सूक्ष्मवातावरण विज्ञान

सूक्ष्मवातावरण विज्ञान : वातावरणविज्ञानाची ही एक महत्त्वाची शाखा आहे. या शाखेत मुख्यत्वे वातावरण, भूपृष्ठ व भूपृष्ठाखालील जमिनीचा पातळ थर यांमधील परस्परक्रियांची गतिकी आणि ⇨ ऊष्मागतिकी   यांसंबंधी अभ्यास केला जातो. साधारणपणे ह्या परस्परक्रियांत भूपृष्ठास लागून असलेल्या वातावरणाच्या सु. १,००० मी. जाडीच्या थराचा तसेच भूपृष्ठाखालील १०–४० सेंमी. जाडीच्या थराचा सहभाग असतो. भूपृष्ठात बरीच विविधता असल्यामुळे भूपृष्ठाच्या निरनिराळ्या प्रकारच्या भागांच्या गुणधर्मांत बराच बदल होतो, त्यामुळे अभ्यासाचे क्षेत्र लहानच ठेवावे लागते. भूपृष्ठाच्या खालील व वरील लहान स्तरांशी निगडित असलेल्या शास्त्रांशी सूक्ष्मवातावरणविज्ञानाचा बराच संबंध येतो. ⇨ जीवावरणातील सूक्ष्म घडामोडींचा (क्षैतिज मापप्रमाण ३ किमी. पावेतो कालमापप्रमाण १ तास पावेतो) अभ्यास या शाखेत होतो.

विषयाचे क्षेत्र : भूपृष्ठ सर्वत्र एकसारखे नाही. जमीन, पाणी, बर्फ, जंगले, पिके, गवत, वाळवंटे, पर्वत, दऱ्या, पठार इ. भूपृष्ठाचे प्रकार आहेत. या प्रत्येक प्रकाराचे उष्णता, घर्षण, प्रारण परावर्तन (प्रारण म्हणजे तरंगरूपी ऊर्जा) यांसंबंधीचे गुणधर्म तसेच इतर गुणधर्म बरेच निरनिराळे आहेत. त्यामुळे या शाखेतील अभ्यासात बरीच विविधता आहे. पुढील प्रकारचे अभ्यास या शाखेत करतात : भूपृष्ठ आणि वातावरण यांच्यातील सीमेजवळ होणाऱ्या परस्परक्रियांमुळे संवेग, उष्णता व बाष्प यांची देवाणघेवाण आणि यांतील दैनंदिन तसेच ऋत्विक बदल वातावरणाच्या अगदी खालच्या पातळ थरात तसेच जमिनीच्या अगदी पातळ थरात तापमान, तापमान ऱ्हास व पर्यसन, बाष्प आणि बाष्प ऱ्हास यांची तीव्रता व त्यांत होणारे बदल उद्योगधंद्यांमुळे निर्माण होणारे सूक्ष्म हवामान, प्रदूषण व त्याचे विकरण, प्रदूषण-नियंत्रण निरनिराळी पिके, त्यांचे रोग व त्यांच्याशी संबंधित सूक्ष्म हवामान व त्यात होणारे बदल हवेचा दाब, तापमान, बाष्प, वाऱ्याची दिशा व गती यांत उंचीप्रमाणे होणारे बदल, सूर्यापासून पृथ्वीस प्राप्त होणारे प्रारण, भूपृष्ठापासून अंतराळात जाणारे दीर्घतरंग प्रारण, बाष्पीभवन, वातावरणाच्या खालच्या थरांचे औष्णिक संतुलन आणि ह्या सर्वांत कालानुसार आणि स्थानानुसार होणारे बदल. शिवाय वातावरणाच्या अगदी खालच्या थरात होणारे विसरण या सर्वांचा अभ्यास सूक्ष्मवातावरणविज्ञानात करतात.

निरीक्षण उपकरणे : निरनिराळ्या प्रकारच्या मापनांसाठी खाली दिलेल्या उपकरणांचा उपयोग केला जातो.

हवेचा दाब : भूपृष्ठावरील हवेचा दाब अचूक निर्वात दाबमापकाने किंवा क्यू पद्धतीच्या पाऱ्याच्या दाबमापकाने मोजतात.

