जागतिक हवामान निरीक्षण योजना : जागतिक वातावरणवैज्ञानिक संघटनेने १९६० मध्ये कल्पिलेली आणि १९६७ सालापासून कार्यवाहीत आणलेली अनेक प्रकारच्या हवामानविषयक निरीक्षणांचे एकत्रीकरण, संकलन, संस्करण आणि वितरणविनिमय करणारी जागतिक योजना.
पृथ्वीभोवतालच्या वातावरणात घडणाऱ्या विविधतापूर्ण हवामानविषयक आविष्कारांचे मानवी जीवनावर उल्लेखनीय परिणाम होतात. अनेकविध ढगांची निर्मिती, पाऊस, मेघगर्जनायुक्त वळवाचा पाऊस, करकापात (गारांचा वर्षाव) किंवा हिमवर्षाव, तुहिन (हिमतुषार), धुके, धूमिका (धुरामुळे निर्माण होणारे धुके), अंधुकता, धुळी वादळे, झंझावात, उष्णतेची अथवा थंडीची लाट, मुसळधार वृष्टी, प्रदीर्घ अवर्षण यांसारख्या आविष्कारांच्या रूपाने वातावरणात अविरतपणे चालणाऱ्या घडामोडींचे आपल्याला दर्शन घडते. हवामानाचे अनेक आविष्कार जगाच्या एका भागावर निर्माण होऊन दुसऱ्या भागापर्यंत प्रवास करतात आणि मार्गातील प्रदेशांवर त्यांचा परिणाम घडून येतो. मानवनिर्मित अडथळ्यांचा किंवा राजकीय सीमांचा त्यांच्यावर परिणाम होत नाही. चीनच्या समुद्रात निर्माण झालेली उष्ण कटिबंधीय चक्री वादळे [→ चक्रवात] बंगालच्या उपसागरात प्रवेश करून भारताच्या पूर्व किनाऱ्यावर येऊन थडकतात. भूमध्य वा अटलांटिक समुद्रात निर्माण झालेले उपोष्ण कटिबंधीय चक्रवात पूर्वेकडे सरकत सरकत अनेक देशांच्या सीमारेषा, अनेक पर्वतराशी उल्लंघून भारताची वायव्य सरहद्द ओलांडून भारतात प्रवेश करतात आणि उ. भारतात वळवाचा आणि गारांचा पाऊस, हिमवर्षाव, धुके, थंडीची लाट यांसारखे हवामानविषयक उत्पात घडून येतात. जगात इतरत्रही अशीच परिस्थिती आढळते. अटलांटिक महासागरातील ध्रुवीय सीमापृष्ठांवर निर्माण झालेले चक्रवात, यूरोपातील पोर्तुगालमध्ये शिरून रशियापर्यंत पोहोचून मार्गात आलेल्या सर्व देशांत आपला प्रभाव दाखवितात. ध्रुवीय वायुराशी मध्य यूरोपमध्ये आकस्मिकपणे थडकून स्थानिक तापमानात मोठ्या प्रमाणात घट घडवून आणून तेथील लोकांचे जीवन असह्य करून टाकतात. अशा आपत्तींची पूर्वकल्पना करून घेण्यासाठी निकटवर्ती देशांतील वातावरणाची निरीक्षणे अत्यावश्यक असतात. या सर्व निरीक्षणांत एकप्रमाणता आणि एकसूत्रता हवी असते.
ही निरीक्षणे उपलब्ध झाली, तरी त्यांमुळे मिळालेली माहिती अपुरीच पडते. पृथ्वीवरील केवळ एकाच वातावरणीय भागांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करून संपूर्ण वातावरणात घडणाऱ्या हालचालींची कल्पना करता येणार नाही. कोणत्याही एका देशाला संपूर्ण वातावरणाचे निरीक्षण आणि त्याच्या गुणधर्मांचे ज्ञान करून घेता येणे शक्य नाही. त्यासाठी आंतरराष्ट्रीय सहकार्याची आवश्यकता असते. निरीक्षणांसाठी उपकरणे, पद्धती आणि सर्वसंमत प्रमाणित तंत्र निर्माण करणे, जगात सर्वत्र सारख्याच अंतरावर वेधशाळा स्थापणे व त्यांची हवामानविषयक निरीक्षणे मुख्य संशोधनकेंद्राकडे ताबडतोब पोहोचविण्यासाठी संदेशवहनाची प्रभावशाली यंत्रणा निर्माण करणे आवश्यक ठरते. संपूर्ण वातावरणाचे जागतिक प्रमाणावर अल्पावधीतच निरीक्षण करणे, हे जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेचे मुख्य उद्दिष्ट आहे.
रशियाने १९५७ मध्ये व नंतर अमेरिकने १९५८ मध्ये अंतराळात मानवनिर्मित उपग्रह सोडल्यामुळे जागतिक हवामान निरीक्षणास मदत करू शकणारे एक अत्यंत उपयुक्त साधन निर्माण झाले. १९६० साली जागतिक वातावरणवैज्ञानिक संघटनेने वातावरणविज्ञान वृद्धिंगत करण्यासाठी कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग करावा, हवामानाचे अंदाज अचूकपणे वर्तविणाऱ्या नवीन पद्धती अंमलात आणाव्या आणि हे ज्ञानभांडार शांततामय आणि विधायक मार्ग अवलंबून अखिल मानवजातीच्या हितासाठी सत्कारणी लावावे, असा अमेरिकेने पुरस्कार केलेला प्रस्ताव संयुक्त राष्ट्रांनी संमत करून घेतला आणि अशा रीतीने ‘जागतिक हवामान निरीक्षण योजना’ (वर्ल्ड वेदर वॉच प्लॅन) जन्माला आली.
