आपली पृथ्वी ही वातावरण नावाच्या विशाल हवेच्या आवरणाने वेढलेली आहे. या पृथ्वीवरील सर्व सजीव आपल्या अस्तित्वासाठी वातावरणावर अवलंबून आहेत. ते आपल्याला श्वासासाठी लागणारी हवा पुरवते आणि सूर्याच्या किरणांच्या हानिकारक प्रभावापासून आपले रक्षण करते. संरक्षणाच्या या आवरणाशिवाय, दिवसा सूर्याच्या उष्णतेने आपण भाजून गेले असतो आणि रात्री गोठून गेले असतो. म्हणूनच हे हवेचे प्रमाण पृथ्वीवरील तापमान राहण्यायोग्य बनवते.

तुम्हाला माहिती आहे का?
वातावरणात सोडलेला कार्बन डायऑक्साइड पृथ्वीवरून उत्सर्जित होणारी उष्णता अडकवून हरितगृह परिणाम निर्माण करतो. म्हणूनच त्याला हरितगृह वायू म्हणतात आणि त्याशिवाय पृथ्वी राहण्यासाठी खूपच थंड झाली असती. तथापि, कारखान्यांच्या धुराळ्यामुळे किंवा वाहनांच्या धुरामुळे वातावरणात त्याची पातळी वाढली की, राहिलेली उष्णता पृथ्वीचे तापमान वाढवते. याला जागतिक तापमानवाढ म्हणतात. तापमानातील या वाढीमुळे जगातील सर्वात थंड भागातील बर्फ वितळतो. परिणामी समुद्राची पातळी वाढते, ज्यामुळे किनारी भागात पूर येतो. एखाद्या ठिकाणच्या हवामानात दीर्घकाळात काही वनस्पती आणि प्राण्यांच्या नाशासह नाट्यमय बदल होऊ शकतात.

वातावरणाची रचना

तुम्हाला माहिती आहे का की आपण श्वास घेताना घेत असलेली हवा खरेतर अनेक वायूंचे मिश्रण आहे? नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन हे दोन वायू आहेत जे बहुतांश

आकृती ४.१: हवेतील घटक

वातावरण बनवतात. कार्बन डायऑक्साइड, हेलियम, ओझोन, आर्गॉन आणि हायड्रोजन कमी प्रमाणात आढळतात. या वायूंशिवाय, हवेत लहान धुळीचे कण देखील असतात. वृत्तलेख तुम्हाला हवेतील विविध घटकांची टक्केवारी देतो (आकृती ४.१). हवेतील सर्वात मुबलक वायू नायट्रोजन आहे. आपण श्वास घेताना, आपण आपल्या फुफ्फुसात काही प्रमाणात नायट्रोजन घेतो आणि तो उच्छ्वासात बाहेर टाकतो. पण वनस्पतींना त्यांच्या अस्तित्वासाठी नायट्रोजनची आवश्यकता असते. ते थेट हवेतून नायट्रोजन घेऊ शकत नाहीत. मातीत आणि काही वनस्पतींच्या मुळांमध्ये राहणारे जीवाणू हवेतून नायट्रोजन घेतात आणि त्याचे रूप बदलतात जेणेकरून वनस्पती त्याचा वापर करू शकतील.

ऑक्सिजन हा हवेतील दुसरा सर्वात मुबलक वायू आहे. मानव आणि प्राणी श्वास घेताना हवेतून ऑक्सिजन घेतात. हरित वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान ऑक्सिजन तयार करतात. अशा प्रकारे हवेतील ऑक्सिजनचे प्रमाण स्थिर राहते. जर आपण झाडे तोडली तर हा संतुलन बिघडतो.

