સૂક્ષ્મ આબોહવા અને સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્ર (Micro-climate and Micro-climatology)

સૂક્ષ્મ આબોહવા અને સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્ર (Micro-climate and Micro-climatology) : સીમિત વિસ્તારની આબોહવા અને તેને સંલગ્ન કારણોનો વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ. કોઈ પણ પ્રદેશની આબોહવા એટલે વર્ષના જુદા જુદા સમયે તે પ્રદેશ પર પ્રવર્તતા હવામાનને લગતાં પરિમાણોનું સરેરાશ મૂલ્ય. આ પરિમાણોમાં દિવસ-રાત્રીનું તાપમાન, હવામાં ભેજનું રહેતું પ્રમાણ, પર્જન્ય (એટલે કે વરસાદનું પ્રમાણ) અને પવનોની દિશા અને ઝડપ જેવી બાબતોનો સમાવેશ થાય. આમ જો કોઈ વિસ્તારની આબોહવાની જાણકારી હોય તો વર્ષમાં કોઈ નિશ્ચિત સમયે તે વિસ્તારનું હવામાન (weather) કેવું હશે તેનો ખ્યાલ મેળવી શકાય છે. સામાન્ય રીતે લગભગ બસો કિલોમીટરના વ્યાપને આવરી લેતા મેદાની વિસ્તારોમાં આબોહવા સરખા જેવી હોય તો તેને તે વિસ્તારની વ્યાપક આબોહવા (regional climate) કહેવાય છે; પરંતુ કેટલાંક ભૌગોલિક તેમજ માનવસર્જિત કારણોસર ઘણા નાના સ્થાનિક વિસ્તારોમાંની આબોહવા નોંધપાત્ર રીતે અલગ તરી આવતી જણાય છે, જે આવા સીમિતમાંની ‘સૂક્ષ્મ આબોહવા’ તરીકે ઓળખાય છે. આ પ્રકારની ઘટના અને તેની પાછળનાં કારણોનો વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ ‘સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્ર’માં કરવામાં આવે છે. પર્વતાળ વિસ્તારોમાં આબોહવાનો પ્રકાર ઓછા વ્યાપના વિસ્તારને કારણે બદલાતો હોવાથી, પર્વતાળ વિસ્તારોના સંદર્ભમાં વ્યાપક તેમજ સૂક્ષ્મ આબોહવાની વ્યાખ્યા માટેના વ્યાપ મેદાની વિસ્તારોની તુલનામાં સારા એવા નાના લેવામાં આવે છે. મેદાની વિસ્તારો માટે આ પ્રકારના સીમિત વિસ્તારો, જે વિશિષ્ટ આબોહવા દર્શાવે, તેને માટે અંગ્રેજીમાં બે અલગ શબ્દો પ્રયોજાય છે; 10થી 20 કિલોમીટરથી માંડીને 1 કિલોમીટર વ્યાપ પરના વિસ્તાર માટે ‘Topoclimate’ અને 1 કિમીથી નાના વ્યાપના વિસ્તાર માટે ‘Microclimate’. ગુજરાતીમાં આપણે આ બંને માટે ‘સૂક્ષ્મ આબોહવા’ કહીશું. આ પ્રકારે નાના વ્યાપના વિસ્તારની આસપાસના વ્યાપક વિસ્તાર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ તરી આવતી ‘વિશિષ્ટ આબોહવા’ પાછળનાં વૈજ્ઞાનિક કારણો અંગેના શાસ્ત્રને ‘સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્ર’ કહેવાય.

Topoclimate સ્તરે (1થી 20 કિમીનો વ્યાપ) પ્રદેશની આબોહવાની વિશિષ્ટતા પાછળ ભૂસંરચના (માઉન્ટ આબુ જેવો અટૂલો પર્વત), વિસ્તારમાં રહેલ જળપ્રવાહ કે વિશાળ જળભંડાર તથા સીમિત વિસ્તારમાં અલગ પડી આવતા પ્રકારની જમીન જેવાં કુદરતી કારણ હોઈ શકે; કે પછી મોટી સિંચાઈ યોજનાનો વિસ્તાર, કૃત્રિમ વનીકરણ હેઠળ આવરી લેવાયેલ વિસ્તાર કે મોટા શહેરી વિસ્તાર જેવું માનવસર્જિત કારણ હોઈ શકે. કુદરતી કારણોસર વિશિષ્ટ આબોહવા ધરાવતા, 20 કિમી. જેવા વ્યાપના વિસ્તારના ઉદાહરણ તરીકે ગુજરાતની ઉત્તર સીમા પર રાજસ્થાનમાં આવેલ માઉન્ટ આબુ પર્વતના વિસ્તારો લઈ શકાય. આ પર્વતના દક્ષિણ-પશ્ચિમ ઢોળાવ બાજુ પર વર્ષાનું પ્રમાણ ઘણું વિશેષ છે અને તેના ઉત્તર તરફના ઢોળાવનો વિસ્તાર પ્રમાણમાં શુષ્ક છે. કારણ કે દક્ષિણ-પશ્ચિમ તરફથી આવતા ચોમાસુ પવનો પર્વત દ્વારા અવરોધાય છે. ઉપરાંત, તાપમાનની દૃષ્ટિએ પણ પર્વત પરનો સીમિત વિસ્તાર આસપાસના પ્રદેશથી તદ્દન અલગ પડી જાય છે, જેનું કારણ તેની ઊંચાઈ હોય છે. આવાં જ કારણોસર ગિરનાર પર્વતને કારણે સૌરાષ્ટ્રના વિવિધ વિસ્તારોમાં આબોહવાનું ઘણું વૈવિધ્ય સર્જાય છે. કચ્છના માંડવી વિસ્તારની આબોહવા પણ તેના સ્થાનને કારણે વિશિષ્ટ બની રહે છે.

