वातावरणीय अक्रमी प्रक्रिया : ज्या प्रक्रियेमध्ये एखाद्या प्रणालीतील उष्णता बाहेर जात नाही, तसेच बाहेरील उष्णता तिच्यात येत नाही अशा प्रक्रियेला अक्रमी प्रक्रिया असे संबोधिले जाते. जी प्रक्रिया अक्रमी नाही तिला अनाक्रमी प्रक्रिया असे म्हणतात. एखाद्या आदर्श वायूचे एकदम प्रसरण झाले, तर बाहेरची उष्णता आत येत नाही किंवा आतील उष्णता बाहेर जात नाही व ही प्रक्रिया अक्रमी समजली जाते. कोरडी हवा आणि बाष्प यांना आदर्श वायूचे नियम पुरेशा अचूकपणे लागू होतात.

पृथ्वीभोवतालचे वातावरण परिवर्तनशील आहे म्हणजे त्याच्यात विविध प्रक्रियांद्वारे सातत्याने बदल घडून येत असतात. असे बदल होताना हवा व सभोवतालचा परिसर यांच्यात उष्णतेची देवाणघेवाण वा विनिमय न झाल्यास त्या प्रक्रियांना ‘वातावरणीय अक्रमी प्रक्रिया’ असे म्हणतात.

वातावरणात विविध आविष्कार घडतात. त्यांमध्ये हवेचा मोठ्या आकारमानाचा भाग (वातावरणाचा अंश) प्रभावित होतो. हवेच्या निकटवर्ती थरांच्या तापमानांत विशेष फरक नसतात. त्यामुळे विविध वातावरणीय प्रक्रियांमध्ये हवेला बाहेरून उष्णता मिळत नाही वा हवेतील उष्णता बाहेर पडत नाही, असे गृहीत धरल्यास ते चुकीचे ठरत नाही. शिवाय बहुतेक वातावरणीय आविष्कार अल्पकालीन असतात म्हणजे ते काही तासांतच घडतात. यामुळे बहुसंख्य वातावरणीय प्रक्रिया अक्रमी असतात व त्यांत भाग घेणाऱ्या हवेचा बाहेरच्या हवेशी उष्णता-विनिमय होत नाही, या कल्पनेला पृष्टी मिळते.

क्षोभावरणाच्या खालच्या भागात हवेचा दाब ऊर्ध्व (उभ्या) दिशेत जेवढा बदलतो (दर किमी.ला १०० हेक्टोपास्काल) त्यामानाने एखाद्या क्षैतिज पातळीत त्याच्यात याच्या एक हजारांश (दर किमी.ला ०.१ हेक्टोपास्काल) इतकाच बदल होतो. यामुळे हवेचा एखादा भाग क्षैतिज दिशेत हलल्यास तिच्या दाबात फारच अल्प बदल होतात. याउलट ऊर्ध्व दिशेतील गतीमुळे हवेच्या दाबात मोठे बदल होतात. परिणामी हवेचा एखादा भाग वर अथवा खाली सरकतो तेव्हा त्याचे मोठ्या प्रमाणावर प्रसरण (अथवा आकुंचन) होते. यामुळे त्याच्या तापमानातही मोठे बदल होतात. हवेचा भाग जर अतिशय वेगाने वर गेला, तर तो सभोवतालच्या वातावरणात मिसळणार नाही, तसेच त्याच्यातील उष्णता सभोवतालच्या वातावरणात मिसळणार नाही व सभोवतालच्या वातावरणातून त्याच्यात उष्णता येणार नाही. थोडक्यात, हवेच्या या भागात होणारा हा बदल अक्रमी स्वरूपाचा असेल म्हणून वातावरणाच्या लहान क्षेत्रात होणाऱ्या वातावरणीय आविष्कारांत (उदा., वावटळ, जोराची पर्जन्यवृष्टी) प्रक्रिया अक्रमी असतात.

काही विशिष्ट परिस्थितींत भूपृष्ठालगतची कोरडी वा असंपृक्त (वाफेने काही प्रमाणात भरलेली) हवा अक्रमी रीतीने वर उचलली गेल्यास तेथील वातावरणीय दाब कमी असल्याने ती प्रसरण पावते व तिचे तापमान दर किमी.ला १० से. या त्वरेने कमी (तापमान ऱ्हास) होते. याच प्रकारे अधिक उंचीवरची हवा खाली आणली गेली, तर तिचं संपीडन होते (ती दाबली जाते) आणि सभोवतालच्या परिसराशी तिचा उष्णता-विनिमय झाला नाही, तर खाली येताना तिचे तापमान १० से./किमी. या त्वरेने वाढते. अशा प्रक्रियांमध्ये हवेमधील जलांशाचे संद्रवण (पाण्यात रूपांतर) किंवा बाष्पीभवन होत नाही, असे गृहीत धरलेले असते.