तापमान : पाऱ्याच्या किंवा विद्युत् तापमापकाने हवेचे तापमान मोजतात. ह्यास हवेचे कोरडे तापमान म्हणतात. सिक्स यांच्या कमाल-किमान तापमापकाने कमाल-किमान तापमान मापले जाते. तसेच हवेचे ओले (आर्द्र) तापमान ओल्या तापमापकाने मोजतात. त्याशिवाय कोरडे व ओले अशी दोन्हीही तापमापके असलेल्या तापमानलेखकाने एका रेखातक्त्यावर (चार्टवर) कोरड्या आणि ओल्या तापमानांची सारखी नोंद होते.

आर्द्रता : हवेचे कोरडे व कोरडे-ओले तापमान यांतील फरक ही दोन्हीही एका आर्द्रता कोष्टकात पाहून हवेची सापेक्ष आर्द्रता आणि हवेचे दवबिंदू तापमान प्राप्त होतात. शोषण आर्द्रतामापक आणि हातातून सहज नेण्यासारखे आर्द्रतामापक यांचाही उपयोग आर्द्रतामापनासाठी केला जातो. एका आर्द्रतालेखकाने सापेक्ष आर्द्रता एका रेखातक्त्यावर सारखी नोंदली जाते.

वारा : वाऱ्याची दिशा पवनदिशादर्शकाने आणि गती वायुगतिमापकाने मापली जाते. डाइन दाबनलिका पवनवेगलेखकाने वाऱ्याची दिशा व गती एका रेखातक्त्यावर सारखी नोंदली जाते.

प्रारण : मोल-गोरझिंस्की प्रारणलेखक, विद्युत् प्रवाहमापक आलेखक, किंबाल-एप्ली प्रारणलेखक, अँगस्ट्रॉम प्रारणमापक छायाचित्रीय अभिलेखकासहित, रॉबिट्स प्रारणमापक इ. उपकरणांनी सौरप्रारण एका रेखातक्त्यावर सारखे नोंदले जाते. अँगस्ट्रॉम भूपृष्ठप्रारणलेखकाने भूपृष्ठापासून अंतराळाकडे जाणारे दीर्घतरंग प्रारण एका रेखातक्त्यावर सारखे नोंदले जाते.

वरील हवामान घटकांची निरीक्षणे सागरी भागांवरून प्राप्त करून घेण्यासाठी सागरी वातावरणनिरीक्षक जहाजे अथवा सागरावर तरंड (तरणी) जेथे स्थिर ठेवले आहेत, त्या ठिकाणी जहाजावर किंवा तरंडावर वरील उपकरणे स्थापन करून त्यांच्या साहाय्याने सागरी प्रदेशांवरील निरीक्षणे घेतली जातात. तरंडावरील उपकरणांपासून प्राप्त होणारी निरीक्षणे ठरलेल्या वेळी बिनतारी संदेशाने किनाऱ्यावरील जवळच्या वेधशाळेला पाठविली जातात. ह्यांशिवाय मालाची किंवा उतारूंची ने-आण करणाऱ्या जहाजांवर दिवसातून चार ठराविक वेळी निरीक्षणे घेतली जाऊन ती किनाऱ्यावरील वेधशाळेला बिनतारी संदेशाने पाठविली जातात.

बाष्पीभवनमापन : संपूर्ण दिवसात होणाऱ्या बाष्पीभवनाचे मापन बाष्पीभवनमापकाने केले जाते.

निरनिराळ्या उंचींवरील निरीक्षणे : वातावरणातील पहिल्या २० मी. उंचीपर्यंत दाब, तापमान, आर्द्रता व वारा यांची निरीक्षणे भूपृष्ठावर आणि निरनिराळ्या उंचींवर स्थापन केलेल्या उपकरणांनी घेतली जातात. एखाद्या ठराविक ठिकाणी वातावरणाच्या जास्त जाड थराचा अभ्यास करावयाचा असेल (१००–२०० मी.), तर त्याकरिता एक मनोरा बांधून त्यावर निरनिराळ्या उंचींवर उपकरणे स्थापन केली जातात. या उपकरणांची निरीक्षणे दूरमापकाने अखंडपणे आलेखित केली जाऊन ती एका रेखातक्त्यावर नोंदली जातात. अशा प्रकारचा मनोरा तिरुवनंतपुरम्‌जवळील थुंबा येथील विषुववृत्तीय अग्निबाण उड्डाण केंद्रावर (इक्वेटोरियल रॉकेट लाँचिंग स्टेशन) आहे.