कार्बन डायऑक्साइड हा आणखी एक महत्त्वाचा वायू आहे. हरित वनस्पती आपले अन्न तयार करण्यासाठी कार्बन डायऑक्साइड वापरतात आणि ऑक्सिजन सोडतात. मानव किंवा प्राणी कार्बन डायऑक्साइड सोडतात. मानव किंवा प्राण्यांद्वारे सोडलेल्या कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वनस्पतींद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या प्रमाणाइतकेच असल्याचे दिसते ज्यामुळे परिपूर्ण संतुलन निर्माण होते. तथापि, इंधने जसे की कोळसा आणि तेल जाळल्याने हे संतुलन बिघडते. ते दरवर्षी वातावरणात अब्जावधी टन कार्बन डायऑक्साइड टाकतात. परिणामी, वाढलेले कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण पृथ्वीचे हवामान आणि जलवायूमान प्रभावित करत आहे.

तुम्हाला माहिती आहे का?
जेव्हा हवा गरम होते, तेव्हा ती फुगते, हलकी होते आणि वर जाते. थंड हवा घनतेने दाट आणि जड असते. म्हणूनच ती खाली बसण्याची प्रवृत्ती असते. जेव्हा गरम हवा वर येते, तेव्हा आसपासच्या भागातील थंड हवा तेथील रिकामी जागा भरण्यासाठी धावत येते. अशाप्रकारे हवेचे संचारण होते.

शीर्ष शास्त्रज्ञ तापमानवाढीसाठी मार्ग ऑफर करतात

नोबेल पारितोषिक विजेत्याचा ‘सुटण्याचा मार्ग’: एक्सोस्फियरची रासायनिक रचना बदला

वातावरणाची रचना

आपले वातावरण पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून सुरू होणाऱ्या पाच स्तरांमध्ये विभागले गेले आहे. हे आहेत ट्रोपोस्फियर, स्ट्रॅटोस्फियर, मेसोस्फियर, थर्मोस्फियर आणि एक्सोस्फियर (आकृती ४.२).

ट्रोपोस्फियर: हा स्तर वातावरणाचा सर्वात महत्त्वाचा स्तर आहे. त्याची सरासरी उंची $13 \mathrm{~km}$ आहे. आपण श्वासासाठी घेत असलेली हवा येथे अस्तित्वात आहे. पाऊस, धुके आणि गारपीट यासारखी जवळजवळ सर्व हवामानाची घटना या स्तरात घडतात.

आकृती ४.२: वातावरणाचे स्तर

स्ट्रॅटोस्फियर: ट्रोपोस्फियरच्या वर स्ट्रॅटोस्फियर आहे. ते $50 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत पसरलेले आहे. हा स्तर जवळजवळ ढग आणि संबंधित हवामान घटनांपासून मुक्त आहे, ज्यामुळे विमाने उडवण्यासाठी परिस्थिती सर्वात आदर्श बनते. स्ट्रॅटोस्फियरचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात ओझोन वायूचा एक स्तर असतो. आपण नुकतेच शिकलो की ते सूर्याच्या किरणांच्या हानिकारक प्रभावापासून आपले रक्षण कसे करते.

मेसोस्फियर: हा वातावरणाचा तिसरा स्तर आहे. तो स्ट्रॅटोस्फियरच्या वर आहे. ते $80 \mathrm{~km}$ उंचीपर्यंत पसरलेले आहे. अवकाशातून प्रवेश करताना उल्का या स्तरात जळून जातात.

थर्मोस्फियर: थर्मोस्फियरमध्ये उंची वाढल्यामुळे तापमान अतिशय वेगाने वाढते. आयनोस्फियर हा या स्तराचा एक भाग आहे. ते ८०-४०० किमी दरम्यान पसरलेले आहे. हा स्तर रेडिओ प्रसारणात मदत करतो. खरेतर, पृथ्वीवरून प्रसारित केलेल्या रेडिओ लहरी या स्तराद्वारे पृथ्वीवर परत परावर्तित होतात.

एक्सोस्फियर: वातावरणाचा सर्वात वरचा स्तर एक्सोस्फियर म्हणून ओळखला जातो. या स्तरात हवा खूप पातळ असते. हेलियम आणि हायड्रोजन सारखे हलके वायू येथून अवकाशात तरंगतात.

