सीमापृष्ठ

सीमापृष्ठ : दोन अतिविस्तृत आणि भिन्न गुणधर्म असलेल्या वायुराशी जेव्हा एकमेकींना भिडतात, तेव्हा त्यांच्या सामाईक सीमेस सीमापृष्ठ म्हणतात. सीमापृष्ठ निर्माण होण्यास दोन वायुराशींची घनता भिन्न असावयास हवी, म्हणजेच या वायुराशींचे तापमान भिन्न असावयास हवे. नकाशावर हे सीमापृष्ठ फक्त एका रेषेने दाखवितात.आ. १ (अ) मध्ये उष्ण व थंड हवेमधील सीमापृष्ठ आणि त्याचे द्योतक दाखविले आहे. सीमापृष्ठासमवेत समदाब रेषा आहेत. आ. १ (आ) मध्ये सीमापृष्ठाचा उभा छेद दाखविला आहे. समताप रेषा सीमापृष्ठावर खंडित झालेल्या दाखविल्या आहेत.

नकाशात जरी हे सीमापृष्ठ एका रेषेने दाखविले असले, तरी प्रत्यक्षात भूतलावर मात्र सीमापृष्ठाचा पट्टा असतो. हा पट्टा दोन भिन्न प्रवृत्तींच्या वायुराशींमधील दुवा असून त्यामध्ये वरील वायुराशींच्या तापमानाचे जलद स्थित्यंतर झालेले दिसते. सर्वसाधारण प्रचलित नकाशांचे प्रमाण १ : १०,०००,००० (एक कोट्यांश) असल्यामुळे सीमापृष्ठाचा हा अरुंद पट्टा नकाशावर केवळ रेष म्हणून दिसतो.

सीमापृष्ठाची मूळ कल्पना अमेरिकेतील वातावरणवैज्ञानिक ⇨याकॉप ऑल बॉन्नेव्ही ब्यॅर्कनेस  यांनी सर्वप्रथम मांडली. ध्रुव प्रदेशावरील थंड हवा आणि उष्णकटिबंधीय हवा यांमधील सीमापृष्ठास ध्रुवीय सीमापृष्ठ नाव देऊन हवामानाच्या विश्लेषणात त्याचा प्रथम उपयोग ब्यॅर्कनेस यांनी केला.

वर्गीकरण : पृथ्वीवर निरनिराळ्या ठिकाणी व निरनिराळ्या वेळी सीमापृष्ठे तयार होतात. विवक्षित स्थळी त्यांच्या अनुकूलतेनुरूप सीमापृष्ठनिर्मितीचे प्रमाण कमी-जास्त आढळते. सर्वसाधारणपणे प्रत्येक गोलार्धात प्रमुख वायुराशींच्या सीमेवर ही सीमापृष्ठे दिसून येतात. या प्रमुख वायुराशी म्हणजे आर्क्टिक, ध्रुवीय, उष्णकटिबंधीय व विषुववृत्तीय या होत [⟶ वायुराशि ]. यावरून भौगोलिक दृष्ट्या सीमापृष्ठांचे (१) आर्क्टिक, (२) ध्रुवीय आणि (३) विषुववृत्तीय हे तीन वर्ग करता येतील. त्याशिवाय मध्य अक्षांशात निर्माण होणाऱ्या आणि पश्चिमेकडून पूर्वेकडे सरकणाऱ्या न्यूनदाब क्षेत्रात किंवा अभिसारी चक्रवातात आढळणाऱ्या गतिमान सीमापृष्ठाचे काही वर्ग करता येतील. ते मुख्यत्वे शीत, उष्ण, अचल आणि अधिधारित याप्रमाणे आहेत.

भौगोलिक दृष्ट्या सीमापृष्ठांचे वर्ग : आर्क्टिक सीमापृष्ठ : उत्तर ध्रुवावरील अतिथंड आणि त्याखालील अक्षांशावरील थंड हवा यांच्यामध्ये हे सीमापृष्ठ निर्माण होते. पॅसिफिक आणि अटलांटिक महासागरांच्या उत्तर सीमेवर ही सीमापृष्ठे प्रामुख्याने आढळून येतात. म्हणून ( अ ) पॅसिफिक आर्क्टिक व (आ) अटलांटिक आर्क्टिक अशा दोन प्रकारांत ही सीमापृष्ठे मोडतात.

