षांच्या मानवी इतिहासात विविध क्षेत्रातील भिन्न जलवायुमानांमुळे मानवाच्या मूळ जातीत जे काही फेरफार प्रवर्तित झाले आहेत, ते आजतागायत त्यांना तसेच चिकटून राहिले आहेत. काही वंशार्जित लक्षणे अनेक पिढ्यांतून अजूनही प्रकर्षाने दिसून येतात. या लक्षणांत त्वचेचे गुणधर्म, शरीराचे आकारमान आणि घडण यांचा समावेश होतो.

त्वचेचे मूलतः तीन प्रकार संभवतात : (१) गुलाबी छटा असलेली श्वेत रंगाची त्वचा. सौर आणि आकाशीय प्रारणांतील काही लघू तरंगलांबीचे प्रारण अशा त्वचेवर पडल्यास ती भाजून किंवा होरपळून निघू शकते. जेथे आकाश बव्हंशी ढगाळलेले असते आणि सूर्यप्रकाश दुर्मिळ असतो, अशा वायव्य यूरोपीय क्षेत्रातून येणाऱ्या जनजातींच्या वंशजांना या प्रकारची त्वचा लाभलेली असते. (२) दुसऱ्या प्रकारच्या त्वचेचा रंग काळा किंवा चॉकोलेटसारखा तपकिरी असतो. अशा त्वचेवर सौर प्रारणाचा कोणत्याही प्रकारचा परिणाम होत नाही. या त्वचेचे रंगद्रव्य वाळवंटांच्या आणि सॅव्हॉनासारख्या तृणस्थलींच्या उष्ण कटिबंधीय सीमान्तिक प्रदेशात अतिप्राचीन काळी राहणाऱ्या मानवाला मूलतः प्राप्त झाले असले पाहिजे. (३) तिसऱ्या प्रकारात मोडणारी त्वचा निश्चितपणे कोणत्याच रंगाची नसते. ही त्वचा परिवर्तनीय असते. व्यक्तीप्रमाणे तिच्या छटा बदलतात. निंबोळी पिवळा, तांबडा तपकिरी किंवा मलईसारखा पांढरा असे या वर्गात मोडणाऱ्या त्वचेच्या रंगांचे वर्णन करता येईल. हवामानाच्या परिस्थितीप्रमाणेही अशा त्वचेच्या छटांमध्ये बदल घडून येतो. सूर्यप्रकाशात जास्त वेळ राहिल्यास ही त्वचा काळवंडते किंवा एखाद्या आवरणाखाली जास्त वेळ राहिल्यास ती फिकट होते. ज्या क्षेत्रात ऋतुमानाप्रमाणे निरभ्र आकाश आणि पावसाळी ढगांनी व्याप्त झालेले आकाश एकाआड एक आपला अंमल गाजवितात, अशा क्षेत्रात दीर्घकाळपर्यंत राहिल्यामुळे तेथील मानवांना कातडीच्या परिवर्तनशीलतेचा हा गुण प्राप्त झाला असावा.

जलवायुमानामुळे मानवात व इतर नियततापी (ज्यांच्या शरीराचे तापमान आजूबाजूच्या परिस्थितीवर अवलंबून नसते अशा) प्राण्यांत प्रवर्तित होणारे आणखी एक लक्षण म्हणजे त्यांचे आकारमान होय. साधारणपणे अतिशीत जलवायुमानात राहणाऱ्या प्राण्यांचे आकारमान उष्ण जलवायुमानात राहणाऱ्या प्राण्यांच्या आकारमानापेक्षा अधिक असते. त्यांच्या वजनातही त्याच प्रमाणात फरक आढळतो. कार्लटम कून ह्यांनी उत्तरेकडे आणि दक्षिणेकडे राहणाऱ्या माणसांच्या वजनाचा अभ्यास करून काही व्यतिरेकी आकडे दिले आहेत. वायव्य यूरोपमधील आयरिश माणसाचे सरासरी वजन ७१ किग्रॅ. असते, तर अल्जीरियातील बर्बर लोकांचे सरासरी वजन ५६·४ किग्रॅ. असते. आशिया खंडात उत्तरेकडील चिनी माणसाचे वजन ६४·५ किग्रॅ. असते, तर दक्षिणेकडील अनाममधील माणसाचे सरासरी वजन फक्त ५१ किग्रॅ. असते. उत्तर अमेरिकेतील अल्यूट माणसाचे वजन ६८ किग्रॅ. असते, तर मध्य अमेरिकेतील माया लोकांचे सरासरी वजन केवळ ५४ किग्रॅ. असते. मानवी त्वचेचा पृष्ठभाग आणि मानवी शरीराची व्याप्ती यांचे गुणोत्तर अल्प असले, तरच मानवाला आपल्या शरीरातील उष्णता टिकवून ठेवणे सोपे जाते, असा एक नियम आहे. शीत कटिबंधातील आणि उष्ण कटिबंधातील माणसांच्या वजनांचे वर दिलेले भेददर्शी आकडे या नियमाला पुष्टिकारकच आहेत. उष्ण कटिबंधातील माणसांनी शीत कटिबंधात किंवा शीत कटिबंधातील माणसांनी उष्ण कटिबंधात जाऊन तेथे वस्ती केली, तर एकदोन पिढ्यांतच तेथील जलवायुमानपरिस्थितीशी अनुकूलन होऊन पुढील पिढीतील माणसे अधिक किंवा कमी वजनाची निपजतात. मूळ चयापचय क्रियेचा आणि मानवी आकारमानाचा फार स्पष्ट आणि घनिष्ठ संबंध आहे. यूरोपातील व अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांच्या ईशान्येकडच्या भागातील माणसांची चयापचय क्रियेची त्वरा जर १०० अशी घेतली, तर उत्तरेकडच्या एस्किमो लोकांची चयापचय क्रियेची त्वरा १० ते ३० टक्क्यांनी अधिक असलेली आढळते. याच्या उलट भारत, ऑस्ट्रेलिया आणि ब्राझील ह्यांसारख्या उष्ण देशांतील रहिवाशांच्या चयापचय क्रियेची त्वरा १० टक्क्यांनी मंदावलेली दिसते.

चययापचयामुळे शरीरात उत्पन्न होणारी उष्णता बहुधा प्रारण किंवा संनयन क्रियेमुळे त्वचेतून बाहेर पडते. वातावरणात तिचा ऱ्हास होतो. हवेचे तापमान २८ से.च्या वर गेल्यास वरील दोन्ही क्रिया शरीरातील उष्णतेचा लय करण्यास अपुऱ्या पडतात. अशा वेळी घाम सुटतो आणि बाष्पीभवन क्रियेमुळे शरीराचे शीतलन होऊ लागते. उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत हवेतील आर्द्रता मध्यम किंवा अल्प स्वरूपाची असली, तर घामामुळे मानवी शरीरातून मोठ्या प्रमाणावर पाणी बाहेर पडून शरीरात पाण्याची तूट निर्माण होते आणि शरीरातील अभिसरण यंत्रणेवर तीव्र ताण पडतो. पाण्याची ही तूट ताबडतोब भरून काढणे अत्यंत महत्त्वाचे असते. वालुकामय किंवा इतर उष्ण प्रदेशांत राहणाऱ्या लोकांच्या बाबतीत दुपारच्या वेळी पाण्याच्या अभावामुळे अतिशय गंभीर समस्या निर्माण होऊ शकतात. हे लोक मध्यान्हीनंतरच्या प्रखर उन्हाच्या वेळात कष्ट करण्याचे टाळतात. वाळवंटी प्रदेशात सामान्यतः प्रवास रात्रीच करतात. वालुकामय प्रदेशात पिढ्यान्‌पिढ्या राहणाऱ्या मानवाच्या जातींत हातांचे, प्रबाहूंचे (मनगट व कोपर यांतील भागांचे) आणि कपाळांचे आकारमान आणि घडण एका विशिष्ट प्रकारची असते कारण ह्याच अवयवांत घामाच्या ग्रंथींची विशेष गर्दी झालेली असते, या निरीक्षणाकडे कार्लटन कून यांनी लक्ष वेधले आहे.

अत्यंत थंड प्रदेशात राहणाऱ्यांच्या शरीरांत उत्पन्न होणारी उष्णता मोठ्या प्रमाणात बाहेर जाऊ लागली, तर त्यापासून उद्‌भवणाऱ्या संकटांपासून संरक्षण करण्याची तरतूद मानवी शरीरात असणे महत्त्वाचे असते. त्यासाठी भरीव वजनदार शरीर, बाह्य अवयवांचा आखूडपणा आणि ज्या भागांतून उष्णतानिर्गमन अधिक प्रमाणात व जास्त त्वरेने होत असते त्या भागांत चरबीचा समुचित संचय असणे आवश्यक ठरते. बाह्य अवयवांना अतितीव्र थंडीमुळे हिमदाह होण्याचे भय असते. त्यामुळे अतिशीत प्रदेशात राहणारे एस्किमो आणि मंगोलियन लोक बांध्याने ठेंगणेठुसके व उंचीच्या मानाने जाड असतात. त्यांची नाके व कान यांसारखे बाह्य अवयव लहान असतात.

समुद्रपातळीपासून शेकडो मी. उंच असलेल्या पर्वतमय प्रदेशातही मनुष्यप्राणी तेथील शीत जलवायुमानीय परिस्थितीशी अनुकूलन करून घेऊन राहत आलेला आहे. दोन किमी. पेक्षा जास्त उंचीवर कमी होणारे तापमान, प्रारणाची वाढती तीव्रता व वाढत्या उंचीप्रमाणे हवेतील ऑक्सिजनाचे प्रमाण कमी कमी होत गेल्यामुळे श्वसनक्रियेद्वारा फुप्फुसांना ऑक्सिजनाचा कमी पुरवठा होणे यांमुळे गंभीर समस्या निर्माण होतात. समुद्रपातळीवरील हवेत ऑक्सिजनाचे जे प्रमाण असते, ते ३ किमी. उंचीवर पाऊण पटीपेक्षा कमी होते, ६ किमी. उंचीवर अर्धे होते, ९ किमी. उंचीवर ते / पेक्षाही कमी असते. त्यामुळे तिबेटच्या पठारावर आणि अँडीज पर्वताच्या समस्थलींवर राहणाऱ्या माणसांची फुप्फुसे नीच पातळीवर राहणाऱ्या लोकांच्या फुप्फुसांपेक्षा आकारमानाने मोठी असतात. अधिक प्रमाणात हवा ओढून घेण्याची त्यांची क्षमताही जास्त असते. त्यांच्या शरीरात तांबड्या रुधिर कोशिकांची (पेशींची) संख्या अधिक असते.

मानसशास्त्रीय दृष्ट्या प्रत्येक जलवायुमानाच्या प्रकाराशी विशिष्ट प्रकारची मनोवृत्ती निगडित झालेली असते. ती तेथील रहिवाशांच्या आचारविचारात व वागणुकीत सहजगत्या दिसते. जलवायुमानाची परिवर्तनशीलता आणि बौद्धिक व मानसिक उत्साह यांमध्ये समसंबंध दिसून येतो. ज्या क्षेत्रांतील हवामानात अचानकपणे बदल घडून येतात त्याच क्षेत्रात अतिप्रगत संस्कृतींची राष्ट्रे सामाविली आहेत, असे सध्या तरी दिसून येते. अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत उत्तरेकडच्या समशीतोष्ण प्रदेशात राहणाऱ्या आणि दक्षिणेकडच्या उपोष्ण कटिबंधीय क्षेत्रांत राहणाऱ्या लोकांत कर्तृत्ववान आणि यशस्वी व्यक्तींचे काम आणि उरक यांमध्ये विलक्षण फरक आढळतो. उष्ण कटिबंधातील शक्तिपात करणारे एकाच प्रकारचे कंटाळवाणे जलवायुमान, अन्नाची विपुलता आणि ते अन्न मिळविण्याचे सुकर मार्ग यांमुळे उष्ण कटिबंधातील लोक आळशी व सुस्त बनतात.

जलवायुमान आणि वसाहतीकरण : वसाहतीकरण हे सर्वस्वी जलवायुमानावर अवलंबून असते. नवीन वसाहतींसाठी लोक साधारणपणे समान जलवायुमानाची क्षेत्रे निवडतात. उत्तर यूरोपातील लोकांचे कॅनडामध्येच यशस्वी रीतीने वसाहतीकरण होऊ शकते. दक्षिण यूरोपातील लोक ब्राझीलमध्ये आणि स्पॅनिश लोक अर्जेंटिनामध्ये वसाहत करून उत्तम रीतीने राहत असल्याचे दिसते. स्कॉटलंड आणि वेल्सच्या लोकांनीसुद्धा वसाहतींसाठी पॅटॅगोनिया आणि फॉकलंडची बेटे यांसारखी अतिरेकी जलवायुमानाची क्षेत्रेच निवडली. रोमन साम्राज्याने उत्कर्षाचा आणि सुसंस्कृततेचा कळस गाठला असताना रोमन लोकानी वसाहतींसाठी ब्रिटन आणि जर्मनीकडे आक्रमक मोर्चा वळविला, पण तेथील मिश्र स्वरूपाचे जलवायुमान न मानवल्यामुळे त्यांना परत रोमकडे धाव घ्यावी लागली. त्यांना दक्षिण फ्रान्स, इटली आणि स्पेन यांसारख्या तत्सम जलवायुमानाच्या प्रदेशांतच यशस्वी रीतीने वसाहती निर्माण करता आल्या. याच्या उलट जर्मनी व लगतच्या प्रदेशात राहणाऱ्या ट्यूटॉनिक लोकांना ब्रिटनमध्येच यशस्वी रीतीने वसाहती करता आल्या; स्पेन व इटलीमधील भूमध्य सागरी जलवायुमान त्यांना मानवले नाही. स्टेपसारख्या शोषस्थतीमध्ये राहणाऱ्या बर्बर लोकांना भूखंडीय जलवायुमानाची सवय असल्यामुळे भारतात येऊन राहणे आणि भारतीयांची जीवनपद्धती अंगवळणी पाडणे सहज शक्य झाले. शीत व समशीतोष्ण कटिबंधात राहणाऱ्या प्रगत राष्ट्रांतील लोकांना उष्णार्द्र कटिबंधात येऊन मोठ्या वसाहती निर्माण करणे कधीच जमले नाही. श्वेतवर्णी ऑस्ट्रेलियन लोकांना मोठ्या प्रमाणात क्वीन्सलँडमध्ये राहणे अजूनही जवळजवळ अशक्य वाटते. संबंध ऑस्ट्रेलिया खंड श्वेतवर्णी लोकांनीच व्याप्त करण्याच्या धोरणात ही एक मोठीच अडचण त्यांना भासत आहे. पूर्व आफ्रिकेतील उष्ण कटिबंधीय समस्थलींवर समुद्रसपाटीपासून बरेच उंच असलेल्या ठिकाणी उष्ण कटिबंधीय जलवायुमानात उंचीमुळे सौम्यता आल्याने गौरवर्णी लोकांच्या संपन्न वसाहती निर्माण झाल्या आहेत, परंतु भारतात केव्हाही गौरवर्णी यूरोपियनांच्या खऱ्या अर्थाने वसाहती स्थापिल्या जाऊ शकल्या नाहीत.

