हवामानाचे रूपांतरण :वातावरणातील निरनिराळ्या मापप्रमाणावरील प्रक्रियांतील परस्परक्रियांपासून दैनंदिन हवामानाची निर्मिती होते. यात सर्वांत मोठ्या प्रमाणावरील प्रक्रिया म्हणजे ग्रहीय वाऱ्यांचे परिवहन आणि सर्वांत लहान प्रक्रिया म्हणजे ढगांचे कण व बर्फाचे स्फटिक निर्माण करणाऱ्या सूक्ष्म-भौतिकीय प्रक्रिया. मानवाने हवामानावर केलेल्या परिणामास हवामानाचे रूपांतरण किंवा परिवर्तन असे संबोधिले जाते. हा परिणाम एखाद्या विशिष्ट वातावरणीय प्रक्रियेवर होऊ शकतो. उदा., बीजारोपणाद्वारे ढगावर परिणाम करता येतो (ढगांत काही विशिष्ट पदार्थांची अतिसूक्ष्म संद्रवण केंद्रके अथवा संशीतक केंद्रके शिंपडणे म्हणजे ढगांचे बीजारोपण होय). ढगांचे बीजारोपण करून ढगांचे किंवा पर्जन्याचे रूपांतरण करणे हे हवामान रूपांतरणाचे सहेतुक, तर जीवाश्म इंधनाच्या वाढत्या उपयोगामुळे वातावरणातील कार्बन-डायऑक्साइडाचे वाढते प्रमाण व त्यामुळे भूपृष्ठाजवळील हवेचे वाढते जागतिक तापमान हे निर्हेतुक उदाहरण होऊ शकते.

 

हवामान म्हणजे रोज बदलणारी वातावरणाची स्थिती. ही स्थिती तापमान, हवेचा दाब, ढग, आर्द्रता, वाऱ्याची दिशा व गती, दृश्यमानता, निरनिराळे आविष्कार इ. घटकांवर अवलंबून असते. यांपैकी काही घटकांचे रूपांतरण करण्याचा हेतुपूर्वक प्रयत्न मानवाने केला आहे. भूपृष्ठावरील त्याच्या वास्तव्यामुळे या घटकांवर परिणाम होऊन त्यांत बदल झाला आहे आणि होत आहे.

 

हवामानाच्या सहेतुक रूपांतरणाचे जेवढे प्रयत्न आतापर्यंत करण्यात आले ते अगदी मर्यादित क्षेत्रावरील ढगांचे बीजारोपणाने रूपांतरण करून पर्जन्य वाढविणे, गारांचे आकारमान व प्रमाण कमी करणे, चक्री वादळाची तीव्रता कमी करणे अथवा दिशा बदलणे आणि तडित् आघाताची तीव्रता कमी करणे यासंबंधीचे आहेत.

 

ऐतिहासिक सर्वेक्षण : जेव्हापासून मानवाने घरे तयार करून त्यात राहण्यास सुरुवात केली तेव्हापासूनच त्याने घरातील हवामानाचे रूपांतरण सुरू केले. इंधन जाळून हिवाळ्यात घरे उबदार ठेवलीत. तसेच कडक उन्हाळ्यात पाणी वापरून किंवा इतर पद्धतीने घरे थंड ठेवली. हे हवामानाचे रूपांतरण अत्यल्प स्थल मापप्रमाणावरील असून ते मानवाने त्याच्या सुखाकरिता सहेतुक केलेले आहे.

 

वातावरणविज्ञांनी वातावरणातील प्रक्रियांत बदल करून हवामानात सहेतुक रूपांतरण करण्याचे प्रयत्न १९४६ सालापासूनच सुरू केले होते. व्ही. जे. शेफर आणि अर्विंग लँगम्यूर यांनी १९४६ च्या उन्हाळ्या-मध्ये अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानातील (अ. सं. सं.तील) प्रयोगशाळेत केलेल्या प्रयोगावरून असे कळून आले की, कोरड्या बर्फामुळे (घनरूप कार्बन-डायऑक्साइडामुळे) अतिशीतित पाण्याच्या सूक्ष्मबिंदूंचे बर्फाच्या स्फटिकात रूपांतरण होते. या प्रयोगाच्या निकालावरून ढगाचे रूपांतरण करण्याची कल्पना त्यांना सुचली. त्याच वर्षी त्यांनी विमानांतून ४,३०० मी. उंचीवरून ३ किग्रॅ. कोरडा बर्फ न्यूयॉर्क राज्यातील ग्रेलॉक या पर्वतशिखरावरील एका ढगात शिंपडला. या ढगात अतिशीतित पाण्याचे बिंदू होते. कोरडा बर्फ ढगात शिंपडल्यावर या बिंदूंचे बर्फात रूपांतर होऊन बर्फाचे कण खाली पडू लागले परंतु जमिनीवर पडण्याआधीच त्यांचे बाष्पीभवन झाले. याच सुमारास लँगम्यूर यांचे सहकारी बर्नार्ड जोनेगुट यांनी प्रयोगाद्वारे दाखवून दिले की, सिल्व्हर आयोडाइडाचे स्फटिक अतिशीतित (तापमान -४०°से. पेक्षा कमी) ढगात शिंपडले, तर ढगामध्ये बर्फाच्या कणांची निर्मिती होते. तापमान -१५° से. च्या आसपास असेल, तर बर्फाच्या कणांची परिणामकारक निर्मिती होते. या आशादायक प्रयोगानंतर पाऊस निर्माण करण्यासाठी अशा प्रकारचे अनेक प्रयोग निरनिराळ्या देशांत करण्यात आले. अधूनमधून त्यांचे सत्यापनही करण्यात आले. परंतु सत्यापनाच्या बाबतीत शास्त्रज्ञांचे आणि प्रचालकांचे (कार्य करणाऱ्यांचे) एकमत झाले नाही. दोघांच्या सत्यापनात बराच फरक आढळला. शास्त्रज्ञांचे असे मत होते की, बीजारोपणामुळे ढगात बदल करून पाऊस पाडता येईल, असे निश्चित अनुमान काढता येत नाही. परंतु प्रचालकांचे म्हणणे होते की, वर्षणात सु. १५% वाढ आहे. त्यावर शास्त्रज्ञांचे म्हणणे होते की, बीजारोपणात यादृच्छीकरण नव्हते त्यामुळे या वर्षणाच्या वाढीला काहीही महत्त्व नाही. नंतर उबदार (तापमान ०°से. पेक्षा जास्त) ढगांचे मिठाच्या बारीक कणांनी बीजारोपण करून पावसाच्या निर्मितीचे प्रयोग करण्यात आले.

