जलीय वातावरणविज्ञान

जलीय वातावरणविज्ञान : वातावरणातील पाण्याचा उद्‌भव, उपस्थिती, संचार, स्थलांतर आणि अवस्थांतर यांचा अभ्यास करणारे शास्त्र, मुख्यत्वाने जलविज्ञ आणि वातावरणविज्ञ या दोहोंच्या उपयोगी पडणारे आणि दोघांच्याही सहकार्याने व प्रयत्नाने विकसित होणारी जलीय वातावरणविज्ञान हे शास्त्र आहे. वातावरण व भूखंडीय पृष्ठभाग यांच्यात होणारा पाण्याचा विनिमय, संद्रवणा (द्रवीभवन) व वर्षणक्रिया आणि नैसर्गिक पृष्ठभागांवरून होणाऱ्या बाष्पीभवन आणि बाष्पोत्सर्जन यांसारख्या क्रियाप्रक्रियांचा सूक्ष्म अभ्यास जलीय वातावरणविज्ञानात केला जातो. विशिष्ट स्थळे, तेथील भौगोलिक परिस्थिती, भूतलस्वरूप, क्षेत्रफळ व काळ यांच्याप्रमाणे वर्षण कसे बदलते, यांच्याही सांख्यिकीय अभ्यासावर ह्या शास्त्रात विशेष भर दिला जातो.

वातावरणात पाणी मुख्यत्वेकरून बाष्परूपात आढळते. वातावरणातील बाष्पांशाचे सरासरी मूल्य समुद्रपातळीपासून वाढत्या उंचीप्रमाणे आणि वाढत्या अक्षांशाप्रमाणे कमी होत जाते. भूपृष्ठाचे प्रकार आणि वर्षाचे ऋतू जसजसे बदलत जातात त्याप्रमाणे बाष्पांशातही उल्लेखनीय फरक पडत जातात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील एकक क्षेत्रफळावर उभारलेल्या व वातावरणाच्या अतिबाह्य सीमेपर्यंत पोहोचणाऱ्या स्तंभात जितका जलांश मावेल त्याला वर्षणीय किंवा वर्षणक्षम जलांश असे म्हणतात. हा वर्षणक्षम जलांश आर्क्टिक भूखंडीय क्षेत्रावरील हवेत जवळजवळ शून्य असतो, तर उष्ण कटिबंधीय प्रदेशांवरील अति-उष्णार्द्र हवेत तो प्रतिचौरस सेंमी. ला ६ ग्रॅ. या प्रमाणात असतो. उत्तर गोलार्धात ह्या वर्षणक्षम जलांशाचे सरासरी मूल्य जानेवारी व फेब्रुवारी महिन्यांत २·० ग्रॅ./सेंमी.^२ पासून ते जुलै महिन्यात ३·७ ग्रॅ./ सेंमी.^२ पर्यंत बदलत असते वर्षणक्षम जलांशाचे जागतिक सरासरी मूल्य २·८ ग्रॅ./सेंमी.^२ असते. ह्या पाण्याचा जवळजवळ निम्मा भाग पृथ्वीलगतच्या सु. १,६०० मी. जाडीच्या वातावरणीय थरात आढळतो. ८० टक्के जलांश पृथ्वीलगतच्या वातावरणाच्या ३,२०० मी. जाडीच्या थरात आढळतो. कोणत्याही एका क्षणाला सबंध पृथ्वीवरील पाण्याचा अत्यल्प भाग वातावरणात आढळत असला, तरी वातावरण आणि भूखंडीय पृष्ठभाग व महासागर यांच्यामध्ये होणाऱ्या जलांशविनिमयाची त्वरा उल्लेखनीय रीत्या अधिक असते. पाण्याचे रेणू वातावरणात साधारणपणे फक्त १० दिवस मुक्त संचार करू शकतात. ह्यानंतर वातावरणाच्या चरम गतिशीलतेमुळे ते रेणू त्यांच्या वातावरणातील प्रवेशस्थानापासून शेकडो किंवा हजारो किमी. दूर जाऊन वर्षणक्रियेमुळे पर्जन्यरूपाने खाली भूपृष्ठाकडे येतात.