जलवायुमान, प्रकृतिस्वास्थ्य व सुखदायन : मानवी प्रकृतिस्वास्थ्य, कार्यक्षमता, कार्यशक्ती आणि मानवी सुख यांवर जलवायुमानाचा जितका परिणाम होतो तितका भौतिक परिसरातील इतर कोणत्याही घटकाचा होत नसेल. हवामानात घडणाऱ्या फरकांवर मानवांची कार्यान्वितता आणि अनेक शारीरिक क्रिया अवलंबून असतात. काही रोगांचा प्रादुर्भाव विशिष्ट ऋतूंत आणि विशिष्ट जलवायुमानीय परिस्थितीतच होत असतो. आपल्या बौद्धिक आणि भावनात्मक जीवनावर व दृष्टिकोनावरही हवामानाचे आणि जलवायुमानाचे दूरगामी परिणाम होत असतात. आपला आहार, कपड्यांची पद्धत व घरबांधणीचे प्रकार हे सर्व जलवायुमानाशी निगडित झालेले असतात. इतकेच नव्हे तर मानवाची जननसंख्या आणि मृत्युसंख्या यांचेही जलवायुमानीय परिस्थितीशी सहसंबंध असतात. मानवी कार्यक्षमतेला हवामानाचे विघातक आविष्कार किंवा अतिरेकी जलवायुमान पोषक नसते. मानवी प्रकृतिस्वास्थ्याला विशिष्ट प्रकारच्या हवामानामुळे व जलवायुमानामुळे प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षरीत्या अपाय पोहोचू शकतो. वनस्पतींचा हास होणे, काही नाशवंत पदार्थ सटणे, रोगकारक जंतूची अनेक पटींनी वृद्धी होणे, बातावरण दूषित होगे, मानवांची रोगप्रति कारक शक्ती कमी होणे इ. मार्गांनी स्थानिक जलवायुमानाद्वारे मानवी जीवनात धोका निर्माण होऊ शकतो. ह्या आपत्तींतून निसटण्यासाठी मानवाला अतोनात प्रयत्न करावे लागतात. याच्या उलट जलवायुमानाचे काही प्रकार मानवी प्रकृतीला हितकारक ठरतात. पर्वत पठारावरील स्वच्छ, शुष्क, विरळ हवा फुप्फुसाच्या विकारांनी ग्रासलेल्या रोग्यांना फायदेशीर ठरते. वाळवंटी प्रदेशांच्या जवळपासची तितकीच शुष्क पण तितकी विरळ नसलेली हवा हृदयाच्या विकारांनी त्रस्त झालेल्या रोग्यांना मानवते. विशुद्ध सागरी हवेमुळे समुद्रपर्यटकांवर होणारे उत्साहवर्धक व शक्तिवर्धक परिणाम काल्पनिक नाहीत. सूर्यप्रकाशाचे गुणधर्म आणि त्याचे मानवी प्रकृतीवर होणारे इष्ट परिणाम सर्वभूत आहेत.

जीवसृष्टीतील असंख्य जाति-प्रजातींपैकी फक्त मानवालाच बहुतेक सर्व प्रकारच्या जलवायुमानीय परिस्थितींत राहणे शक्य झाले आहे. कोणत्याही प्रकारच्या हवामानात राहण्याचे ज्ञान माणसाला अवगत झाले आहे. आजचा मानव सीमित क्षेत्रात स्वतःपुरते स व सुखदायक असे इष्टतम कृत्रिम वातावरण निर्माण करून त्यात दीर्घकाळ राहू शकतो. एका दृष्टीने निसर्गदत्त जलवायुमानावर मानवाचा हा लहान प्रमाणात विजयच आहे.

जलवायुमानाचे अनेकदा उष्ण, कुंदोष्ण, शीतल, शीत व अतिशीत असे वर्णन केले जाते ते अत्यंत मोघम आणि अस्पष्ट स्वरूपाचे असते. निरनिराळ्या व्यक्तींच्या बाबतीत जलवायुमानाची किंवा हवामानाची वेगवेगळ्या प्रकारची प्रतिक्रिया होते. व्यक्तीचे वय, विशिष्ट जलवायुमान किंवा हवामानाची वेगवेगळ्या प्रकारची प्रतिक्रिया होते. व्यक्तीचे वय, विशिष्ट जलवायुमान परिस्थितीत राहण्याचा पूर्वानुभव, लिंगभेद, आहार, प्रकृतिमान, सांस्कृतिक जीवनाची घडण यांवर जलवायुमानाच्या बाबतीतील संवेदन अवलंबून असते. ज्या प्रक्रियांमुळे मानवी शरीरावून उष्णतेचे निर्गमन होते त्या प्रक्रियांशी मानवी सुखावहतेचे संवेदन निगडित झालेले असते. ज्या वेळी मानवी शरीरात उष्णतानिर्मिती आणि उष्णता निर्गमन यांच्यात संतुलन साधलेले असते, त्या वेळची जलवायुमानपरिस्थिती माणसाला सुखावह वाटते. मानवी अस्वस्थतेचा निर्देशक म्हणून त्वचेच्या तापमानाचा चांगल्या प्रकारे उपयोग होऊ शकतो. मानवी परिसर जेव्हा चयापचय क्रियेमुळे मानवी शरीरात उत्पन्न झालेल्या उष्णतेचे बहिर्गमन आणि लय होऊ देत नाही, तेव्हा त्वचेचे तापमान वाढते व जेव्हा उष्णतानिर्मितीची त्वरा उष्णता निर्गमनाच्या त्वरेच्या मानाने मंदावते तेव्हा त्वचेचे तापमान खाली येऊ लागते. बाह्य वातावरणाचे तापमान २८.३° से.च्या खाली असल्यास मानवी शरीराचे तापमान कमी होण्याच्या दृष्टीने बाष्पीभवन क्रिया परिणामकारक होत नाही. अशा स्थितीत केवळ पवनगतीमुळे आणि बाहेरील हवेच्या गारठ्यामुळेच मानवी शरीरातील उष्णतेचे बहिर्गमन होऊन शरीराचे तापमान उतरू शकते. वातावरणाचे तापमान २८° से.च्या वर असल्यास मुख्यत्वेकरून बाष्पीभवन क्रियेमुळेच प्रभावीपणे शीतलन होऊ लागते. हे बाष्पीभवन अर्थातच हवेतील आर्द्रतेवर, तापमानावर आणि पवनगतीवर अवलंबून असते. वातावरणाच्या अनेक भौतिक गुणधर्माचा विचार करून गणितीय समीकरणांच्या द्वारे मानवी सुखावहतेच्या संवेदनेला निश्चित स्वरूप देण्याचे अनेक प्रयत्न केले गेले आहेत. वातावरणाची शीतलनशक्ती किंवा दुखशीतलन गुणक यासारखे नामाभिधान दिलेले अनेक निर्देशांक निश्चित केले गेले आहेत. हे आकडे साधारणपणे वातावरणातून दर ताशी प्रत्येक चौ. मी. मधून किती किलोकॅलरी (किकॅ.) उष्णतेचे निर्गमन झाले, हे दर्शवितात. कोष्टक क्र. ९ मध्ये अशा प्रकारचे काही आकडे दिले आहेत. त्यांबरोबरच बहुसंख्य आरोग्यसंपन्न आणि निरोगी व्यक्तींना जाणवणारे संवेदन व असंरक्षित त्वचेचे संभाव्य तापमानही दिले आहे.

कोष्टक क्र. ९ वरून वातावरणातून मोठ्या प्रमाणावर उष्णतेचे बहिर्गमन होत असल्यास योग्य प्रकारच्या कपड्यांनी मानवी शरीराचे संरक्षण केले पाहिजे, हे उघड आहे. ही दक्षता न घेतल्यास अतितीव्र थंडीमुळे मानवी शरीर त्वरेने गोठून जाण्याची भीती असते. ह्याच कोष्टकात चौथ्या स्तंभात, वारा ताशी ८ किमी. वेगाने वाहत असताना प्रथम स्तंभात दिलेला द्रुतशीतलन गुणक साधायला हवेचे तापमान साधारणपणे किती असावे, ह्याचेही आकडे दिले आहेत. तापमान २८.३° से. च्या वर गेल्यास उकाडा होऊ लागतो व माणसाला फार अस्वस्थ वाटू लागते. वारे मंद गतीने वाहत असले, तर ही अस्वस्थता आर्द्रतेवर अवलंबून असते. तापमान २६.७° से. आणि आर्द्रता ७५ टक्क्यांपेक्षा अधिक असली किंवा तापमान ३०° से. आणि आर्द्रता ४० टक्क्यांपेक्षा अधिक असली किंवा तापमान ३५° से. आणि आर्द्रता २५ टक्क्यांपेक्षा अधिक असली, तर ह्या प्रकारच्या कुंदोष्ण हवेत माणसाला फार त्रास होतो. अशा जलवायुमानपरिस्थितीत दीर्घकाल राहणे आवश्यक असल्यास तशी सवयच करायला पाहिजे. कपड्यांतही यथोचित बदल करायला हवेत. साधारणपणे ३० ते ७० टक्के आर्द्रताअसलेल्या वातावरणात माणूस विशेष त्रास न होता राहू शकतो. मानवी शरीराचे तापमान सामान्यतः ३६.७° से. (९८°फॅ.) असते. सभोवतालच्या हवेचे तापमान २१° से. च्या खाली गेल्यास प्रारण, संवहन आणि संनयन क्रियांच्याद्वारे उपड्या त्वचेचे तापमान कमी होऊ लागते. हे टाळण्यासाठीच उबदार कपड्यांचे संरक्षण माणसाला आवश्यक असते. तथापि अतिशीत प्रदेशात कपड्यांचे संरक्षण मिळाले, तरी माणसाच्या फुप्फुसांतून अधिक प्रमाणावर उष्णतेचे बहिर्गमन होऊ लागते. हवेचे तापमान -४०° से. च्या जवळपास असताना मानवी शरीरातून निघून जाणाऱ्या उष्णतेचा भाग केवळ फुप्फुसांतून बाहेर येतो. तापमान यापेक्षाही खाली गेल्यास श्वासोच्छ्वासाबरोबर अतिशीत हवा फुफ्फुसांत शिरते, फुप्फुसांना अपाय पोहोचतो आणि शरीराचे तापमान धोकादायक पातळीपर्यंत घसरते. अतिशीत जलवायुमानीय परिस्थितीत पृष्ठभागीय वारे मानवी शरीराचे तापमान आणखी खाली घसरविण्यास मदत करतात.

कोष्टक क्र. ९. वातावरणाचे द्रुतशीतन गुणक

द्रुतशीतलन गुणक किकॅ./मी.‍ (दर ताशी)

 

जलवायुमानीय संवेदन त्वचेचे तापमान (° से.) ताशी ८ किमी. वेगाने वारा वाहत असताना प्रथम स्तंभात दिलेला द्रुतशीतलन गुणक साधण्याला आवश्यक असणारे हवेचे तापमान (° से.)

 

१०० उष्ण ३६.० २८.९
२०० सुखदायक ३३.७ २४.४
४०० शीतल ३१.० १५.६
६०० अतिशीतल २८.० ७.२
८०० शीत –१.७
१,००० अतिशीत –१०.६
१,२०० अतितीव्र थंडी –१८.९

हवेचे तापमान जर –६०५° से. असेल व वारा ताशी ७२ किमी. वेगाने वाहत असेल, तर ने अभिशीतन होईल ते साधारणपणे –२९.०° से. तापमानाच्या हवेत ताशी ८ किमी. इतक्या वेगाच्या वाऱ्यामुळे झालेल्या अभिशीतनाइतके असेल.

अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांच्या हवामानकेंद्राने १९५९ मध्ये अर्ल सी. थॉम यांनी सुचविलेला तापमान-आर्द्रता निर्देशांक उन्हाळ्यातील हवामान-वृत्तांतात देण्याला सुरुवात केली. मूलतः या निर्देशांकाला असुविधा–अस्वस्थता–निर्देशांक म्हणून नाव दिले होते. ह्या निर्देशांकाचे सूत्र असुविधा निर्देशांक = ०.४ [शुष्क फुग्याचे तापमान (°फॅ.) + ओल्या फुग्याचे तापमान (°फॅ.)] + १५ किंवा असुविधा निर्देशांक = ०.७२ [शुष्क फुग्याचे तापमान (° से.) + ओल्या फुग्याचे तापमान (° से.)]+४०.६, असे देता येईल. [येथे शुष्क फुग्याचे व ओल्या फुग्याचे तापमान म्हणजे आर्द्रतामापनासाठी वापरण्यात येणाऱ्या ओल्या सुक्या तापमापकातील शुष्क फुग्याच्या आणि ओल्या फुग्याच्या तापमापकांनी दर्शविलेले तापमान होय; ⟶ आर्द्रता ]. एखाद्या विवक्षित क्षेत्रात असुविधा निर्देशांकाचे मूल्य ७० असेल, तर त्या क्षेत्रातील साधारणतः १०% लोकांना अस्वस्थता भासते. तेच मूल्य ७५ असल्यास ५० % लोक अस्वस्थ होतात. हा निर्देशांक ८० असल्यास सर्वच लोक बेचैन होतात. हाच असुविधा निर्देशांक ८५ किंवा त्यापेक्षा अधिक झाला, तर ऊष्माघात होण्याचा किंवा शरीराला विलक्षण थकवा येण्याचा धोका असतो. अशा वेळी हवामानाच्या मंदायनाचे प्रयत्न करून योग्य ती दक्षता घेणेच उचित ठरते.

जलवायुमानाचे काही प्रकार प्रकृतीसाठी विशेष हितावह ठरतात, इतर काही प्रकार बौद्धिक क्रियाशीलतेला उत्तेजक असतात, काही प्रकार विशेषेकरून रोगविमुक्ततेच्या दृष्टीने योग्य किंवा काही प्रकार रोगांची तीव्रता कमी करण्याच्या दृष्टीने उपयुक्त वाटतात, असे नेहमी सांगितले जाते. जलवायुमानाचे काही हितकारक परिणाम वादातीत आहेत. जुनाट श्वसनविषयक व्याधींनी त्रस्त झालेल्या रोग्यांना भरपूर सूर्यप्रकाश मिळणाऱ्या रुक्ष समस्थलींवरची हवा मानवते हे निर्विवाद आहे. तसेच रुधिराभिसरणाचे विकार जडलेल्या माणसांना उपोष्ण कटिबंधातील दैनंदिन तापमानात आणि हवामानात मोठ्या प्रमाणावर बदल न होणारे वायुमान आणि ऋतुकालिक अतिरेकी हवामानाचा अभाव पथ्यावर पडतो, हेही तितकेच खरे आहे. ही अनुमाने अर्थात नेहमी व्यक्तिनिष्ठच राहतील.

जलवायुमानातील परिवर्तने : कोणत्याही प्रदेशावरचे जलवायुमान कधीच निश्चल नसते. काळानुसार ते बदलत असते. दोन निरनिराळ्या वर्षांतील हवामानाच्या अनेकविध आविष्कारांत काळानुसार साम्य नसले, तरी अनेक वर्षांच्या आविष्कारांच्या अभ्यासावरून त्या प्रदेशावरच्या जलवायुमानाबद्दलची विशिष्ट कल्पना साकार होत असते. कधीकधी ह्याही जलवायुमानात व फेरफार घडून येण्याची निश्च‍ित स्वरूपाची प्रवृत्ती आढळते.

काही बदल तर मानवी जीवनाच्या कालमर्यादेतच घडून आलेले दिसतात. उदा., उ. गोलार्धाचे सरासरी तापमान १८८० पासून १९४० पर्यंत ०.६ ° से. ने वाढले होते आणि १९४० पासून आतापर्यंत ०.३° से. ने ते कमी झाले आहे, असे निश्चितपणे सांगता येते. गल्फ स्ट्रीमचे पाणी १९३८ पेक्षा १९५६ मध्ये ०.८° से. ने उष्णतर होते, उत्तर अटलांटिक महासागर १७८०–१८२० मध्ये आताच्यापेक्षा शीततर होता, त्या वेळी गल्फ स्ट्रीम आताच्यापेक्षा दक्षिणेकडे बराच वळला होता, आर्क्टिक महासागर १८३० पासून १९३० पर्यंत उष्णतर होत गेला आणि त्यामुळे हिमाच्छादित प्रदेश कमी झाले. उत्तर अटलांटिक महासागरावरील वातावरणीय अभिसरण १८८०–१९०० पासून १९२०–४० पर्यंतच्या कालावधीत तीव्रतर होत गेले, अशा प्रकारची अनुमाने आता निश्चितपणे सिद्ध करता येतात.

जलवायुमानाच्या ह्या बदलांत एक प्रकारचे आवर्तन आढळते व ह्या बदलांच्या आवर्तनांचा संबंध इतर चक्रिय आविष्कारांशी लावण्यात  येतो. जलवायुमानाची विविध कालावधींची अनेक प्रकारची आवर्तने सुचविली गेली आहेत. ह्या बाबतीत मुख्यत्वेकरून सूर्यबिंबावर आढळणाऱ्या डागांच्या संख्येत जे आवर्तन आढळते, त्याच्याशी जलवायुमानीय बदलांच्या आवर्तनांचा संबंध जोडणाऱ्या संशोधकांची संख्या अधिक आहे.