 

पाऊस निर्माण करण्याचे / वाढविण्याचे प्रयोग सुरू केल्यानंतर बीजारोपणाचे प्रयोग धुके वितळविणे, गारांचा वर्षाव बंद करणे किंवा कमी करणे, तसेच चक्री वादळाची तीव्रता कमी करणे किंवा वादळाची सरकण्याची दिशा बदलणे, तडित् आघात बंद करणे किंवा त्यांची तीव्रता कमी करणे आणि भूपृष्ठाजवळील प्रारणाचे संतुलन बदलणे यांकरिता करण्यात आले.

 

सहेतुक रूपांतरण : वर्षण : वर्षणाच्या निर्मितीची नैसर्गिक प्रक्रिया : [→ वातावरणविज्ञान]. आर्द्रतायुक्त हवेचे आर्द्रताग्राही केंद्रकांवर संद्रवण घडल्यामुळे मेघनिर्मिती होते. या केंद्रकांचा व्यास सु. १०-४ सेंमी. असतो. मंद तुषारवृष्टीत जलबिंदूंचा व्यास सु. ०.१ मिमी. एवढा असतो. मेघकणापासून आघात व संमीलन आणि बर्गेरॉन या दोन प्रकारच्या प्रक्रियांद्वारे जलबिंदू निर्माण होऊ शकतात.

 

आघात व संमीलन प्रक्रिया : साधारणपणे ही प्रक्रिया ०°से. पेक्षा जास्त तापमान असलेल्या ढगात आढळते. अशा ढगास उबदार ढग असे संबोधिले जाते. लवण कण (व्यास सु. ३० म्यूमी.) मेघात शिरून जलबाष्पाशी त्यांचा संयोग झाला, तर त्या मेघातून पाऊस पडू शकतो. मेघकण फार लहान असल्यामुळे त्यांचा पतनवेग फारच अल्प असतो. वातावरणाच्या प्लावकतेमुळे (उद्धरणशक्तीमुळे) ते हवेत तरंगत राहतात. संद्रवित लवण कण मेघकणांच्या मानाने बरेच मोठे असल्यामुळे त्यांचा पतनवेग बराच जास्त असतो. त्यांच्या मार्गातील मेघकणांवर ते आघात करतात तेव्हा मेघकणांशी त्यांचे संमीलन होते. अशा प्रकारे अनेक वेळा आघात आणि संमीलन प्रक्रिया होऊन जलबिंदू निर्माण होतात. लहान जलबिंदूंचे आघात-संमीलन प्रक्रियेमुळे मोठ्या जलबिंदूत रूपांतर होते. जलबिंदू पुरेशा प्रमाणात मोठे झाल्यावर ते खाली पडू लागतात आणि तुषारवृष्टी किंवा पर्जन्य सुरू होते.


 

बर्गेरॉन प्रक्रिया : ही प्रक्रिया शीत ढगात होते. ज्या ढगामध्ये तापमान ०°से. पेक्षा कमी असते आणि ज्यात अतिशीतित जलबिंदू किंवा हिमस्फटिक असतात, अशा ढगास शीत ढग असे संबोधिले जाते. हिमस्फटिक आणि अतिशीतित जलबिंदू हे दोन्हीही ढगात पुरेशा प्रमाणात असतील, तर अतिशीतित जलबिंदूंचे हिमस्फटिकात रूपांतर होते. याचे मुख्य कारण म्हणजे हिमस्फटिकावरील समतोल बाष्पदाब अतिशीतित जलबिंदूवरील समतोल बाष्पदाबापेक्षा कमी असणे हे होय. याचा परिणाम म्हणजे स्फटिकाचे आकारमान वाढते आणि जलबिंदू आकाराने कमी होऊन नष्ट होत जातात आणि अखेर ढगात एकही जलबिंदू राहत नाही. मोठ्या आकारमानाचे हिमस्फटिक खाली पडताना अतिशीतित जलबिंदूवर आघात करतात आणि त्यांच्याशी संमीलित होऊन आणखी मोठे होतात. खालच्या वातावरणात उष्णता जास्त असल्यामुळे हिमस्फटिक वितळतात आणि ते भूपृष्ठावर पर्जन्यरूपाने पडतात. टी. बर्गेरॉन या शास्त्रज्ञांनी ही नैसर्गिक पर्जन्यक्रिया १९२८ मध्ये शोधून काढली. 

 

पर्जन्यवृद्धीसाठी ढगांच्या रूपांतरणाचा भौतिकीय आधार : काही ढगांतून नैसर्गिक रीत्या पाऊस पडतो, तर त्यांच्यासारख्या दिसणाऱ्या काही ढगांतून पाऊस पडत नाही. याची अनेक कारणे असू शकतात. उदा., योग्य आकारमानाची अपुरी केंद्रके, ढगांतील अपुरे जलप्रमाण, ढगांची अपुरी जाडी, अपुरे अभिसरण आणि त्यामुळे हवेस असलेली अपुरी ऊर्ध्वगती. तसेच ढगाचे तापमान -१०°से. पेक्षा जास्त असेल, तर त्यात बर्फाचे स्फटिक नसतात. जर योग्य आकारमानाची केंद्रके ढगांत पुरेशी नसतील, तर ती बीजारोपणाने त्यात घालता येऊ शकतात. बीजारोपण योग्य पदार्थाने भूपृष्ठावरून किंवा विमानातून करता येते. बीजारोपणामुळे आघात–संमीलन अथवा बर्गेरॉन प्रक्रियेस मदत होऊन पावसाची निर्मिती होऊ शकते. असेही शक्य आहे की, बीजारोपणाचा गतिकीय प्रक्रियांवर परिणाम झाल्याने ढगातील ऊर्ध्वगती कमी होऊन वर्षण वाढण्याऐवजी कमी होईल. अनेक वेळा असे आढळून येते की, ढगांचे बीजारोपण या विश्वासाने केले जाते की, त्यामुळे आघात-संमीलन अथवा बर्गेरॉन प्रक्रिया कृतिशील वा अधिक कृतिशील होईल.