हवामानपरिस्थितीची निरीक्षणे : साधारणपणे २४ तासांच्या कालावधीत पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर हवामानपरिस्थितीची सु. १,००,००० आणि उच्च वातावरणीय परिस्थितीची जवळजवळ ११,००० निरीक्षणे घेतली जातात. जगातील निरनिराळ्या देशांत स्थापिल्या गेलेल्या ८,००० पृष्ठभागीय व उच्च वातावरणीय वेधशाळा, तसेच ३,००० वाहतूक व टेहळणी करणारी विमाने आणि ४,००० व्यापारी जहाजे रात्री किंवा दिवसा काही ठराविक वेळी ही निरीक्षणे करतात. पृष्ठभागीय निरीक्षणांत हवेचा दाब, हवेचे तापमान, त्याच्या उच्चतम व नीचतम मर्यादा, हवेतील आर्द्रता, दृश्यता, पृष्ठभागीय वाऱ्यांची दिशा आणि गती, ढगांच्या आवरणाचा विस्तार, ढगांचे प्रकार, त्यांच्या विविध थरांची उंची आणि त्यांचा चलनवेग, पर्जन्यमान, हवामानाची सद्यस्थिती व गेल्या काही तासांत घडलेले महत्त्वाचे बदल इ. गोष्टींची नोंद केली जाते. हायड्रोजनाने भरलेले फुगे आकाशात सोडून थिओडोलाईट किंवा कोनमापक दुर्बिणीच्या साह्याने दर दोन मिनिटांनी या फुग्याचे आकाशातील स्थान न्याहाळून वातावरणातील निरनिराळ्या पातळ्यांवरील वाऱ्यांची दिशा व वेग मोजतात. रेविन व रेडिओसाँड यांसारखी उपकरणे आकाशात सोडून वेधशाळेत ठेवलेल्या रेडिओ ग्रहणींच्या (रेडिओ संदेश ग्रहण करणाऱ्या साधनांच्या) साह्याने पृथ्वीभोवतालच्या वातावरणातील निरनिराळ्या उंचीवरील हवेचा दाब, तेथील तापमान, आर्द्रता, वाऱ्यांची साह्यानेही पृथ्वीच्या वातावरणातील विभिन्न थरांतील तापमानस आर्द्रता, पवनवेग व पवनदिशा मोजता येतात.
भूपृष्ठाचा सु. ३ /४ भाग पाण्याने व्यापलेला आहे. जमिनीप्रमाणे समुद्राच्या पृष्ठभागावरही काही वेधशाळा असणे आवश्यक असते व हे काम जहाजे करतात. त्याचप्रमाणे बरीचशी मालवाहू आणि प्रवासी विमाने आकाशात साधारणपणे जमिनीपासून २ ते १५ किमी. जाडीच्या वातावरणाच्या थरात भ्रमण करीत असतात. त्यांच्या साह्याने जमिनीपासून १५ किमी. उंचीपर्यंतच्या वातावरणातील निरनिराळ्या थरांच्या गुणधर्मांचे ज्ञान होते. रेडिओसाँड जसे ठराविक गतीने वर चढते आणि निरनिराळ्या उंचीवरील निरीक्षणांचे संदेश पाठविते, तसे १६ ते १८ किमी. उंचीवरून उडणाऱ्या द्रुतगती विमानांतून हवाई छत्र्या लावलेली रेडिओसाँड (किंवा ड्रॉपसाँड) यंत्रे खाली सोडल्यास ती ठराविक गतीने खाली येतात आणि ज्या क्रमाने वातावरणाच्या विविध थरांत शिरतात त्या क्रमाने ती तेथील पवनदिशा आणि वेग, आर्द्रता व तापमान मोजून त्याप्रमाणे रेडिओ संदेश पाठवितात.
ही सर्व निरीक्षणे राष्ट्रीय, प्रादेशिक व खंडीय व्यूहांकडून एकत्रित केली जातात आणि त्यांचे संकलन होऊन ते संदेश दूरमुद्रक (टेलिप्रिंटर), ⇨ अनुचित्र-प्रेषण, रेडिओ प्रेषक इ. दूरसंदेशवहनाच्या यंत्रणेकरवी जगातील सर्व राष्ट्रांच्या हवामान कार्यालयांना शक्य तितक्या लवकर पाठविले जातात. उत्तर गोलार्धात मॉस्को, दिल्ली, न्यूयॉर्क, ऑफनबाख (जर्मनी) आणि टोकिओ या पाच मुख्य ठिकाणी वातावरणीय निरीक्षणांचे एकत्रीकरण, संकलन, वितरण व पुनर्प्रेषण होते. ह्या मूलभूत निरीक्षणांच्या आधारे अनेक प्रकारचे हवामान-स्थितिनिदर्शक नकाशे तयार करून वातावरणविज्ञ विविध व्यवसायांना मार्गदर्शक असे आगामी हवामानाचे अंदाज देतात. हवामानाच्या पूर्वानुमानांचा शेती, नाविक आणि हवाई वाहतूक, व्यापार, पर्यटन, आरोग्यकेंद्र, मत्स्योद्योग, जलविज्ञान, राष्ट्रीय उद्योगधंदे वगैरे क्षेत्रांतील व्यावसायिकांना अतिशय उपयोग होतो.