ध्रुवीय सीमापृष्ठ : ध्रुव प्रदेशावरील थंड हवा आणि उष्णकटिबंधीय हवा यांमध्ये हे सीमापृष्ठ निर्माण होते. उन्हाळ्यात ही सीमापृष्ठे आर्क्टिक सीमापृष्ठाच्या समरेषेत ६० अक्षांशाच्या जवळपास त्यांनाच जोडून यूरोप व अमेरिका खंडांत पसरलेली दिसतात. हिवाळ्यात मात्र ही सीमापृष्ठे बऱ्याच खालच्या अक्षांशापर्यंत आढळतात. यामुळे हिवाळ्यात त्यांचे ध्रुवीय पॅसिफिक, ध्रुवीय अटलांटिक आणि ध्रुवीय भूमध्यसामुद्रिक हे तीन विभाग दृष्टोत्पत्तीस येतात. ध्रुवीय सीमापृष्ठे बहुतेक करून तीव्र स्वरूपाची असतात. कारण त्यांना निर्माण करणाऱ्या दोन वायुराशींच्या तापमानांतील फरक बराच असतो. त्यांच्या तीव्र स्वरुपामुळेच त्या सीमापृष्ठांचा शोध प्रथम लागला, असे म्हणण्यास हरकत नाही. या सीमापृष्ठांच्या आसपास मोठ्या प्रमाणात हवामानाची घडामोड होते, म्हणून हवामान विश्लेषणांत त्यांना फार महत्त्व तर आहेच परंतु त्यांचा हवामान अंदाजात देखील फार उपयोग होतो.

विषुववृत्तीय सीमापृष्ठ : हा सीमापृष्ठाचा वर्ग वरील वर्गांपेक्षा जरा वेगळा आहे. उष्णकटिबंधीय व विषुववृत्तीय वायुराशींमध्ये हे सीमापृष्ठ निर्माण न होता दोन गोलार्धांतील विषुववृत्तीय वायुराशींमध्ये हे सीमापृष्ठ निर्माण होते. हे सीमापृष्ठ एखाद्या कमरपट्ट्यासारखे जवळजवळ सबंध पृथ्वीभोवती दृष्टोत्पत्तीस पडते. या सीमापृष्ठास आंतर उष्णकटिबंधीय सीमापृष्ठ असेही संबोधण्यात येते. हे सीमापृष्ठ मुख्यत्वेकरून दोन विरुद्घ वारे एकत्र किंवा समोरासमोर येण्यामुळे तयार होते, भिन्न तापमानांमुळे नव्हे. तेव्हा बारकाईने पाहता हे सीमापृष्ठ वरील दोन सीमापृष्ठांपेक्षा वेगळे आहे. म्हणूनच या सीमापृष्ठाचे अस्तित्वच वादग्रस्त आहे. काहींच्या मते हे सीमापृष्ठ नसून विषुव प्रशांत मंडलाचा असा एक पट्टा आहे की, ज्यामध्ये दोन्ही गोलार्धांतील व्यापारी वारे एकमेकांसमोर भिडल्यामुळे अत्यंत सौम्य, परंतु लहरी व बेशिस्त वारे वाहतात. काहींच्या मते यास सीमापृष्ठ म्हणण्यास हरकत नाही परंतु ध्रुवीय सीमापृष्ठाच्या मानाने ते फार कमकुवत आहे. हवामान विश्लेषणात याचा उपयोग करून घेण्याचे अनेक प्रयत्न आतापर्यंत झाले परंतु ध्रुवीय सीमापृष्ठासारखे यश या सीमापृष्ठांना अद्याप तरी मिळाले नाही. त्यामुळेच वातावरणविज्ञानात त्याचा विशेष वापर झाला नाही.

वरील तीन प्रमुख सीमापृष्ठ वर्गांशिवाय काही दुय्यम प्रकारदेखील आढळतात. हे तात्कालिक स्वरूपाचे असून तापमान व वारे यांच्या विशिष्ट अनुकूलतेमुळे ते निर्माण होतात. ध्रुवीय वायुराशींमध्येच हे दुय्यम प्रकार विशेष करून मोठ्या प्रमाणात आढळतात. जुनी किंवा पूर्वीची ध्रुवीय वायुराशी आणि नव्या ताज्या दमाची ध्रुवीय वायुराशी यांच्यामध्ये तसेच ध्रुवीय खंडीय वायुराशी आणि ध्रुव सामुद्रिक वायुराशी यांच्यामध्ये दुय्यम सीमापृष्ठे निर्माण होतात.