सुमारे १,००० मी. उंचीपर्यंतच्या थराचा अभ्यास करण्यासाठी हायड्रोजन वायूने भरलेल्या फुग्याचा उपयोग करतात. हायड्रोजन ठराविक प्रमाणात भरून फुग्याची वर जाण्याची गती निश्चित केली जाते. हळूहळू वर जाणाऱ्या फुग्याला आवश्यक उपकरणे जोडलेली असतात. उपकरणांनी पाठविलेले संदेश भूपृष्ठावर ठेवलेल्या विद्युत् यंत्राने आलेखिले जातात. ह्या आलेखनांवरून वातावरणातील निरनिराळ्या उंचींवरील हवेचा दाब, तापमान व आर्द्रता यांचे मापन केले जाते. निरनिराळ्या उंचींवरील वाऱ्याच्या मापनासाठी भूपृष्ठावर ठेवलेल्या थिओडोलाइटचा उपयोग केला जातो. थिओडोलाइट योग्य प्रमाणात फिरवून फुगा नेहमी थिओडोलाइटच्या दृष्टिपथात ठेवला जातो. थिओडोलाइटच्या मापनपट्ट्यांवरील दिगंश आणि उन्नतांश यांची ठराविक कालांतराने (दर अर्ध्या किंवा एक मिनिटाने) नोंद केली जाते. फुग्याची वर जाण्याची गती, त्याचे दिगंश व उन्नतांश यांचा उपयोग करून निरनिराळ्या उंचींवरील वाऱ्याची दिशा व गती प्राप्त करून घेतली जातात.

महत्त्वपूर्ण अभ्यास : तापमान, आर्द्रता व वारा यांची वातावरणाच्या खालच्या थरांतील वाटणी आणि त्यात कालानुसार व स्थानानुसार होणारे बदल यांचा जमिनीच्या पृष्ठभागावर विस्तृत प्रमाणात अभ्यास करण्यात आला आहे. तसेच भूपृष्ठाखालील तापमान व बाष्प यांचा अभ्यासदेखील बऱ्याच संशोधकांनी केला आहे. अशा प्रकारचा अभ्यास सागरी पृष्ठावर बऱ्याच कमी प्रमाणात झाला आहे.

तापमान वाटणी व तिच्यातील बदल : साधारणपणे दिवसा तापमान वाढत्या उंचीबरोबर कमी होते. जमिनीपासून वरच्या पहिल्या सेंमी. मध्ये तापमान ऱ्हास विशेषत: उन्हाळ्यात दुपारी फारच तीव्र असतो. अतृप्त हवा जेव्हा असंक्रमणीपणे वर जाते तेव्हा तिचे तापमान एक किमी.ला १०^० से. याप्रमाणे कमी होते. ह्यास कोरडा असंक्रमी तापमान ऱ्हास असे म्हणतात. उष्णकटिबंधात भूपृष्ठापासून पहिल्या २ सेंमी.मध्ये उन्हाळ्यातील दुपारी तापमान ऱ्हास प्रचंड असतो. त्याच्या मानाने कोरडा असंक्रमी तापमान ऱ्हास अगदीच नगण्य असतो. तापमान ऱ्हास वाढत्या उंचीबरोबर फार झपाट्याने घटतो. साधारणतः १५ मी. पावेतो तो कोरड्या असंक्रमी तापमान ऱ्हासाच्या पाच पट होतो.