जलावर्तन : महासागरी पृष्ठभागावरून होणाऱ्या बाष्पीभवनामुळे आणि जमिनीच्या पृष्ठभागावरून होणारे बाष्पीभवन व वनस्पतींचा बाष्पोच्छ्‌वास या क्रियांमुळे जलबाष्प वातावरणात शिरते. केवळ ह्याच क्रियांनी वातावरणातील जलबाष्पाचा उद्‌गम होतो. संद्रवण आणि त्यानंतर पर्जन्य, हिम, सहिमवृष्टी (पाऊस व हिम किंवा अंशतः वितळलेले हिम यांच्या मिश्रणांची वृष्टी) इ. आविष्कारांच्या रूपाने वातावरणातून जलबाष्प काढू घेतले जाते. भूपृष्ठावर अनेकदा दव पडलेले आढळते, पण ह्या सरळ संद्रवण क्रियेमुळे वातावरणीय जलबाष्पाचा अतिशय थोडा भाग वातावरणातून बाहेर पडतो.

भूमिपृष्ठावर पडलेले पाणी अनेक मार्गांनी भूपृष्ठावरून आणि भूपृष्ठाखालून परत समुद्राकडे जाते. पृथ्वीवरील अनेक संयुगांत व जीवसृष्टीत पाणी सामाविलेले असते. परिणामी तेही समुद्राकडे जाते. अशा रीतीने पृथ्वीवर पाण्याचे जलावर्तन किंवा जलस्थित्यंतर चक्र निर्माण होते [→ जलविज्ञान]. या जलावर्तनाचा जलविज्ञान, वातावरणविज्ञान, परिस्थितिविज्ञान, जीवविज्ञान, महासागरविज्ञान, भूविज्ञान इ. विज्ञानशाखांशी निकटचा संबंध आहे.

अनेक वातावरणीय आविष्कारांचे शास्त्र म्हणून वातावरणविज्ञानाची व्याख्या केली जाते. जलावर्तनाच्या वातावरणीय भागाशीच वातावरणविज्ञानाचा संबंध येतो. जलविज्ञ आणि जलविज्ञानीय अभियंता यांच्या दृष्टीने पृथ्वीच्या परिसरात पाण्याच्या साधनसंपत्तीवर परिणाम करणाऱ्या वातावरणीय घडामोडींची अचूक माहिती असणे आवश्यक असते. ती माहिती देणे हे जलीय वातावरणविज्ञाचे कार्य असते.

जागतिक वातावरणवैज्ञानिक संघटनेने १९६३ मध्ये जलीय वातावरणविज्ञानाचे कार्य स्पष्ट केले आहे : ‘जलीय वातावरणविज्ञानाचे मुख्य कार्य म्हणजे जलावर्तनाच्या वातावरणीय आणि भूपृष्ठीय भागांतील परिस्थितीचा, परस्परांत आढळणाऱ्या सहसंबंधावर विशेष भर देऊन, अभ्यास करणे हे होय’. त्यामुळे नुसत्या संबंधित वातावरणीय आविष्कारांचाच नव्हे तर भूमिपृष्ठावर पडणाऱ्या पाण्याची नंतर कशी वाट लागते, याचाही अभ्यास करणे हे जलीय वातावरणविज्ञाचे कर्तव्य होऊन बसते.