 

प्रयोगांचा सांख्यिकीय आकृतिबंध : पाऊस आणि ढगांचे गुणधर्म यांत स्थल व काल यांप्रमाणे होणाऱ्या नैसर्गिक बदलांचे प्रमाण बरेच असते. त्यामुळे अनिश्चिततेच्या प्रश्नास तोंड देण्यासाठी सांख्यिकीय पद्धतीचा वापर करणे आवश्यक आहे. प्रयोगांसाठी खालील सांख्यिकीय आकृतिबंधाचा उपयोग करता येऊ शकतो.

 

लक्ष्याचा आकृतिबंध : यात फक्त एकच लक्ष्य क्षेत्र (अथवा ढग) असते. याचा बहुतांशी उपयोग वर्षण निर्मितीच्या व्यापारी प्रचालनांसाठी करतात. लक्ष्य क्षेत्रावरील वर्षणाची तुलना आधीच्या कालावधीत (जेव्हा बीजारोपण केलेले नसते) पडलेल्या वर्षणाशी करून प्रयोगांचे किंवा संबंधित कार्यांचे मूल्यमापन केले जाते.

 

लक्ष्य-नियंत्रण आकृतिबंध : यात निश्चित केलेल्या लक्ष्य क्षेत्रावर यदृच्छेने अथवा नियमितपणे बीजारोपण केले जाते. जवळच असलेल्या नियंत्रण क्षेत्रावर बीजारोपण कधीही केले जात नाही. बीजारोपणाचा परिणाम नियंत्रण क्षेत्रावर पसरण्याची शक्यता असते. ही या आकृतिबंधातील अडचण आहे. लक्ष्य आणि नियंत्रण क्षेत्रांवरील वर्षण यांच्या गुणोत्तराच्या आधाराने प्रयोगांचे वा संबंधित कार्यांचे सत्यापन केले जाते.

 

उभयरोधकासह अन्योन्यलंघी जोडीचा आकृतिबंध : सांख्यिकीय ( संख्याशास्त्रीय) दृष्टीने हा सर्वांत चांगला आकृतिबंध म्हणता येईल. दोन सारख्या क्षेत्रफळाच्या क्षेत्रांमध्ये एक त्याच क्षेत्रफळाचे क्षेत्र उभयरोधक म्हणून ठेवलेलेे असते. दोन क्षेत्रांपैकी कोणत्या क्षेत्रावर बीजारोपण करावयाचे हे यदृच्छेने ठरविले जाते. त्यामुळे यदृच्छेने कोणतेही एक क्षेत्र लक्ष्य क्षेत्र होते आणि दुसरे नियंत्रण क्षेत्र होते. लक्ष्य क्षेत्रावरील वर्षण आणि नियंत्रण क्षेत्रावरील वर्षण यांच्या गुणोत्तरावरून साधारणपणे बीजारोपणामुळे पर्जन्यात किती वाढ झाली याची कल्पना येते. या आकृतिबंधातही बीजारोपणाचा परिणाम नियंत्रण क्षेत्रावर पसरू शकतो [→ वर्षण].

 

ढग आणि पर्जन्य यांच्या रूपांतरणाच्या पद्धती : गतिकीय प्रक्रियांत बदल करून हवेच्या प्रवाहात बदल करणे अथवा ढगांच्या व वर्षणाच्या कणांच्या सूक्ष्मभौतिकीय प्रक्रियांत बदल करणे या दोन्हीही प्रकाराने ढग व पाऊस यांवर परिणाम करता येऊ शकतो. यांपैकी हवेच्या प्रवाहात बदल करण्यासाठी ऊर्जेची फार मोठ्या प्रमाणात आवश्यकता असल्या-मुळे हवेच्या प्रवाहात बदल करणे अशक्यच असते. परंतु ढगांच्या सूक्ष्मभौतिकीय प्रक्रियांत बीजारोपणामुळे बदल करून ढगांतील गतिकीय प्रक्रिया काही प्रमाणात बदलणे शक्य आहे. बीजारोपणामुळे ढगांतील कणांच्या आकारमानाचे वितरण बदलते व मेघकणांच्या अवस्थेत बदल होतो. या दोन्हीही गोष्टींमुळे ढगांच्या वाढीच्या प्रक्रियेवर परिणाम होतो.

 

बीजारोपण विमानातून सरळ ढगांत करता येते किंवा भूपृष्ठावरून कण निर्माण करणाऱ्या जनकाद्वारे अथवा अग्निबाणाद्वारे करता येते. भूपृष्ठावरून केलेल्या बीजारोपणात कण पूर्णपणे ढगांत पोहोचत नाहीत त्यामुळे ते पूर्णपणे परिणामकारक होत नाही. बीजारोपणासाठी योग्य ढग असणे आवश्यक आहे. ढग योग्य आहे की नाही हे ढगांच्या निरीक्षणांवरून ठरविले जाते. त्यासाठी ढगांची उंची, ढगांतील तापमानाचे आणि आर्द्रतेचे वितरण, आर्द्रताशोषक आणि संशीतक केंद्रकांची संख्या तसेच त्यांच्या आकार-मानाचे वितरण आणि त्यांची निर्मिती त्वरा, पर्जन्यबिंदूंची संख्या व त्यांचा भ्रमणवेग, ढगांतील ऊर्ध्व प्रवाह व अधःप्रवाह आणि त्यांची स्थाने यासंबंधीची निरीक्षणे आवश्यक आहेत. बीजारोपणाचे नियोजन करताना प्रयोगांचा आकृतिबंध निश्चित केला जातो.