मध्य अक्षांशात ( समशीतोष्ण कटिबंधात ) निर्माण होणाऱ्या अभिसारी चक्रवातातील सीमापृष्ठे : समशीतोष्ण कटिबंधात ध्रुवीय सीमापृष्ठावर हे चक्रवात निर्माण होतात. सुरुवातीला ध्रुवीय सीमापृष्ठावर काही भागांत तरंग निर्माण होतात. वातावरणाच्या अस्थिरतेमुळे ह्या तरंगांचा दोलविस्तार वा परमप्रसर वाढत जाऊन चक्रवातांची निर्मिती होते आणि चक्रवात पूर्वेकडे सरकू लागतात. काही कालावधीनंतर चक्रवातांचा ऱ्हास होऊ 

लागतो आणि अखेर ध्रुवीय सीमापृष्ठ पूर्ववत होते. अशा प्रकारे निर्माण झालेल्या चक्रवातांची प्रतिकृती आ. २ मध्ये दाखविली आहे. यात शीत, उष्ण (अथवा उबदार), अधिधारित आणि अचल सीमापृष्ठे दाखविली आहेत. शीत सीमापृष्ठाची गती उष्ण सीमापृष्ठाच्या गतीपेक्षा जास्त होऊन शीत सीमापृष्ठ उष्ण सीमापृष्ठाजवळ येते आणि त्यामुळे अधिधारित सीमापृष्ठ निर्माण होते. ह्या स्थितीस चक्रवाताचे अधिधारण असे म्हटले जाते. ह्या स्थितीपासून चक्रवाताचा ऱ्हास सुरू  होतो.

शीत सीमापृष्ठ : यात थंड हवा उष्ण हवेपेक्षा जास्त गतिमान असते. साहजिकच उष्ण हवेस बाजूस सारुन थंड हवा तिची जागा घेते. या थंड हवेबरोबर पुढे सरकणाऱ्या सीमापृष्ठास शीत सीमापृष्ठ म्हणतात. आ. ३ (अ) मध्ये शीत सीमापृष्ठाचा छेद दाखविला आहे. वर उजव्या कोपऱ्यात शीत सीमापृष्ठ चिन्ह दाखविले आहे.  

उष्ण सीमापृष्ठ : उष्ण हवा थंड हवेपेक्षा जास्त गतिमान असल्यास थंड हवा मागे रेटली जाते. उष्ण हवेबरोबर पुढे सरकणाऱ्या सीमापृष्ठास उष्ण सीमापृष्ठ म्हणतात. मागे रेटली जाणारी हवा जास्त घन असल्यामुळे पाचरीसारखी उष्ण हवेच्या खाली सरकत जाते. आ. ३ (आ) मध्ये उष्ण सीमापृष्ठाचा उभा छेद दाखविला असून वर डाव्या कोपऱ्यात उष्ण सीमापृष्ठाचे चिन्ह दाखविले आहे.

अचल सीमापृष्ठ : सीमापृष्ठ कोणत्याही प्रकारची व कुठल्याही दिशेकडे हालचाल करीत नसल्यास ते अचल किंवा स्थिर सीमापृष्ठ होय. आ. १ (अ) तसेच आ. २ मध्ये हे अचल सीमापृष्ठ त्याच्या विशिष्ट चिन्हाने दाखविले आहे.

अधिधारित सीमापृष्ठ : वर वर्णन केलेल्या उष्ण किंवा शीत सीमापृष्ठांवर आणखी नवी किंवा ताजी वायुराशी येऊन भिडल्यास जे पृष्ठ निर्माण होते, ते अधिधारित सीमापृष्ठ होय. अधिधारित म्हणजे वर उचलली जाण्याची क्रिया होय. या पद्घतीत उष्ण हवाच नेहमी वर उचलली जाते. (१) उष्ण सीमापृष्ठ पद्घतीचे अधिधारण व (२) शीत सीमापृष्ठ पद्घतीचे अधिधारण या दोन प्रकारे ही क्रिया होऊ शकते. अधिधारित पृष्ठांचे यामुळे दोन भाग पाडण्यात आले आहेत. नव्याने येणाऱ्या हवेचे तापमान पहिल्या थंड हवेच्या तापमानापेक्षा जास्त असले म्हणजेच नवी हवा पहिल्या थंड हवेपेक्षा उष्ण असली, तर ती पहिल्या थंड हवेच्या वर चढते आणि त्याचबरोबर पहिली उष्ण हवासुद्घा वर उचलली जाते. या क्रियेस उष्ण सीमापृष्ठ पद्घतीचे अधिधारण म्हणतात. आ. ४ मध्ये ही क्रिया घडताना दाखविली आहे.