तथापि ह्या निरीक्षणांचा व्याप कितीही वाढला, तरी पृथ्वीपृष्ठाचा केवळ एकपंचमांश भाग मनुष्यवस्ती व मानवी व्यवहारांखाली येत असल्यामुळे फक्त जमिनीच्या काही विशिष्ट भागांवरूनच मर्यादित वातावरणाची निरीक्षणे करणे शक्य असते. व्यापारी वाहतूक करणारी जहाजे आणि विमाने यांच्या साह्याने समुद्रावरील ठराविक मार्गांतीलच तुरळक ठिकाणची हवामानस्थितिनिदर्शक निरीक्षणे मिळविणे शक्य होते. ह्या तुटपुंज्या सामग्रीवर वातावरणविज्ञ हवामानाचे अंदाज वर्तवीत असले, तरी निरीक्षणांचा अपुरेपणा त्यांना सतत जाणवत असतो. दक्षिण गोलार्धात पृथ्वीपृष्ठाचा ७० टक्के भाग महासागरव्याप्त आहे, तेथे वातावरणीय निरीक्षणांचा अभाव प्रकर्षाने जाणवतो. तसेच पृथ्वीवरील विस्तीर्ण हिमाच्छादित प्रदेश, निबिड अरण्ये, निर्जन वाळवंटे व निर्मनुष्य डोंगराळ मुलूख ह्यांसारख्या क्षेत्रांवरून वातावरणाची संपूर्ण निरीक्षणे मानवांकडून नियमितपणे करणे शक्य नसते. अजूनही जगातील अतिशय तुरळक ठिकाणांहून वातावरणातील उच्च स्तरांसंबंधीचे ज्ञान व माहिती मिळविली जाते. अशा निरीक्षणकेंद्रांची संख्या वाढविणे अगत्याचे ठरते. कृत्रिम उपग्रहांच्या साह्याने ढगांची असंख्य चित्रे उपलब्ध झाली आहेत. त्यांवरून रूढ प्रचलित निरीक्षण पद्धतींनी व तंत्रांनी मिळविलेले वातावरणाबद्दलचे आपले ज्ञान किती अपुरे होते, याची जाणीव वातावरणविज्ञांना झाली आहे. दक्षिण व उत्तर गोलार्धांतील हवामानीय आविष्कार परस्परसंबंधित आहेत, याचीही शास्त्रज्ञांना नव्यानेच खात्री पटली आहे. त्यामुळे दोन्ही गोलार्धांतील हवामानाची निरीक्षणे उपलब्ध झाल्यास एक आठवडा किंवा एक महिना यासारख्या दीर्घ मुदतीच्या हवामानाचे अंदाज वर्तविणे शक्य होईल, असे वातावरणविज्ञांना वाटते. त्यासाठी दोन्ही गोलार्धांतील वातावरणीय निरीक्षणे मिळविणाऱ्या आणि मुख्य संशोधन व विश्लेषण केंद्रांना ती शक्य तितक्या लवकर पोहोचती करणाऱ्या एका खास यंत्रणेची स्थापना करणे क्रमप्राप्त ठरते.
जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेमुळे हे कार्य सुकर झाले आहे. त्यामुळे हवामानावर अवलंबून असणाऱ्या अनेक राष्ट्रीय विकास योजना कार्यवाहीत आणून देशाची आर्थिक उन्नती घडवून आणण्याच्या कार्यक्रमात वातावरणविज्ञ महत्त्वपूर्ण भाग घेत आहेत. ह्या कार्यात त्यांना वातावरणवैज्ञानिक कृत्रिम उपग्रह, द्रुतगति-संगणक (उच्च वेगाने गणितकृत्ये करू शकणारी यंत्रे), स्वयंचलित हवामानीय उपकरणे व वेधशाळा, समुद्रात सतत तरंगत राहणाऱ्या ठोकळ्यांवर स्थापिलेली स्वयंचलित यंत्रे इ. साधनांची मदत होत आहे.
मानववस्ती नसलेल्या क्षेत्रांवरील ठराविक वेळेची वातावरणीय निरीक्षणे स्वयंचलित उपकरणांनी वातावरणविज्ञांना उपलब्ध झाली, तर ती अतिशय उपयुक्त ठरतील, हे उघड आहे. उग्र चक्रवात किंवा चक्री वादळे सागरावर चालू असताना जहाजे किंवा विमाने त्या बाजूला जाऊ शकत नाहीत पण तरंगणाऱ्या ठोकळ्यांवर स्वयंचलित कॅमेरे-यंत्रे-उपकरणे स्थापिली, तर वादळाच्या वेळी सागराच्या स्वरूपाचे अगदी जवळून निरीक्षण करणे शक्य होते. त्याचप्रमाणे अनेक महिने एका विशिष्ट उंचीवर सतत तरंगणाऱ्या फुग्यांवरही स्वयंचलित निरीक्षण केंद्र स्थापन केल्यास वातावरणातील विविध उंचीवरील थरांचे गुणधर्म, तापमान, आर्द्रता, तेथील पवनदिशा व वेग, हवेची घनता यांबद्दल निश्चित स्वरूपाची माहिती मिळू शकते. आ. १ मध्ये दक्षिण गोलार्धातील क्राइस्टचर्च येथून ३० मार्च १९६६ रोजी हवेत सोडलेल्या १२ किमी. उंचीवर सतत तरंगणाऱ्या रबरी फुग्याचा ३३ दिवसांचा मार्ग दाखविला आहे. फुग्याच्या दैनंदिन स्थानांतराच्या त्वरेवरून त्या उंचीवर वाहणाऱ्या वाऱ्यांची दिशा आणि वेग काढता येतो. जगातील निर्मनुष्य क्षेत्रांवर असे अनेक फुगे तरंगत ठेवून त्या क्षेत्रांवरील वातावरणीय निरीक्षणे आता नियमितपणे मिळविता येऊ लागली आहेत पण ह्या सर्व वेधशाळांपेक्षाही कृत्रिम उपग्रह वातावरणविज्ञाला अधिक मदत करीत आहेत.