हवामान आणि जलवायूमान

“आज पाऊस पडेल का?” “आज उज्ज्वल आणि सूर्यप्रकाशीय दिवस असेल का?” चिंतेने ग्रासलेल्या क्रिकेट चाहत्यांकडून वन डे सामन्याचे नशीब अंदाज लावताना आपण हे किती वेळा ऐकले आहे? जर आपण आपल्या शरीराला रेडिओ आणि मन त्याचा स्पीकर मानले तर हवामान हे असे काहीतरी आहे जे त्याच्या नियंत्रण घुंडीवर खेळते. हवामान ही वातावरणाची तासातून-तास, दिवसेंदिवसची स्थिती आहे. गरम किंवा दमट हवामानामुळे एखाद्याला चिडचिड होऊ शकते. एक आनंददायी, वारा असलेले हवामान एखाद्याला आनंदी बनवू शकते आणि अगदी बाहेर जाण्याची योजना देखील बनवू शकते. हवामान दिवसेंदिवस नाट्यमयरित्या बदलू शकते. तथापि, एखाद्या ठिकाणच्या दीर्घ कालावधीसाठीचे सरासरी हवामानाचे परिस्थिती त्या ठिकाणचे जलवायूमान दर्शवते. आता तुम्हाला समजले का की आपल्याकडे दररोज हवामान अंदाज का असतात.

चला करूया
दहा दिवसांसाठी स्थानिक वृत्तपत्रातील हवामान अहवाल लक्षात घ्या आणि हवामानात होणारे बदल निरीक्षण करा.

तुम्हाला माहिती आहे का?
पृथ्वीला सूर्याच्या ऊर्जेचा फक्त $2,000,000,000$ भाग मिळतो हे जाणून तुम्हाला आश्चर्य वाटेल.

तापमान

तुम्हाला दररोज जाणवणारे तापमान हे वातावरणाचे तापमान असते. हवेच्या उष्णतेच्या आणि थंडपणाच्या प्रमाणाला तापमान म्हणतात.

वातावरणाचे तापमान केवळ दिवसा आणि रात्री दरम्यानच नाही तर ऋतूनुसार देखील बदलते. उन्हाळे हिवाळ्यापेक्षा जास्त गरम असतात.

तापमानाच्या वितरणावर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे सूर्यप्रकाशण. सूर्यप्रकाशण म्हणजे पृथ्वीद्वारे अडवली जाणारी आगमनशील सौर ऊर्जा.

सूर्यप्रकाशणाचे प्रमाण विषुववृत्तापासून ध्रुवांकडे कमी होते. म्हणून,

आकृती ४.३: हवामान साधने

तुम्हाला माहिती आहे का
तापमान मोजण्याचे प्रमाणित एकक अंश सेल्सिअस आहे. ते अँडर्स सेल्सिअस यांनी शोधले होते. सेल्सिअस स्केलवर पाणी $0^{\circ} \mathrm{C}$ वर गोठते आणि $100^{\circ} \mathrm{C}$ वर उकळते.

तापमान त्याच प्रकारे कमी होते. आता तुम्हाला समजले का की ध्रुव बर्फाने झाकलेले आहेत? जर पृथ्वीचे तापमान खूप वाढले तर काही पिकांसाठी वाढण्यासाठी ते खूप गरम होईल. शहरांमधील तापमान गावांपेक्षा खूप जास्त असते. इमारतींमधील काँक्रीट आणि धातू आणि रस्त्यांचा डांबरी दिवसा गरम होतात. ही उष्णता रात्री सोडली जाते.

तसेच, शहरांची गर्दीची उंच इमारती उबदार हवा अडकवतात आणि अशा प्रकारे शहरांचे तापमान वाढवतात.

हवेचा दाब

तुमच्यावरची हवा आपल्या शरीरावर प्रचंड शक्तीने दाब करते हे जाणून तुम्हाला आश्चर्य वाटेल. तथापि, आपल्याला ते जाणवतसुद्धा नाही. याचे कारण असे की हवा सर्व दिशांनी आपल्यावर दाब करते आणि आपले शरीर त्याविरुद्ध दाब निर्माण करते.