दुसऱ्या प्रकारात नव्याने येणारी हवा पहिल्या थंड हवेपेक्षा जास्त थंड असते. त्यामुळे नवी जास्त थंड हवा भूपृष्ठावरच राहून पुढे सरकते, पहिली कमी थंड हवा जास्त थंड हवेवर चढते आणि त्याचबरोबर पहिली उष्ण हवादेखील वर उचलली जाते. या शीत सीमापृष्ठ पद्घतीचे अधिधारण कसे होते ते आ. ५ मध्ये दाखविले आहे. लक्षात ठेवण्यासारखे म्हणजे या दोन्ही प्रकारांत पहिली उष्ण हवा नेहमी वर उचलली जाते.

गतिमान सीमापृष्ठांची वैशिष्ट्ये  : शीत सीमापृष्ठ : हे सीमापृष्ठ ज्या स्थळावरू न जाते तेथे थंड हवेच्या सरकण्यामुळे हवेचा दाब एकदम मोठ्या प्रमाणात वाढतो. वाऱ्याची दिशादेखील अचानक बदलते आणि तापमान 

व आर्द्रता कमी होते. दृश्यमानता सुधारते आणि ढगांच्या तळाची उंचीसुद्घा अचानक वाढते. या सीमापृष्ठाचा ढाळ (उतार) सर्वसाधारणपणे १:८० असतो. मात्र अगदी जमिनीलगत भूपृष्ठघर्षणामुळे तो ढाळ तीव्रतर होतो. सीमापृष्ठाच्या नाकाशी खालच्या स्तरात हवेची ऊर्ध्वगती जास्त असल्याकारणाने ऐरणी ढगासारख्या (तडित् गर्भ मेघ ) प्रचंड ढगांची रांग निर्माण होते ( आ. ६ ). पाऊस, तडित् वादळे व वावटळी अशी स्थिती सीमापृष्ठाच्या साधारणतः १५० किमी.च्या परिसरात टिकून राहते. थंड हवेच्या भागात हवेच्या गतीची दिशा वरून खाली म्हणजे जमिनीकडे असल्याकारणाने त्या भागात ढग, पाऊस, वादळ इ. दिसून येत नाहीत. शीत सीमापृष्ठ एखाद्या स्थळी असता त्याच्या नाकाशी उष्ण हवेच्या भागात  हवामानातील घडामोडी मोठ्या प्रमाणात आणि अचानक अशा होतात. त्यानंतर शीत सीमापृष्ठाचे नाक पुढे सरकल्यावर वातावरण लवकरच शांत आणि निरभ्र होते.

उष्ण सीमापृष्ठ : उष्ण सीमापृष्ठामध्ये उष्ण हवेची प्रलंब गती ही मागे रेटल्या जाणाऱ्या थंड हवेपेक्षा सामान्यतः जास्त असते. त्यामुळे उष्ण हवेत क्रियाशील, संथ व ऊर्ध्वगती निर्माण होते. ही क्रियाशील, संथ व ऊर्ध्वगती उष्ण सीमापृष्ठाच्या बऱ्याच उंच भागापर्यंत पसरते (आ. ७). त्यामुळे ढगांचे क्षेत्र विस्तृत असून त्यांच्या तक्तपोशी ( छते ) सामान्यतः बऱ्याच खाली असतात, परंतु पाऊस मात्र थंड हवेच्या भागात पडतो. पावसाचे क्षेत्र विस्तृत म्हणजे भूपृष्ठीय सीमापृष्ठापासून साधारण ५०० किमी. पर्यंत असते. तुफान, वादळ वगैरे या उष्ण सीमापृष्ठात नसतात. सीमापृष्ठाचा पाचरीसारखा भाग धुक्याने भरलेला असतो.