जलावर्तनाचा वातावरणीय भाग : जलबाष्पाचा नक्त रेखांशिक स्रोत (विशिष्ट रेखांशीय पट्ट्यातून जाणारे एकंदर जलबाष्प) हे जलावर्तनाच्या वातावरणीय भागाचे प्रमुख वैशिष्ट्य आहे. १० द. ते १५ उ. या अक्षांश पट्ट्यात बाष्पीभवनापेक्षा सरासरी पर्जन्यवृष्टी अधिक प्रमाणात होते. त्यांत संतुलन साधण्यासाठी उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात विषुववृत्ताकडे बाहेरून जलबाष्प येणे आवश्यक असते. वातावरण हे कार्य विषुववृत्ताच्या दिशेने गतिकीय घटक असलेल्या आणि आर्द्र पृष्ठभागांवरून वाहणाऱ्या स्थिरवत व्यापारी वाऱ्यांकडून करून घेते. दोन्ही गोलार्धातील समशीतोष्ण आणि ध्रुवीय प्रदेशांतही ४० अक्षांशापासून ध्रुवापर्यंतच्या क्षेत्रात, बाष्पीभवनापेक्षा वर्षण अधिक प्रमाणात होते. मध्य आणि उच्च अक्षवृत्तीय प्रदेशांतून ध्रुवांच्या दिशेने वातावरण जलबाष्प वाहून नेते, हा ह्या घटनेचा अर्थ होतो. जलबाष्पाची अशा प्रकारची वाहतूक आणि देवाणघेवाण ह्याच अक्षांशीय पट्ट्यात निर्माण झालेल्या अपसारी व अभिसारी चक्रवातांमुळे [→ चक्रवात] आणि हवेतील विस्तृत आवर्तांमुळे सुकर हाते. उपोष्ण कटिबंधात वर्षणापेक्षा बाष्पीभवन अधिक प्रमाणात होते.

सबंध पृथ्वीवर सरासरी बाष्पीभवन आणि सरासरी वर्षण समप्रमाणित असले पाहिजे. उष्ण कटिबंधीय व ध्रुवीय प्रदेशांत बाष्पीभवनापेक्षा जे अधिक वर्षण होते ते उपोष्ण कटिबंधातील बाष्पाधिक्य त्या प्रदेशांकडे वळविले जाते म्हणून होते. कोष्टक क्र. १ मध्ये जलबाष्पाचे संपूर्ण रेखांकित आवर्तन सारांशरूपाने दिले आहे.

वातावरणाच्या सर्वसामान्य अभिसरणाची अभिलक्षणे विचारात घेतल्यास वर निर्देशिलेले जलबाष्पाचे आवर्तन सुसंगत वाटते. तथापि पृथ्वीवरील महासागर आणि भूमिपृष्ठ     यांच्या अक्षांशीय वाटणीच्या विषमतेमुळे वरील साध्या आवर्तनात विकृती निर्माण होतात. खंडांतर्गत पृष्ठभागांना केवळ वर्षणामुळेच पाणी मिळते. त्यामुळे तेथे वर्षणापेक्षा बाष्पीभवन व बाष्पोच्छ्‌वास यांचे कधीही आधिक्य होऊ शकत नाही. महासागरांवरून भूमिखंडांकडे वातावरणाच्या माध्यमाने जलबाष्पाचे प्रचंड झोत फेकले जातात. नंतर हेच जलबाष्प बाष्पीभवन, बाष्पोच्छ्‌वास, पाणलोट व भूमिगत प्रवाह यांसारख्या क्रियाप्रकियांनी जलावर्तनाच्या सिद्धांताप्रमाणे महासागरांत व वातावरणात परत येते. जलावर्तनाच्या ह्या वातावरणीय भागाचा वायुराशींच्या आवर्तनाशी फार घनिष्ठ संबंध आहे. उदा., उत्तर गोलार्धातील मध्य अक्षवृत्तीय पट्ट्यातील सागरी वायुराशी उत्तरेकडील आणि पूर्वेकडील खंडावरून जाऊ लागतात तेव्हा अर्थातच तेथे वर्षण होऊ लागते. ह्या सागरी वायुराशींमुळे वातावरणातून भूखंडांवर वर्षणरूपाने येणारे जलबाष्प भूखंडांवर घडणाऱ्या बाष्पीभवन व बाष्पोच्छ्‌वासासारख्या क्रियांच्याद्वारे वातावरणात जाणाऱ्या जलबाष्पापेक्षा सारतः अधिक असते. याच्या उलट, भूखंडांवर निर्माण होणाऱ्या अतिशीत आणि शुष्क वायुराशी भूखंडीय क्षेत्रापासून निघून पूर्व व दक्षिण अशा दिशांकडे प्रवास करून महासागरांवर येतात. ह्या वायुराशींची वर्षणक्षमता खूपच कमी असली, तरी त्यांत फार मोठ्या प्रमाणावर भूमिपृष्ठावरून बाष्पीभवन-बाष्पोच्छ्‌वास क्रियांमुळे जलबाष्प शिरते. विशेषतः हिवाळी ऋतूत वर्षणक्रियेने जितके जलबाष्प वातावरणातून बाहेर पडते त्यापेक्षा अनेक पटींनी बाष्पीभवन-बाष्पोच्छ्‌वास क्रियांमुळे जलबाष्प वातावरणात प्रवेश करते. हे खालील थरात आर्द्रतायुक्त झालेले वातावरण कधीच स्थिर नसते. ते गतिमान असल्यामुळे इतस्ततः भ्रमण करीत असते. ज्या भूखंडांवर अशा आर्द्र वायुराशी निर्माण होतात त्याच खंडांवर तुरळक ठिकाणी अल्प प्रमाणावर त्या वायुराशीतून वर्षण होणे असंभवनीय असते. जलीय वातावरणविज्ञाला ह्या घटनांची दखल घेणे आवश्यक असते.