जलवायुमानीय निरीक्षणांच्या आवर्तनाची विविध पद्धतींनी विश्लेषणे केली गेली आहेत. ती आवर्तने कशाही प्रकारची असली, तरी त्यांचा परमप्रसर (बदलणाऱ्या राशीचे आवर्तनातील कमाल मूल्य) लहानच असतो आणि त्यांचा आवर्तनकाल बदलत्या स्वरूपाचा असतो, असे सिद्ध झाले आहे. त्यामुळे जलवायुमानात फेरफार घडवून आणणारे प्रेरक किंवा जनक आविष्कारच मूलतः आवर्तनशील नसावेत अशी शंका येते. सौर डागांमध्ये आढळणारे आवर्तन म्हणजे केवल स्थूलमानानेच प्रतीत होणारी लयबद्धता आहे. तिचा सरासरी आवर्तन काल ११ वर्षांचा असला, तरी कधीकधी समान चिन्हांच्या परममूल्यांत ७ ते १८ वर्षांचे कालांतर आढळते.

वर निर्देशिलेल्या परिवर्तनांशिवाय जलवायुमानीय बदलांत अल्प व दीर्घ अवधीची आवर्तने व प्रवृत्ती आढळतात. काही आविष्कारांत तर भूवैज्ञानिक कालावधी प्रतीत होतात. स्थूल कल्पना येण्यासाठी काही उदाहरणे पुढे दिली आहेत. स्कँडिनेव्हियातून शेवटच्या विस्तृत हिमस्तराचे इ. स. पू. ८०००–७००० मध्ये निर्गमन झाले; ब्रिटनमधील शेवटची हिमनदी ह्याच कालखंडात लोप पावली; भूमध्यसमुद्र आणि उत्तर आफ्रिका यांवर आणि कदाचित सबंध जगात इ. स. पू. १५००० ते ५००० या कालावधीत शेवटचे हिमयुग चालू होते. इसवी सनाच्या ५००० वर्षांपूर्वी अतोनात वृष्टी होऊन यूरोपमधील जंगलांचा विनाश झाला व अनेक विस्तीर्ण सरोवरे निर्माण झाली; यानंतर अनेक वर्षांनी हवा शुष्क होऊ लागली, सरोवरे आटली व जंगलांचा पुन्हा विस्तार वाढला; हळूहळू तापमान वाढत गेले, इ. स. पू. ४०००–२००० मध्ये जागतिक तापमान सध्याच्या तापमानापेक्षा २°-३° से. ने अधिक होते. इ. स. पू. ५०० ते ४०० वर्षांच्या कालखंडात यूरोपात अतोनात पर्जन्यवृष्टीचे व मध्यम थंडीचे कालपर्व सुरू झाले. यानंतर इ. स. ४०० ते १२०० च्या कालखंडात जलवायुमान क्रमाक्रमाने उष्ण व रुक्ष होत गेले; अटलांटिक महासागर आणि उत्तरी समुद्रात आतासारखे उपोष्ण कटिबंधीय सीमापृष्ठे असलेले अभिसारी चक्रवात ह्या कालखंडात निर्माण होत नव्हते, मध्य इंग्लंडचे सरासरी तापमान आताच्या तापमानापेक्षा १°-२° से. ने अधिक होते; द. यूरोपात बाराव्या शतकात आताच्यापेक्षा अधिक पाऊस पडत होता. इ. स. १२०० ते १४०० ह्या कालावधीत पश्चिम यूरोपातील जलवायुमान अत्यंत अस्थिर होते आणि तेथे महापूर व अवर्षण यांचा आणि क्वचित प्रसंगी अतितीव्र थंडीच्या लाटांचा व सौम्य हिवाळी जलवायुमानाचा पाठशिवणीचा खेळ सुरू होता. इ. स. १४०० ते १५५० या काळात जलवायुमान सुधारू लागले, पण इ. स. १५५० ते १८५० या काळात प. यूरोपात पुन्हा एकदा अल्पकालीन हिमयुग अस्तित्वात आले. स्कॉटलंड व स्कँडिनेव्हिया येथील १५९०, १६९० व १७८० सालचे हिवाळे आत्यंतिक तीव्रतेचे आणि उन्हाळे अतिसौम्य स्वरूपाचे होते; १६९०च्या दुःसह जलवायुमानामुळे आल्प्स पर्वताच्या उत्तरेकडील यूरोपातून प्लेग व मलेरियाच्या जंतूंचे निर्गमन झाले व अनेक गावे ओसाड झाली; १७८० मधील मध्य इंग्लंडचे जानेवारी महिन्याचे सरासरी तापमान १९२० ते १९२० मधील तापमानापेक्षा २.५° से. ने कमी होते; ह्याच कालावधीत इंग्लंडच्या पश्चिम किनाऱ्याजवळील समुद्राचे तापमान आताच्यापेक्षा १°-२° से.ने कमी होते, तर उत्तर इंग्लंडच्या पश्चिम किनाऱ्याजवळील समुद्राचे ३° ने कमी होते. १८५० पासून यूरोपीय जलवायुमानाची तीव्रता कमी होऊ लागली. ह्याच वेळेपासून हिमनद्या सरू लागल्या; सध्या त्यांचा विस्तार स्थाने सोळाव्या शतकात होती तशीच आहेत. त्यामुळे समुद्रपातळी ५–८ सेंमी. असा कयास आहे. यूरोप आणि भूमध्य प्रदेशावरील सद्याचे पर्जन्यमान इ.स. च्या शतकात होते तसेच आहे, असे सांगितले जाते. निरीक्षणांवरून जलवायुमान कधीच स्थिर नसते, त्याची विविध कालावधींची आवर्तने प्रतीत होतात, हे सिद्ध होते. शास्त्रीय उपकरणे उपलब्ध झाल्यापासून जलवायुमानासंबंधी वस्तुनिष्ठ अचूक निरीक्षणे करणे सुलभ झाले आहे. त्यांच्या आधारे दर शतकात तापमान काही अंशांनी बदलते व पर्जन्यवृष्टीत काही अल्प टप्प्यांचा फरक पडतो, आढळून आले आहे.

जलवायुमानातील प्रदीर्घ कालावधीचे बदल किंवा आवर्तने : शेतकी व्यवसाय, उद्योगधंदे, व्यापार मानवी व्यवहार जलवायुमानाशी निगडित झालेले असतात. जलवायुमानात दीर्घकालिक घडून आले की, मानवी जीवनाची घडी विस्कटणारच. पृथ्वीच्या सरासरी तापमानात थोड्या अंशांनी जरी वाढ झाली, तरी पृथ्वीवरील वनस्पतींच्या वाढीचे स्वरूप संपूर्णपणे बदलून जाईल, असंख्य प्राणी मोठ्या प्रमाणावर स्थानांतर करतील आणि वनस्पतींच्या व प्राण्यांच्या अनेक जाती नष्ट होतील, असे अंदाज व्यक्त करण्यात येतात. तापमानाची वाढ वर्षे सारखी चालू राहिली, तर ध्रुवीय प्रदेशावरील बर्फ वितळेल, समुद्राची पातळी अनेक मीटरांनी वाढेल आणि समुद्रकाठावरील बहुतेक सर्व शहरे पाण्याखाली बुडून मानवी संस्कृतीचा बराच मोठा व महत्त्वाचा भाग नामशेष होईल, अशी भीती अनेकदा प्रदर्शित केली जाते.

भूतकाळात झालेल्या जलवायुमानीय बदलांचे परीक्षण करण्याच्या दृष्टीने कालखंडांचे आणि त्यांच्याशी निगडित असलेल्या पुराव्यांचे साधारणपणे तीन प्रकारांनी वर्गीकरण करण्यात येते : (१) लक्षावधी किंवा कोट्यावधी वर्षांचा कल्प; यात पुराजलवायुमानाचा विचार करण्यात येतो [⟶ पुराजलवायुविज्ञान]. (२) अलीकडच्या किंवा आधुनिक भूवैज्ञानिक युगकालातील अनेकविध प्राण्यांच्या अश्मीभूत अवशेषांच्या अभ्यासामुळे ज्यांची महत्त्वपूर्ण निश्चिती झाली आहे असा सहस्रावधी वर्षांचा काळ यात भूकालमापनाचा अभ्यास करण्यात येतो. (३) शास्त्रीय उपकरणांच्या साह्याने निश्चित स्वरूपाची वातावरणीय निरीक्षणे उपलब्ध झाली आहेत, असा सु. २०० वर्षांचा ऐतिहासिक कालखंड.

पुराजलवायुमान सु. ४.६ अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वीची निर्मिती झाली. सुरुवातीला ती अतितप्त स्थितीत होती, नंतर ती हळूहळू थंड होत गेली. कालांतराने पृथ्वीवर वनस्पतिजीवन व प्राणिजीवन अस्तित्वात आले. पहिल्या अडीच अब्ज वर्षांत जलवायुमानीय परिस्थिती कशी बदलत गेली, याबद्दलची निश्चित स्वरूपाची माहिती उपलब्ध नाही. हा काळ सोडल्यास बाकीच्या कालावधीतील जलवायुमानाच्या परिवर्तनांविषयी माहिती मिळाली आहे. भूवैज्ञानिक इतिहास पुढील चार महाकल्पांमध्ये विभागला जातो : (१) कॅंब्रियन-पूर्व (सु. ६० कोटी वर्षांपूर्वीचा) महाकल्प; (२) पुराजीव (सु. ६० ते २४.५ कोटी वर्षांपूर्वीचा) महाकल्प; (३) मध्यजीव (सु. २३ ते ९ कोटी वर्षांपूर्वीचा) महाकल्प आणि (४) नवजीव (सु. ६.५ कोटी वर्षांपूर्वीपासूनचा ) महाकल्प. ह्या निरनिराळ्या प्रदीर्घ महाकल्पात जलवायुमानीय परिस्थितीत फार मोठे बदल होत गेले.

प्रसिद्ध जलवायुविज्ञ सी. इ. पी. ब्रूक्स यांनी ४०° उ. ते ९०° उ. या अक्षवृत्तीय पट्ट्यात आढळलेल्या जलवायुमानाच्या परिस्थितीवरून पुराजलवायुमानीय कालदर्शिका (कॅलेंडर) तयार केलेली होती. तथापि त्यांनी त्या काळी ज्ञात असलेल्या भूवैज्ञानिक महाकल्पाचे कालखंड लक्षात घेतलेले होते; परंतु नवीन पुराव्यांनुसार या कालखंडांच्या मर्यादा बदललेल्या असून त्याप्रमाणे सु. ६० ते ४२ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळात, ज्यात कँब्रियन, ऑर्डोव्हिसियन व सिल्युरियन ह्यांसारखे तीन कल्प सामावलेले आहेत, अशा कालपर्वात पृथ्वीच्या या मागाचे सरासरी तापमान जरा जास्तच म्हणजे १३° से. च्या जवळपास होते. ह्यानंतर मात्र पृथ्वी सावकाशपणे थंड होण्याची प्रवृत्ती दिसून आली, तरी अधूनमधून तिच्या तापमानात मोठ्या प्रमाणावर बदल झाले. काही हिमयुगेही निर्माण झाली. २५ कोटी वर्षांपूर्वीचे पृथ्वीवरील हिमयुग अनेक वर्षे टिकून राहिले असावे. दहा लक्ष वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर जे हिमयुग आले होते, त्या वेळी पृथ्वीचे सरासरी तापमान पूर्वी कधीही नव्हते इतके कमी होते.

तापमानाच्या चढ-उतारानुसार वर दिलेल्या चार महाकल्पांचे पुढीलप्रमाणे उपविभाग केले आहेत. कँब्रियन-पूर्व महाकल्पात आर्किओझोइक व प्रोटेरोझोइक यांचा समावेश होतो. पुराजीव महाकल्पात कँब्रियन, ऑर्डोव्हिसियन, सिल्युरियन, डेव्होनियन, कार्बोनिफेरस व पर्मियन यांचा समावेश केला जातो. मध्यजीव महाकल्पात ट्रायासिक, जुरासिक व क्रिटेशस असे तीन काळ सामाविले आहेत. नवजीव महाकल्पाचे तृतीय (टर्शरी) व चतुर्थ (क्वाटर्नरी) कल्प अशा दोन प्रकारांनी विभाजन केले आहे. तृतीय कल्पात पॅलिओसीन, इओसीन, ऑलिगोसीन, मायोसीन व प्लायोसीन यांचा समावेश करण्यात येतो. तृतीय कल्पाला सु. ६.५ कोटी वर्षांपूर्वी सुरुवात झाली. त्यावेळी ४०° उ. ते ९०° उ. या अक्षवृत्तीय पट्ट्याचे माध्य तापमान साधारणपणे ७° से. होते. यानंतर त्या तापमानात काही चढ-उतार होत गेले, तरी तेथे उबदार जलवायुमान होते. तृतीय कल्पाच्या शेवटी पृथ्वीचा हा भाग अती त्वरेने थंड होऊ लागला व चतुर्थ कल्पातील हिमयुग अस्तित्वात आले. प्लाइस्टोसीन काळं चतुर्थ कल्पात मोडतो. पृथ्वीवर मानवजात सु. दहा लक्ष वर्षांपूर्वी चतुर्थ कल्पाच्या सुरुवातीला निर्माण झाली,’ असे पूर्वी समजले जात असे. पण गेल्या काही वर्षांतील संशोधनाप्रमाणे उपकरणे वापरणारा मानव १७.५० लक्ष वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर अवतरला, असे सिद्ध झाले आहे. कदाचित मानवाची निर्मिती २५ लक्ष वर्षांपूर्वीही झाली असणे शक्य आहे. पुढे दिलेली बदलत्या जलवायुमानासंबंधीची सर्व माहिती मानवनिर्मितीनंतरच्या काळातील आहे.

चतुर्थ कल्पातील हिमयुग : चतुर्थ कल्पातील प्लाइस्टोसीन हिमयुगाचे वैशिष्ट्य म्हणजे या युगातील मोठ्या हिमनद्या किंवा हिमस्तर मुख्य केंद्रापासून फार दूरवर पसरल्या होत्या. त्या वेळी हिमानी क्रियेची अनेक केंद्रे निर्माण झाली होती. त्यांतील यूरोपमधील स्कँडिनेव्हिया आणि आल्प्स व उत्तर अमेरिकेतील कॉडिलेरा आणि इतर हिमाच्छादित प्रदेश ही हिमनद्यांची अत्यंत महत्त्वाची केंद्रे होती; तर स्पिट्सबर्गेन, आइसलँड, आयर्लंड, स्कॉटलंड, उत्तर इंग्लंड, पिरेनीज व कॉकेशस पर्वतांचे परिक्षेत्र, हिमालयाचा प्रदेश, मध्य आशियातील पर्वतरांगा, अलास्का, रॉकी आणि अँडीज यांच्या संपूर्ण पर्वतमालिका, आफ्रिका खंडातील विषुववृत्तावरील अत्युच्च पर्वतांचा प्रदेश, न्यू गिनी, आग्नेय ऑस्ट्रेलिया आणि न्यूझीलंड यांसारख्या विभागांत हिमानी क्रियांची गौण स्वरूपाची केंद्रे होती. ग्रीनलंड आणि अंटार्क्टिकातील विद्यमान हिमस्तर हे चतुर्थ कल्पातील हिमानी क्रियेचे प्रातिनिधिक अवशेष समजले जातात. त्यांवरून उत्तर यूरोप व उत्तर अमेरिकेवरील गेल्या हिमयुगातील हिमस्तरांचे स्वरूप आणि गुणधर्म कळू शकतात. प्लाइस्टोसीन हिमयुगातील हिमस्तरांनी व्यापिलेले भूपृष्ठाचे अधिकतम क्षेत्रफळ सु. ३,३६,७०,००० चौ. किमी. असावे. याशिवाय गेल्या हिमयुगात उ. अटलांटिक आणि अंटार्क्टिक यांसारख्या ध्रुवीय प्रदेशांकडील महासागरात विस्तृत प्रमाणावर तरंगती हिमखंडे भ्रमण करीत होती. ती जमेस धरता सबंध भूपृष्ठाचा एकंदरीत एकदशांश भाग हिमव्याप्त होता, असा कयास आहे. सध्याचे हिमव्यास प्रदेशाचे क्षेत्रफळ १,५५,४०,००० चौ. किमी. आहे.