 

शीत ढगांचे स्थैतिक बीजारोपण : -७८°से. तापमान असलेल्या कोरड्या बर्फाच्या गुलिका माफक प्रमाणात ढगांत शिंपडतात त्या ढगांतून पडताना हवेचे तापमान -४०°से. पेक्षा कमी होते आणि ढगांतील काही अतिशीतित जलबिंदूंचे हिमस्फटिकात रूपांतर होते आणि बर्गेरॉन प्रक्रियेमुळे बहुतेक सर्व जलबिंदूंचे हिमस्फटिकात रूपांतरण होते. एक ग्रॅम कोरडा बर्फ सु. ५×१०१० (पाच दशअब्ज) हिमस्फटिक निर्माण करते. ढगातून खाली पडताना हे स्फटिक अतिशीतित जलबिंदूंवर आदळतात. त्यामुळे जलबिंदू स्फटिकावर गोठून स्फटिकाचे आकारमान वाढत जाते. त्यामुळे स्फटिक जास्त गतीने खाली पडू लागतात. अखेर त्यांचे पर्जन्य-बिंदूत रूपांतर होऊन भूपृष्ठावर पर्जन्यवृष्टी होते.


 

सिल्व्हर आयोडाइड अथवा लेड आयोडाइड कोरड्या बर्फापेक्षा जास्त कार्यक्षम आहेत. हे पदार्थ जाळले म्हणजे असंख्य बारीक कणांचा धूर निर्माण होतो. -१०°से. तापमान असताना एक ग्रॅम सिल्व्हर आयोडाइड जाळल्याने सु. १×१०१३ बारीक कण ढगात निर्माण होऊन त्यांवर अतिशीतित पाणी गोठून बर्फाचे स्फटिक निर्माण होतात.

 

उबदार ढगांचे बीजारोपण : या ढगांच्या बीजारोपणासाठी बारीक मीठ वापरतात. मिठाच्या कणांची त्रिज्या ५–२० म्यूमी. एवढी असते. ढगाच्या तळापासून २००–३०० मी. उंचीवर बारीक मीठ विमानातून फवारले जाते. विमानाच्या प्रत्येक ३ किमी. मार्गास १०–३० किग्रॅ. मीठ या प्रमाणात फवारले जाते. मिठातील कणांवर संद्रवण होते. मोठ्या संद्रवित बिंदूपासून (त्रिज्या &gt १५ म्यूमी.) आघात-संमीलन प्रक्रिया सुरू होऊन लहान बिंदू मोठ्या बिंदूत समर्पण होत जाऊन तुषारबिंदू/पर्जन्यबिंदू निर्माण होतात आणि तुषारवृष्टी / पर्जन्यवृष्टी सुरू होते. बीजारोपणामुळे आघात-संमीलन प्रक्रियेस चालना मिळते. ही प्रक्रिया सतत चालू राहिल्यामुळे मोठे पर्जन्यबिंदू (त्रिज्या ३–५ मिमी.) निर्माण होतात.

 

ढगांचे गतिकीय बीजारोपण : वाढ होत असलेल्या ढगांच्या ०°से. पेक्षा कमी तापमान असलेल्या आणि अतिशीतित जलबिंदू असलेल्या भागात मोठ्या प्रमाणात सिल्व्हर आयोडाइड शिंपडणे, यास गतिकीय बीजारोपण असे संबोधिले जाते. यामुळे अतिशीतित जलबिंदूंचे जलद हिमस्फटिकात रूपांतर होते आणि जल गोठल्यामुळे निर्माण होणारी सुप्त उष्णता ढगांत सोडली जाते. त्यामुळे ढगाची वृद्धी नैसर्गिक रीत्या झाली असती त्यापेक्षा जास्त होते. ढगांची उंची वाढून त्यांचे गर्जन्मेघात किंवा ऐरणी मेघात (क्युम्युलोनिंबस ढगात) रूपांतर होऊ शकते. ढगांची उंची वाढली म्हणजे पर्जन्य साधारणपणे वाढते. त्याशिवाय शेजारच्या राशिमेघांत (क्युम्युलस ढगांत) बीजारोपण करून त्यांची वाढ करून मोठ्या गर्जन्मेघात/ ऐरणी मेघात त्यास मिळविणे शक्य होते. [→ मेघ].

 

संबंधित कार्य प्रयोगांच्या परिणामांचे मूल्यमापन : ज्या क्षेत्रावर पर्जन्याच्या वृद्धीसाठी प्रयोग करण्याचे ठरविले जाते, त्या क्षेत्रावर पर्जन्यमापनासाठी पुरेशी पर्जन्यमापन केंद्रे आहेत की नाहीत याचा पूर्णपणे विचार केला जातो. पुरेशी केंद्रे नसतील, तर आवश्यक अधिकतर पर्जन्यमापन केंद्रे निर्माण केली जातात. पर्जन्यमापन केंद्रांचे जाळे समाधानकारक नसेल, तर प्रयोगांच्या परिणामांचे योग्य मूल्यमापन होऊ शकत नाही.

 

जगातील ३० देशांत पर्जन्य वा पर्जन्यवृद्धीसाठी प्रयोग करण्यातआले. यांचे प्रमाण अमेरिकेची संयुक्त संस्थानांमध्ये सर्वांत जास्त होते. या देशातील प्रयोगांचे मूल्यमापन वेळोवेळी नियुक्त केलेल्या समित्यांनीकेले आहे

.