वर्षण : जलीय वातावरणविज्ञानाचा वर्षणाचे मापन व वर्षण-विश्लेषण यांच्याशी विशेष संबंध येतो. वर्षणाची त्वरा निश्चित करण्यासाठी अनेक ठिकाणी रडारची मदत घेण्यात येते.

आर्द्र हवा संपृक्त (बाष्पाचे प्रमाण जास्तीत जास्त) होईपर्यंत थंड झाली की, वर्षण होऊ लागते. निसर्गात भूपृष्ठाच्या निकटवर्ती थरातील आर्द्र हवा ऊर्ध्व दिशेने कमी दाबाच्या क्षेत्रात चढू लागली की, तिचे तापमान त्वरेने घटू लागते आणि जलबाष्पाचे संद्रवण होऊन वर्षणास सुरुवात होते. आर्द्र हवा अनेक वातावरणीय प्रक्रियांनी वर जाऊ शकते. त्या प्रक्रियांप्रमाणे वर्षणाचे वर्गीकरण केले जाते. मूलतः वर्षणाचे तीन प्रकार मानले जातात.

पर्वतीय वर्षण : आर्द्र वाऱ्यांच्या मार्गात पर्वतरांगा आडव्या आल्यास ती आर्द्र हवा पर्वताची पर्वताभिमुख चढण चढून वर जाते. ह्या प्रकाराने पर्जन्योद्‌भव झाल्यास त्याला पर्वतीय वर्षण असे म्हणतात. डोंगराळ प्रदेशातील भूमिस्वरूपाच्या वैचित्र्यामुळे जवळजवळ असलेल्या ठिकाणीसुद्धा निरनिराळ्या प्रमाणांत पाऊस पडतो.

उपोष्ण कटिबंधीय अभिसारी चक्रवातांशी निगडित असलेले वर्षण : ईशान्येकडून दक्षिणेकडे जाणारी अतिशीत हवा व नैर्ऋत्येकडून येणारी आर्द्र हवा यांच्या सीमापृष्ठांवर मध्य अक्षांशांच्या जवळपास उपोष्ण कटिबंधीय अभिसारी चक्रवात निर्माण होतात. अशा चक्रवातांत उत्तरेकडील शुष्क, शीत व जड हवा उष्णार्द्र वायुराशीच्या खाली जाऊन आर्द्र हवेला वर उचलते. वातावरणात पुरेशी अस्थिरता असल्यास उष्णार्द्र हवा सारखी वर ढकलली जाते, त्यामुळे ती संपृक्तबिंदूपर्यंत थंड होऊन वर्षणास सुरुवात होते. हे चक्रवात पश्चिमेकडून येऊन पूर्वेकडे अथवा ईशान्येकडे जातात. हा मार्ग आक्रमिताना मध्यम व उच्च अक्षांशांत विस्तृत प्रमाणावर वर्षण होते.