कृत्रिम उपग्रह : जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेचा मूलभूत महत्त्वाचा घटक म्हणजे कृत्रिम उपग्रह. हे उपग्रह म्हणजे अंतराळातील वेधशाळाच होत. सु. १,६०० किमी. उंचीवर परिभ्रमण करणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहाला पृथ्वीभोवती एक प्रदक्षिणा करायला साधारणपणे दोन तास लागतात. दर दिवशी हे उपग्रह पृथ्वीभोवती बारा प्रदक्षिणा घालू शकतात. त्याच वेळी पृथ्वीही स्वतःभोवती फिरत असते. त्यामुळे उपग्रहाच्या प्रत्येक प्रदक्षिणेच्या वेळी पृथ्वीचा वेगवेगळा भाग उपग्रहाच्या परीक्षणासाठी उपलब्ध होऊ शकतो. अशा रीतीने वातावरणाच्या बाहेर जाऊन वायुविहीन उंचीवरून ते खालील वातावरणात चालणाऱ्या अनेक घडामोडींची वस्तुनिष्ठ निरीक्षणे करू शकतात. शिवाय कृत्रिम उपग्रहांच्या आवाक्यात जगाचे विस्तीर्ण क्षेत्र येत असल्यामुळे अल्पावकाशात ह्या उपग्रहांना जागतिक प्रमाणावर हवामान परिस्थितीची संपूर्ण माहिती वातवरणविज्ञाला उपलब्ध करून देता येते. अत्यंत कल्पकतेने तयार केलेली अनेक प्रकारची यंत्रे आणि उपकरणे वातावरणविज्ञानीय कृत्रिम उपग्रहांत बसविलेली असतात. त्यांच्या साह्याने पृथ्वीसभोवतालच्या संपूर्ण वातावरणातील ढगांची रचना, हिमक्षेत्रांचा विस्तार, गोठलेले समुद्र, हिमनग, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाची, किनाऱ्याची व उंचसखल प्रदेशांची रूपरेषा व सूर्याची सागरपृष्ठावरील प्रतिबिंबित चमक (सूर्याचे तेजःशर) यांची छायाचित्रे घेऊन त्यांचे पृथ्वीकडे पुनर्प्रेषण करता येते. सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणारे ऊष्मीय प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जा), आर्द्रतेचे वितरण, पृथ्वीपृष्ठाच्या विविध भागांचे तापमान हे कृत्रिम उपग्रह मोजू शकतात. वर्णपटाच्या अवरक्त भागात (तांबड्या रंगाच्या अलीकडील अदृश्य भागात) होणाऱ्या ऊष्मीय प्रारणाचे अनेक प्रकारचे सूक्ष्ममापन करणारी अत्यंत कार्यक्षम उपकरणेही उपग्रहात बसविलेली असतात. त्यामुळे उपग्रहांच्या बरोबर खाली येणाऱ्या निरभ्र जमिनीचे किंवा ढगांच्या वरच्या थरांचे तापमान ती मोजू शकतात. ह्या दोन तापमानांत बराच फरक असतो. त्यामुळे केवळ तापमानमापनामुळे ढग कोठे व कोणत्या पातळीवर निर्माण झाले आहेत आणि त्यांचा विस्तार किती मोठा आहे हे कळू शकते. ऊष्मीय प्रारण आणि तापमानमापनाचा खरा उपयोग रात्रीच्या वेळी होतो. रात्री ढगांच्या रचनेची छायाचित्रे घेता येत नाहीत. त्यामुळे ढगांची रचना आणि विस्तार कळण्यासाठी ऊष्मीय प्रारणमापन आणि तापमानमापन हीच कार्ये उपयुक्त ठरतात. कृत्रिम उपग्रहात सूक्ष्मसंवेदी दीप्तिमापक यंत्रेही ठेवलेली असतात. ती पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागांचे चकासन (तेजस्विता) मोजतात. त्यामुळे ढगांनी व्यापलेल्या क्षेत्रांच्या विस्ताराचे आकलन होते. उपग्रहांनी पाठविलेली अनेक प्रकारची चित्रे पृथ्वीपृष्ठावर ठेवलेल्या स्वयंचलित चित्रग्रहणींद्वारे वातावरणविज्ञाला मिळविता येतात. एका छायाचित्रामुळे १,६०० किमी. त्रिज्येच्या वर्तुळात सामावेल इतक्या विस्तृत क्षेत्रातील ढगांच्या रचनेचे प्रत्यक्ष स्वरूप वातावरणविज्ञ पाहू शकतो व अशा अनेक चित्रांवरून त्याला हवामानाच्या सद्यःपरिस्थितीची यथार्थ कल्पना येते व तो भावी हवामानाबद्दलचे निश्चित स्वरूपाचे अंदाज बांधू शकतो. चक्री वादळांची केंद्रनिश्चिती, त्यांची चलनदिशा व वेग, वादळांची तीव्रता, विविध प्रकारची सीमापृष्ठे (उष्णार्द्र हवा व शीतशुष्क हवा विभक्त करणारी पृष्ठे), त्यांच्याशी निगडित झालेली मेघरचना, ढगांचे प्रकार आणि त्यांची उंची, विविध पातळीवरील वाऱ्यांची दिशा आणि वेग, धूसरता व धुक्यांनी व्यापलेली क्षेत्रे यांचे अंदाज वातावरणविज्ञ करू शकतो इतकेच नव्हे, तर उच्च वातावरणातील वायुस्रोतांचे स्थान आणि त्यांचा महत्तम वेग यांचीही तो निश्चिती करू शकतो. हे काम अर्थातच विशिष्ट प्रकारचे प्रशिक्षण मिळालेल्या दीर्घानुभवी तंत्रज्ञाचे असते.