हिवाळ्यात पहाटे आकाश निरभ्र असताना पृथ्वीपृष्ठापासून दीर्घतरंग प्रारण फार मोठ्या प्रमाणात अवकाशात जाते. त्यामुळे भूपृष्ठाचे तापमान फार कमी होते आणि भूपृष्ठाजवळील हवा थंड होते परंतु भूपृष्ठाएवढी थंड होत नाही. त्याचप्रमाणे आणखी वरची हवा थंड होते परंतु खालच्या हवेइतकी थंड होत नाही. थंड झालेल्या भूपृष्ठामुळे एका ठराविक उंचीच्या वर हवेचे तापमान कमी होत नाही. त्यामुळे त्या ठराविक उंचीपर्यंत भूपृष्ठापासून तापमान वाढत जाते. अशा तापमान वृद्धीस पर्यसन असे म्हणतात. भूपृष्ठाजवळील अतितीव्र तापमान वृद्धी कोरड्या असंक्रमी तापमान ऱ्हासाच्या १०० पट असू शकते. उंचीबरोबर पर्यसनाची तीव्रता झपाट्याने कमी होते. सु. १५ मी. उंचीपर्यंत तापमान वृद्धी कोरड्या असंक्रमी तापमान ऱ्हासाबरोबर होते. जंगलांत आणि पानांचे आच्छादन असलेल्या दाट पिकांमध्ये (उदा., ऊस) दिवसादेखील पर्यसन आढळते.

उष्णकटिबंधात दैनंदिन तापमान बदल अतिशय ठळक असतो. जमिनीजवळील हवेच्या थरात स्थानिक वेळेनुसार दुपारी दोन वाजता कमाल तापमान असते आणि सूर्योदयाच्या सुमारास किमान तापमान असते. कमाल व किमान तापमानांच्या वेळा तसेच त्यांच्यातील फरक हे ढग आणि हवामान यांवर अवलंबून असतात. ढगामुळे दैनंदिन तापमानबदल बराच कमी होतो. दैनंदिन तापमानबदल उंचीबरोबर झपाट्याने कमी होतो. ‘मध्यवर्ती कृषी वेधशाळा, पुणे’ येथे हवेच्या कोरड्या तापमानात होणाऱ्या दैनंदिन बदलांचा अभ्यास एल्. ए. रामदास यांनी केला. त्यावरून असे दिसून येते की, जमिनीच्या अगदी जवळ मार्चमध्ये दैनंदिन बदल ५०^० से. असतो परंतु जुलैमध्ये तो फक्त १०^० से. असतो. हा बदल उन्हाळ्यात व हिवाळ्यात बराच असतो. १० मी. उंचीवरील दैनंदिन बदल २·५ सेंमी. उंचीवरील दैनंदिन बदलाच्या निम्मा असतो.

भूपृष्ठावर जमिनीच्या कोरड्या तापमानातील दैनंदिन बदल सर्वांत जास्त असतो. जमिनीच्या खाली तो हळूहळू कमी होत जातो. भूपृष्ठाचे कमाल तापमान स्थानिक वेळेनुसार दुपारी सु. दोन वाजता असते. वाढत्या खोलीबरोबर कमाल तापमानाची वेळ पुढे ढकलली जाते. २० सेंमी. खोलीवर ही वेळ संध्याकाळी सु. सहा वाजता असते. जमिनीच्या सु. ४० सेंमी. खाली दैनंदिन तापमानबदल जवळजवळ नाहीसा होतो. दैनंदिन तापमानबदल हा मातीचा परावर्तनांक, मातीची औष्णिक संवाहकता, मातीची घनता, मातीची विशिष्ट उष्णता, मातीचे ऊष्मीय विसरण इ. गोष्टींवर अवलंबून असतो. कोरड्या तापमानातील ऋत्विक बदल भूपृष्ठावर सर्वांत जास्त असतो. जमिनीच्या खाली तो हळूहळू कमी होत जातो.

पुणे येथील वेधशाळेत हवेच्या ओल्या तापमानातील दैनंदिन बदलाचाही अभ्यास करण्यात आला आहे. हा बदल हवेच्या कोरड्या तापमानातील दैनंदिन बदलापेक्षा बराच कमी आहे. निरभ्र ऋतूत (म्हणजे हिवाळ्यात व उन्हाळ्यात) तो कमाल असतो. १० मी. उंचीवर तो २·५ सेंमी. उंचीवरील बदलाच्या ५०–८० टक्के असतो.