सीमापृष्ठ स्थलावरुन निघून गेल्यानंतर धुके नाहीसे होते. पाऊसही थांबतो. हवेचा दाब उष्ण हवेच्या पुढे सरकण्यामुळे किंचित कमी होतो.

तापमान सुरुवातीस हळूहळू व नंतर झपाट्याने वाढते, मात्र आर्द्रता सीमापृष्ठ निघून गेल्यानंतर कमी होते. या पृष्ठाचा ढाळ सामान्यतः १:१५० असतो.

अधिधारित सीमापृष्ठांची वैशिष्ट्ये त्यांच्या उष्ण सीमापृष्ठ पद्घती किंवा शीत सीमापृष्ठ पद्घतीनुरूप वर दिलेल्या वैशिष्ट्यांमध्येच मोडतात. सोयीसाठी म्हणून ही वैशिष्ट्ये पुढील कोष्टक क्र. १ मध्ये दिलेले आहेत.

सीमापृष्ठ पट्ट्यातील तापमानीय रचना : आ. १ (आ) मध्ये सीमापृष्ठ पट्ट्याचा उभा छेद व समताप रेषा दाखविल्या आहेत. या समताप रेषा सीमापृष्ठावर खंडित होतात असा निर्देशही केला आहे. या उभ्या छेदात सीमापृष्ठामधून जाणारी एक उभी रेषा काढल्यास (आ. ८) त्या रेषेवरील तापमान खालीलप्रमाणे आढळून येईल. तीव्रतर सीमापृष्ठ पट्ट्यात उंचीबरोबर तापमान वाढते. सौम्य सीमापृष्ठ पट्ट्यात उंचीबरोबर तापमान वाढत नाही व कमीही होत नाही, ते स्थिर राहते. कमकुवत सीमापृष्ठ पट्ट्यात उंचीबरोबर तापमान कमी होते. तक्त्यात दाखविलेल्या आकृतीवरून सीमापृष्ठामधील तापमानीय रचनेचे जास्त स्पष्टीकरण होईल.

चछजझ   ही लंब रेषा असून तिचा छज हा भाग सीमापृष्ठ पट्ट्यात आहे. ऊर्ध्वछेदाकृतीवरून दिसून येते की, तिन्ही सीमापृष्ठ प्रकारांत सीमापृष्ठ पट्ट्यातील तापमान पतन प्रमाणांक (उंचीनुसार तापमान कमी होण्याची त्वरा ) Γ_Fहा सीमापृष्ठ पट्ट्याबाहेरील पतन प्रमाणांकापेक्षा म्हणजे Γ_F  पेक्षा नेहमी लहान असतो. सीमापृष्ठ पट्टा जितका जास्त तीव्र तितका हा पतन प्रमाणांक Γ_F  लहान असे प्रमाण असते. याचा परिणाम असा होतो की, उष्णता किंवा आर्द्रता यांचा विनिमय सीमापृष्ठ पट्ट्यामधून होऊ शकत नाही. थोडक्यात सीमापृष्ठ पट्टा एखाद्या भिंतीसारखे काम करतो. उष्णता व आर्द्रता यांना एका बाजूकडून पलीकडे दुसऱ्या बाजूस जाता येत नाही. जितका पट्टा तीव्रतर तितकी ही भिंत भक्कम असते.

 सीमापृष्ठावर पर्वतराशींचा होणारा परिणाम : पर्वतराशींचा परिणाम सीमापृष्ठांची गती, त्यांचे ढाळ आणि त्यांना साथ करणारे हवामान यांच्यावर प्रामुख्याने होतो. पर्वतांची उंची आणि विस्तार तसेच सीमापृष्ठ व पर्वताचा पुढील भाग यांमधील कोन यांवर हे परिणाम अवलंबून असतात. पर्वतराशी ओलांडताना सीमापृष्ठाची गती कमी होण्याने बहुतेक वेळा सीमापृष्ठावर चक्रवात-तरंग निर्माण होतात.