भारतातही सातत्याने उबदार ढगांपासून पर्जन्यवृद्धीचे प्रयोग करण्यात आले. पहिल्या कालावधीतील (१९५७–६६) प्रयोगांना प्रयोग-१ आणि दुसऱ्या कालावधीतील (१९७३–८६ १९७५, ७७ आणि ७८ सोडून) प्रयोगांना प्रयोग-२ असे संबोधिले आहे. हे सर्व प्रयोग उन्हाळी मॉन्सून ऋतूत, (जुलै ते सप्टेंबर) करण्यात आले. मॉन्सून ऋतूतील ढग उबदार ढगात मोडतात. प्रयोग-१ दिल्लीजवळील एका ठरविलेल्या क्षेत्रावर केले. यात मिठाच्या कणांनी ढगांचे बीजारोपण भूपृष्ठावर ठेवलेल्या जनकाद्वारे केले. बीजारोपणाचा दिवस यादृच्छीकरण पद्धतीने निवडला आणि लक्ष्यनियंत्रण आकृतिबंधाचा उपयोग केला. मूल्यमापनावरून असे दिसून आले की, बीजारोपणाच्या दिवशी सरासरी पाऊस इतर दिवसांच्या सरासरी पावसापेक्षा २० टक्क्यांनी जास्त आहे. प्रयोग-२ पुणे शहरापासून ४० किमी. अंतरावरील क्षेत्रावर केला. लक्ष्य क्षेत्राचे क्षेत्रफळ १,६०० चौ.किमी. ठरविले होते. या क्षेत्रफळाची उत्तर व दक्षिण अशी दोन क्षेत्रे निवडून त्या दोहोंमध्ये त्याच क्षेत्रफळाचे उपरोधक क्षेत्र ठेवले होते (उभयरोधकासह अन्योन्यलंघी जोडीचा आकृतिबंध). प्रत्येक बीजा-रोपणाच्या दिवशी कोणते लक्ष्य क्षेत्र ठेवावयाचे हे यादृच्छेने ठरविले होते. बीजारोपण विमानातून केले. मीठ आणि संगजिरे यांची १०:१ या प्रमाणात असलेली बारीक दळलेली भुकटी बीजारोपणासाठी वापरली. भुकटीचा वापर विमानाच्या प्रत्येक ३ किमी.च्या मार्गात १० किग्रॅ. याप्रमाणे करण्यात आला. प्रयोग-२ च्या मूल्यमापनावरून असे दिसून आले की, बीजारोपण केलेल्या दिवशी सरासरी पर्जन्य नियंत्रण दिवसांच्या सरासरी पर्जन्यापेक्षा २४ टक्क्यांनी जास्त आहे. ही वाढ सांख्यिकीय दृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहे.

 

प्रयोगांपासून काढलेले निष्कर्ष : बीजारोपणाला मिळणारा ढगांचा प्रतिसाद ढगांच्या निरनिराळ्या प्रचलांवर अवलंबून असतो. उदा., क्षैतिज आणि ऊर्ध्व व्यापकता, ढगांतील केंद्रकांच्या आकारमानांचे वितरण, ढगांतील जलप्रमाणाचे वितरण, ढगाच्या विकासाची अवस्था (वाढणारी, पूर्ण विकास पावलेली आणि ऱ्हास), ढगातील व त्याच्या खालच्या भागांतील अभिसरण आणि ढगांच्या आसपास असलेल्या वातावरणाचे अभिसरण. त्याचप्रमाणे ढगांचा प्रतिसाद बीजारोपणाच्या प्रचलांवर देखील अवलंबून असतो. उदा., ढगांच्या कोणत्या भागांत बीजारोपण केले जात आहे, बीजारोपणाकरिता वापरलेला पदार्थ, बीजारोपणाचा दर आणि बीजारोपणाची पद्धत (भूपृष्ठावरून अथवा विमानातून ).

 

बीजारोपणाची प्रचले जरी स्थिर ठेवली, तरी बीजारोपणाचा परिणाम ढगांच्या बदलत्या प्रचलनांमुळे निरनिराळ्या प्रसंगी बदलत राहील.


 

हवामानाच्या रूपांतरणाचे अमेरिकेची संयुक्त संस्थानांमधील बहुतेक प्रयोग पर्जन्य वा बर्फ यांसंबंधीचे असून प्राप्त झालेल्या पुराव्यांवरून पुढील गोष्टी दिसून येतात : (१) ठराविक वातावरणविज्ञानीय परिस्थितीत शीत ढगांच्या बीजारोपणामुळे १०–३०% पर्जन्यवृद्धी होऊ शकेल, (२) इतर परिस्थितीत पर्जन्यक्षय होऊ शकेल, (३) काही परिस्थितीत बीजारोपणाचा परिणाम होत नाही. [→ पर्जन्य].

 

धुके : धुके म्हणजे भूपृष्ठावरील ढग. धुके होऊ न देणे किंवा निर्माण झालेल्या धुक्याचा कृत्रिम उपायांनी ऱ्हास करणे किंवा दृश्यमानता आवश्यक मर्यादेपर्यंत वाढविणे याची फार गरज आहे. धुक्यामुळे विमानचालक विमान धावपट्टीवर उतरवू शकत नाही [→ धुके].

 

अतिशीतित धुके : कोरडा बर्फ/सिल्व्हर आयोडाइड/लेड आयोडाइड याने विमानातून किंवा भूपृष्ठावरून बीजारोपण करून धुक्याचा ऱ्हास करता येतो. अ. सं. सं. आणि सोव्हिएट संघाच्या देशातील विमानतळावर १९७५ सालापासून या पद्धतीचा वापर केला जात आहे. प्रोपेनाचाही बीजारोपणासाठी उपयोग करता येतो. उच्च दाब हवा धुक्यावर फवारून धुक्याचा ऱ्हास करता येतो.

 

उबदार धुके : या धुक्याचा पुढील तीन प्रकारांनी ऱ्हास करता येतो.

 

धुक्यात उष्णता सोडून : धावपट्टीच्या बाजूला जेट इंजिनांची रांग लावून इंजिनांचा गरम निःश्वास धुक्यावर सोडणे. फ्रान्समधील काही विमानतळावर ही पद्धत वापरली जाते.

 

कोरडी स्वच्छ हवा धुक्यात मिसळून : कोरडी स्वच्छ हवा धुक्याच्या वर असते. हेलिकॉप्टरच्या गोल फिरणाऱ्या पात्यामुळे ही कोरडी हवा धुक्यात मिसळली जाऊन धुक्याचा ऱ्हास होतो.

 

मिठाच्या बारीक कणांचा धुक्यात फवारा सोडून : मिठाचे कण धुक्यात फवारण्यामुळे धुक्याचे कण मोठे होऊन त्यांचे तुषारकणांत रूपांतर होते. तुषारकण भूपृष्ठावर पडून धुके विरळ होऊन दृश्यमानता वाढते किंवा धुके नाहीसे होते.