१ एप्रिल १९६० रोजी अमेरिकेने टायरॉस १ (टायरॉस–टेलिव्हिजन अँड इन्फ्रारेड ऑब्झर्वेशन सॅटेलाईट) हा उपग्रह अंतराळात सोडून त्याच्या साह्याने ढगांची आणि पृथ्वीवरील भूप्रदेशांच्या किनाऱ्यांच्या रूपरेषा स्पष्टपणे दाखविणारी चित्रे यशस्वी रीत्या मिळवली व जागतिक प्रमाणावर निरीक्षणे करण्याच्या आणि जागतिक हवामानावर देखरेख ठेवण्याच्या नव्या युगाला प्रारंभ केला. वातावरणविज्ञानक्षेत्रात आतापर्यंत न सुटलेले अनेक प्रश्न आता अभ्यासासाठी हाताळले जात आहेत. सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणारी औष्णिक ऊर्जा व पृथ्वीकडून अंतराळात होणारे ऊष्मीय प्रारण कृत्रिम उपग्रह मोजू शकत असल्यामुळे पृथ्वीच्या वातावरणात व महासागरांतील पाण्यात किती औष्णिक ऊर्जा शोषिली जाते, हे अचूक रीत्या कळणे आता शक्य झाले आहे. ह्याच ऊर्जेमुळे पर्जन्यवृष्टी, हिमपतन, गारांचा वर्षाव, मंद तुषारवृष्टी, वाऱ्याच्या मंद झुळकीपासून तो झंझावाती अतिवेगवान वारे, विध्वंसक घूर्णवाती वादळे किंवा चक्री वादळे, गडगडाटी वादळे इ. वातावरणीय आविष्कार होत असतात. ह्याच औष्णिक ऊर्जेच्या विषम वाटणीमुळे काही ठिकाणी लक्षावधी वर्षांपर्यंत हिमनद्यांचे अस्तित्व टिकविले जाते, तर काही ठिकाणी ५५° से.पर्यंत भूपृष्ठ तापून होरपळून निघत असते. यामुळेच वातावरण व महासागर यांनी शोषिलेल्या औष्णिक ऊर्जेचे नक्की प्रमाण कळणे महत्त्वपूर्ण ठरते. संपूर्ण वातावरणाची निरीक्षणे केवळ कृत्रिम उपग्रहच उपलब्ध करून देऊ शकतात. २१ ऑक्टोबर १९६७ रोजी दिसलेली उत्तर आणि दक्षिण गोलार्धातील ढगांची रचना, जमिनीवरील व समुद्रांवरील वादळांची केंद्रे, हिमालयाचे आणि उत्तर व दक्षिण ध्रुवांजवळचे हिमाच्छादित प्रदेश, सहाराचे वाळवंट, किनाऱ्यांची आणि भूखंडांची रूपरेषा इ. गोष्टी खंड २ मधील चित्रपत्र ६८ मध्ये दिलेल्या छायाचित्रांत स्पष्टपणे दिसत आहेत. हवामानाची दीर्घकालावधीची पूर्वानुमाने करण्यास अशी माहिती अत्यावश्यक असते. अत्याधुनिक वातावरणविज्ञानीय कृत्रिम उपग्रह निरनिराळ्या उंचीवरील थरांचे तापमान मोजू शकतात. त्यामुळे जगातील कोणत्याही ठिकाणचा तापमानऱ्हास कळू शकतो. कार्बन डाय-ऑक्साइड, ओझोन आणि जलबाष्प यांसारख्या घटकांचे उदग्र (ऊर्ध्व दिशेने होणारे) वितरणसुद्धा ‘निंबस’, ‘एसा’ व ‘एटीएस’ (ॲप्लिकेशन टेक्नॉलॉजी सॅटेलाइट) या उपग्रहांच्या साह्याने दर दिवशी निश्चित करता येते. उपग्रहांच्या दृष्टिपथात प्रतिक्षणी ८० लक्ष चौ.किमी.चा प्रदेश येतो. त्यांतील कॅमेरे २६० सेकंदांगणिक एक अशा रीतीने पृथ्वीपृष्ठाची चित्रे घेऊ शकतात. ही सर्व चित्रे कृत्रिम उपग्रह आपल्या स्मृतिकोशात साठवितात आणि नंतर सवडीनुसार यंत्रज्ञांची ‘आज्ञा’ होताच वातावरणविज्ञाला उपलब्ध करून देतात. अशा विविध चित्रांची जुळवाजुळव करून संगणकांच्या साह्याने संपूर्ण उत्तर आणि दक्षिण गोलार्धांची हवामान परिस्थिती दर्शविणारी चित्रे व नकाशे तयार करता येतात. जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेनुसार सध्या अनेक प्रकारचे वातावरणविज्ञानीय उपग्रह पृथ्वीभोवती परिभ्रमण करीत आहेत. संदेशवहनातही आता अनेक सुधारणा झाल्या आहेत. अनेक प्रकारचे कृत्रिम उपग्रहच खुद्द संदेशवाहकांचे कार्य उत्तम प्रकारे करीत आहेत. काही विशिष्ट वेळेच्या निरीक्षणाचा उपयोग करून तयार केलेले हवामानपरिस्थितिनिदर्शक नकाशेही रेडिओ तरंगांद्वारे दूरदूरच्या हवामान-विश्लेषण-केंद्रांना पाठविण्याची साधने प्रचारात आली आहेत. त्यामुळे आता वातावरणविज्ञ ७२ तासांच्या कालावधीची पूर्वानुमाने आणि अंदाज वर्तविण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. या कार्यासाठी त्यांना संगणकांची भरीव मदत अत्यावश्यक असते [→ उपग्रह, कृत्रिम].