उष्ण सीमापृष्ठ : सामान्यतः उष्ण सीमापृष्ठाचा ढाळ पर्वताच्या ढाळापेक्षा बराच कमी असतो. त्यामुळे उष्ण सीमापृष्ठ जेव्हा पर्वतासमीप येते तेव्हा पर्वताच्या शिखरास प्रथम भिडते आणि परिणामी पर्वतापुढील या पाचरीतील थंड हवा अडकते  [आ. ९ (अ)]. हि थंड हवा बाहेर पडण्यास मार्ग नसल्याकारणाने पर्वतापुढील उष्ण सीमापृष्ठ अचल राहते. त्यामुळे या एवढ्याच भागात पाऊस बराच कालापर्यंत टिकून राहतो. उष्ण सीमापृष्ठाचा वरचा भाग

पर्वत शिखर ओलांडून पलीकडे जातो व हळूहळू खाली उतरतो [आ. ९ (आ) वि (इ)]. येथे हवेची गती अधोमुख असल्याने पाऊस जमिनीपर्यंत पोहचतच नाही. शेवटी पर्वत ओलांडून बरेच पुढे गेल्यानंतर उष्ण सीमापृष्ठ जमिनीवर टेकते [आ. ९ (ई)].

शीत सीमापृष्ठे : शीत सीमापृष्ठाचा ढाळ जवळजवळ पर्वताच्या ढाळाएवढाच असतो. त्यामुळे शीत सीमापृष्ठ पर्वतासमीप आल्यावर थंड हवा फक्त अडविली जाऊन ती कमी गतिमान होते परंतु सीमापृष्ठ मात्र पर्वत चढूनवर जाते  [आ. १० (आ ) ]. पर्वत ओलांडल्यानंतर पलीकडील हवा उष्ण असल्यास  पर्वत ओलांडणारी थंड हवा उष्ण हवेस मागे रेटते आणि मूळ शीत सीमापृष्ठ विशेष काही फरक न होता पूर्वस्थितिप्रत येते  [आ. १० (इ) ]. परंतु पर्वतापलीकडीलहवा अतिथंड असल्यास पर्वत ओलांडणारी थंड हवा व पर्वतापलीकडील जास्त थंड हवा यांच्यामध्ये उष्ण सीमापृष्ठ पद्घतीचे अधिधारण उद्‌भवते आ. १० (ई)].

पर्वतराशींचे सीमापृष्ठावरील परिणाम संक्षिप्त रुपाने पुढीलप्रमाणे देता येतील : (१) सीमापृष्ठांची गती कमी होते. (२) सीमापृष्ठीय पावसाचे क्षेत्र पर्वताजवळ आल्यावर वाढते. (३) पर्वताच्या पुढील भागात बऱ्याच काळापर्यंत मोठ्या प्रमाणात वृष्टी होते. (४) सामान्यतः पर्वतापलीकडील वृष्टी व ढग यांचे प्रमाण कमी होते आणि (५) काही विशिष्ट परिस्थितीत अधिधारण क्रिया लवकर घडून येते.

सीमापृष्ठ उत्पत्ती : सीमापृष्ठांचा शोध लागल्यानंतर लगेचच असे आढळून आले की, काही प्रक्रिया सीमापृष्ठे तीव्रतर करतात, तर काही प्रक्रिया सीमापृष्ठे कमकुवत करतात. टी. बर्गेरॉन या नॉर्वेमधील शास्त्रज्ञांनी सीमापृष्ठाच्या निर्मितीविषयी सर्वप्रथम सिद्घांत मांडला. ज्या प्रक्रियेमुळे सीमापृष्ठे उत्पन्न होतात तिला सीमापृष्ठ उत्पत्ती व ज्या प्रक्रियेमुळे सीमापृष्ठ क्रिया नाश पावतात, तिला सीमापृष्ठ क्षय अशी नावे त्यांनी दिली. बर्गेरॉन यांच्या सिद्घांताच्या पुढे ब्यॅर्कनेस आणि स्व्हेर पीटरसन यांनी आणखी विकास केला.

 समन्वयक : समजा, स हे अखंडित वितरण असलेले अदिश परिणाम य-क्ष सहनिर्देशक पातळीत आहेत (आ. ११). कालपरत्वे स-रेषा ( उदा., समताप रेषा)  सहनिर्देशकाच्या  सापेक्षतेनुरूप बदलतील. या स-रेषा बदलताना स-क्षेत्रात एखाद्या ओळीत जर खंडितपणा निर्माण झाला अगर वाढला, तर या बदलणाऱ्या प्रक्रियेस सीमापृष्ठाची उत्पत्ती म्हणतात. याच्या विरुद्घ प्रक्रियेस सीमापृष्ठक्षय म्हणतात. ज्या ओळीत किंवा रेषेवर सीमापृष्ठ उत्पत्ती घडते त्यास सीमापृष्ठ उत्पत्तीची रेषा म्हणतात. ही रेषा फार महत्त्वाची मानली जाते. ती अचल किंवा फिरती ( गतिमान ) तसेच वाकडी किंवा सरळ असू शकते.