भूपृष्ठाजवळील हवेच्या थरात हवेची सापेक्ष आर्द्रता कमाल तापमानाचे वेळी (स्थानिक वेळेनुसार दुपारी दोन वाजता) सर्वांत कमी असते आणि किमान तापमानाच्या वेळी (सूर्योदयाच्या सुमारास) सर्वांत जास्त असते. कमाल व किमान सापेक्ष आर्द्रतेच्या वेळांवर ढगाचा परिणाम होतो.

उपलब्ध असलेल्या सागरावरील निरीक्षणांवरून असे दिसते की, वातावरणाच्या अगदी खालच्या थरांत तापमान ऱ्हास आणि दैनंदिन तापमानबदल जमिनीवरील तापमान ऱ्हास आणि दैनंदिन तापमानबदल यांपेक्षा बरेच लहान असतात. कमाल व किमान तापमानांच्या वेळा समुद्रावर आणि जमिनीवर अगदी निरनिराळ्या आहेत.

वारा : सुमारे १ किमी. उंचीवरील वारा भूवलनोत्पन्न असतो. दाब-उतार प्रेरणा आणि भूवलन प्रेरणा यांच्या संतुलनातून हा वारा निर्माण होतो. १ किमी. पेक्षा कमी उंचीवरील वाऱ्यावर भूपृष्ठाच्या घर्षणाचा परिणाम होत असल्यामुळे तो भूवलनोत्पन्न नसतो. घर्षणाचा सर्वांत जास्त परिणाम भूपृष्ठास लागून असलेल्या वातावरणाच्या थरातील वाऱ्यावर होतो आणि वाढत्या उंचीबरोबर तो कमी होत जातो. भूपृष्ठाचा खडबडीतपणा व उंचीबरोबर होणारा तापमान ऱ्हास ह्या दोन गोष्टींवर वाऱ्यात उंचीबरोबर होणारा बदल अवलंबून असतो. जमिनीच्या पृष्ठास लागून असलेल्या वातावरणाच्या थरात वाऱ्यामध्ये तीव्र बदल होतात. जॉर्ज एडवर्ड डीकन यांनी केलेल्या सपाट जमिनीवरील वाऱ्याच्या अभ्यासावरून असे दिसून येते की, जमिनीच्या पृष्ठापासून सु. १३ मी. उंचीपर्यंत वाऱ्यात होणारा बदल खालील समीकरणावरून प्राप्त होतो.

^dū/_dz = a z^–β

येथे z = जमिनीपासूनची उंची, ū = वाऱ्याची z उंचीवरील गती, a = उंचीशी संबंध नसलेला स्थिरांक आहे. लहान किंवा असंक्रमी तापमान ऱ्हास असल्यास β = १; अतिअसंक्रमी तापमान ऱ्हास असल्यास β > १; पर्यसन असल्यास β < १ असतो.

β = १ असताना  ^dū/_dz = a/z हे अवकल समीकरण प्राप्त होते. हे सोडवून . ū = u₁ + a·ln (z/z₁). येथे u₁ = ठरीव संदर्भ उंचीवरील (z₁) वाऱ्याची गती. याप्रमाणे वारा व उंची या दोहोंस जोडणारे समीकरण मिळते (येथे ln म्हणजे स्वाभाविक लॉगरिथम). यास लॉगरिथमीय रूपरेखा असे म्हणतात.

रामदास यांनी पुण्यात केलेल्या संशोधनावरून असे दिसून येते की, u_१० मी आणि u_{०·०६ मी} ह्या दोन उंचींवरील वाऱ्याच्या गतींचे गुणोत्तर १·५ ते ३·६ याप्रमाणे असते. हे ऋतू आणि काल यांवर अवलंबून असते. सर्वोच्च गुणोत्तर हिवाळ्यात रात्री आढळते.

सागरावरील वाऱ्याचे संशोधन बरेच कमी झाले आहे. त्याचे सिंहावलोकन करून एच्. यू. रोल यांनी दाखविले आहे की, २०–२५ मी.च्या उंचीपर्यंत वाऱ्याचा बदल लॉगरिथमीय रूपरेखा असते.