पर्जन्ययुक्त कल्प : हिमानी कल्पात उष्ण आणि उपोष्ण कटिबंधांतील निरनिराळ्या भूपृष्ठांवर पडणारा पाऊस अंतराहिमानीय कल्पात पडणाऱ्या पावसापेक्षा खूपच अधिक होता. त्यामुळे उ. अमेरिकेत विशाल द्रोणींमधील सरोवरांचा विस्तार झाला आणि त्यांना देशांतर्गत समुद्रांचे स्वरूप आले. याचे उत्तम उदाहरण म्हणजे लाहोंटन आणि बॉनव्हिल यांचे देता येईल, पूर्व आफ्रिकेतील सरोवरांच्या मालिकांचा संबंध आल्पीय मालिकेतील सरोवरांच्या अनुक्रमाशी जोडता येणे शक्य आहे. उदा., आल्प्सची गुंट्झ आणि मींडेल ही सरोवरे आफ्रिकेतील काफुआन सरोवराशी, आल्पीय रिस् सरोवर आफ्रिकेतील कामाशियन सरोवरांशी संबंधित असलेली दिसतात; भिन्न पर्जन्ययुक्त कल्पांच्या मधल्या कालावधीत किंवा अंतरापर्जन्य कल्पांत पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण इतके कमी होत गेले असावे की, या कालखंडांत काही सरोवरे कोरडी झाली असावीत.

हिमनद पश्चकल्प : हिमनद पश्चकल्पांत पावसाळी जलवायुमान व कोरडे जलवायुमान आलटून पालटून आपला प्रभाव गाजवीत असावेत. पीट, रुतण (बॉग) किंवा दलदलीच्या क्षेत्रांवरील छेदांचे परीक्षण केल्यास त्यांत वनस्पतींची वाढ व निर्जलीकरण दाखविणारे अनेक थर एकाआड एक दृष्टोत्पत्तीस येतात. अटलांटिक महासागरावर अतिप्राचीन काळी खूप पाऊस पडत असावा. त्यानंतर तेथे प्रदीर्घावधीचे अवर्षण असावे व नंतर पुन्हा त्या क्षेत्रावर पर्जन्यवृष्टीसाठी अनुकूल परिस्थिती निर्माण झाली असावी, असे निष्कर्ष त्या आडव्या छेदांवरुन काढता येतात.

इ. स. पू. २२००–१९००, १२००–१००० आणि ७००–५०० या कालावधींत मुख्य अवर्षणे झाली असावीत. या शेवटल्या कालखंडात एक ῾अतिशुष्क तीव्र उन्हाळ्याची लाट᾽ यूरोपवर सतत दोनशे वर्षे होती, असे उल्लेख तत्कालीन वाङ्मयात आढळतात. या काळात सरोवरांनी व्यास झालेल्या क्षेत्रांचे संकोचन झाले, पाण्याची पातळी निर्गमद्वाराच्या उंचीखाली गेली आणि काही ठिकाणी ओसरलेल्या पाण्याच्या क्षेत्रावर झाडे वाढली. आयर्लंड, जर्मनी आणि ऑस्ट्रिया या देशांमधील अशा प्रकारच्या सरोवरांच्या अभ्यासावरून वरील अवर्षण काळातील वृष्टीचे प्रमाण काही अलीकडील शतकांत होत असलेल्या वृष्टीच्या निमपट असावे, असा निष्कर्ष काढता येतो. पाण्याचे प्रमाण कमी झाल्याचे दिसताच ह्या क्षेत्रावरील बहुसंख्य रहिवाशांनी अधिक वृष्टीच्या प्रदेशांकडे स्थलांतर केले. इ. स. पू. सु. ५०० मध्ये अवर्षणकाल संपला, जलवायुमान बदलू लागले, पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण वाढले, दलदलीच्या क्षेत्रांचा विस्तार वाढू लागला व क्वचित प्रसंगी महापूर येऊन सरोवरांचे आकारमान वाढले. अशा रीतीने उप-अटलांटिक कल्पाला सुरुवात झाली.

ख्रिस्ती युगात झालेले जलवायुमानातील बदल : ख्रिस्त युगाबरोबर जलवायुमानातील बदलासंबंधीच्या माहितीपूर्ण, तपशीलवार व अचूकपणे कालनिर्देश करणाऱ्या निरीक्षणांना सुरुवात झाली. यूरोपमध्ये सरोवरातील पाण्याची पातळी, पीट व रुतणक्षेत्रे, हिमनद्यांचे पुरःसरण आणि संकोचन, प्रमुख लोकवस्तीची स्थळे, तत्कालीन वाङ्मय आणि हवामानाची निरीक्षणे नोंदणारी जुनी नियतकालिके यांच्या साह्याने निरनिराळ्या कालखंडांतील जलवायुमानीय परिस्थितीची उत्तम माहिती मिळते. कॅस्पियन समुद्रातील पाण्याच्या पातळीच्या निरीक्षणांवरून आशिया खंडात घडलेल्या जलवायुमानीय बदलांसंबंधी माहिती मिळते. चीनमधील जनावरांच्या निरीक्षणांवरूनही याबाबतीत बरीच उपयुक्त माहिती मिळू शकते. ईशान्य आफ्रिकेतील मरुवने किंवा मरुजलभूमी क्षेत्रे आणि नाईल नदीच्या पाण्याची पातळी गतैतिहासिक काळात झालेल्या जलवायुमानीय घडामोडींची माहिती उपलब्ध करून देतात. उ. अमेरिकेच्या पश्चिम विभागात मोठ्या झाडांच्या बुंध्यांचा व्यास व वक्ररेषांची जाडी मोजल्यास त्यांवरून ह्या विभागात निरनिराळ्या कालखंडांत पडलेल्या पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण आश्चर्यजनक अचूकतेने कळू शकते, असे काही शास्त्रज्ञांनी सिद्ध केले आहे. अशा रीतीने विविध प्रकारची निरीक्षणे करून त्यांचा संबंध समशीतोष्ण कटिबंधात गतकाळात झालेल्या जलवायुमानीय बदलांशी लावून जलवायुविज्ञांनी महत्त्वाचे निष्कर्ष काढले आहेत.

ख्रिस्त शकारंभाच्या कालपर्वात पृथ्वीवर सद्यःस्थितीत प्रत्ययाला येणारे जलवायुमान असावे. पावसाचे प्रमाण मात्र सद्यापेक्षा थोडेसे अधिक असावे. विशेषतः ईशान्य आफ्रिकेत पर्जन्यवृष्टी आताच्यापेक्षा अधिक होत होती, असा विश्वसनीय पुरावा मिळतो. इ. स. ४०० च्या सुमारास यूरोपमध्ये उष्णतर व शुष्कतर जलवायुमानास सुरुवात झाली. कॅस्पियन समुद्रातील पाण्याची पातळी सध्याच्या पातळीपेक्षा बरीच खाली गेली. हा उष्ण अवर्षणकाल अनेक वर्षांपर्यंत होता. इ. स. ७०० मध्ये उष्णतेच्या व अवर्षणाच्या तीव्रतेची सर्वत्र परमावधी झाली. असह्य जलवायुमानामुळे लोक स्थानांतर करू लागले. बहुसंख्य लोक आल्प्ससारखा दुस्तर पर्वत ओलांडून पलीकडे गेले, पश्चिम यूरोपमधून समुद्रमार्गे यूरोप सोडून बाहेर जाणाऱ्या लोकांची संख्या वाढली. आयर्लंडमधील मानवी संस्कृतीने या वेळी कळस गाठला होता. यूरोपमध्ये मान्यता पावलेल्या अनेक विद्वान व्यक्ती या सुमारास आयर्लंडमधूनच प्रसिद्धीस आल्या. याच कालावधीत चीनमध्ये अनेक अवर्षणे झाली. नाईल नदीचे पात्र अनेकदा रोडावले आणि उ. आफ्रिकेतील अनेक मरुवने लयास गेली. प. अमेरिकेतील झाडांची वाढ व जंगलांचा विकास यांत उल्लेखनीय खंड पडला. प्रदीर्घ अर्पणामुळे काही सरोवरांतील पाण्याची पाळी खूपच खाली गेल्याबद्दलचे पुरावे उपलब्ध आहेत.

इ. स. ८०० नंतर समशीतोष्ण कटिबंधातील पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण वाढत गेले, तरी तेथील जलवायुमान सह्य होऊ लागले. दहाव्या शतकात ग्रीनलंडमधील जलवायुमान आताच्या सारखे अतिरेकी थंडीचे नव्हते. अनेक लोकांनी तेथे जाऊन मोठ्या वसाहती स्थापन केल्या होत्या. ग्रीनलंडच्या ‘नॉर्स वसाहती’ या नावाने त्या प्रसिद्ध होत्या. अकराव्या व बाराव्या शतकांत या वसाहती खूपच भरभराटीस आल्या होत्या.

तेराव्या शतकात पश्चिम यूरोपवर अभिसारी चक्रवातांचे आघात होण्यास सुरुवात झाली. इंग्लंडची उत्तर समुद्रालगतची किनारपट्टी व नेदर्लंड्सचे किनाऱ्याजवळचे प्रदेश वारंवार जलमय होऊ लागले. नेदर्लंड्सचे भूपृष्ठ अधिकांशाने समुद्रपातळीच्या खाली असल्यामुळे तेथील संपूर्ण किनारपट्टीवर संपूर्णतया संरक्षक भिंती बांधल्या. चक्रवातांच्या आगमनाबरोबर महावृष्टी झाल्यामुळे विंचेलसी नावाचे क्षेत्र नाश पावले. नेदर्लंड्स व फ्रीशिया ह्या देशांची किनारी संरक्षणयोजना कोलमडली. ग्रीनलंडचे जलवायुमान बिघडू लागले, तेथील ‘नॉर्स’ वसाहतींत राहणे कठीण झाले. इ. स. १४०० च्या सुमारास ग्रीनलंडचे भूपृष्ठ हिमाच्छादित होऊ लागले. ते आजतागायत हिमाच्छादितच आहे. तेथील मानवी वसाहतींचेही इ. स. १४०० नंतर समूळ उच्चाटन झाले.

ह्यानंतरच्या शतकात साधारणपणे पावसाचे प्रमाण वाढले, उत्तरेकडे थंडी वाढली व जगात सर्वत्र हिमनद्यांचे पुनश्च पुरःसरण होऊ लागले, त्यामुळे ह्या कालखंडाला ‘अल्पावधीचा हिमकाल’ हे नाव दिले गेले. इ. स. १६००–५० च्या कालावधीत द्रुतगतीने पुढे सरकून हिमनद्यांनी उल्लेखनीय पल्ला गाठला. यूरोपमध्ये १६५०–१७५० च्या सुमारास हिमनद्यांचे क्षेत्र अधिकतम झाले होते. १६५० मध्ये संपूर्ण नॉर्वे, स्वीडन हे देश हिमावरणाखाली होते. त्यानंतर काही काळ हिमनद्यांनी माघार घेतली; परंतु १७५० मध्ये त्या स्वीडन, आइसलँड व आल्प्स संपूर्णपणे व्यापण्याइतक्या पुढे सरकल्या. चतुर्थ कल्पातील हिमयुग संपल्यानंतरच्या काळात हिमनद्या कधीही इतक्या पुढे आल्या नव्हत्या. यानंतरच्या कालखंडात मात्र हिमनद्या संथगतीने माघार घेऊ लागल्या. विसाव्या शतकात त्या द्रुतगतीने मागे जात आहेत असे दिसते.

इंग्लंडमध्ये १६७७ साली उपकरणांच्या साह्याने हवामानाची निरीक्षणे करण्यास सुरुवात झाली. ह्या काळी इंग्लंडवर शुष्क भूखंडीय जलवायुमान होते. हळूहळू ही जलवायुमानीय परिस्थिती बदलून १७५० च्या सुमारास तेथे सौम्य हिवाळे आणि शीतल पर्जन्ययुक्त उन्हाळे असलेले सागरी जलवायुमान होते. १७९४ ते १८१० या कालखंडात इंग्लंडवरून पूर्वेकडून येणारे वारे वाहू लागले, हिवाळ्यांची तीव्रता वाढली आणि पुनश्च भूखंडीय जलवायुमान आले. १८५० नंतर तापमान वाढून जवळजवळ सर्व ध्रुवीय आणि समशीतोष्ण प्रदेशांवरील हिवाळे उत्तरोत्तर उष्ण व सौम्य होऊ लागले. तथापि विसाव्या शतकाच्या मध्यानंतर हिवाळे शीततर होत चालले आहेत.

जलवायुमानातील बदलांसंबंधीच्या काही परिकल्पना : पृथ्वीभोवतालच्या वातावरणातील हवा सारखी परिभ्रमण करीत असते. काही विशिष्ट अक्षवृत्तांच्या पट्ट्यांत वारे विशिष्ट दिशेने वाहत असतात. ह्या परिसंचरणाची गती व तीव्रता आणि प्रचलित वाऱ्यांच्या परिमंडलांची जाडी या परिवर्तनशील असतात. प्रचलित पश्चिमी वाऱ्यांचे पट्टेही आलटून पालटून ध्रुवांकडे किंवा विषुववृत्ताकडे स्थानांतर करीत असतात. परिसंचरण दुर्बल असते तेव्हा पश्चिमी वाऱ्यांचा परिध्रुवीय पट्टा आकुंचन पावतो व मध्य अक्षवृत्तीय पट्ट्यात अपसारी चक्रवात वारंवार निर्माण होतात. अशा घटनेमुळे अस्थिर किंवा परिवर्तनशील वारे, स्वल्प पर्जन्यवृष्टी व तीव्र हिवाळे आणि अत्युष्ण उन्हाळे असलेल्या भूखंडीय जलवायुमानाची प्रस्थापना यांसारखे आविष्कार निर्माण होतात. परिसंचरण तीव्र स्वरूपाचे व गतिमान असल्यास पृथ्वीच्या विस्तीर्ण क्षेत्रांवर पश्चिमी वाऱ्यांचा अंमल चालू राहतो. बहुसंख्येने अभिसारी चक्रवात निर्माण होतात व नीच अक्षवृत्तांवरील प्रदेशांनाही हे आपला प्रभाव दाखवितात. पर्जन्यवृष्टीत उल्लेखनीय वाढ होते आणि विस्तीर्ण क्षेत्रांवर साधारणपणे सागरी जलवायुमान प्रस्थापित होते. उप-अटलांटिक कल्पात व इ. स. १२०० नंतर जलवायुमानात झालेले बहुतेक बदल वरील कारणांमुळे उद्भवले, असे खात्रीपूर्वक सांगता येते.

सूर्यापासून मिळणारी उष्णता आणि ऊर्जा यांचे पुनर्वितरण करण्यात वातावरणाचे सर्वसाधारण अभिसंचरण आणि सागरी अभिसंचरण यांचा फार महत्त्वाचा भाग असतो. त्यांच्यात होणाऱ्या उष्णता ऊर्जा-विनिमयामुळे पृथ्वीला औष्णिक संतुलन प्राप्त होते. सौरपृष्ठापासून उत्सर्जित होणाऱ्या ऊर्जेत बदल झाल्यामुळे सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणाऱ्या ऊर्जेच्या प्रमाणातही बदल होतात. सौरांकाच्या अस्थिरतेमुळे ऊर्जेच्या परिवहनाच्या माध्य स्वरूपात त्यामुळे बदल झाले की, त्यांचा परिणाम जलवायुमानावर होतो.

ज्वालामुखी क्रियेमुळेही गतैतिहासिक काळातील जलवायुमानात विस्तृत प्रमाणावर बदल घडून आले, असे सिद्ध करणारी आणखी एक परिकल्पना प्रचलित आहे. निरनिराळ्या काळी झालेल्या ज्वालामुखींच्या उद्गीरणांबरोबर उडालेली राख वातावरणात पसरली. तिच्या जाड व दाट थरांमुळे सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणान्या उष्णतेत घट झाली आणि जलवायुमानात अनेक बदल उद्भवले, असा या परिकल्पनेचा सारांश आहे. इतर तत्सदृश परिकल्पनांत वातावरणातील विविध वायूंचे प्रमाण बदलले किंवा त्या वायूंकडून शोषिल्या जाणाऱ्या प्रारणात न्यूनता किंवा आधिक्य झाले, तर जलवायुमान बदलते, ही कल्पना अभिप्रेत असते.