समजा, |∇स| स-विक्षेपकांची (ढाळांची) महत्ता असून, ^∂/_∂t 

हेकालानुसार अवकलन आहे. दोन्हीही सीमापृष्ठ उत्पत्तीत रेषेबरोबर

जाणाऱ्या सहनिर्देशक व्यूहात आहेत, तर फ = ^∂/_∂t   |∇स| असे समीकरण मांडता येईल. फ हे सीमापृष्ठ उत्पत्तीचे मापन म्हणता येईल. आ. ११ वरून दिसून येईल की, क पासून ग कडे होणाऱ्या विकासात फ धन ( फ &gt 0) आहे आणि ग पासून उलट क कडे होणाऱ्या विकासात फ ऋण ( फ &lt 0) आहे. याचाच अर्थ क ते ग या दिशेने होणारी प्रक्रिया सीमापृष्ठ उत्पत्ती असून ग ते क या दिशेने होणारी प्रक्रिया सीमापृष्ठ क्षयी आहे.

आता कोणत्या प्रक्रियेमुळे सीमापृष्ठ उत्पत्तीची शक्यता जास्त संभवते याचा विचार करावयास पाहिजे. वर म्हटल्याप्रमाणे ज्या पद्घतीत फ (सीमापृष्ठ उत्पत्तीचे मापन) धन आहे, ती सीमापृष्ठ उत्पादक पद्घती होय. विरूपण वातक्षेत्र ही अशी एक पद्घती आहे की, जिच्यात फ धन असतो ( फ &gt 0). म्हणजेच विरूपण वातक्षेत्र सीमापृष्ठ उत्पादक असते, हे समजून घेण्यासाठी एकंदर वातक्षेत्राचा थोडक्यात परामर्श घेणे जरुर आहे. कोणतेही वातक्षेत्र एकूण चार प्रकारांत मोडते : (१)स्थानांतरित, (२) चक्रवातीय व प्रतिचक्रवातीय परिभ्रमणीय, (३) उद्‌गमनीय व अभिगमनीय आणि (४) विरूपण. आ. १२ मध्ये हे प्रकार दाखविलेले आहेत. समजा, एखादी वस्तू एका स्थानापासून दुसरीकडे न्यावयाची आहे, तर वर दिलेल्या कोणत्याही प्रकाराने ती नेता येईल. वस्तू गोल न फिरविता किंवा तिचे आकारमान अगर घनफळ न बदलता दुसरीकडे नेली, तर अशा गतीस किंवा नेण्याच्या क्रियेस स्थानांतरित (क) म्हणतात. ती नेत असता गोल फिरविल्यास चक्रवातीय किंवा प्रतिचक्रवातीय ( ख-चक्रवातीय परिभ्रमणीय ग-प्रति-चक्रवातीय परिभ्रमणीय) क्रिया उद्‌भवते. ती नेत असता तिचे प्रसरण किंवा आकुंचन झाल्यास त्या क्रियेस उद्‌गमनी (छ) किंवा अभिगमनी (च) म्हणतात. शेवटी ती नेत असता दाबून किंवा ताणून विरूप झाल्यास त्या क्रियेस विरूपण (ज) म्हणतात. वरीलपैकी प्रसरण-आकुंचन क्षेत्राचा विचार येथे करण्याची जरू री नाही कारण या क्षेत्रातील गती इतर क्षेत्रांतील गतीच्या मानाने फारच कमी असते.