आर्. फ्रॉस्ट यांनी १·२, १·५, १२२ आणि ३०५ मी. उंचीवरील वाऱ्यांसंबंधी संशोधन करून खालील समीकरण दिले आहे.

P चे मूल्य तापमान ऱ्हासावर अवलंबून असते. असंक्रमी तापमान ऱ्हासाकरिता १·२–१२२ मी. आणि १·५–३०५ मी. ह्या दोन्हीही थरांकरिता P चे मूल्य ०·१५ आहे.

साधारणपणे भूपृष्ठावरील वाऱ्याची गती दुपारी सर्वांत जास्त असते आणि रात्री सर्वांत कमी असते. ढग असले म्हणजे वाऱ्यात दैनंदिन बदल बराच कमी होतो. भूपृष्ठावर घर्षण असल्यामुळे रात्री व पहाटे भूपृष्ठालगतच्या वाऱ्याची गती बरीच कमी असते परंतु वाढत्या उंचीबरोबर वाऱ्याची गती सु. १ किमी. उंचीपर्यंत वाढत जाते. दुपारी जमीन बरीच तापल्यामुळे संनयन होऊन वरची हवा खाली येते व खालची हवा वर जाते. वरच्या हवेचा संवेग जास्त असल्यामुळे ती जेव्हा भूपृष्ठावर येते, तेव्हा वाऱ्याची गती वाढते. खालच्या हवेचा संवेग कमी असल्यामुळे ती दुपारी जेव्हा वर जाते, तेव्हा वरच्या उंचीवरील वाऱ्याची गती कमी होते.

भूपृष्ठीय सीमेवर होणारे संवेग, उष्णता व बाष्प यांचे विनिमय : स्थानांतरण प्रक्रिया ही पृष्ठभाग व वातावरण यांतील स्थानीय उतार व वाऱ्याची गती यांच्या गुणोत्तराशी प्रमाणात्मक आहे असे समजले जाते.

भूपृष्ठ सीमेवरील विनिमयाची सूत्रे खाली दिली आहेत.

संवेग विनिमय    :    ι_λ =ρ C_DV_au_a      (X अक्षातील घटक)

_.                   ι_Φ = ρ C_DV_au_a     (Y अक्षातील घटक)

उष्णता विनिमय :   H = ρ C_pC_HV_a (θ _s − θ _a)

बाष्प विनिमय    :    E = ρ LC_EV_a (q_s−q_a)

येथे ρ हवेची घनता; C_D संवेग स्थानांतरण गुणांक; V_a =√(u_a^२ + v_a^२) हवेची गती, u_a, v_a हवेच्या गतीचे X व Y अक्षातील घटक C_H संवेद्य उष्णतेकरिता स्थानांतरण गुणांक C_E बाष्पाकरिता स्थानांतरण गुणांक; θ_a व q_a अनुक्रमे भूपृष्ठीय सीमा थरातील हवेचे वर्चस् तापमान आणि बाष्प मिश्रण गुणोत्तर; θ_s व q_s अनुक्रमे भूपृष्ठाचे वर्चस् तापमान आणि बाष्प मिश्रण गुणोत्तर होत.

निरीक्षणाद्वारे केलेला अभ्यास आणि सैद्धांतिक विचार यांच्या आधारे,

C_D ≈ C_H ≈ C_E ≈ १०^–३            (समुद्रपृष्ठ व सफाईदार पृष्ठांकरिता)

C_D ≈ C_H ≈ C_E ≈ ३ × १०^–३ (ओबडधोबड पृष्ठाकरिता आणि तीव्र संनयन असलेल्या क्षेत्रावर)

ι_λ, ι_Φ, H, E हे धन असतील, तर स्थानांतरण भूपृष्ठाकडून वातावरण आणि ऋण असतील तर स्थानांतरण वातावरणाकडून भूपृष्ठ याप्रमाणे असेल.