समांगी वायुराशिजन्य वर्षण : गडगडाटी वादळे, उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळे, पूर्वेकडून येणारे चक्रवात वा परिभ्रमणशील अवदाब क्षेत्रे (न्यून दाबाची क्षेत्रे) हे समांगी (एकजिनसी) वायुराशीत उदभवणारे आविष्कार आहेत. गडगडाटी वादळांमुळे मुख्यत्वेकरून उन्हाळ्यात उष्ण कटिबंधातील व मध्य अक्षांशातील भूखंडीय प्रदेशांवर पाऊस पडतो. चक्री वादळे, पौर्वात्य चक्रवात आणि भ्रमणशील अवदाब क्षेत्रे यांच्यामुळे उष्ण कटिबंधात काही विशिष्ट महिन्यांत तुरळक ते विस्तृत स्वरूपात वर्षण होते. वरील आविष्कारांपैकी गडगडाटी वादळांमध्ये वातावरणातील अस्थिरतेमुळे आर्द्र हवा वेगाने वर जाते, तर इतर आविष्कारांत चक्रवाती पूर्णतेमुळे (फिरण्याच्या क्षमतेमुळे) संघटित व शिस्तबद्ध प्रमाणात आर्द्र हवा अविरतपणे वर नेली जाते. उष्ण कटिबंधात होणाऱ्या पर्जन्याच्या बाबतीत सु. १९४० सालानंतरच्या काळात महत्त्वाचे संशोधन झाले आहे. भूतुल्यकालिक (ज्यांचा कक्षीय परिभ्रमणकाल पृथ्वीच्या अक्षीय परिभ्रमणकालाशी जुळणारा आहे अशा) वातावरणवैज्ञानिक उपग्रहांमुळे वातावरणीय संशोधनाला भरीव चालना मिळाली आहे.

वर्षण द्रव किंवा घन स्वरूपात होऊ शकते. पर्जन्य आणि हिमवर्षाव ह्यांशिवाय वारा, हिमगुलिका (गोळ्यांच्या स्वरूपातील हिम), सहिमवृष्टी व मंद तुषारवृष्टी असे वर्षणाचे इतर प्रकार आहेत. शेकडो चौ. किमी.च्या विस्तृत क्षेत्रावर उष्णार्द्र हवेचा ऊर्ध्व दिशेने समान गतीने वर चढण्याचा वेग प्रतिसेकंदास काही सेंमी. याप्रमाणे असला, तर त्या क्षेत्रावर साधारणपणे मंद ते मध्यम तीव्रतेचे वर्षण बऱ्याच कालावधीपर्यंत चालू राहते. हे वर्षण स्थिर स्वरूपाचे असते. वर चढणाऱ्या आर्द्र हवेची घनता परिसरातील हवेच्या घनतेपेक्षा बरीच कमी असल्यास त्या हवेचा ऊर्ध्व वेग प्रतिसेकंदास अनेक मीटरांइतका जास्त होऊ शकतो. त्यामुळे वर्षणाची तीव्रता वाढते व हवेत त्रुटिपूरक अधःप्रवाह निर्माण होतात. अशी प्रक्रमणशील (ऊर्ध्व वातप्रवाह असणारी) परिस्थिती पूर्ण विकसित गडगडाटी वादळांत आढळते. या आविष्कारात वर्षणत्वरा अत्यधिक असली, तरी त्यामुळे प्रभावित झालेले क्षेत्र आणि वर्षणाचा कालावधी अल्प प्रमाणात असतो. विस्तृत क्षेत्रावर होणाऱ्या स्थिर व मंदस्वरूपाच्या वर्षणाच्या आव्यूहात अधूनमधून आवेगी प्रक्रमणशील वृष्टीची वादळे स्थानिक रीत्या विखुरलेली आढळतात. वर्षण वितरणाची पूर्ण कल्पना येण्यासाठी जलीय वातावरणविज्ञाला विशिष्ट क्षेत्रावरील अनेक ठिकाणची भिन्न कालावधींतील वर्षणमापने आवश्यक असतात. त्यासाठी तो स्वयं-अभिलेखक (आपोआप सातत्याने नोंद करणाऱ्या) वर्षणमापकांचा उपयोग करतो.