कार्बन डाय-ऑक्साइड, जलबाष्प आणि ओझोन हे वातावरणातील घटक सौर प्रारणाच्या बाबतीत पादपगृहातील (जीमध्ये नियंत्रित तापमानात वनस्पती वाढविल्या जातात अशा इमारतीतील) वातावरणासारखेच परिणामकारक असतात. ते सौर प्रारणातील लघू तरंगलांबीचे प्रारण न शोषिता पृथ्वीकडे पाठवून देतात व पृथ्वीने उत्सर्जित केलेले दीर्घ तरंगलांबीचे प्रारण मोठ्या प्रमाणात शोषून घेतात. वातावरणात कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे प्रमाण वाढले की, वातावरणाचे तापमान वाढते. गतकालात झालेल्या ज्वालामुखींच्या उद्रेकामुळे किंवा विस्तृत प्रमाणावर झालेल्या वनस्पतींच्या सडण्यामुळे व विघटनामुळे वातावरणात कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे प्रमाण वाढले असावे व त्याचे परिणाम तत्कालीन जलवायुमानावर झाले असावेत, अशीही एक परिकल्पना आहे. कोळसा आणि खनिज तेले प्रचंड प्रमाणात जाळल्यामुळे प्रतिवर्षी सहा अब्ज टनांपेक्षा अधिक कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू वातावरणात मिसळल्यामुळे एकोणिसाव्या शतकात पृथ्वीचे सरासरी तापमान वाढण्याची जी प्रवृत्ती आढळली, ती अशा रीतीने कार्बन डाय-ऑक्साइडामध्ये झालेल्या आधिक्यामुळे निर्माण झाली, असे म्हटले जाते.

पुराजलवायुमानातील बदलांची कारणे देणाऱ्या काही परिकल्पना भूगोलविज्ञांनीही सुचविल्या आहेत. पृथ्वीवरील जमीन आणि पाणी यांच्या वितरणाचे प्रमाण आणि भूपृष्ठांची पातळी व उंची नेहमीच बदलत आलेली आहे. दर किमी. उंचीवर तापमान १०° से. ने कमी होते. ह्याच प्रकारचा उंचीप्रमाणे तापमान ऱ्हास जर भूवैज्ञानिक काळातही अस्तित्वात असेल, तर पृथ्वीवर झालेल्या अनेक भूकंपांमुळे भूकवचात अनेक प्रकारची उलथापालथ होऊन भूस्तर उंच झाले असले पाहिजेत किंवा खूप खाली गेले असले पाहिजेत आणि उंचीच्या प्रमाणात तापमानात बदल होऊन भूपृष्ठावर कधी दाट वने, कधी हिरवळ तर कधी हिमनद्या निर्माण झाल्या असल्या पाहिजेत. अशा रीतीने निर्माण झालेल्या जुन्या खडकांच्या संरचनेच्या अभ्यासावरून प्राचीन काळच्या विविध कालखंडांत कशा प्रकारचे जलवायुमान होते, याबद्दल निष्कर्ष काढता येतात. भूकवचात व भूपृष्ठांवर होणाऱ्या घडामोडींप्रमाणेच महासागरांच्या द्रोणींत किंवा तळपृष्ठांवर अनेक सांरचनिक बदल होतात. त्यांचा सागरी अभिसंचरणावर प्रभाव पडून पृथ्वीच्या औष्णिक व जलबाष्पीय संतुलनात फेरफार घडून येतात. ह्या सर्व घटनांमुळे जलवायुमान बदलते. ⇨खंडविप्लवाचा सिद्धांत गृहीत धरला, तर निरनिराळी भूखंडे निरनिराळ्या भूवैज्ञानिक काळात निरनिराळ्या अक्षवृत्तीय पट्ट्यांत भटकत असावीत आणि त्यांच्या जलवायुमानात सातत्याने बदल होत गेले असावेत. ह्या घडामोडींचे परिणाम तेथील खडकांत प्रतीत झालेले दिसतात. जलवायुमानातील दीर्घकालीन बदलांच्या स्पष्टीकरणाच्या बाबतीत ह्या प्रकारचे भौगोलिक सिद्धांत बरेच उपयुक्त ठरले आहेत [ ⟶पुराजलवायुविज्ञान ].

पुराजलवायुमानीय बदलांची कारणे स्पष्ट करणाऱ्या काही खगोलीय परिकल्पना प्रचलित आहेत. पुढील चार मुख्य घटनांवर त्या आधारलेल्या आहेत : (१) क्रांतिवृत्ताच्या (सूर्याच्या वार्षिक भासमान गतीच्या मार्गाच्या) प्रतलाशी पृथ्वीचा अक्ष जो कोन करतो, त्या कोनात होणारे बदल. ह्या बदलांमुळे विशेषतः ध्रुवीय क्षेत्रातील ऋतूंवर परिणाम होतात. ४०,००० वर्षात हा कोन २.५ अंशांनी बदलू शकतो. (२) पृथ्वीच्या परिभ्रमण कक्षेच्या विकेंद्रतेत [⟶कक्षा] होणारा बदल. ह्या बदलामुळे पृथ्वीच्या सूर्यापासूनच्या सरासरी अंतरात परिवर्तन होते आणि त्यामुळे पृथ्वीचे सरासरी तापमान बदलते. (३) संपातबिंदूंचे चलन [⟶ संपातचलन ]. सूर्यापासून पृथ्वी एका विवक्षित अंतरावर राहण्याच्या वेळेत नियमितपणे होणाऱ्या बदलांशी याचा संबंध आहे. सध्या उ. गोलार्धातील हिवाळ्याच्या वेळी (म्हणजे दिनांक १ जानेवारीला ) पृथ्वी सूर्याच्या अत्यंत जवळ असते. पृथ्वी जेव्हा सूर्याच्या सर्वांत जवळ असते तेव्हा तिची गती अधिकतम असते. ती दूरतम अंतरावर असते तेव्हा तिची गती न्यूनतम असते. पृथ्वीच्या या गतीवर विशिष्ट कालावधीत तिला मिळणान्या सौर प्रारणाचे प्रमाण अवलंबून असते. गती कमी असल्यास विशिष्ट कालावधीत तिला अधिक प्रारण मिळते. त्यामुळे पृथ्वी सूर्यापासून दूरतम अंतरावर असताना उन्हाळे उष्णतर व हिवाळे शीततर होतास. सु. १०,५०० वर्षांपूर्वी पृथ्वी सूर्यापासून दूरतम अंतरावर असताना उ. गोलार्धात तीव्र उन्हाळे व हिवाळे होते. सध्या पृथ्वीवर उन्हाळे व हिवाळे सौम्य स्वरूपाचे आहेत. १०,५०० वर्षांनी ते तीव्रतर होतील. (४) ध्रुवीय अक्षावरून पृथ्वीची स्थानच्युती. पृथ्वीचे भौगोलिक ध्रुव हळूहळू सरकून सध्याच्या ठिकाणी आले असावेत, ही कल्पना यात अभिप्रेत आहे. अशा स्थानांतरामुळे गतकालात पृथ्वीचे अक्षवृत्तीय जलवायुमान सारखे बदलत गेले, हे उघड आहे.

पृथ्वीच्या जलवायुमानात अनेक कल्पांत कसे बदल होत गेले, याबद्दल अनेक परिकल्पना प्रचलित आहेत. कोणतीही एक परिकल्पना, सिद्धांत किंवा विचारप्रणाली जलवायुमानीय बदलांचे समाधानकारकपणे स्पष्टीकरण करू शकलेली नाही. जलवायुमानात अल्पकालीन बदल  घडवून आणण्यास एखादा घटक कारणीभूत होऊ शकेल; परंतु पृथ्वीच्या जलवायुमानात जे दीर्घकालीन आणि आमूलाग्र बदल घडून आलेले दिसतात त्यासाठी अनेक कारणे एकाच वेळी परिणामकारक असू शकतील.

तुलनात्मक जलवायुमान आणि जलवायुमानाचे वर्गीकरण : कोणत्याही ठिकाणचे किंवा क्षेत्राचे जलवायुमान केवळ एक-दोन वातावरणीय मूलघटकांच्या सरासरी वार्षिक मूल्यांचा अभ्यास करून निश्चित केले जात नाही. अनेक परिवर्तनशील मूलघटकांच्या संयोगामुळे जलवायुमानाची कल्पना साकार होते. कोणत्याही दोन ठिकाणचे वार्षिक तापमान किंवा मासिक तापमानाचे वितरण सारखे आहे म्हणून त्यांचे जलवायुमान समान होऊ शकणार नाही. तेथे पडणाऱ्या पर्जन्याचे मासिक वितरण पूर्णतया वेगळे असू शकते. तापमान आणि पर्जन्य ह्या दोन्ही घटकांचा एकत्र विचार केल्यानंतरच त्या दोन ठिकाणच्या जलवायुमानांतील फरक प्रत्ययास येतो. अनेक वातावरणीय मूलघटकांच्या संयोगाने कोणत्याही ठिकाणचे जलवायुमान निश्चित केले जात असले, तरी तापमान आणि पर्जन्य ह्यांचा त्यात अत्यंत महत्त्वाचा भाग असतो. कोणत्याही दोन ठिकाणचे जलवायुमान अर्थात कधीच तंतोतंत एकसारखे असणार नाही. त्यांत अनेक प्रकार आढळणारच. तथापि जवळजवळ किंवा ढोबळमानाने सारख्याच तऱ्हेची जलवायुमान परिस्थिती असलेली क्षेत्रे काही विशिष्ट विभागात समाविष्ट करून जागतिक जलवायुमानाचे वर्गीकरण करणे शक्य आहे.

मुख्यत्वेकरून जलवायुमानाचे वर्गीकरण दोन प्रकारांनी केले जाते : (१) खगोलीय वर्गीकरण आणि (२) कोएपेन, थॉर्न्यवेट इत्यादींचे वर्गीकरण.

जलवायुमानाच्या खगोलीय वर्गीकरणात कोणत्याही ठिकाणचे जलवायुमान निश्चित करण्याच्या दृष्टीने अक्षवृत्त हा महत्त्वाचा एकमेव घटक मानतात. सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणाऱ्या प्रारणाचे प्रमाण अक्षांशांवर अवलंबून असते आणि अशा आपाती सौर प्रारणावर पृथ्वीवरील निरनिराळ्या भागांचे तापमान अवलंबून असते. ह्या दोन अनुमानांवर जलवायुमानाचे खगोलीय वर्गीकरण आधारले आहे. पृथ्वीवर जमीन आणि पाणी यांच्या विषम वितरणामुळे व पर्जन्याच्या आणि इतर वातावरणीय घटकांच्या भिन्नतेमुळे अक्षवृत्तीय वातावरणात विकृती निर्माण होतात. सारख्या जलवायुमानाची क्षेत्रे भूपृष्ठाच्या निरनिराळ्या भागांत एकमेकांशी कोणतेही संबंध नसलेल्या क्षेत्रांत निर्माण होतात. यामुळे खगोलीय वर्गीकरणाचा विशेष उपयोग नाही. येथे फक्त कोएपेन व थॉर्न्थवेट यांच्या जलवायुमानीय वर्गीकरणाचा विचार केला आहे. वर्गीकरणाचे हे दोन प्रकार उपयुक्त ठरले आहेत.

कोएपेन जलवायुमानीय वर्गीकरण : जागतिक जलवायुमानाच्या विविध प्रकारांचे व्यापक दृष्टीने सर्वेक्षण करण्यासाठी तर्कशुद्ध आणि सुलभ मार्गदर्शन करणारे तंत्र उपलब्ध व्हावे, हा जलवायुमानीय वर्गीकरणाचा मुख्य हेतू असतो. ह्या दृष्टीने विशिष्ट प्रकारचे जलवायुमान निर्माण करणाऱ्या भौतिक कारणांवर आधारलेले वर्गीकरण वातावरणविज्ञानाच्या दृष्टीने इष्ट झाले असते; पण अशा तऱ्हेचे जलवायुमानाचे जननिक (वातावरणीय आविष्कारांच्या निर्मितीच्या कारणांवर आधारलेले) वर्गीकरण अजून तरी शक्य झालेले नाही. शिवाय असे वर्गीकरण सर्वस्वी अशक्य आहे, असे आता दीर्घ प्रयत्नान्ती जलवायुमानविज्ञांना वाटू लागले आहे. उदा., ‘मॉन्सूनचे जलवायुमान” असा एक वर्ग करून व त्याची अभिलक्षणे निश्चित करून त्याखाली भारत, ब्रह्मदेश, मलाया, दक्षिण चीन आणि आशिया खंडाच्या पूर्व किनाऱ्यालगतचे प्रदेश आणणे शक्य होऊ शकते; पण ह्यांपैकी बहुतेक देशांचे जलवायुमान परस्परांहून अगदी भिन्न स्वरूपाचे असल्यामुळे अचूकतेच्या दृष्टीने असे वर्गीकरण सर्वथैव अनिष्ट आहे. भौगोलिक दृष्ट्या काही क्षेत्रे इतस्ततः विखुरली गेली असली, तरी तापमान आणि वृष्टी यांसारख्या जलवायुमानाच्या घटकांच्या वार्षिक वितरणांत व अभिसारात जर सादृश्य असेल, तर त्या क्षेत्रांचा एकाच जलवायुमानीय वर्गात समावेश करता येतो, असे कोएपेन यांनी दाखवून दिले आहे.

जगात सर्वत्र तापमान आणि पर्जन्य या दोन जलवायुमानीय घटकांची अनेक वर्षांची संपूर्ण निरीक्षणे उपलब्ध आहेत. तथापि केवळ तापमान किंवा केवळ पर्जन्यवृष्टी यावरून कोणत्याही क्षेत्रावरील जलवायुमानाची पूर्ण कल्पना येणार नाही. त्यासाठी दोन्ही घटकांच्या निरीक्षणांचा संयोगच केला पाहिजे. ह्या दोन घटकांच्या वितरणांचा सूक्ष्म अभ्यास केला; तर त्यात आर्द्रता, प्रारण, वारे, बाष्पीभवन इत्यादिकांच्या वितरणांचाही प्रभाव पडला आहे, असे लक्षात येईल. दोन भिन्न ठिकाणी जरी सारख्याच प्रमाणात पर्जन्यवृष्टी होत असली, तरी तिचे परिणाम ती ठिकाणे जगाच्या कोणत्या भागात वसली आहेत, यावर अवलंबून राहतील. एक ठिकाण अधिक बाष्पीभवन होणाऱ्या उष्ण जलवायुमानाच्या प्रदेशात वसले असेल आणि दुसरे ठिकाण अतिमंद बाष्पीभवनाच्या शीततम जलवायुमानाच्या कटिबंधांत असेल, तर तेथे सम प्रमाणात पडलेल्या पर्जन्यवृष्टीचे अतिभिन्न स्वरूपाचे परिणाम दृग्गोचर होतील. वर्षातून २० किंवा ३० सेंमी. ची पर्जन्यवृष्टी उष्ण सहारा वाळवंटाच्या काही भागांवर झाली, तर तिचे दृश्य परिणाम अनुल्लेखनीय असतील; पण वृष्टीचे तेच परिमाण पूर्व सायबीरियात मोठी झाडे वाढवू शकेल किंवा स्पिट्स्बर्गेनच्या हिमनद्याचे परिरक्षण करू शकेल. या दृष्टीने कोएपेन यांनी आपल्या वर्गीकरणात तापमान व पर्जन्यवृष्टी यांच्या वार्षिक व मासिक सरासरी मूल्यांच्या संयोगांचा अंतर्भाव केला. अत्युष्ण आणि अतिशीत महिन्यांतील तापमानाच्या मूल्यांचा उपयोग त्यांनी विविध जलवायुमानांच्या मर्यादा निश्चित करणारी अभिलक्षणे म्हणून केला. ऋतुकालिक तापमानाच्या अभिसीमा, समशीतोष्ण कटिबंधात उन्हाळ्यात मिळणारी उष्णता, नीच कटिबंधातील पर्जन्यरहित कालावधी, उच्च कटिबंधात तापमान हिमांकाच्या खाली असण्याचा कालावधी यांसारख्या निरीक्षणांचाही उपयोग वनस्पति-संवर्धनाच्या दृष्टीने जलवायुमानाच्या वर्गीकरणात करावयाचा असतो. कोएपेन यांनी आपल्या वर्गीकरणात या निरीक्षणांना शक्य तितके स्थान दिले आणि जलवायुमानाचे प्रकार निश्चित करण्यासाठी गणितीय सूत्रे निबद्ध केली.