 

ढगात बदल घडवून आणणे : ढग नाहीसा करणे अथवा विरळ करणे : नीचतम ढगामुळे विमान धावपट्टीवर उतरवता येत नाही, असे ढग बीजारोपणाने नाहीसे किंवा विरळ केले जातात.

 

ढग निर्माण करणे : कधीकधी वातावरणातील काही थर बर्फाच्या सापेक्षतेने अतितृप्त असतात, परंतु जलाच्या सापेक्षतेने ते संतृप्त नसतात. त्यामुळे या थरात ढग निर्माण होऊ शकत नाही परंतु अशा थरात विमानातून बीजारोपण करून ढग निर्माण करता येतात. असे ढग उन्हाळ्यात योग्य परिस्थिती असेल तेव्हा निर्माण करून शीतलीकरणाचा खर्च कमी करता येतो.

 

गारांचा वर्षाव : गारांच्या वर्षावामुळे पिकास आणि इतर मालमत्तेस बरीच हानी पोहोचते. त्यामुळे गारांचा वर्षाव होऊ नये किंवा गारांचे आकारमान लहान व्हावे यासाठी बऱ्याच देशांत प्रयोग केले जातात. गर्जन्मेघ किंवा ऐरणी मेघाच्या ज्या भागात गारांची निर्मिती होते त्याभागात अतिशीतित जल असते. हा भाग नक्की कोठे आहे याची माहिती रडारपासून प्राप्त होते. या भागात विमानातून अथवा रॉकेटच्या साहाय्याने बीजारोपण करून अतिशीतित जलाचे बर्फात रूपांतर करता येऊन गारांचा वर्षाव टाळता येतो किंवा गारांचे आकारमान कमी करून नुकसान कमी करता येते, असा समज आहे.

 

अतिनुकसान करणाऱ्या गारांच्या वादळात एकंदर पर्जन्यापैकी गारांचे प्रमाण बरेच कमी असते. गारांच्या निर्मितीसाठी दोन प्रकारची असाधारण परिस्थिती एकत्र येणे आवश्यक आहे. पहिली परिस्थिती, तीव्र ऊर्ध्वगतीचा आसमंत, ज्यात गारा बराच वेळ –१०° ते –२५° से. तापमान असलेल्या आणि अतिशीतित जल असलेल्या ढगाच्या भागात राहून फार मोठ्या होऊ शकतील. दुसरी, योग्य ठिकाणी असलेला एक मंद ऊर्ध्वगतीचा विभाग, ज्यात गारांच्या बीजांचे वर्धन होऊन ते तीव्र ऊर्ध्वगतीच्या आसमंतास पुरविले जातील.


 

गारांचा वर्षाव न होऊ देणे आणि त्यांचे आकारमान कमी करणे यासंबंधीची परिकल्पना पुढीलप्रमाणे : (१) बीजारोपण इतक्या मोठ्या प्रमाणात करावे की, गारा निर्माण करू शकणाऱ्या ढगातील प्रत्येक जलबिंदूचे गोठून बर्फात रूपांतर होईल आणि गारा निर्माण होण्याची किंवा मोठ्या होण्याची प्रक्रिया होणार नाही. परंतु ही पद्धत अव्यवहार्य आहे. (२) बीजारोपणाने गारांची बीजे इतक्या मोठ्या प्रमाणात निर्माण करावीत की, त्यांच्यामध्ये वाढीची स्पर्धा होऊन कोणतीही गार मोठी होऊ शकणार नाही. लहान गारा भूपृष्ठावर येईपर्यंत वितळतील. (३) ढगाच्या ज्या भागात गारांच्या बीजांचे वर्धन होते अशा भागांत अतिबीजारोपणाने गारांचे आकारमान इतके लहान करावे की, तीव्र ऊर्ध्वगतीच्या आसमंतात या लहान गारा आल्या म्हणजे त्या बऱ्याच वर फेकल्या जाऊन इतस्ततः बाजूला पडतील, परंतु गारांची वाढ होणाऱ्या भागात पडणार नाहीत.

 

मान्यता पावलेली बीजारोपणाची कोणतीही प्रमाणित पद्धती नाही. जमिनीवर ठेवलेल्या सिल्व्हर आयोडाइड/लेड आयोडाइडच्या जनकां-द्वारे/विमानातून/रॉकेटाद्वारे ढगाच्या योग्य भागात बीजारोपण केले जाते. [→ गार].

 

घूर्णवाती वादळ : या विध्वंसक आविष्कारासंबंधीच्या ज्ञानात अद्याप बऱ्याच उणिवा आहेत. त्या नाहीशा होण्यासाठी संशोधन होणे आवश्यक आहे. संंशोधन होऊन आवश्यक ज्ञान प्राप्त झाल्यावरच या वादळात बदल करण्यासंबंधी विचार करता येईल. [→ घूर्णवाती वादळ].

 

उष्णकटिबंधीय चक्री वादळ : बीजारोपणाने वादळातील वाऱ्याची कमाल गती कमी करता येईल किंवा वादळाची सरकण्याची दिशा बदलता येईल, असा अ. सं. सं. मधील वातावरणविज्ञांचा समज असल्यामुळे तेथे १९६१ मध्ये हवामान कार्यालय आणि नौदल यांनी मिळून स्टॉर्मफ्युरी नावाचा प्रकल्प स्थापन केला. सन १९६१ – ७० या काळात योग्य अशीतीनच हरिकेने उपलब्ध होऊ शकली. त्यांच्या बीजारोपणानंतर आढळून आले की, वाऱ्याची कमाल गती काही प्रमाणात कमी झालीपरंतु हे प्रमाण नैसर्गिक बदलांपेक्षा जास्त नसल्यामुळे हे बदल बीजा-रोपणाचाच परिणाम आहे असे म्हणता येत नाही. [→ चक्रवात].

 

हरिकेनामधील ढगात बर्फ मोठ्या प्रमाणात असते. त्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर बीजारोपण परिणामकारक होणार नाही. हरिकेनाच्या डोळ्याच्या सर्व बाजूस अतिशीतित जलाचे प्रमाण सारखे नसते. त्यामुळे निवडक बीजारोपणाने हरिकेनाची सरकण्याची दिशा बदलणे शक्य आहे.