संगणक : अत्याधुनिक इलेक्ट्रॉनीय संगणकांच्या मदतीने जगाच्या बहुतेक सर्व भागांतून मिळालेल्या मूलभूत निरीक्षणसामग्रीवर काही तासांतच गणितीय संस्करण केले जाऊन त्यावरून पुढील ३६ ते ७२ तासांच्या कालावधीचे अग्रसूचक (भविष्यसूचक) हवामानाचे नकाशे तयार केले जातात. हे नकाशे संपूर्णतया वस्तुनिष्ठ असतात. संगणक प्रत्येक निरीक्षणाच्या अचूकतेची खात्री पटवून घेतो, काही निरीक्षणे चुकीची असल्यास तो ती वर्ज्य करतो आणि ती कोणत्या कारणास्तव वर्ज्य केली त्याची कारणेही सांगतो. यानंतर वातावरणविज्ञ ह्या नकाशांवरून मेघनिर्मिती, पर्जन्य, वाऱ्यांचा वेग आणि दिशा, आर्द्रता, तापमान इत्यादींसारख्या हवामानाच्या घटकांची पूर्वानुमाने वर्तवितो. ही अनुमाने किंवा हवामानाचे पूर्वकथन मात्र आत्मनिष्ठ असते. त्यात वातावरणविज्ञाचा अभ्यास, अनुभव व विचारसरणी यांचा प्रभाव प्रकर्षाने पडलेला दिसतो. हवामानाच्या पूर्वानुमानांतील हा आत्मनिष्ठेचा भाग वगळता यावा आणि संगणकांकडूनच विविध वातावरणीय घटकांच्या बदलांचे दीर्घतर मुदतीचे खरे वस्तुनिष्ठ अंदाज मिळविता यावेत, या दृष्टीने जगातील अनेक देशांत संशोधन चालू आहे. जागतिक हवामान निरीक्षण संगणकांनी सज्ज असलेल्या हवामान केंद्राचे अत्यंत महत्त्वाचे स्थान आहे, यात शंका नाही [→ हवामानाचा अंदाज व पूर्वकथन].
जागतिक हवामान निरीक्षण योजना व भारताचा सहयोग : जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेचे मुख्य उद्दिष्ट म्हणजे (१) जागतिक निरीक्षण यंत्रणा, (२) जागतिक दूरसंदेशवहन यंत्रणा व (३) निरनिराळ्या राष्ट्रांच्या सहकार्याने अनेक प्रकारची जागतिक हवामान निरीक्षण केंद्रे प्रस्थापित करणे, हे आहे.
कोणत्याही एका वेळेची संपूर्ण पृथ्वीवरील हवामान परिस्थिती नीट अभ्यासून तीवरून दीर्घ मुदतीचे हवामानाचे अंदाज द्यायचे असतील, तर पृथ्वीभोवतालच्या संपूर्ण वातावरणाचे ज्ञान असणे आवश्यक असते. ह्या योजनेच्या पूर्व कालात फक्त एकचतुर्थांश भागातून बरीच निरीक्षणे व इतर काही भागांतून तुरळक स्वरूपाची निरीक्षणे मिळत असल्यामुळे वातावरणाच्या अत्यल्प भागाचे ज्ञान उपलब्ध होत असे. ही त्रुटी भरून काढल्याशिवाय हवामानाच्या अंदाजात दीर्घ कालावधी व अचूकता साध्य करणे दुरापास्तच होते. जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेमुळे जहाजे, विमाने, पृष्ठभागीय वेधशाळा, रबरी फुगे, समुद्रावरील तरंगणारे ठोकळे, रेडिओसाँड, ड्रॉपसाँड, निरनिराळ्या पातळ्यांवर तरंगणारे व क्षैतिज दिशेने भ्रमण करणारे फुगे, वातावरणीय रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह, मानवविरहित निरीक्षण केंद्रे यांवर स्वयंचलित वातावरणवैज्ञानिक उपकरणे स्थापिली गेली आणि थोड्याफार फरकाने आता खरोखरच जागतिक प्रमाणावर वातावरणीय निरीक्षणे उपलब्ध होत आहेत.
जगाच्या सर्व क्षेत्रांवरून केलेली ही निरीक्षणे एकत्रित करून त्यांचा खरेखोटेपणा पडताळून व त्यांचे संकलन करून ती प्रचंड सामग्री अनेक राष्ट्रांतील मुख्य हवामान कार्यालयांना शीघ्र पोहोचविण्यासाठीसुद्धा एक खास आणि खात्रीची यंत्रणा आवश्यक असते. जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेने तीही कामगिरी पार पाडली आहे. सर्वसामान्य दूरमुद्रकाच्या ५० पट शीघ्रतर त्वरेने संदेश पाठविणारी यंत्रे उपयोजून मॉस्को, वॉशिंग्टन व मेलबर्न या तीन जागतिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्रांना जोडणारे ‘प्रमुख संदेशवाहक मंडल’ प्रथम प्रस्थापित केले. या मार्गाने दर मिनिटाला ३,६०० शब्द म्हणजे दर सेकंदाला २,४०० अवगम (माहितीचे) कण [→ अवगम सिद्धांत] अशा त्वरेने निरीक्षणांच्या संदेशांची देवाण-घेवाण करता येते. ह्याच मंडलात विविध राष्ट्रांतील संगणक जोडल्यामुळे एक आंतरखंडीय संदेशविनिमय यंत्रणा निर्माण होऊन थोड्या वेळात निरीक्षणांची प्रचंड सामग्री वरील तीन मुख्य केंद्रांना व इतर प्रादेशिक आणि राष्ट्रीय केंद्रांना मिळू शकते. ह्याच यंत्रणेकरवी मर्यादित क्षेत्रांपुरते हवामानाचे अंदाज, हवामानस्थितीचे वर्णन करणारे संकेतांकांत निबद्ध केलेले संदेश, हवामानाच्या आपत्तिमूलक आविष्कारांचे पूर्वकथन व मानवी जीवित आणि मालमत्ता यांचे संरक्षण करण्याच्या दृष्टीने घ्यावयाची दक्षता यांसारख्या संदेशांचीही देवाण-घेवाण होते. अनेक हवामानीय घटकांचे विश्लेषण करून तयार झालेले नकाशे व उपग्रहांनी पाठविलेली ढगांची चित्रे यांचीही वरील यंत्रणेमुळे सुलभतेने व शीघ्रतेने देवाण-घेवाण करता येते. सध्या अनेक कृत्रिम उपग्रहांकरवीच ही कामे करवून घेण्यात येतात. ‘आज्ञा’ मिळताच स्मृतिकोशात साठविलेली माहिती हे उपग्रह कोणत्याही हवामान केंद्राला उपलब्ध करून देतात.
जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेत नमूद केल्याप्रमाणे उत्तर गोलार्धातील मॉस्को व वॉशिंग्टन येथे व दक्षिण गोलार्धातील मेलबर्न येथे तीन जागतिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्रे व इतर अनेक प्रमुख ठिकाणी प्रादेशिक व राष्ट्रीय केंद्रे स्थापन झाली आहेत.
कृत्रिम उपग्रहांनी पाठविलेली आणि प्रचलित पद्धतींनी उपलब्ध झालेली वातावरणीय निरीक्षणे तपासून आणि एकत्रित करून ती इतर सर्व हवामान कार्यालयांकडे पुनर्क्षेपित करणे, आपापल्या गोलार्धातील जगाच्या शक्य तितक्या भागावरील हवामानपरिस्थिती दाखविणाऱ्या नकाशांचे विश्लेषण करून त्यावरून काढलेले निष्कर्ष व प्रागनुमान इतर हवामान कार्यालयांना शीघ्रतेने पुरविणे, या कार्यांसाठी विशेष शास्त्रज्ञ निवडून त्यांना प्रशिक्षण देणे व काही बिकट वातावरणीय समस्या सोडविण्याच्या दृष्टीने त्यांना संशोधनतत्पर करणे, दैनंदिन निरीक्षणे आणि नकाशे यांच्या परिरक्षणासाठी एक खास अभिलेखागार चालविणे, दूरसंदेशवहन यंत्रणेकरवी अनुचित्र प्रेषण करणे, संगणकांच्या चालकांना माहिती पुरविणे, हवामानवृत्ते प्रसृत करणे इ. कामे उपरिनिर्दिष्ट तीन जागतिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्रांकडे सोपविण्यात आली आहेत.
प्रत्येक प्रगत आणि प्रगतिशील राष्ट्राने आपापली वातावरणवैज्ञानिक यंत्रणा तयार केली आहे. काही राष्ट्रांनी मिळून प्रादेशिक यंत्रणाही अंमलात आणल्या आहेत. ह्या राष्ट्रीय व प्रादेशिक केंद्राच्या वातावरणवैज्ञानिक विशेष गरजा भागविण्यासाठी जागतिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्रांकडून त्यांना भरीव व भरवशाचे साह्य मिळू शकते. पृष्ठभागावरील व वातावरणातील विविध थरांतील हवामानस्थितीचे विश्लेषण करून प्रागनुमान व हवामानाचे अंदाज वर्तविणे, प्रादेशिक वेधशाळांनी केलेली मूलभूत निरीक्षणे व त्यांवर आधारित हवामानाचे नकाशे प्रकाशित करणे आणि ही माहिती जतन करण्यासाठी अभिलेखागार चालविणे, प्रादेशिक निरीक्षकांना प्रशिक्षण देणे व वातावरणीय संशोधनाला प्रोत्साहन देणे ही कामे प्रादेशिक व राष्ट्रीय वातावरणवैज्ञानिक केंद्राकडे सोपविली आहेत. ह्यांपैकी काही केंद्रांना प्रादेशिक दूरसंदेशवहन केंद्रे म्हणूनही कार्य करावे लागते. आपापल्या गोलार्धातील मूलभूत व असंस्कारित निरीक्षणे, संख्यात्मक व चित्रित माहिती, वातावरणीय स्थितिदर्शक नकाशे, हवामानीय अंदाज, धोक्याच्या सूचना इ. संदेशांची इतर तत्सम केंद्रांशी देवाण-घेवाण करण्याची कामगिरी ही केंद्रे पार पाडतात.
जागतिक हवामाननिरीक्षण योजनेद्वारे पुढील काही वर्षांत जागतिक प्रमाणावर आपल्या भोवतालच्या वातावरणाचे संपूर्ण ज्ञान होऊन मानवी व्यवहारांना व जीवनाला उपयुक्त अशा हवामानाच्या अंदाजात अचूकता येईल, ते दीर्घावधीचे करता येतील, काही वातावरणीय आविष्कारांतील विध्वंसकता नष्ट करण्याची तंत्रे अवगत होतील, अवर्षणाचे किंवा अतिवृष्टीचे संकट निकटच्या भविष्यकाळात निर्माण होणार असेल, तर हवामानाचे यथोचित रूपांतरण करता येईल आणि परिणामी मानव हवामानाच्या आपत्तींपासून मुक्त होईल, हे या योजनेत अभिप्रेत आहे.