कोएपेन यांच्या वर्गीकरणात A, B, C, D आणि E सारख्या मोठ्या अक्षरांनी निर्देश करता येतील अशा पाच समूहांत जलवायुमानाचे ११ विभिन्न प्रकार निश्चित केले आहेत. f, s किंवा w ही तीन लहान अक्षरे अनुक्रमे शुष्क कालावधीचा अभाव (f), उन्हाळ्यातील शुष्क कालावधीचे अस्तित्व (s) व हिवाळ्यातील शुल्क कालावधीचे अस्तित्व (w) दाखविण्यासाठी वापरली आहेत. अशा रीतीन भौगोलिक अक्षवृत्तांच्या क्रमाने कोष्टक क्र. १० मध्ये दिल्याप्रमाणे जलवायुमानाच्या विविध प्रकारांच्या वर्गीकरणाचे संयोजन होऊ शकते.

कोष्टक क्र. १०. जलवायुमानाचे मुख्य प्रकार (कोएपेन वर्गीकरणाप्रमाणे)
जलवायुमानाचा समूह शुष्क काल शुष्कता आणि थंड यांचे परिमाण
उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान A ‍f 〈 s 〉 w
शुष्क (कोरडे) जलवायुमान B S W
उबदार समशीतोष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान C f s w
शीत हिम-वन्य प्रदेशीय जलवायुमान D ‍f 〈 s 〉 w
ध्रुवीय (हिम) जलवायुमान E T F

कंसातील अक्षरांवरून As आणि Ds प्रकारचे जलवायुमान जगात कचितच आढळते, असा अर्थ होतो. As म्हणजे जेथे उन्हाळा मुख्यत्वेकरून पर्जन्यरहित जाऊन हिवाळ्यात पाऊस पडतो असे उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमानाचे क्षेत्र. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात वैषुव निर्वात मंडल ही अधिकतम पर्जन्यवृष्टीची क्षेत्रे असतात आणि ती सूर्याबरोबरच, पण थोडेसे रेंगाळत, उत्तर-दक्षिण या दिशेने स्थलांतर करीत असतात. तेव्हा सूर्य जवळजवळ शिरोबिंदूवर असण्याचे हे काळ अधिकतम वृष्टीचेच असावयास पाहिजेत. या दृष्टीने कोएपेन यांच्या वर्गीकरणात As सारखा जलवायुमानाचा प्रकार अशक्य असावयास हवा; पण वस्तुस्थिती थोडीशी निराळी आहे. भारतातच तमिळनाडू, दक्षिण आंध्र प्रदेश, रायलसीमा यांसारखे नैर्ऋत्य मॉन्सूनच्या कालावधीत कोरडे राहणारे पण हिवाळ्यात पाऊस पडणारे प्रदेश आहेत. कोएपेन यांच्या वर्गीकरणाला त्यांच्यामुळे अपवाद होत असला, तरी त्यांना As या जलवायुमानीय प्रकारात सामावून घेण्याशिवाय गत्यंतर नाही.

उच्च अक्षवृत्तीय पट्ट्यात भूखंडीय प्रदेशांवर उन्हाळ्यातच पर्जन्यवृष्टी होते. हिवाळ्यापेक्षा उन्हाळ्यात तापमान अधिक असल्यामुळे हवेत जलबाष्प अधिक असते. परिणामी उन्हाळ्यातच उच्च अक्षवृत्तांत पाऊस पडायला हवा आणि हिवाळे कोरडे व शीततम असावयास हवेत. त्या दृष्टीने Ds हा उच्च अक्षवृत्तीय पट्ट्यातील कोरड्या उन्हाळ्याचा प्रकार असंभवनीय वाटतो. कोएपेन यांनी Ds हा जलवायुमानाचा प्रकार कंसात टाकला याचे कारण हेच होय.

B ह्या शुष्क जलवायुमानात शुष्कतेच्या परिमाणावर आधारित BS (स्टेप) आणि BW (वाळवंटी) यांसारख्या जलवायुमानाचे दोन प्रकार संभवतात. त्याचप्रमाणे ध्रुवीय जलवायुमानात ET (वनस्पतियुक्त ध्रुवीय टंड्रा क्षेत्र) व EF (कायम तुहिनाने किंवा हिमतुषारांनी प्रभावित झालेले क्षेत्र) असे जलवायुमानाचे आणखी दोन प्रकार संभवतात.

A, C आणि D प्रकारच्या जलवायुमानांत विविध वनस्पती विस्तृत प्रमाणावर वाढू शकतात. त्यामुळे ह्या जलवायुमानीय समूहांना ‘वृक्षीय जलवायुमान’ (ट्री क्लायमेट्स) अशी संज्ञा दिली आहे.

पाच जलवायुमानीय प्रकारांमधील मर्यादांची संख्यात्मक मूलगे : जलवायुमानाच्या पाच प्रकारांना एकमेकांपासून अलग करून दाखविण्यासाठी मासिक सरासरी तापमानाच्या चरम मूल्यांचा किंवा पर्जन्यवृष्टी व तापमान यांच्या संयोगांचा उपयोग करण्यात येतो. A, C आणि D या वृक्षीय जलवायुमानांपासून E सारखे ध्रुवीय जलवायुमान कसे वेगळे आहे, हे दाखविण्यासाठी त्या क्षेत्रावरील अत्युष्ण महिन्याच्या सरासरी तापमानाची निवड करतात. जेथे अत्युष्ण महिन्याचे सरासरी तापमान १०° से. पेक्षा कमी असते तेथे ध्रुवीय जलवायुमान E आढळते. जेथे अत्युष्ण महिन्याचे सरासरी तापमान १०° से. पेक्षा अधिक असते त्या क्षेत्रांवर A, C आणि D या वृक्षीय जलवायुमानांच्या समूहातील कोणताही एक प्रकार आढळतो.

A, C आणि D जलवायुमानांमधील मर्यादा निश्चित करण्यासाठी शीततम महिन्याचे सरासरी तापमान विचारात घेण्यात येते. उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान A आणि उबदार समशीतोष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान C यांच्या मधील मर्यादा दाखविण्यासाठी शीततम महिन्यातील १८° से. या समतापरेषेची निश्चिती केली गेली आहे. तसेच उबदार समशीतोष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त C जलवायुमानाच्या प्रदेशातील शीततम महिन्याचे नीचतम सरासरी तापमान -३° से. पेक्षा कमी नसावे, असा एक नियम कोएपेन यांनी घालून दिला आहे. त्यामुळे जेथे शीततम महिन्यातील सरासरी तापमान ३° से. पेक्षा कमी असते ते प्रदेश D यासारख्या शीत हिम-वन्य प्रदेशीय जलवायुमानात सामावून घेतले जातात. A आणि C ह्या वृक्षीय जलवायुमानाच्या दोन प्रकारांमधील मर्यादा दाखविणाऱ्या १८° से. सारख्या तापमानाची निवड, हे तापमान मानवी क्रियाशीलतेला इष्टतम असते ह्या निरीक्षणावरून केली आहे. त्या दृष्टीने पाहता A सारख्या उष्ण कटिबंधीय जलवायुमानाच्या प्रदेशात मानवी क्रियाशीलतेला उत्तेजक, अनुकूल किंवा इष्ट असे तापमान क्वचितच आढळते असा निष्कर्ष निघतो.

हिवाळ्यात हिमाच्छादित प्रदेशांवरील बर्फाचे आवरण दीर्घ काळपर्यंत टिकून राहण्यासाठी निदान -३° से. सारखे तापमान आवश्यक असते, असे कोएपेन यांचे मत असल्यामुळे D आणि C जलवायुमान वेगळे दाखविण्यासाठी -३° से. तापमानरेषेची निवड केली आहे.

वृक्षीय जलवायुमानापासून B समूहात मोडणारे शुष्क जलवायुमानाचे दोन प्रकार वेगळे दाखविण्यासाठी तापमान आणि पर्जन्यवृष्टी यांच्या संयोगांचा उपयोग केला जातो. वनस्पतिजीवनावर नुसत्या पर्जन्याचेच परिणाम होतात असे नाही. ज्या क्षेत्रात वनस्पती वाढतात त्या क्षेत्रात होणाऱ्या बाष्पीभवनाच्या त्वरेवरही त्यांचे संवर्धन आणि विकास अवलंबून असतो. कोएपेन यांच्या वेळी बाष्पीभवनाची निरीक्षणे मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध नव्हती. तथापि बाष्पीभवन तापमानावर अवलंबून असते ह्या सहसंबंधाचा फायदा घेऊन कोएपेन यांनी जलवायुमानाच्या वर्गीकरणाच्या काही सूत्रांत पर्जन्यवृष्टीचा आणि बाष्पीभवनाऐवजी तापमानाचा उपयोग केला. शुष्क जलवायुमानाची अभिलक्षणे दाखविण्यासाठी कोएपेन यांनी पुढील असमा दिली आहे.

प≤०.४४ त – ८.५

यात प =वार्षिक सरासरी पर्जन्य (इंचांमध्ये),

त= वार्षिक सरासरी तापमान (°फॅ.).

तापमान व पर्जन्यवृष्टी अनुक्रमे सेल्सिअसमध्ये व सेंमी. मध्ये दिल्यास हीच असमा प≤ २.०१ त + १४.२ अशी लिहिता येईल. कोष्टक क्र. ११ मध्ये जलवायुमानाची शुष्कता निश्चित करणारे वार्षिक पर्जन्यवृष्टीचे आणि तदनुरूप वार्षिक सरासरी तापमानाचे आकडे खाली दिले आहेत.

कोष्टक क्र. ११. शुष्क आणि पर्जन्ययुक्त जलवायुमानंमधील मर्यादा

तापमान (° से.) १० १५ २० २५ ३० ३५ ४० ४५
पर्जन्यवृष्टी (सेंमी.) ३४.३ ४४.३ ५४.४ ६४.५ ७४.५ ८४.५ ९४.६ १०४.७

 ह्या कोष्टकावरून एखादे क्षेत्र जलवायुमानाच्या शुष्क किंवा वृक्षीय प्रकारात ठेवायचे किंवा नाही, ते ठरविता येते. उदा., वार्षिक सरासरी तापमान २५° से. असलेल्या एखाद्या ठिकाणी वार्षिक पर्जन्य जर ६४.५ सेंमी. पेक्षा कमी असेल, तर ते ठिकाण शुल्क जलवायुमानाच्या क्षेत्रात मोडेल वार्षिक पर्जन्य ६४.५ सेंमी. पेक्षा अधिक असल्यास त्या ठिकाणचे जलवायुमान A, C आणि D या वृक्षीय जलवायुमानांपैकी कोणत्या तरी एका प्रकारचे असू शकेल.

B ह्या शुष्क जलवायुमानाच्या क्षेत्रात काही भाग अत्यंत शुल्क, वनस्पतिविरहीत, वाळवंटसदृश राहू शकतात. तेथे गवताचे एकही पान वाढू शकत नाही. अशा वस्तुस्थितीमुळे कोएपेन यांनी शुष्क जलवायुमानाचे BS (शुष्क स्टेप) आणि BW (अतिरुक्ष वाळवंटी) असे दोन भाग पाडले व कोष्टक क्र. ११ मध्ये शुल्क आणि आर्द्रतायुक्त जलवायुमानाच्या प्रकारांत भेद दाखविणारी वार्षिक सरासरी तापमान व तदनुषंगिक वार्षिक पर्जन्य यांची जी मूल्ये दिली आहेत, त्यांतील पर्जन्याच्या मूल्यांची BW हा जलवायुमानाचा प्रकार दाखविण्यासाठी निमपट केली म्हणजे ३५°से. सारखे वार्षिक सरासरी तापमान असलेल्या क्षेत्रात वार्षिक पर्जन्य ८४.५ सेंमी. पेक्षा अधिक असेल, तर त्या क्षेत्रावर वृक्षीय जलवायुमान प्रस्थापित झालेले असेल; वार्षिक पर्जन्य ८४.५ सेंमी. आणि ४२.३ सेंमी. यांच्या दरम्यान असेल, तर त्या क्षेत्रावर BS (शोषस्थली) सारखे शुष्क जलवायुमान असेल; पण तेथील वार्षिक पर्जन्य ४२.३ सेंमी.पेक्षाही कमी असेल तर येथे रुक्ष, रखरखीत वाळवंटासमान BW जलवायुमान प्रत्ययास येईल.

B सारख्या उष्ण आणि शुष्क जलवायुमानाच्या क्षेत्रात इष्टतम पर्जन्याच्या किंवा आर्द्रतेच्या अभावी वनस्पतींची पूर्ण वाढ व विकास होऊ शकत नाही. काही क्षेत्रांवर त्यांचा पूर्णपणे अभाव दिसतो. त्याचप्रमाणे E सारख्या अतिशीत ध्रुवीय जलवायुमानाच्या प्रदेशांतही अतिनीच तापमानांमुळे वनस्पतींची वाढ व विकास निर्बंधिक होतात. A, C आणि D सारखे वृक्षीय जलवायुमान E प्रकारच्या ध्रुवीय जलवायुमानापासून वेगळे दाखविण्यासाठी अत्युष्ण महिन्याच्या सरासरी तापमानमूल्यांचा उपयोग करण्यात येतो. हे उष्णतम मासिक सरासरी तापमान १०° से. च्या खाली गेले की, तेथील जलवायुमान E प्रकारात मोडते. E जलवायुमानाचे ET आणि EF असे दोन प्रकार करण्यात येतात. अत्युष्ण महिन्यात सरासरी तापमान ° से. पेक्षा अधिक असेल, तर त्या जलवायुमानाला ET किंवा ध्रुवीय टंड्रा जलवायुमान म्हणून ओळखले जाते. येथील वनस्पती विशेषतः शैवाक व हरिता ह्या जातींच्या असतात. ध्रुवीय जलवायुमानाच्या काही क्षेत्रांवर वर्षाच्या प्रत्येक महिन्याचे सरासरी तापमान हिमांकापेक्षाही कमी असते व तेथे कायम स्वरूपाचे हिमावरण असते. अशा क्षेत्रांना EF किंवा तुहिनयुक्त ध्रुवीय जलवायुमानाची क्षेत्रे असे नाव आहे. येथे वनस्पतिजीवनाचा पूर्णपणे अभाव असतो.

A, C आणि D या वृक्षीय जलवायुमानांचेही ऋतुकालिक पर्जन्यवृष्टीप्रमाणे सात उपविभाग कोएपेन यांनी केले आहेत. A ह्या उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमानाच्या प्रदेशात हिवाळ्याच्या आणि उन्हाळ्याच्या तापमानांत विशेष फरक आढळत नाही. C व D प्रकारच्या जलवायुमानाच्या प्रदेशात हिवाळ्याचे तापमान व उन्हाळ्याचे तापमान यांत मोठी तफावत असू शकते. ह्या क्षेत्रांवर निरनिराळ्या ऋतूंत पडणाऱ्या पर्जन्यवृष्टीच्या प्रमाणातही फार मोठी तफावत दिसते. त्यामुळे C व D जलवायुमानांच्या उपविभागांच्या मर्यादा ठरविण्याच्या दृष्टीने उष्णतर किंवा शीततर ऋतूतील अधिकतम पर्जन्याच्या महिन्यातील वृष्टिमूल्य आणि त्याच्या विरुद्ध ऋतूतील न्यूनतम पर्जन्याच्या महिन्यातील वृष्टिमूल्य यांच्या गुणोत्तराचा उपयोग करण्याचे कोएपेन यांनी ठरविले. त्याप्रमाणे एखाद्या क्षेत्रावरील न्यूनतम वृष्टीचा महिना हिवाळ्यात येत असला आणि त्यात पडणाऱ्या पर्जन्याचे मूल्य उन्हाळ्यातील अधिकतम वृष्टीच्या महिन्यात पडणाऱ्या पर्जन्याच्या मूल्याच्या एकदशांश किंवा त्याहून कमी असेल, तर ते क्षेत्र जलवायुमानाच्या Cw किंवा Dw प्रकारात घालावे लागते. उन्हाळ्यात फार मोठ्या प्रमाणावर बाष्पीभवन होते. त्यामुळे शुष्क उन्हाळा म्हणजे काय याची व्याख्या करणे अपरिहार्य ठरते. त्या दृष्टीने जेथे हिवाळ्यातील अधिकतम वृष्टीच्या महिन्यातील पर्जन्याचे मूल्य उन्हाळ्यातील न्यूनतम वृष्टीच्या महिन्यातील पर्जन्याच्या मूल्याच्या तिप्पट किंवा अधिक असते, तेथे Cs किंवा Dsयासारख्या शुष्क उन्हाळ्याचे जलवायुमान असते असं मानावे, असा कोएपेन यांनी नियम घालून दिलेला आहे. उच्च कटिबंधात उन्हाळा शुष्क जाणारे Ds यासारखे जलवायुमान प्रथमदर्शनी असंभवनीय वाटते. तथापि उ. अमेरिकेतील ऑरेगन ह्या संस्थानात Ds प्रकारचे जलवायुमान प्रत्ययास येते ही वस्तुस्थिती आहे. ज्या प्रदेशात वर उल्लेखिलेल्या विशिष्ट महिन्यातील पर्जन्यमूल्यांचे गुणोत्तर ३ पेक्षा कमी असते, त्या प्रदेशांवरील जलवायुमान Cf किंवा Df असते.