 

तडिताघात : ढगांपासून भूपृष्ठाकडे होणाऱ्या तडिताघातामुळे जंगलात आगी लागतात. विमान, अवकाशयान किंवा भूपृष्ठावरील मालमत्ता यांना भारी नुकसान पोहोचते. अशा तडिताघातांचे प्रमाण कमी करणे, पुढील उपायांनी शक्य होईल : (१) भारण यंत्रणेची मूलभूत कार्यक्षमता कमी करणे. (२) जगात निरनिराळ्या ठिकाणी होत असलेली गडगडाटी वादळे म्हणजे विद्युताचे जनक होत. या जनकापासून वीज वाहनात वाढ करणे. (३) ज्या आदेश यंत्रणेमुळे तडिताघातास सुरुवात होते त्यात अडथळा निर्माण करणे. (४) तडिताघात होईपर्यंत वाट न पाहता ढगांतील विजेचे कृत्रिम पद्धतीने विसर्जन करणे.

 

अमेरिकेची संयुक्त संस्थानांमध्ये कृषी विभाग, भूसेना आणि परिसरीय विज्ञान सेवा प्रशासन (इन्व्हाय्र्न्मेंटल सायन्सेस सर्व्हिसेस ॲड्-मिनिस्ट्रेशन) यांनी मिळून तडिताघाताचे प्रमाण कमी करण्यासाठी प्रयोग केलेत. या प्रयोगात गडगडाटी वादळाच्या भारकेंद्राच्या आसपास धातूच्या सूक्ष्म सुया सोडून तेजोवलयी विद्युत् विसर्जनाची सुरुवात केली. काही कालावधीत विसर्जन पूर्ण होऊन तडिताघात बंद झाले. सुयांची लांबी १० सेंमी., व्यास ०.००२५ सेंमी. आणि वजन २ मिग्रॅ. यांप्रमाणे होते.

 

कृषी विभागाने केलेल्या प्रयोगात सिल्व्हर आयोडाइड वापरून गर्जन्मेघात अत्याधिक प्रमाणात बीजारोपण केले. त्यामुळे जमिनीकडील तडिताघातांचे प्रहारांचे प्रमाण कमी झाले, परंतु ढगांढगांतील तडिताघातांचे प्रमाण वाढले, असे आढळून आले. [→ गडगडाटी वादळ तडित्].

 

सहेतुक रूपांतरणाची मर्यादा : एखाद्या लहान क्षेत्रावर योग्य ढग असल्यास त्यांत बीजारोपण करून पर्जन्यनिर्मिती करणे शक्य आहे परंतु त्याबद्दल खात्री नाही. मोठ्या क्षेत्रावर पाऊस पडत नसेल, तर त्याचे कारण त्या क्षेत्रावरील हवेचे परिवहन साधारणतः ऊर्ध्वगतीऐवजी मंद अधोगती असते. त्यामुळे योग्य ढग निर्माण होत नाहीत किंवा कधी ते निर्माण झाले, तरी मोठ्या क्षेत्रावर मंद अधोगती असल्यामुळे बीजारोपणाचा काहीही परिणाम होणार नाही.


 

त्याचप्रमाणे लहान मापप्रमाणावरील वातावरणीय आविष्कारातच कृत्रिम रीत्या बदल घडवून आणणे शक्य आहे परंतु मोठ्या प्रमाणावरील आविष्कारात – उदा., हरिकेन, मध्य अक्षांशातील चक्री वादळ अथवा मोठ्या क्षेत्रावरील वातावरणातील परिसंचरण – बदल घडवून आणणे अशक्य आहे. असे आविष्कार निर्माण करण्यास निसर्गास फार मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जेचा वापर करावा लागतो. इतक्या मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा वापरून आविष्कारात कृत्रिम रीतीने बदल करणे मानवास शक्य नाही. समजा जरी शक्य झाले, तरी त्याचे परिणाम आविष्काराच्या क्षेत्रावर आणि इतर क्षेत्रावर कशा प्रकारचे होतील आणि त्यातून किती वाद निर्माण होतील, हे सांगणे जरी कठीण असले तरी सहेतुक रूपांतरणाची सामाजिक आणि वैध बाजूही लक्षात घ्यावी लागेल.

 

निर्हेतुक रूपांतरण : जागतिक तापन : जीवाश्म इंधनाच्या वाढत्या वापरामुळे कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे वातावरणातील प्रमाण सातत्याने वाढत आहे. याप्रकारे निर्माण झालेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडापैकी ५०–७०% वातावरणात राहतो. राहिलेल्या ३०–५० टक्क्यांपैकी काही भाग समुद्र शोषतो आणि काही भाग प्रकाशसंश्लेषणात वाढ करतो. या वायुमुळे पादपगृह परिणाम (जागतिक वातावरणाचे तापन) होतो. वातावरणातील कण आणि ढग या दोहोंपासून सौर प्रारण परावर्तित होत असल्यामुळे काही प्रमाणात वातावरणाचे शीतलीकरण होते. भूपृष्ठीय हवेचे जागतिक तापमान १८८० पासून १९४० पर्यंत सतत वाढत राहिले, त्यानंतर १९७५ पर्यंत थोडे कमी झाले आणि १९७५ नंतर ते वाढत आहे. तापन जर वाढले आणि ते प्रदीर्घ काळापर्यंत राहिले, तर भूपृष्ठावरील बर्फ वितळून समुद्रपातळी वाढेल आणि किनाऱ्यावरील गावांना जलसमाधी मिळेल. तसे होऊ नये याकरिता जीवाश्म इंधनाचा वापर कमी होणे अत्यावश्यक आहे. [→ वातावरणीय प्रारण हरितगृह परिणाम].