वर्षण-निरीक्षणांचे विश्लेषण : मूलतः वर्षण हा विस्तृत क्षेत्राला प्रभावित करणारा आविष्कार असला, तरी तेथील वर्षणाचे मापन त्या क्षेत्रातील अल्पतम वा ‘बिंदुसदृश’ जागा व्यापणाऱ्या छोट्याशा वर्षणमापकाकडून केले जाते. अशा अनेक ‘बिंदुसदृश’ ठिकाणांवरी वर्षणांची निरीक्षणे विचारात घेऊन जलीय वातावरणविज्ञ त्या क्षेत्रावरील वर्षणाचे सरासरी मूल्य, उग्र वादळांच्या आक्रमणाची वारंवारता, तीव्र जोरदार वर्षणाची वारंवारता व कालावधी, महापुरांची शक्यता, कालव्यांच्या व जलविद्युत् निर्मितीच्या योजनांची यशस्विता, जलसंचय होण्याची त्वरा इ. गोष्टींचा अंदाज बांधतो. नदीनाल्यांवरील पूल, मलमूत्रवाहिन्या व जलनिःसारण (पाणी वाहून नेणाऱ्या) व्यवस्थांवर पुरांमुळे पडणारे ताण आणि संभाव्य मृदा अपक्षरण (धूप) व जलनिर्गमन यांचाही तो अभ्यास करतो.

कोणताही जलविषयक प्रकल्प यशस्वी करावयाचा असेल तर जलविज्ञाला व जलव्यवस्था अभियंत्याला वर्षण आणि हिमवर्षावाचे अचूक अंदाज, प्रकल्पक्षेत्रावरील वर्षणाचे वितरण, वर्षणत्वरा, पवनवेग यांची माहिती हवी असते. त्या माहितीवरून जलविज्ञ धरणाची बांधणी व धारकता, पूर येण्याची शक्यता, पुराने व्यापिलेले क्षेत्र, पुराच्या पाण्यामुळे जलाशयातील पाण्याच्या पातळीत होणारी वाढ, जलनिर्गमनत्वरा, जोरदार वृष्टीमुळे अल्पावकाशात अधिक प्रमाणात जलसंचय झाल्याने धरणावर पडणारा ताण, धरणाच्या सुरक्षिततेच्या मर्यादा, पाणी सोडण्याची दारे आणि त्यांची स्थाननिश्चिती यांबद्दलचे अंदाज बांधतो. वास्तविक प्रकल्पक्षेत्रात विशिष्ट कालावधीत अनेक ठिकाणी पडलेल्या पावसावरून धरणातील पाण्यात किती वाढ होईल, याबद्दल काही उपयुक्त अनुभूत सूत्रे प्रस्थापित करण्याचा जलविज्ञ सतत प्रयत्न करत असतो. जलीय वातावरणविज्ञ त्याला आवश्यक निरीक्षणे पुरवून मदत करतो.