A या उष्ण कटिबंधीय जलवायुमानाच्या प्रदेशात मासिक सरासरी तापमानातील ऋतुकालिक बदल स्वल्प असतात. पर्जन्य जवळजवळ वर्षभर पडतो आणि त्यामुळे दोन भिन्न ऋतूंतील शुष्कतर व उष्णतर ऋतू निश्चित करणे कठीण होते. दीर्घकालीन वृष्टीमुळे तापमान खूप खाली घसरू शकते. त्यामुळे हिवाळा हा कमी तापमानाचा काळ असतो, असे म्हणणेही योग्य नसते. कोएपेन यांनी ही समस्या सोडविण्यासाठी उष्ण कटिबंधीय हिवाळ्याची व्याख्या सुचविली आहे. उष्ण कटिबंधातील कोणत्याही ठिकाणचा ‘हिवाळा’ म्हणजे केवळ कमी तापमानाचा कालावधी नसावा. सूर्य जोपर्यंत विषुववृत्तापलीकडे किंवा दोन विरुद्ध गोलार्धात असतो, तो कालावधी म्हणजे उष्ण कटिबंधीय हिवाळा मानावा, तसेच ज्या महिन्यात एकंदर पर्जन्य ६.० सेंमी. पेक्षा कमी असतो त्या महिन्याला तौलनिक दृष्ट्या शुष्कतर महिना मानावा, असेही कोएपेन यांनी सुचविले. त्या दृष्टीने ज्या उष्ण कटिबंधीय क्षेत्रावर वर्षातील प्रत्येक महिन्यातील एकंदर पर्जन्याचे मूल्य ६.० सेंमी. पेक्षा अधिक असेल, त्या क्षेत्रावरील जलवायुमान शुल्क कालावधीचा अभाव दाखविणाया Af प्रकारच्या जलवायुमानासारखे असेल. याचप्रमाणे सूर्य पलीकडच्या गोलार्धात असताना काही महिन्यांतील एकंदर मासिक पर्जन्य ६.० सेंमी. पेक्षा कमी असेल, तर तेथील जलवायुमान Aw प्रकारचे असेल. उन्हाळा शुल्क असलेले उष्ण कटिबंधीय As जलवायुमान विशिष्ट भूतलस्वरूपामुळे काही थोड्या क्षेत्रांवर आढळते. उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात पर्जन्यवृष्टी मुबलक प्रमाणात होत असल्यामुळे विस्तीर्ण वर्षावने निर्माण होतात. त्यांतील झाडांना वर्षभर पाणी लागते.

तथापि काही उष्ण कटिबंधीय क्षेत्रांवर पावसाळ्यात खुप पाऊस पडून हिवाळा अल्प पर्जन्याचा किंवा जवळजवळ कोरडा गेला, तरी तेथेही वर्षावने सुस्थितीत राहू शकतात. वर्षाऋतूत पडणाऱ्या पावसाचे विपुल पाणी जमीन शोधून घेते आणि पर्जन्यरहित महिन्यांत ती ते पाणी झाडांना पुरविते. अशा प्रदेशांवरचे जलवायुमान Af आणि Aw या दोन जलवायुमानीय प्रकारांच्या मानाने मध्यम स्वरूपाचे असते. विपुल पर्जन्याच्या वार्षिक सरासरी मूल्यामुळे ते Af जलवायुमानाशी बरोबरी करू शकते, तर वर्षातील काही महिने विशेषतः हिवाळ्यातील, पर्जन्यरहित व शुल्क अवस्थेत जात असल्यामुळे त्याला Aw जलवायुमानाचे स्वरूप प्राप्त होते. Af आणि Aw या दोन्ही जलवायुमानांचा संयोग असलेले असे जलवायुमान Am निर्देशिले जाते. ह्या जलवायुमानाच्या प्रकाराला ‘उष्ण कटिबंधीय मॉन्सून जलवायुमान’ अशीही संज्ञा देता येते. हिवाळा अल्प पर्जन्याचा किंवा पर्जन्यरहित गेला, तरी एकंदर वार्षिक पर्जन्य बराच जास्त असणे, हे मॉन्सून क्षेत्राचे वैशिष्ट्यच असते. कोएपेन यांच्या वर्गीकरणात वारंवार उपयोगात आणले जाणारे जलवायुमानाचे ११ मुख्य प्रकार व त्यांचे उपविभाग आहेत. त्यांना अधिक अक्षरे जोडून जलवायुमानाचे काही अतिरिक्त प्रकार योजिले जातात. नेहमी आढळणाऱ्या महत्त्वाच्या जलवायुमानीय प्रकारांची यादी खाली दिली आहे.

(१) Af उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान.

(२) Aw उष्ण कटिबंधीय तृणवनस्थलीय (सॅव्हाना) जलवायुमान.

(३) BS अर्धशुष्क तृणसंघातीय (स्टेप) जलवायुमान.

(४) BW शुष्क (वाळवंटी) जलवायुमान.

(५) Cf शुष्क ऋतूचा अभाव असलेले उबदार समशीतोष्ण पर्जन्ययुक्त जलवायुमान.

(६) Cw शुष्क हिवाळ्याचे उबदार समशीतोष्ण पर्जन्ययुक्त जलवायुमान.

(७) Cs शुष्क उन्हाळ्याचे उबदार समशीतोष्ण पर्जन्ययुक्त जलवायुमान.

(८) Df शुष्क ऋतूचा अभाव असलेले अतिशीत हिम-वन्य जलवायुमान.

(९) Dw शुष्क हिवाळ्याचे अतिशीत हिम-वन्य जलवायुमान.

(१०) ET टंड्रा जलवायुमान.

(११) EF तुहिनयुक्त किंवा हिमावरण असलेले जलवायुमान.

भिन्न जलवायुमानीय प्रकारांचे भौगोलिक वितरण : कोएपेन यांनी निबद्ध केलेल्या जलवायुमानीय वर्गीकरणातील भिन्न प्रकार कोणकोणत्या क्षेत्रांवर आढळतात ते आ. १६ मध्ये दाखविले आहे.

आ. १६. पृथ्वीवर आढणारे जलवायुमानांचे विविध प्रकार (कोएपेन वर्गीकरणाप्रमाणे)

उत्तर गोलार्धात ध्रुवापासून विषुववृत्ताकडे जाताना निरनिराळ्या अक्षवृत्तांतील प्रदेशांवरील जलवायुमानात होणाऱ्या बदलांचा जो क्रम प्रत्ययाला येतो, जवळजवळ त्याच प्रकारचा क्रम द. गोलार्धातही ध्रुवापासून विषुववृत्ताकडे जाताना आढळतो. जे काही फरक आढळतात ते द. गोलार्धातील भूखंडीय प्रदेशांची रुंदी उ. गोलार्धातील भूखंडीय प्रदेशांच्या मानाने खूपच कमी असल्यामुळे निर्माण झालेले असतात. उदा., द. गोलार्धातील B ह्या शुल्क जलवायुमानाचे क्षेत्र उ. गोलार्धातील तशाच प्रकारच्या जलवायुमानाच्या क्षेत्राच्या मानाने अनेक पटींनी लहान आहे. ह्या क्षेत्राचा द. ध्रुवाकडील विस्तार नेमतेम ३५° द. अक्षवृत्तापर्यंतच आढळतो, तर उ. गोलार्धात B जलवायुमानाचे क्षेत्र ५३° उ. अक्षवृत्तापर्यंत पसरलेले दिसते. द. गोलार्धात वाढत्या अक्षवृत्ताप्रमाणे खंडांची रुंदी कमी होत गेल्यामुळे B जलवायुमानाच्या क्षेत्राची व्याप्तीही कमी होत जाते. द. गोलार्धात D प्रकारचे अतिशीत हिम-वन्य जलवायुमान शीतोष्ण अक्षवृत्तांतील भूप्रदेश अत्यंत अरुंद असल्यामुळे भाढळत नाही.

कोष्टक क्र. १२ मध्ये जलपृष्ठावर व भूपृष्ठावर आढळणाऱ्या विविध जलवायुमानीय प्रकारांच्या व्याप्तीचे प्रतिशत क्षेत्रफळ दिले आहे. चौथ्या स्तंभात जलवायुमानाच्या निरनिराळ्या प्रकारांनी सबंध पृथ्वीचे किती क्षेत्रफळ व्यापिले आहे, ते दिले आहे.

कोष्टक क्र. १२. विविध जलवायुमानांच्या प्रदेशांची प्रतिशत व्याप्ती

जलवायुमानीय प्रकार भूखंड महासागर संपूर्ण पृथ्वी
Af ९.४ } १९.९ २८.६ } ४२.७ २३.० } ३६.१
Aw १०.५ १४.१ १३.१
BS १४.३ } २६.३ ३.६ } ४.२ ६.७ } १०.६
BW १२.० ०.६ ३.९
Cw ७.६ } १५.५ ०.४ } ३१.९ २.५ } २७.२
Cs १.७ २.९ २.६
Cf ६.२ २८.६ २२.१
Df १६.५ } २१.३ १.५ } १.७ ५.८ } ७.३
Dw ४.८ ०.२ १.५
ET ६.९ } १७.० १६.० } १९.५ १३.४ } १८.८
EF १०.१ ३.५ ५.४

 

सबंध पृथ्वीवर उष्ण कटिबंधीय पर्जन्ययुक्त जलवायुमान (A) सर्वांत जास्त म्हणजे सबंध पृथ्वीच्या क्षेत्रफळाच्या एकतृतीयांशापेक्षाही अधिक क्षेत्रफळ व्यापते. क्षेत्रफळाच्या बाबतीत A जलवायुमानानंतर C जलवायुमानाचा क्रमांक लागतो. A आणि C या दोन्ही जलवायुमानखाली पृथ्वीचा ६३ टक्के भाग येतो. E जलवायुमान पृथ्वीचा १८.८ टक्के भाग व्यापते, तर B आणि D या दोन्ही जलवायुमानांखाली पृथ्वीचे जवळजवळ तेवढेच क्षेत्र येते. B आणि D जलवायुमानांखालच्या प्रदेशांचे क्षेत्रफळ सर्वांत कमी आहे. पृथ्वीचा साधारणपणे ७० टक्के भाग महासागरांनी व्यापलेला आहे. त्यामुळे विविध प्रकारच्या जलवायुमानांची व्याप्ती ज्या प्रमाणात संबंध पृथ्वीवर आढळते, जवळ-जवळ त्याच प्रमाणात ती सागरी प्रदेशांवरही आढळते. अपवाद आढळतो तो B आणि D जलवायुमानांच्या बाबतीत. या दोन्ही प्रकारच्या जलवायुमानांनी सागरी पृष्ठाचा फक्त ६ टक्के भाग व्यापलेला दिसतो. याचे कारण B (अतिशीत हिम-वन्य जलवायुमान) याच्यासारख्या जलवायुमानाची निर्मिती फक्त भूपृष्टष्ठावरच सुलभतेने होऊ शकते, हे होय. B व D जलवायुमान भूपृष्ठाचा अनुक्रमे २६ व २१ टक्के भाग व्यापतात, हे वरील कोष्टकावरून दिसून येईल. इतरही प्रकारच्या जलवायुमानांची व्याप्ती भूपृष्ठावर आणि सागरी पृष्ठावर भिन्न प्रमाणात असते, हेही वरील कोष्टकावरून दिसून येते. सागरी पृष्ठाचा जवळजवळ पाऊण भाग A आणि C प्रकारचे जलवायुमान व्यापते; पण ह्याच दोन प्रकारच्या जलवायुमानांची भूपृष्ठावरील व्याप्ती एकतृतीयांशापेक्षा किंचित जास्त असलेली आढळते.

Dw सारखे जलवायुमान हे जवळजवळ संपूर्णपणे भूखंडीय किंवा भूपृष्ठीय आहे. सागरी प्रदेशाच्या ०.२ टक्के भागावर ते आढळते. Cw जलवायुमान हेही त्याचप्रमाणे संपूर्णपणे भूपृष्ठीय आहे. सागरी प्रदेशाचा ते फक्त ०.४ टक्के भाग व्यापते. ह्या दोन्ही प्रकारच्या जलवायुमानांच्या सागरी व्याप्तीपेक्षा BW जलवायुमानाची भूपृष्ठीय व्याप्ती अनेक पटींनी अधिक आहे. A, C आणि D या वृक्षीय जलवायुमानांनी भूपृष्ठाचा ५७ टक्के भाग, सागरी पृष्ठाचा ७६ टक्के भाग व सबंध पृथ्वीचा ७१ टक्के भाग व्यापलेला आहे. काही उणीवा जमेस धरल्या, तरी कोएपेन जलवायुमानीय वर्गीकरणामुळे विविध प्रकारच्या जलवायुमानांच्या जागतिक वितरणाचे एक स्पष्ट व सहज आकलन होणारे चित्र निर्माण झाले आहे. नैसर्गिक वनस्पतींचा आणि जलवायुमानाचा सहसंबंध कोएपेन वर्गीकरणामुळे सहजगत्या कळतो.

थॉर्न्थवेट जलवायुमानीय वर्गीकरण : जलवायुमानाच्या परिमाणात्मक वर्गीकरणात कोएपेन यांच्यानंतर थॉर्न्थवेट यांच्या वर्गीकरणाला फार महत्त्व दिले जाते. वनस्पतींच्या संवर्धनासाठी पाणी आवश्यक असते. कोणत्याही क्षेत्रावरील वनस्पतींची वाढ आणि परिरक्षण त्या क्षेत्रावर पडणाऱ्या नुसत्या पर्जन्यवृष्टीवरच नव्हे, तर त्या क्षेत्रावरून होणाऱ्या बाष्पीभवनाच्या तीव्रतेवरही अवलंबून असते. बाष्पीभवन जास्त प्रमाणावर होत असल्यास त्या क्षेत्रावरील पर्जन्यवृष्टीचा अत्यल्प भाग वनस्पतींच्या वाढीसाठी मिळतो. बाष्पीभवन कमी होत असल्यास पर्जन्यवृष्टीचा अधिक भाग पिकांच्या उपयोगी पडतो. कोएपेन जलवायुमानीय वर्गीकरणात एखाद्या क्षेत्रावरील वर्षण आणि तेथील तापमान यांची सांगड घालून काही सूत्रे निबद्ध केली असली, तरी बाष्पीभवन आणि वर्षणाची उपयुक्तता यांच्या सहसंबंधाची समाधानकारक रीतीने दखल घेतली गेली नाही. वनस्पतींच्या संवर्धनासाठी वर्षणाचा जो भाग परिणामकारक होतो, त्या भागाकरिता एक गणितीय पदावली निश्चित करण्याच्या उद्देशाने थॉर्न्थवेट यांनी ‘वर्षण परिणामकारकता गुणोत्तर’ (प्रेसिपिटेशन इफेक्टिव्हनेस रेशो) म्हणजे वर्षण-बाष्पीकरण गुणोत्तरांचे संगणन करण्याचे ठरविले. एकूण मासिक वर्षणाच्या मूल्यांकाला एकूण मासिक बाष्पीभवनाच्या मूल्यांकाने भागले की, व-बा गुणोत्तर मिळते. प्रत्येक महिन्याचे हे गुणोत्तर वेगळे असते. संपूर्ण वर्षाच्या बारा महिन्यांच्या व-बा गुणोत्तरांची बेरीज केल्यास त्या मूल्यांकाला व-बा निर्देशांक असे म्हणतात. थॉर्थवेट यांच्या संशोधनाच्या वेळी बाष्पीभवनाची जागतिक स्वरूपाची निरीक्षणे मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध नव्हती. ह्या अडचणीतून मार्ग काढण्यासाठी थॉन्‍र्थवेट यांनी वर्षण (), बाष्पीभवन (बा) आणि तापमान (ता) यांच्यातील परस्परसंबंधांचा सूक्ष्म अभ्यास केला आणि , बा आणि ता या हवामानीय घटकांमधील सहसंबंध पुढील सूत्राच्या स्वरूपात मांडता येतो, असे दाखविले.