वातावरणाच्या सर्वांत खालच्या थरात तापमान, आर्द्रता, वारा, संक्षोभ, दव, औष्णिक संतुलन आणि बाष्पीभवन यांमध्ये होणारे सूक्ष्म व तीव्र बदल तसेच जमिनीचा पातळ थर व त्यातील मातीची विविधता आणि मातीची विविध बाष्पक्षमता व त्यांत होणारे बदल यांमुळे असंख्य प्रकारचे जलवायुमान (दीर्घकालीन सरासरी हवामान) निर्माण होते. त्यामुळे भूपृष्ठास लागून असलेल्या पातळ थरांत वनस्पती व प्राणी यांच्या असंख्य जाती एकत्र राहू शकतात आणि त्यांच्या एकमेकांशी परस्परक्रिया होऊ शकतात.

सूक्ष्मवातावरणविज्ञानाचे उपयोग : शेती : सूक्ष्मवातावरणविज्ञानाचा शेतीस फार उपयोग होतो. भूपृष्ठाच्या वर ४ मी. उंचीपावेतो आणि भूपृष्ठाखाली ०·३ मी. खोलीपर्यंत तापमान व आर्द्रता यांची निरीक्षणे घेऊन आणि त्यांचा सखोल अभ्यास करून निरनिराळ्या पिकांस त्यांच्या निरनिराळ्या अवस्थांमध्ये आवश्यक असलेल्या हवामानांची माहिती करून घेतली जाते. ह्या माहितीद्वारे देशाच्या व राज्यांच्या निरनिराळ्या भागांत कोणत्या पिकांची लागवड करणे श्रेयस्कर आहे, हे ठरविता येते आणि त्याप्रमाणे काम करता येते. अशा प्रकारे सूक्ष्मवातावरणविज्ञानाच्या माहितीचा उपयोग करून पिके जास्तीत जास्त फायदेशीर रीतीने काढता येऊ शकतात.

सोसाट्याचा वारा किंवा जोराचा पाऊस यामुळे जमिनीची धूप होते. जमिनीचा वरचा सुपीक थर धुवून गेला म्हणजे त्या जमिनीत पिके नीट येत नाहीत. एक तर ही धूप थांबविली पाहिजे, नाही तर जेथे जमिनीची धूप होत नाही अशा भागांत पिकांची पेरणी केली पाहिजे. वाऱ्यामुळे होणारी जमिनीची धूप कमी करण्यासाठी योग्य ठिकाणी विशिष्ट प्रकारची झाडे लावून वाऱ्याचा वेग बराच कमी केला जातो. ज्या तीव्रतेच्या पावसामुळे जमिनीची धूप होते, ती तीव्रता कोणकोणत्या भागात नाही हे पावसासंबंधीच्या माहितीवरून ठरविले जाते. अशा भागांत पिकांची लागवड केली जाते.

धुराचे अपचयन : हिवाळ्यात काही दिवशी तीव्र पर्यसन निर्माण होऊन वातावरणाच्या खालच्या ६०० मी. जाडीच्या थरात धूर विस्तृतपणे पसरतो. अशा परिस्थितीत शहरातील हालचाल पूर्णपणे बंद होते. धुराचे समाधानकारक अपचयन करणे अद्याप तरी शक्य झालेले नाही परंतु सूक्ष्मवातावरणविज्ञानाचा उपयोग धुराचा उपद्रव कमी करण्याकडे होतो. धुराचे नियंत्रण पुढील उपायांनी करता येते : (१) कारखान्याच्या धुराड्यांची उंची वाढविणे. जास्त उंचीवर वाऱ्याची गती जास्त असल्यामुळे धुराचे अपचयन लवकर होते. (२) धुराड्यांबाहेर पडणाऱ्या वायूंचे तापमान योग्य प्रमाणात वाढविणे. त्यामुळे वायू जास्त उंचीवर जाऊन पसरतील आणि काही प्रमाणात धुराचे अपचयन होईल. (३) तीव्र पर्यसन निर्माण होईल असा अंदाज मिळाल्याबरोबर कारखान्यांच्या धूरनिर्मितीवर नियंत्रण आणणे तसेच कारखान्यांना योग्य वेळी सूचना देणे आवश्यक असते.