समजा, काही समताप रेषा वरील वातक्षेत्रात आहेत (आ. १२). सरळ स्थानानंतर गतीमुळे या सर्वच्या सर्व रेषा एकाच गतीने इकडून तिकडे सरकतील. त्यामुळे त्याच्यामधील अंतर जसे आहे तसेच कायम राहील. तसेच चक्राकार गतीमुळे सर्व रेषा एकाच गतीने गोल फिरतील, परंतु रेषांमधील अंतर विशेष बदलणार नाही. विरूपण गतीमुळे मात्र या रेषांमधील अंतर बदलेल, हे आ. १३ वरून लगेच लक्षात येईल. म्हणजे सीमापृष्ठ उत्पत्ती किंवा सीमापृष्ठ क्षय विरूपण वातक्षेत्रातच घडून येतात. जेथे समताप रेषा एकमेकींजवळ येतात तेथे सीमापृष्ठ उत्पत्ती होते, जेथे त्या एकमेकींपासून दूर जातात तेथे सीमापृष्ठ क्षय घडतो. आ. १३ मध्ये विरूपण वातक्षेत्र दाखविले असून त्यावर समताप रेषा अध्यारोपित आहेत. वाऱ्याची दिशादेखील बाणाच्या साहाय्याने दाखविली आहे. छछ′ कक्षेस ओढणारी किंवा ताणणारी कक्षा आणि चच′ कक्षेस लहान किंवा आकुंचन होणारी कक्षा म्हणतात. त_१, त_२, त_३, … … …, त_१० या समताप रेषा असून त्यांची कमाल उष्णता जाळी काढून दाखविली आहे.

समताप रेषा चच′ कक्षेस समांतर असतील, तर विरूपण वाऱ्यामुळे त्या एकमेकींपासून दूर सरकतील व त्यांच्यामधील अंतर वाढेल. उलटपक्षी समताप रेषा छछ′ कक्षेत समांतर असल्यास विरूपण वाऱ्यामुळे त्या एकमेकींजवळ येतात, त्यांच्यामधील अंतर कमी कमी होऊन एखाद्या ठिकाणी त्यांची गर्दी होईल आणि सीमापृष्ठाची उत्पत्ती होईल.

वरील विवेचनावरुन लक्षात येईल की, समताप रेषा छछ′ कक्षेस ४५ अंशापेक्षा कमी कोन करीत असल्यास सीमापृष्ठ उत्पत्ती होते. कोन ४५ अंशापेक्षा जास्त असल्यास सीमापृष्ठ क्षय होतो. नेमका ४५ अंशांचा कोन असल्यास अनिश्चित सीमापृष्ठ प्रकार म्हणता येईल.

वर वर्णन केलेले विरूपण वातक्षेत्र हे विशुद्घ स्वरूपाचे आहे. कारण त्यामध्ये ताणणारी कक्षा आणि आकुंचन पावणारी कक्षा एकमेकींस काटकोन करतात. निसर्गामध्ये इतके विशुद्घ स्वरुप सहजासहजी आढळून येत नाही. सामान्यतः आढळून येणारी विरूपण वातक्षेत्र रचना आ. १२ मध्ये दाखविलेल्या वात घटकांनी मिश्रित असते परंतु यामध्ये देखील वर लिहिल्याप्रमाणे प्रसरण-आकुंचन निर्मित वाऱ्यांची महत्ता तुलनात्मक दृष्ट्या कमी असल्यामुळे व तसेच सरळ स्थानांतरित प्रवाह वातक्षेत्रात कोणताही नवीन बदल घडवून आणत नसल्यामुळे ही क्षेत्रे या संदर्भात निरुपयोगी आहेत. तेव्हा परिभ्रमण आणि विरूपण प्रवाह हे फक्त दोन प्रकार राहिले. चक्रवातीय परिभ्रमण आणि विरूपण प्रवाह यांच्या अध्यारोपणामुळे प्रत्येकाच्या सापेक्ष महत्तेप्रमाणे निरनिराळी वातक्षेत्रे आढळतात. ही सर्व क्षेत्रे सीमापृष्ठ उत्पादक असतात. मात्र प्रतिचक्रवातीय परिभ्रमणाचे विरूपण प्रवाहावरील अध्यारोपण सीमापृष्ठ उत्पत्तीस तितकेसे अनुकूल नसते असे अनुभवावरुन सिद्घ झाले आहे.

पहा : गडगडाटी वादळ चक्रवात जलवायुविज्ञान वातावरणविज्ञान वायुराशि.

संदर्भ : 1. Crithfield, H. J. General Climatology, New Delhi, 1987.

     2. Petterssen, S. Weather Analysis and Forecasting, New York, 1956.

गोडबोले, र. वि.

“