हवेचा दाब म्हणजे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर हवेच्या वजनाने तयार होणारा दाब. जसजसे आपण वातावरणाच्या स्तरांवर जातो, तसतसा दाब झपाट्याने कमी होतो. समुद्रसपाटीवर हवेचा दाब सर्वात जास्त असतो आणि उंचीबरोबर कमी होतो. क्षैतिजरित्या हवेच्या दाबाचे वितरण दिलेल्या ठिकाणी हवेच्या तापमानावर प्रभावित होते. ज्या भागात तापमान जास्त असते तेथे हवा गरम होते आणि वर येते. यामुळे कमी दाबाचे क्षेत्र निर्माण होते. कमी दाबाचा संबंध ढगाळ आकाश आणि ओल्या हवामानाशी असतो.

कमी तापमान असलेल्या भागात हवा थंड असते. म्हणून ती जड असते. जड हवा खाली बसते आणि उच्च दाबाचे क्षेत्र निर्माण करते. उच्च दाबाचा संबंध स्वच्छ आणि सूर्यप्रकाशीय आकाशाशी असतो.

हवा नेहमी उच्च दाबाच्या भागातून कमी दाबाच्या भागाकडे वाहते.

तुम्हाला माहिती आहे का?
चंद्रावर हवा नाही आणि म्हणून हवेचा दाब नाही.
जेव्हा ते चंद्रावर जातात तेव्हा अंतराळयात्र्यांना हवेने भरलेले विशेष संरक्षणात्मक अंतराळ सूट घालावे लागतात. जर त्यांनी हे अंतराळ सूट घातले नसते तर अंतराळयात्र्यांच्या शरीराद्वारे निर्माण होणारा प्रतिदाब रक्तवाहिन्या फुटविला असता. अंतराळयात्र्यांना रक्तस्त्राव झाला असता.

वारा

उच्च दाबाच्या भागातून कमी दाबाच्या भागाकडे हवेच्या हालचालीला वारा म्हणतात. वारा कोरडी पाने फरसबंदीवरून उडवतो किंवा वादळात झाडे उपटून टाकतो तेव्हा तुम्ही त्याला काम करताना पाहू शकता. कधीकधी जेव्हा वारा हळूवारपणे वाहतो तेव्हा तुम्ही त्याला धूर किंवा बारीक धूळ उडवताना पाहू शकता. कधीकधी वारा इतका जोरदार असू शकतो की त्याच्या विरुद्ध चालणे कठीण होते. वाऱ्याच्या दिवशी छत्री धरणे सोपे नसते हे तुम्हाला अनुभवलेच असेल. इतर काही उदाहरणांचा विचार करा जेव्हा जोरदार वाऱ्यांनी तुमच्यासाठी समस्या निर्माण केल्या आहेत. वाऱ्यांचे मोठ्या प्रमाणात तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते.

तुम्हाला माहिती आहे का?
वारा ज्या दिशेने वाहतो त्याच्या नावावरून त्याचे नाव ठेवले जाते, उदा. पश्चिमेकडून वाहणाऱ्या वाऱ्याला पश्चिमेकडचा वारा म्हणतात.

१. स्थायी वारे - व्यापारी वारे, पश्चिमेकडचे वारे आणि पूर्वेकडचे वारे हे स्थायी वारे आहेत. हे वर्षभर विशिष्ट दिशेने सतत वाहतात. २. ऋतूंनुसार बदलणारे वारे - हे वारे वेगवेगळ्या ऋतूंमध्ये त्यांची दिशा बदलतात. उदाहरणार्थ भारतातील मोसमी वारे. ३. स्थानिक वारे - हे केवळ एका विशिष्ट कालावधीत दिवसा किंवा वर्षात एका लहान भागात वाहतात. उदाहरणार्थ, जमिनीवरील आणि समुद्राच्या किनाऱ्यावरील वारे. भारताच्या उत्तरेकडील मैदानी भागातील गरम आणि कोरड्या स्थानिक वाऱ्याची तुम्हाला आठवण आहे का? त्याला लू म्हणतात.