भारतातील पर्जन्याचा उल्लेखनीय भाग चक्री वादळांशी व चक्री वातांशी निगडित झालेला असतो. अल्पावधीत खूप जोराचा पाऊस पडून नद्यांची खोरी, शेते, शहरांतील खालच्या पातळीवरील भाग, तलाव, जलाशय, इ. जलमय होतात. शहरातील जलनिःसारण यंत्रणा अकार्यक्षम ठरते. धरणांत एकाएकी अमाप पाणी शिरून बांधकामाला धोका उत्पन्न होतो. ह्या धोक्यांचे भाकित करण्याच्या दृष्टीने वादळांचे मार्ग, त्यांनी प्रभावित झालेले क्षेत्र, विविध कालखंडांत (५ मिनिटे ते ५ दिवस), विविध प्रकारच्या क्षेत्रफळांवर (२५ चौ. किमी. ते २५,००० चौ.  किमी.) पडलेल्या पर्जन्याचे प्रमाण, पर्जन्याची व निरनिराळ्या क्षेत्रांत पाणी जमा होण्याची त्वरा यांसारख्या परिणामांचे विश्लेषण करणे, हेही जलीय वातावरणविज्ञाचे कार्य असते.

अल्पावकाशात प्रचंड प्रमाणात वृष्टी होऊन किंवा दीर्घ कालावधीत सतत वृष्टी होऊन महापूर आल्याने जलविषयक प्रकल्प धोक्यात येऊ शकतात. त्याची कल्पना येण्यासाठी जगातील काही ठिकाणी विविध कालावधींत झालेल्या विक्रमी वर्षणाचे आकडे कोष्टक क्र. २ मध्ये दिले आहेत.

बाष्पीभवन आणि वनस्पतींचा बाष्पोच्छ्‌वास : प्रकल्पक्षेत्रावरील वातावरणातील जलीय संतुलनाची संपूर्ण कल्पना येण्यासाठी तेथील अनावरित जलाशयावरून, हिमाच्छादित प्रदेशांवरून व भूमिपृष्ठावरून होणारे बाष्पीभवन व वनस्पतींचा बाष्पोच्छ्‌वास या सर्व प्रक्रियांचा सूक्ष्म अभ्यास करणे जलीय वातावरणविज्ञाला आवश्यक असते. संक्षोभित सीमास्तरांत घडणाऱ्या जलबाष्पाच्या स्थानांतरणाच्या अभ्यासाशी हा प्रश्न निगडित असतो. भूपृष्ठ समांगी नसेल किंवा भूमिस्वरूप भिन्न प्रकारचे असेल, तर तो प्रश्न अधिक बिकट होतो. त्यातून अनेक आविष्कारांमुळे वातावरण एकाच वेळी खालून गरम किंवा थंड होत असल्यास जलबाष्पाची स्थलांतरणत्वरा सारखी बदलते आणि ह्या प्रश्नात अतिशय गुंतागुंत निर्माण होते. सैद्धांतिक दृष्ट्या ही कठीण समस्या सोडविण्याचे कसोशीचे प्रयत्न होत असले, तरी काही अनुभूत सूत्रांच्या द्वारे याबाबतीत महत्त्वाचे ज्ञान प्राप्त झाले आहे.

पाण्याची जागतिक टंचाई आणि जलविषयक योजना : सबंध पृथ्वीवरील १३० कोटी घ. किमी. पाण्यापैकी सु. ९५ टक्के पाणी महासागरांत आणि बाकीचे ५ टक्के पाणी जमिनीवर आढळते. जमिनीवरील पाण्याचा तीनचतुर्थांश भाग ध्रुवीय विभागांतील हिमनद्यांत व हिमाच्छादित प्रदेशात अडकलेला असतो. बाकीचे एकचतुर्थांश पाणी भूपृष्ठावर आणि भूपृष्ठाखाली आढळते. कोणत्याही एका वेळी ०·३ टक्के पाणी पृथ्वीवरील तलाव, सरोवरे, विहिरी आणि जमिनीने वेष्टिलेल्या जलाशयांत साठविलेले असते. ०·०३ टक्के पाणी पृथ्वीवरील नद्यांतून खळखळत असते, ०·०६ टक्के पाणी जमिनीत मुरलेले असते, तर वातावरणात ०·०३५ टक्के पाणी खेळत असते. पृथ्वीवरील सर्व नद्यांत जितके पाणी सामाविलेले असते त्यापेक्षा थोडे जास्त पाणी वातावरणातून इतस्ततः भ्रमण करीत असते. सरोवरे, नद्या व विहिरींमध्ये जे पाणी साचते, ते पाणी वातावरणामधूनच येते. ज्या पाण्यावर पृथ्वीवरील प्राणिजीवन व वनस्पतिजीवन अवलंबून असते, ते पाणी वातावरणीय घटनांकरवी नियंत्रित केले जाते.