व – बा गुणोत्तर =व/बा = ११.५ [व/(ता-१०)]१०/९

येथे आणि बा यांची मूल्ये इंचांत आणि खाचे मूल्य °फॅ. मध्ये दिले आहे. हीच मूल्ये अनुक्रमे सेंमी. आणि ° से. मध्ये दिल्यास वरील सूत्र

व/बा = ११.५ [व/(४.५ ता+५५)] १०/९

असे लिहिता येईल. हिमांकाच्या खाली असलेल्या तापमानाच्या प्रदेशांत वर्षणाचा पिकांना कोणत्याच प्रकारचा फायदा होत नाही. हवेचे तापमान – २° से. पेक्षा कमी झाल्यावर जमिनीवरील वनस्पतींना वर्षणाचा काहीही उपयोग होत नाही, हे अनेक प्रयोगांनी सिद्ध झाले आहे. त्यामुळे हवेचे तापमान – २° से. पेक्षा कितीही खाली गेले, तरी वरील सूत्रात ता च्या ठिकाणी – २° से. हाच मूल्यांक प्रतिष्ठापित करण्यात येतो.

सुलभतेच्या दृष्टीने व – बा या गुणोत्तराला १० ने गुणले जाते. त्यामुळे थॉर्न्थवेट यांची मूळ सूत्रे (वर्षण सेंमी. मध्ये व तापमान °से. मध्ये दिलेली)

व – बा गुणोत्तर = ११५ [व/(४.५ ता+५५)] १०/९ आणि

अशा रीतीने लिहिली जातात. संगणन सोपे व्हावे म्हणून थॉर्न्थवेट यांनी विशिष्ट प्रकारचे आलेख आणि कोष्टके तयार केली.

वरील पद्धतीने थॉर्न्थवेट यांनी अनेक ठिकाणांचे व – बा निर्देशांक निश्चित केले आणि तेथील वैशिष्टयपूर्ण वनस्पतींचा तुलनात्मक अभ्यास करून त्यांनी आर्द्रतायुक्त क्षेत्रे, लाक्षणिक वनस्पती आणि व – बा निर्देशांक यांच्यातील सहसंबंध कोष्टक क्र. १३ मध्ये नमूद केल्याप्रमाणे असू शकतात, हे सिद्ध केले.

कोष्टक क्र. १३. आर्द्रतायुक्त क्षेत्रे, लाक्षणिक वनस्पती आणि व – बा निर्देशांक यांतील सहसंबंध.

आर्द्रतायुक्त क्षेत्रे लाक्षणिक वनस्पती व – बा निर्देशांक
A (आर्द्रतम) वर्षावने १२८ आणि त्यापेक्षा अधिक
B (आर्द्र) वने ६४ – १२७
C (उपार्द्र) तृणभूमी ३२ – ६३
D (अर्धशुष्क) तृणसंघात (स्टेप) १६ – ३१
E (शुष्क) मरुभूमी (रुक्ष) १६ पेक्षा कमी

A, B, C, D आणि E ही पाच आर्द्रतायुक्त क्षेत्रे पुढील चार उपप्रकारांत विभागली जाऊ शकतात : r = सर्व ऋतूंत विपुल प्रमाणात आर्द्रता असलेली क्षेत्रे. s = उन्हाळ्यात आर्द्रतेची न्यूनता असलेली क्षेत्रे. w = हिवाळ्यात आर्द्रतेची न्यूनता असलेली क्षेत्रे. d = सर्व ऋतूंत आर्द्रतेचा अभाव असलेली क्षेत्रे. वर निर्देशिलेल्या ५ मोठ्या आणि ४ लहान अक्षरांच्या संयोगाने अनेकविध आर्द्रतायुक्त क्षेत्रांचे प्रकार करता येतात. हे सर्वच प्रकार प्रत्यक्षात आढळतात असे नाही.

वनस्पतींच्या संवर्धनासाठी अनेक घटक कारणीभूत होतात. एखाद्या विस्तीर्ण क्षेत्रातील विविध भागांवरील तापमान सारखेच असेल, तर त्या क्षेत्रावरील वनस्पतींचे विविध प्रकार आर्द्रतेच्या वितरणावरून निश्चित केले जातात. या कारणामुळे पृथ्वीवरील विविध जलवायुमानांच्या क्षेत्रांचा अभ्यास करावयाचा असल्यास भिन्न तापमानांचे प्रदेशही विचारात घेणे आवश्यक ठरते. ते करण्यासाठी थॉर्न्थवेट यांनी मासिक ऊष्मीय कार्यक्षमतेच्या गुणांकाचे किंवा तापमान-बाष्पीभवन गुणोत्तराचे (ता – बा गुणोत्तराचे) संगणन करावयाचे ठरविले आणि वर्षातील बारा महिन्यांच्या अशा प्रकारच्या ता – बा गुणोत्तरांच्या बेरजेला त्यांनी ‘ ता – बा निर्देशांक’ हे नाव दिले.

ध्रुवीय प्रदेशात ऊष्मीय कार्यक्षमता अत्यल्प प्रमाणात असते. त्यामुळे टंड्रा जलवायुमानाच्या ध्रुवीय सीमेजवळ ता – बा निर्देशांक शून्य राहील अशा रीतीनेच या निर्देशांकाची सीमा निश्चित केली जाते. वनस्पतींच्या वाढीसाठी अनुकूलतम ऊष्मीय परिस्थिती उष्ण कटिबंधीय क्षेत्रात आढळते. येथेच वनस्पतींना इष्टतम असलेली जलबाष्पीय परिस्थितीही असते. अनुकूलतम ऊष्मीय परिस्थिती दर्शविणारे मूल्यांक आणि आर्द्रतम (A) प्रदेशातील अनुकूलतम जलबाष्पीय परिस्थिती दर्शविणारे मूल्यांक या दोहोंत समानता असावी या दृष्टीनेच थॉर्न्थवेट यांनी ता – बा निर्देशांकाची रचना केली आहे. जगातील निरनिराळ्या भागांचे ता – बा निर्देशांक निश्चित करण्याच्या दृष्टीने त्यांनी काही अनुभवजन्य सूत्रे शोधून काढली. ह्या सूत्रांप्रमाणे टंड्राच्या ध्रुवीय सीमेकडील प्रदेशांच्या सा-या निर्देशांकाचे मूल्य शून्य असे धरले जाते आणि उष्ण कटिबंधीय वर्षावने आणि सॅव्हानाची तृणभूमी ह्यांसारख्या प्रदेशांच्या ध्रुवीय बाजूच्या सीमेवरील ता – बा निर्देशांकाचे मूल्य १२८ आहे, असे मानले जाते. वर्षावनांच्या ध्रुवीय बाजूकडील शुष्कतर सीमावर्ती प्रदेशां वरील व – बा निर्देशांकाचे मूल्यही १२८ हेच आहे. थॉर्न्थवेट यांची सूत्रे तापमान ° फॅ. मध्ये घेतल्यास,

ता – बा गुणोत्तर = (ता – ३२)/४ आणि

अशी आणि तापमान ° से. मध्ये घेतल्यास, ता – बा गुणोत्तर = ९ ता/२० आणि

अशी लिहिली जातात. ता – बा निर्देशांकांप्रमाणे थॉर्न्थवेट यांनी पुढील सहा तापमानीय प्रदेश निश्चित केले आहेत.

तापमानीय प्रदेश ता – बा निर्देशांक
A’ (उष्ण कटिबंधीय) १२८ व त्यापेक्षा अधिक
B’ (मध्यम तापमानीय) ६४ – १२७
C’ (अल्प तापमानीय) ३२ – ६३
D’ (तैगा) १६ – ३१
E’ (टंड्रा) १ – १५
F’ (तुहिन)

तापमानाचे ऋतुकालिक बदल विचारात घेतल्यास तापमानीय प्रदेशांचे आणखीही काही विभाग पडू शकतात. वनस्पतींना हितकारक असणाऱ्या उन्हाळ्यातील तापमानाच्या केंद्रीकरणाचे मान विचारात घेऊन थॉर्न्थवेट यांनी पाच तापमानीय उपविभाग सुचविले आहेत. कोएपेन वर्गीकरणात तापमान आणि वर्षण हे घटक महत्त्वाचे आहेत; तरथॉर्न्थवेट वर्गीकरणात वर्षणाची परिणामकता व तापमानीय कार्यक्षमता यांची मूल्ये महत्त्वाची आहेत. वनस्पतींचे परिरक्षण सुलभतेने होण्याइतके तापमान अधिक असले, तर विविध जलवायुमानांच्या सीमा व – बा निर्देशांकाने निश्चित केल्या जातात. इतरत्र ता – बा निर्देशांक हा प्रभावी घटक ठरतो. अशा रीतीने जेथे ऊष्मीय कार्यक्षमता समुचित प्रमाणात आढळते, तेथील A, B, C, D, E हे पाच विभाग आणि जेथे ऊष्मीय कार्यक्षमता अपुरी पडते ते D’, E’, F’ हे तीन विभाग अशा आठ मुख्य प्रकारांची जलवायुमानीय क्षेत्रे थॉर्न्थवेट वर्गीकरणात प्रतीत होतात. ऊष्मीय कार्यक्षमता ज्या प्रदेशांवर उचित प्रमाणात असते, तेथील प्रत्येक जलवायुमानीय प्रकारातील प्रत्येक आर्द्रतायुक्त क्षेत्राचे ता – बा निर्देशांकाप्रमाणे तीन संभाव्य तापमानीय उपविभागांत विभाजन होते. व – बा निर्देशांक, ता – बा निर्देशांक आणि वर्षणाचे ऋतुकालिक वितरण यांच्या सांकेतिक अक्षरांच्या संयोगाने थॉर्न्थवेट यांनी जलवायुमानाचे एकंदर बत्तीस प्रकार वर्णिले आहेत. आ. १७ मध्ये थॉर्न्थवेट वर्गीकरणाची संपूर्ण योजना दाखविली आहे.

कोएपेन वर्गीकरणाप्रमाणे निश्चित केलेले विविध जलवायुमानांचे विभाग थॉर्न्थवेट वर्गीकरणाप्रमाणे सीमित केलेल्या विभागांबरोबर जुळत नाहीत, हे सहजगत्या लक्षात येते. विविध जलवायुमानांच्या विभागांच्या क्षेत्रफळाच्या बाबतीतही तफावत दिसून येते. उदा., उष्ण कटिबंधीय वर्षावनांनी व्याप्त झालेले प्रदेश थॉर्न्थवेट वर्गीकरणाप्रमाणे अत्यल्प क्षेत्रफळांचे आहेत, हे प्रामुख्याने ध्यानात येते; वस्तुस्थिती मात्र तशी नाही.

कोएपेन व थॉर्न्थवेट यांच्याप्रमाणेच फ्लोन यांनीही अर्धजननिक स्वरूपाचे जलवायुमानीय वर्गीकरण सुचविले आहे. त्यांनी जलवायुमानाचे सात मुख्य विभाग केले आहेत. त्यांतील चार विभाग एकाच प्रचलित वाऱ्याच्या क्षेत्रात सामाविले गेले आहेत. इतर तीन विभाग ऋतूंप्रमाणे बदलणाऱ्या प्रत्यावर्ती वाऱ्यांच्या पट्ट्यात घातले आहेत. ह्या वर्गीकरणात वर्षणाला अत्यंत महत्त्वाचे स्थान दिले आहे व तापमान क्रमशः बदलणारा सर्वसाधारण प्रकारचा घटक आहे असे मानले आहे. अशा प्रकारच्या वर्गीकरणावरून जागतिक जलवायुमानाचे नकाशे तयार करणे अजून तरी शक्य झालेले नाही.

आ. १७. तापमानीय आर्द्रतायुक्त प्रदेश (थॉर्न्थवेट वर्गीकरणाप्रमाणे)

अनेक घटकांचा विचार करून जलवायुमानाच्या वर्गीकरणाच्या विविध पद्धती निबद्ध करणे शक्य आहे, पण सर्वच कामांसाठी किंवा सर्वच बाबतींत कोणत्याही एका वर्गीकरणाचा उपयोग करता येईल, असे सर्वव्यापी जलवायुमान अस्तित्वात येणे शक्य नाही. प्रत्येक वर्गीकरण विशिष्ट समस्या सोडविण्यापुरतेच उपयुक्त ठरते. एखाद्या वर्गीकरणाचा वनस्पतिविकासाच्या बाबतीत उपयोग होतो, तर दुसरे मानवी सुखसोयीचे प्रश्न सोडविण्यापुरते मार्गदर्शक ठरते. विमानवाहतूक, औद्योगिक प्रकल्पांची स्थाननिश्चिती, आरोग्यकेंद्रे स्थापण्यासाठी परिसरातील हवामानीय आणि जलवायुमानीय अभिलक्षणांची निवड, इमारतींची रचना, मजबुती, दिेक्स्थिती आणि स्थापना यांसाठी जलवायुमानाच्या विशिष्ट अंगोपांगांचा विविध दृष्टिकोनांतून अभ्यास करण्यात येतो. एकाच जलवायुमानीय वर्गीकरणामुळे ही सर्व उद्दिष्टे साध्य होतील, अशी अपेक्षा करणे अव्यवहार्य ठरेल.

पहा : उच्चतर वातावरणविज्ञान; उष्णकटिबंधी वातावरणविज्ञान; जलविज्ञान; जलीय वातावरणविज्ञान; ध्रुवीय वातावरणविज्ञान; पुराजलवायुविज्ञान; मेघ वातावरण; वातावरणविज्ञान; वातावरणीय प्रारण; वायुराशि; वारे; सीमापृष्ठ; सूक्ष्मवातावरणविज्ञान; सौरतापन; हवामान.

संदर्भ : 1. Brooks, C. E. P. Climate in Everyday Life, London, 1951.

2. Brooks, C. E. P. Climate Through the Ages, London, 1949.

3. Critchfield, H. J. General Climatology, New York, 1966.

4. Geiger, R. The Climate Near the Ground, Cambridge (Mass.), 1966.

5. Hare, F. K. The Restless Atmosphere, New York, 1961.

6. Haurwitz, B.; Austin, J. M. Climatology, New York, 1944.

7. Kendrew, W. G. Climatology, Oxford, 1957.

8. Kendrew, W. G. The Climates of the Continents, Oxford, 1953.

9. Koeppe, C. E.; De Long, G. C. Weather and Climate, New York, 1958.

10. Lamb, H. H. The Changing Climate, London, 1966.

11. Landsberg. H. Physical Climatology, New York, 1958.

12. Malone, T. E., Ed. Compendium of Meteorology, Boston, 1951.

13. Riehl, H. Introduction to Atmosphere, New York, 1965.

14. Riehl, H. Tropical Meteorology, New York, 1954.

15. Sellers, W. D. Physical Climatology, Chicago, 1965.

16. Trewartha, G. T. An Introduction to Climate, New York, 1954.

17. United States Department of Agriculture, Climate and Man, Washington, 1941.

18.Willet, H. C.; Sanders, F. Descriptive Meteorology, New York, 1959.

चोरपडे, शं. ल.