आकृती ४.४: प्रमुख दाब पट्टे आणि वारा प्रणाली

चक्रीवादळ - निसर्गाचा रोष
भारताच्या पूर्वेकडील समुद्रकिनाऱ्यावर स्थित ओडिशा बंगालच्या उपसागरात उगम पावणाऱ्या चक्रीवादळांसाठी संवेदनशील आहे. १७-१८ ऑक्टोबर १९९९ रोजी, चक्रीवादळाने राज्याच्या पाच जिल्ह्यांना धडक दिली. २९ ऑक्टोबर १९९९ रोजी आणखी एक सुपरचक्रीवादळ झाले, ज्याने राज्याचा मोठा भाग उद्ध्वस्त केला. झालेले नुकसान प्रामुख्याने तीन घटकांमुळे झाले: वाऱ्याचा वेग, पाऊस आणि भरतीचा लाटा. वेग
चक्रीवादळामुळे झालेला नाश

$260 \mathrm{~km}$. प्रति तास हा वेग ३६ तासांपेक्षा जास्त काळ टिकला. या उच्च वेगाच्या वाऱ्यांनी झाडे उपटली आणि कच्च्या घरांचे नुकसान केले. अनेक औद्योगिक शेड आणि इतर घरांचे छप्पर देखील उडून गेले. वीजपुरवठा आणि दूरसंचार लाइन पूर्णपणे तुटल्या. चक्रीवादळाच्या प्रभावाखाली तीन दिवस सतत जोरदार पाऊस पडला. या पावसामुळे ओडिशाच्या मुख्य नद्यांमध्ये पूर आला. चक्रीवादळी वाऱ्यांमुळे भरतीच्या लाटा निर्माण झाल्या ज्यांनी $20 \mathrm{~km}$. अंतर्देशीय ओघळले आणि किनारी भागात प्रचंड नाश केला. ७ ते $10 \mathrm{~m}$ उंचीच्या भरतीच्या लाटा अचानक आत शिरल्या आणि उभ्या असलेल्या भाताच्या पिकांना प्रचंड नुकसान केले.

चक्रीवादळ २५ ऑक्टोबर १९९९ रोजी पोर्ट ब्लेअरच्या पूर्वेस, थायलंडच्या आखातात, “निम्नदाब” म्हणून उद्भवले आणि हळूहळू वायव्य दिशेने सरकले. ते सुपरचक्रीवादळात तीव्र झाले आणि २९ ऑक्टोबर रोजी सकाळी १०.३० वाजता ओडिशातील एरासामा आणि बालिकुडा यांच्यातील भागात आदळले.

सुपरचक्रीवादळाने भुवनेश्वर आणि कटक या शहरांसह ओडिशाचा संपूर्ण किनारा आणि २८ किनारी शहरे झाडून टाकली. सुमारे १.३ कोटी लोक प्रभावित झाले. मोठ्या प्रमाणात पशुधन मारले गेले. भात, भाज्या आणि फळांची उभी पिके जोरदार नुकसान झाली. भरतीच्या लाटांमुळे झालेल्या खारटपणामुळे, कृषी जमिनीचे मोठे तुकडे नापीक झाले आहेत. साल, सागवान आणि बांबूच्या लागवडीचे मोठे तुकडे नाहीसे झाले आहेत. परादीप आणि कोणार्क यांच्यातील मॅंग्रोव्ह जंगले नाहीशी झाली आहेत.