जलीय वातावरणविज्ञांनी केलेल्या अनुमानाप्रमाणे पृथ्वीवर प्रतिवर्षी सु. ४,००,००० घ.किमी. पाणी पर्जन्यरूपाने आकाशातून परत येते. त्यापैकी १,००,००० घ.किमी. पाणी जमिनीच्या पृष्ठभागांवर आणि ३,००,००० घ. किमी. पाणी समुद्रांत पडते. हे सर्व पाणी बाष्परूपाने वातावरणात परत जाते. ३,३७,५०० घ. किमी. पाणी समुद्रांवरून आणि ६२,५०० घ. किमी. जमिनीवरील जलाशयांतून व वनस्पतींच्या बाष्पोच्छ्‌वासामुळे वातावरणात मिसळते. म्हणजे समुद्रावर जितका पाऊस पडतो त्यापेक्षा ३७,५०० घ.किमी. जास्त पाणी बाष्पीभवनामुळे वातावरणात जाते. समुद्रावरील पाण्याची ही उणीवा जमिनीवरील नद्यांच्या महापुरांमुळे व भूमिगत प्रवाहांमुळे भरून निघते. याचा अर्थ असा की, जमिनीला प्रतिवर्षी पावसापासून मिळणाऱ्या १,००,००० घ.किमी. पाण्यापैकी ६२,५०० घ.किमी. पाणी वातावरणाकडे व ३७,५०० घ.किमी. पाणी समुद्राकडे धाव घेते. पाण्याची वाढती गरज भागविण्यासाठी समुद्राकडे धावणाऱ्या ह्या पाण्याला धरबंध घालणे आवश्यक ठरते. जमिनीवर दर वर्षी जितका पाऊस पडतो त्याचा योग्य ठिकाणी संचय करून धरणे व तलाव बांधून कालव्यांच्या रूपाने पर्जन्यरहित दिवसांत ह्या पाण्याचा काटकसरीने वापर करून पाण्याची वाढती गरज भागविणे शक्य असते. हे काम अंगिकारून जलीय वातावरणविज्ञ व जलविज्ञ राष्ट्राचा विकास आणि आर्थिक उन्नती साधतात.

भारत कृषिप्रधान देश आहे. त्यातील ७०% लोक शेतीव्यवसायावर उदरनिर्वाह करता. राष्ट्रीय उत्पन्नाचा अर्धा भाग कृषी व कृषीसंबंधित उद्योगांपासून उपलब्ध होतो. हे सर्व उद्योग पर्जन्यावर व साठवून ठेवलेल्या पाण्यावर अवलंबून असतात. भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्याने पर्जन्यमापन करणाऱ्या वेधशाळा, हिमवर्षाव मोजणाऱ्या वेधशाळा, स्वयं-अभिलेखक वर्षणमापक व बाष्पीभवनमापक यंत्रे यांनी उपलब्ध करून दिलेल्या अनेक प्रकारच्या निरीक्षणांचा अभ्यास करण्यासाठी जलीय वातावरणविज्ञान, जलविज्ञान, वादळ-विश्लेषण इ. विभाग सुरू केले आहेत.

पहा : जलविज्ञान वर्षण वातावरणविज्ञान.

संदर्भ : 1. Chorghade, S. L. ‘Hydrometeorology’, Bhagirath, Vol. XI, pp. 137–141, New Delhi, 1964.

  2. Malone, T. F., Ed. Compendium of Meteorology, American Meteorological Society, Boston, 1951.

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

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

  5. Wiesner, C. J., Hydrometeorology, London, 1970.

चोरघडे, शं. ल.

“