 

ऊष्माबेटाची निर्मिती : शहर आणि त्याभोवती उद्योगधंद्यांचे वाढते प्रमाण, वाढत्या लोकसंख्येमुळे शहराची वाढ, मोठ्या प्रमाणावर इंधनाचा वापर यामुळे शहर म्हणजे ऊष्माबेट झाले आहे. शहरी वातावरणात ग्रामीण वातावरणापेक्षा तापमान आणि संनयनी क्रियेचे प्रमाण जास्त असते. त्यामुळे ढग आणि पाऊस यांचे प्रमाण जास्त असते. शहरात वारा जास्तक्षुब्ध असतो. शहरी हवामान ग्रामीण हवामानापेक्षा विशेषतः रात्री अगदी निराळे असते.

 

ओझोन छिद्र : अंटार्क्टिका खंडावर १९७७ – ८४ या काळात वसंत ऋतूमध्ये १०–२० किमी. उंचीवरील ओझोनाचे प्रमाण ४० टक्क्यांनीकमी झाले. शीतलीकरण, फेस निर्माण करण्याचे साधन म्हणून वायु-कलिल पदार्थाचा फवारा आणि इलेक्ट्रॉनिक यंत्रणेतील भाग साफ करण्याचे साधन या उद्योगधंद्यात वापरण्यात येणाऱ्या क्लोरोफ्ल्युओरोकार्बन या पदार्थांमुळे ओझोनाचे प्रमाण कमी झाले. हा पदार्थ उच्च वातावरणात फार कृतिशील होतो आणि ओझोनाचा काही प्रमाणात विनाश करतो. सूर्यप्रकाशित प्रदेशांवर जर ओझोनाची घट झाली, तर मानवाला त्वचेच्या कॅन्सरचा धोका वाढेल. ओझोनाची घट इतरही काही कारणाने होऊ शकते परंतु क्लोरोफ्ल्युओरोकार्बनामुळे घट निश्चितच होते म्हणून जगातील सर्व देशांनी या पदार्थाचा वापर कमी करण्याचे कबूल केलेआहे. [→ वातावरण].

 

प्रारणात घट : तज्ञांचा असा अंदाज आहे की, लढाईमध्ये अणु-शस्त्रास्त्रांचा वापर झाला, तर निर्माण झालेल्या ढगांमुळे सौर प्रारणात मोठ्या प्रमाणात घट होईल. त्यामुळे आण्विक हिवाळा निर्माण होईल. भूपृष्ठाजवळील हवेचे शीतलीकरण होईल आणि वरच्या वातावरणातहवेचे तापन होईल.

 

परिवर्तन गुणोत्तरात बदल : वाढत्या लोकसंख्येच्या धान्य, नोकरी/धंदा आणि घरे यांसंबंधीच्या गरजा भागविण्यासाठी जंगले मोठ्या प्रमाणात तोडण्यात आली आणि तोडली जात आहेत. भूपृष्ठाच्या परिवर्तन गुणोत्तरात बदल, जमिनीत जल कमी प्रमाणात मुरणे, जमिनीची धूप,पाणलोटाचे मोठे प्रमाण आणि त्यामुळे निर्माण होणारे पूर, जास्त तापमान आणि क्षेत्रावर औष्णिक संतुलनात होणारे बदल हे जंगलतोडीचे दुष्परिणाम आहेत. 


 

अम्लीय पर्जन्य : जीवाश्म इंधनाच्या वापरामुळे आणि काही उद्योग-धंद्यांच्या क्षेत्रात सल्फर डाय-ऑक्साइडाची मोठ्या प्रमाणात निर्मिती होते. त्यापासून सल्फेट आयन निर्माण होतात. ही प्रक्रिया स्वयंचलित वाहनांतून निघणाऱ्या निष्कास वायूंमधील नायट्रोजन ऑक्साइडाच्या सान्निध्यात जलद होते. सल्फर डाय-ऑक्साइडाची/सल्फेट आयन यांचा (विद्युत् भारित रेणूंचा वा अणुगटांचा) ढगांच्या कणांशी संयोग होऊन सल्फ्यूरिक अम्ल निर्माण होते. त्यामुळे त्या क्षेत्रावर किंवा त्यापासून दूर देखील पडणारा पाऊस अम्लीय असतो. अम्लीय पावसाचा पिकांवर आणि परिसरावर दुष्परिणाम होतो.

 

नैसर्गिक आपत्ती-निर्मित हवामानाचे रूपांतरण : अचानक होणाऱ्या ज्वालामुखीच्या तीव्र उद्रेकामुळे असंख्य बारीक घन कण वातावरणात फेकले जातात. वातावरणीय संचरणामुळे ते जगाच्या निर-निराळ्या भागांत तसेच उच्च वातावरणात पसरतात आणि कणांचा एक ढग निर्माण करतात. भूपृष्ठावर येणारे सौर प्रारण घटते. हा परिणाम उद्रेकाच्या तीव्रतेवर अवलंबून असतो. निरनिराळ्या तीव्रतेचे उद्रेक आतापावेतो झाले असून त्यांचा हवामानावर काही काळ टिकणारा परिणाम झालेला आहे. अतितीव्र भूकंपामुळे भूपृष्ठावर पर्वतनिर्मितीसारखे फार मोठे बदल होतात. अशा बदलामुळे हवामानात बदल होतो. इतक्या तीव्र भूकंपाचा संभव अत्यल्प असतो.

 

पहा : जलवायुविज्ञान हवामान.

संदर्भ : 1. Ahrens, C. D. Meteorology Today with Infotrac : An Introduction to Weather, Climate and the Environment, 1999.

           2. Bosart, L. Weather Forcasting In Handbook of Applied Meteorology, 1985 .

            3. Browhing K. A., Ed. Nowcasting, 1982.

            4. Holten, J. R. An Introduction to Dynamic Meteorology, 1992.

             5.  Lutgens, F. K. and others, The Atmosphere : An Introduction to meteorology , 2003.

             6. Marchuk, G. I. Numerical Methods in Weather Prediction, 1974.             

             7. Nebekar, F. Calculating the Weather : meteorology  in 20th Century, 1995.

             8. Santurette, P. Georgiev, C. Weather Analysis and Forcasting : Applying Satellite Water Vapour Imagery and Potential Vorticity Analysis, 2005.

 

मुळे, दि. आ. चोरघडे, शं. ल.

Close Menu
Skip to content