आर्द्रता

जेव्हा पाणी जमिनीवरून आणि विविध जलाशयांवरून बाष्पीभवन होते, तेव्हा ते पाण्याची वाफ बनते. कोणत्याही वेळी हवेतील आर्द्रतेला आर्द्रता म्हणतात. जेव्हा हवा पाण्याच्या वाफेने भरलेली असते तेव्हा आपण त्याला दमट दिवस म्हणतो. हवा जसजशी उबदार होते, तसतशी पाण्याची वाफ धरण्याची क्षमता वाढते आणि म्हणून ती अधिकाधिक दमट होते. दमट दिवशी, कपड्यांना कोरडे होण्यास जास्त वेळ लागतो आणि आपल्या शरीरातून घाम सहज बाष्पीभवन होत नाही, ज्यामुळे आपल्याला खूप अस्वस्थ वाटते.

जेव्हा पाण्याची वाफ वर येते, तेव्हा ती थंड होऊ लागते. पाण्याची वाफ घनरूप होते ज्यामुळे पाण्याच्या थेंबांची निर्मिती होते. ढग हे अशा पाण्याच्या थेंबांचे जमाव आहेत. जेव्हा पाण्याचे हे थेंब हवेत तरंगण्यासाठी खूप जड होतात, तेव्हा ते पर्जन्य म्हणून खाली येतात.

आकाशात उडणारी जेट विमाने त्यांच्या मागे एक पांढरा माग सोडतात. त्यांच्या इंजिनमधील आर्द्रता घनरूप होते. जेव्हा ती गोंधळून जाण्यासाठी हवेची हालचाल नसते तेव्हा आपण काही काळासाठी या घनरूप आर्द्रतेचे माग पाहतो.

द्रव स्वरूपात पृथ्वीवर येणाऱ्या पर्जन्याला पाऊस म्हणतात. बहुतांश भूजल पावसाच्या पाण्यातून येते. वनस्पती पाणी जतन करण्यास मदत करतात. जेव्हा डोंगराच्या बाजूंवरील झाडे तोडली जातात, तेव्हा पावसाचे पाणी कोरड्या डोंगरांवरून वाहते आणि कमी उंचीच्या भागात पूर आणू शकते. यंत्रणेच्या आधारे, तीन प्रकारचे पर्जन्य आहेत: संवहनी पर्जन्य, पर्वतीय पर्जन्य आणि चक्रीवादळी पर्जन्य (आकृती ४.५).

पर्जन्य वनस्पती आणि प्राण्यांच्या अस्तित्वासाठी खूप महत्त्वाचे आहे. ते पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर गोडे पाणी आणते. पर्जन्य कमी झाला तर - पाण्याची टंचाई आणि दुष्काळ येतो. दुसरीकडे जर ते जास्त असेल तर पूर येतात.

चक्रीवादळी पर्जन्य

परिस्थितीजन्य (पर्वतीय) पर्जन्य

संवहनी पर्जन्य

आकृती ४.५: पर्जन्याचे प्रकार

तुम्हाला माहिती आहे का?
पर्जन्याचे इतर प्रकार म्हणजे बर्फ, गारपीट, गारा.

व्यायाम

१. खालील प्रश्नांची उत्तरे द्या.

(i) वातावरण म्हणजे काय?

(ii) कोणते दोन वायू बहुतांश वातावरण बनवतात?

(iii) वातावरणात कोणता वायू हरितगृह परिणाम निर्माण करतो?

(iv) हवामान म्हणजे काय?

(v) तीन प्रकारच्या पर्जन्याची नावे सांगा?

(vi) हवेचा दाब म्हणजे काय?

२. योग्य उत्तरावर टिक करा.

(i) खालीलपैकी कोणता वायू आपल्याला हानिकारक सूर्यकिरणांपासून संरक्षण करतो?

(अ) कार्बन डायऑक्साइड

(ब) नायट्रोजन

(क) ओझोन

(ii) वातावरणाचा सर्वात महत्त्वाचा स्तर आहे

(अ) ट्रोपोस्फियर

(ब) थर्मोस्फियर

(क) मेसोस्फियर

(iii) वातावरणाचा खालीलपैकी कोणता स्तर ढगांपासून मुक्त आहे?

(अ) ट्रोपोस्फियर

(ब) स्ट्रॅटोस्फियर