ह्या उपयुक्त आणि विशाल योजनेत भारताचा फार महत्त्वाचा भाग आहे. नवी दिल्ली येथे आशिया खंडाच्या द्वितीय विभागात (RA–II मध्ये) मुख्ये विश्लेषण केंद्र, उपप्रादेशिक वातावरणवैज्ञानिक प्रेषण केंद्र आणि उत्तर गोलार्धीय विनिमय केंद्र अशी तीन केंद्रे स्थापन झाली आहेत. ह्या केंद्रांचा सिंगापूर येथील पुनर्प्रेषण स्थानकाद्वारे मेलबर्नशी संपर्क साधला जातो. याशिवाय १९६२ पासून नवी दिल्ली येथे उत्तर गोलार्धीय विश्लेषण केंद्र काम करीत आहे. तेथे ०००० ग्री. मा. वे. (ग्रीनीच माध्य वेळ) च्या वेळी संपूर्ण उत्तर गोलार्धातील पृष्ठभागांवर आणि ६·० व ९·० किमी.च्या पातळ्यांवरील असलेली हवामानस्थिती व वातावरणीय स्थिती दर्शविणारे विश्लेषणात्मक नकाशे काढले जातात. त्याचप्रमाणे ०००० ग्री. मा. वे. च्या वेळचे उत्तर गोलार्धातील पूर्वेकडच्या अर्ध्या भागावर ३·०, १२·० व १८·०० किमी.च्या उंचीवरील वातावरणीय स्थिती दर्शविणारे नकाशे काढले जातात. यांशिवाय १,२०० ग्री. मा. वे. च्या वेळचे पृष्ठभाग व ६·०, ९·०० व १२·०० किमी.च्या उंचीवरच्या निरीक्षणांचेही विश्लेषण करून वातावरणीय स्थितिदर्शक नकाशे तयार केले जातात. ह्या सर्व नकाशांचेही काही भाग व त्यांवर आधारलेली प्रागनुमाने दिवसातून दोनदा जगातील इतर वातावरणवैज्ञानिक केंद्रांकडे संदेशवहन यंत्रणेकरवी प्रेषित केले जातात. दूरचित्रपुनर्मुद्रण यंत्रांवर प्रतिदिनी ३० नकाशे प्रेषित केले जातात. मॉस्को ते मेलबर्न या प्रमुख संदेशवाहक मंडलावरील नवी दिल्ली हे महत्त्वाचे संदेशवहन केंद्र आहे. पुणे येथे आशिया खंडातील RA–II विभागातील निरीक्षकांसाठी प्रशिक्षण केंद्र १९६५ मध्ये स्थापन झाले. आग्नेय आशियातील अनेक राष्ट्रे आपले वातावरणवैज्ञानिक सेवाधिकारी विशिष्ट प्रशिक्षणासाठी या केंद्रात पाठवितात. येथे वातावरणीय निरीक्षणे कशी घ्यायची, त्या निरीक्षणांचे विश्लेषण करून हवामानस्थितिनिदर्शक नकाशे कसे काढायचे, हवामानाचे अंदाज व अनेक विघातक आविष्कारांपासून निर्माण झालेल्या धोक्याच्या सूचना कशा द्यावयाच्या इ. विषय शिकविले जातात. जागतिक जलवायुविज्ञान, भौतिक व उष्ण कटिबंधीय वातावरणविज्ञान, हवामानाचे संख्यात्मक पूर्वानुमान गतिकीय वातावरणविज्ञान इ. विषयांचे सैद्धांतिक ज्ञान विद्यार्थ्यांना दिले जाते. पुण्यालाच हिंदी महासागर व दक्षिण गोलार्धीय विश्लेषण केंद्र स्थापन झाले आहे. कृत्रिम उपग्रहांनी पाठविलेली ढगांची दैनंदिन चित्रे स्वयंचलित चित्रप्रेषण यंत्रणेद्वारा मुंबई (कुलाबा) येथील प्रमुख वातावरणवैज्ञानिक केंद्रात ग्रहण केली जातात. ह्या चित्रांचे तेथे विश्लेषण करून नंतर ती पुणे वेधशाळेत पाठविण्यात येतात. ह्या चित्रांमुळे भारतापुरते हवामानाचे अंदाज देणे सुकर झाले आहे व ह्या अंदाजांची अचूकताही वाढली आहे.
मुंबईला स्थापन केलेला हा स्वयंचलित चित्रप्रेषक भारताला अमेरिकेकडून १९६३ मध्ये मिळाला होता. अशा तऱ्हेची चार यंत्रे तयार करण्यात भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्याने १९७० मध्ये यश मिळविले असून ती यंत्रे आता कलकत्ता, मद्रास, नवी दिल्ली आणि पुणे येथे बसविली आहेत. समुद्रावरील उग्र चक्री वादळांचा आक्रमणमार्ग काढण्यात भारतीय बनावटीची ही यंत्रे अत्यंत उपयुक्त ठरत आहेत.
मार्च १९७१ मध्ये नवी दिल्ली येथे प्रादेशिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्र व प्रादेशिक दूरसंदेशवहन केंद्र अशी दोन केंद्रे सुरू झाली. प्रादेशिक दूरसंदेशवहन केंद्रामुळे नवी दिल्लीचा पाच राष्ट्रांशी संबंध प्रस्थापित झाला आहे. रशियातील मॉस्को, जपानमध्ये टोकिओ, थायलंडमधील बँकॉक, संयुक्त अरब राष्ट्रातील कैरो आणि ऑस्ट्रेलियातील मेलबर्न ही शहरे दूरटंकलेखन यंत्रणेद्वारा नवी दिल्लीशी जोडली गेली आहेत. आय्. बी. एम्. ३६,०४४ संगणक नवी दिल्ली येथे बसविण्यात आला आहे. त्याचा स्मृतिकोश विशाल स्वरूपाचा आहे. शिवाय त्यातील स्वयंचलित यंत्रणेद्वारा पुनर्मुद्रणास व पुनर्प्रेषणास योग्य असे हवामानस्थितिनिदर्शक नकाशे आणि आलेख शीघ्रतेने तयार करण्याची त्यात सोय आहे.
त्रिवेंद्रमजवळील थुंबा येथे रॉकेट क्षेपण केंद्र स्थापन झाल्यामुळे बऱ्याच प्रमाणात बाह्यावकाशातील निरीक्षणे उपलब्ध झाली आहेत. ह्या निरीक्षणांचीही इतर देशांशी अदलाबदल केली जाते. वरील सर्व घटनांमुळे जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेचा भारत फार महत्त्वाचा घटक झालेला आहे. आ. २ मध्ये जागतिक हवामान निरीक्षण योजनेत अंतर्भूत केलेले जागतिक व प्रादेशिक वातावरणवैज्ञानिक आणि नवी दिल्ली येथील प्रादेशिक वातावरणवैज्ञानिक केंद्रांच्या देखरेखीखाली येणारे क्षेत्र दाखविले आहे.
संदर्भ : Atkinson, B. W. This Weather Business : Observation, Analysis, Forecasting and Modification, London, 1968.
चोरघडे, शं. ल.
“