भरपूर जलांश असलेली हवा अक्रमी रीत्या वर गेल्यास संपृक्तावस्था (वाफेने पूर्णपणे भरली जाण्याची अवस्था) प्राप्त होईपर्यंत ती जवळजवळ कोरड्या हवेचेच नियम पाळते म्हणजे संपृक्त होईपर्यंत तिचे तापमान कोरड्या हवेच्या अक्रमी तापमान ऱ्हासानुसारच कमी होते. याचा अर्थ तिचा तापमान ऱ्हास १० से./किमी. इतका असतो. अशी वर जाणारी हवा कालांतराने जसजशी थंड होते, तसतशी तिची सापेक्ष आर्द्रता वाढत जाऊन अखेरीस ती संपृक्तावस्था गाठते. अशी संपृक्त हवा वर जातच राहिली, तर तिचे तापमान आणखी कमी होते व तिच्यातील वाफेचे संद्रवण होऊन ढग निर्माण होतात. अशा रीतीने तयार झालेले पाणी पावसाच्या किंवा हिमवृष्टीच्या रूपाने पृथ्वीपृष्ठावर येते. मात्र यांमध्ये संदवणाची सुप्त उष्णता मुक्त होते व ती लगतच्या हवेला मिळून तिचे तापमान वाढते. यामुळे संपृक्तावस्था प्राप्त झाल्यानंतर वर जाणाऱ्या हवेच्या तापमान ऱ्हासाची त्वरा कमी होते. अशा वेळी पुढील दोन पर्याय संभवतात : (१) संद्रवणाने बनलेले ढगाचे वा पावसाचे बिंदू व थेंब खाली न येता हवेबरोबरच अक्रमी प्रक्रियेने वर जात रहातील, हा एक पर्याय आहे. या प्रक्रियेला संपृक्त अक्रमी प्रक्रिया व तिच्यातील तापमान ऱ्हासाच्या त्वरेला संपृक्त अक्रमी तापमान ऱ्हास म्हणतात. हवेत बाष्पाचे प्रमाण बरेच असल्यास याचे मूल्य कोरड्या हवेच्या शुष्क अक्रमी तापमान ऱ्हासाच्या मूल्यापेक्षा बरचे कमी असते आणि बाष्पाचे प्रमाण बरेच कमी असल्यास याचे मूल्य शुष्क अक्रमी तापमान ऱ्हासाच्या मूल्याहून थोडेच कमी असते. शिवाय संपृक्त बाष्पाचे प्रमाण हे हवेचे तापमान व दाब यांच्यावर अवलंबून असल्याने संपृक्त अक्रमी तापमान ऱ्हासची हवेचे तापमान व दाब यांच्यावर अवलंबून असतो. (२) सर्व संद्रवित द्रव्य पृथ्वीपृष्ठावर पडेल, हा दुसरा पर्याय आहे. तथापि यामध्ये प्रक्रिया पूर्णपणे अक्रमी नसेल म्हणून तिला आभासी संपृक्त अक्रमी प्रक्रिया व तिच्यातील तापमान ऱ्हासाला आभासी संपृक्त अक्रमी तापमान ऱ्हास म्हणतात. या दोन पर्यायांतील तापमान ऱ्हासांच्या मूल्यांत फारच थोडा फरक असतो आणि प्रत्यक्ष वस्तुस्थिती या दोन पर्यायांमध्ये कोठे तरी असते.

हवेच्या तापमान ऱ्हासाच्या मूल्यावर क्षोभावरणातील वातावरणीय स्थैर्य अवलंबून असते. हवेचा विद्यमान (चालू घडीचा) तापमान ऱ्हास हा शुष्क अथवा संपृक्त अक्रमी तापमान ऱ्हासापेक्षा जास्त असला, तर हवा पूर्णपणे अस्थिर होते. कारण अशा स्थितीत अक्रमी प्रक्रियेने हवा जरा वर ढकलली गेली, तर तिचे जे तापमान असेल ते त्याच उंचीवरील आसपासच्या वातावरणाच्या तापमानापेक्षा जास्त राहील आणि ही हवा सापेक्षतया हलकी असेल. त्यामुळे ती वरच जात राहील आणि पूर्वीच्या (खालच्या) पातळीवर येणार नाही. तिच्यात ऊर्ध्व प्रवाहजन्य संनयनी मेघनिर्मिती होऊ शकते. त्यातूनच घूर्णवाती वादळे, गडगडाटी वादळे, चंडवात, तडिताघात, करकापात (गारांवा वर्षाव), जोराची पर्जन्यवृष्टी इ. आविष्कार घडू शकतात. याउलट हवेचा विद्यमान तापमान ऱ्हास हा शुष्क वा संपृक्त अक्रमी तापमान ऱ्हासापेक्षा कमी असल्यास स्थानिक वातावरणाला स्थैर्य प्राप्त होते. अशा हवेत धुके अथवा स्तरमेघ निर्माण होऊ शकतात पण इतर कोणतेही अन्य वातावरणीय आविष्कार तिच्यात निर्माण होत नाहीत.

पहा : वातावरणविज्ञान.

संदर्भ : 1. Byers, H. R. General Meteorology, New York, 1959.

           2. Hess, S. L. Introduction to Theoretical Meteorology, New York, 1959.

           3. Holton, J. R. An Introduction to Dynamic Meteorology, New York, 1979.

 

मुळे, दि. आ. चोरघडे, शं. ल.

Close Menu
Skip to content