पवनचक्की, शहर आणि आरोग्यभुवन यांचे आयोजन : निरनिराळ्या क्षेत्रांवरील वाऱ्याची दिशा व गती आणि त्यांत कालानुसार होणारे बदल, वाऱ्यापासून प्राप्त होणारी ऊर्जा यांचा अभ्यास करून पवनचक्क्यांसाठी योग्य ठिकाणे निवडता येतात.

वारा, तापमान आणि पाऊस यासंबंधी माहितीचा उपयोग शहर वसविण्याकरिता जागेची निवड करण्यासाठी केला जातो. जागेच्या कोणत्या भागात कारखाने व कोणत्या भागात घरे बांधावयाची हे वाऱ्याच्या माहितीवरून ठरविले जाते.

सूर्यप्रकाश, प्रारण, तापमान, वारा, पाऊस आणि ह्यांत ऋतुनुसार होणारे बदल ह्या सर्व माहितीचा उपयोग थंड आणि उत्तम हवेच्या व आरोग्यभुवनाच्या ठिकाणाची निवड करण्यासाठी केला जातो.

धुक्याचे पूर्वानुमान : वारा, हवेचे कोरडे-ओले तापमान यांसंबंधीची स्थानीय परिस्थिती व त्यांत होणारे बदल यांचा सखोल अभ्यास करून धुक्याचे पूर्वानुान करता येते.

उष्णता बेटाचा अभ्यास : शहरातील कारखान्यांची जेव्हा बरीच वाढ होते तेव्हा शहराचे रूपांतर एका उष्णता बेटात होते. शहराच्या आसपास तापमान विशेषत: रात्री कमी असते. शहरातील वाऱ्याच्या गतीपेक्षा शहराच्या बाहेरील वाऱ्याची गती जास्त असते. अशा उष्णता बेटाच्या अभ्यासाकरिता वेधशाळांचे सूक्ष्म जाळे स्थापन करणे अत्यावश्यक असते.

रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह उड्डाण : जमिनीवरून सोडण्यात येणाऱ्या रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह यांच्यावर सर्वांत जास्त परिणाम वातावरणाच्या सर्वांत खालच्या थराचा होतो. ह्या थरातील वारा, तापमान व हवामान यांच्या कालानुसार होणाऱ्या बदलांचा विचार करून रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह आधी ठरविलेल्या वेळेवर सोडावा किंवा नाही हे ठरविण्यात येते. रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह सोडण्याचे ठरविल्यास वातावरणातील वारा व तापमान यांच्या होणाऱ्या एकंदर परिणामांचा विचार करून त्यांच्या दिक्‌स्थितीत योग्य तो बदल केला जातो. त्यामुळे रॉकेट व कृत्रिम उपग्रह आधी ठरविलेल्या मार्गानेच अवकाशात जातात.

वायुयुद्ध : लढाईमध्ये वातावरणातील सर्वांत खालच्या थरात अनुकूल परिस्थिती असताना (म्हणजे पर्यसनाच्या वेळी) विषारी धुराचे बाँब खाली टाकून विषारी धूर सर्वत्र पसरविला जातो. पर्यसन फार तीव्र असेल, तर विषारी धूर जमिनीवर बराच वेळ टिकून राहतो आणि त्यामुळे बरीच प्राणहानी होते.

पहा : औद्योगिक वातावरणविज्ञान; कृषि वातावरणविज्ञान; जीवजलवायुविज्ञान; वातावरणविज्ञान; वातावरणविज्ञानीय उपकरणे; सूक्ष्मजलवायुविज्ञान; हवामानाचे रूपांतरण.

संदर्भ : 1. Arya, S. P. Introduction to Micrometeorology, New York, 1988.

2. Munn, R. E. Descriptive Micrometeorology, New York, 1966.

3. Roll, H. U. Physics of the Marine Atmosphere, New York, 1965.

4. Rosenberg, N. J.; Blad, B. L.; Verma, S. B. Microclimate : The Biological Environment, New York, 1953.

5. Stull, R. B. An Introduction to Boundary Layer Meteorology, London, 1989.

6. Sutton, O. G. Micrometeorology, New York, 1953.

मुळे, दि. आ.