ઉપરનાં ઉદાહરણોમાં વિશિષ્ટ ભૂરચનાને કારણે સર્જાતી અસરોને Topological effects કહેવામાં આવે છે. વિસ્તૃત વિસ્તારમાં આ રીતે અલગ તરી આવતા આબોહવાના વિસ્તારો પર્વતીય (orographic) કારણસર સર્જાય છે; જેમ કે, કોંકણપટ્ટીનો વિસ્તાર અને પશ્ચિમઘાટની બીજી તરફનો વિસ્તાર. આ પ્રકારની અસરો ઉપરાંત પ્રવાસ દરમિયાન કે વિશાળ જળભંડાર નજીકના વિસ્તારમાં તેમજ સવિશેષ વૃક્ષાચ્છાદન હોય તેવા સીમિત વિસ્તારમાં હવામાન, તાપમાન અને ભેજની દૃષ્ટિએ આસપાસના વ્યાપક વિસ્તાર-(region)માંના હવામાન કરતાં અલગ લાગે છે. આ પ્રકારનો સીમિત હવામાન વિસ્તાર સર્જવામાં જમીનના ખડકોનો પ્રકાર પણ ભાગ ભજવતો હોય છે. કેટલાક પ્રકારના ખડકો સૂર્યનાં વિકિરણોનું વધારે પ્રમાણમાં શોષણ કરે છે, તો કેટલાક ઓછા પ્રમાણમાં. ઉપરાંત, તેમની ઉષ્માવાહકતાનો તફાવત પણ સપાટીના તાપમાન પર અસર કરે છે. સૂર્યપ્રકાશનું વધુ પ્રમાણમાં શોષણ કરતા ખડકો રાત્રીના સમયે ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં વધુ પ્રબળ ઉત્સર્જન પણ કરે છે અને તેથી આવો વિસ્તાર ઝડપથી રાત્રે ઠંડો થાય છે. આવાં કારણોસર માટીના સ્તરો વચ્ચે જે વિસ્તારમાં પથરાળ ખડકો બહાર નીકળી આવેલ હોય (જેને ભૂસ્તરશાસ્ત્રમાં ‘outcrop’ કહેવાય) ત્યાં આસપાસના વિસ્તાર કરતાં રાત્રિ તેમજ દિવસનાં તાપમાનમાં તફાવત હોઈ શકે છે.

રણપ્રદેશોમાં કેટલાક સીમિત વ્યાપ(~ વીસત્રીસ કિમી. જેવા)ના વિસ્તારો નીચે જળભંડાર સંગ્રહાયેલા હોય છે. આવા વિસ્તારો રણદ્વીપ (oasis) કહેવાય છે અને સૂકા વેરાન રણમાં વૃક્ષાચ્છાદિત ટાપુ જેવા જણાય છે. આવા વિસ્તારમાં હવામાન પર સર્જાતી અસરને રણદ્વીપ ઘટના (oasis effect) નામ અપાયું છે અને આનો અભ્યાસ સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્રનું એક મહત્ત્વનું પાસું છે. આસપાસના રણવિસ્તારની સપાટી કરતાં વૃક્ષાચ્છાદિત વિસ્તાર સૂર્યપ્રકાશનું વધુ શોષણ કરે. (સપાટી દ્વારા સૂર્યપ્રકાશના થતા પરાવર્તનને albedo કહેવાય છે. રેતાળ પ્રદેશ માટે albedo ~ 40 % હોય જ્યારે વૃક્ષાચ્છાદિત વિસ્તાર માટે તે ~ 10 % જેવો હોઈ શકે.) આમ સૂર્યપ્રકાશના સવિશેષ શોષણને કારણે વિરોધાભાસ જણાય એવી ઘટના સર્જાય છે. આસપાસના વ્યાપક વિસ્તારના દિવસ અને રાત્રીના તાપમાન કરતાં રણદ્વીપ વિસ્તારમાં તાપમાન ઊંચું હોઈ શકે !

ખીણ વિસ્તારમાં પ્રવેશતો પવન વેગ પકડે છે અને નાના વિસ્તારની આબોહવા પર અસર કરે છે. આનું એક ખાસ ઉદાહરણ ફ્રાન્સના દક્ષિણતટ પર આવેલ Marseilles નજીક ભૂમધ્ય સમુદ્રમાં આવેલ ટાપુઓ (Corsica અને Balearic) છે જેની આબોહવા પર આ પ્રકારના પવન (જે સ્થાનિક ભાષામાં Mistral તરીકે ઓળખાય છે.) તેની ખાસ અસર પડે છે. ફ્રાન્સની ઉત્તર તરફથી આવતી હવા સૂકી અને ઠંડી હોય છે અને Rhone નદીની ખીણમાં પ્રવેશતાં તે વેગીલા પવનરૂપે Marseilles નજીક ભૂમધ્ય સમુદ્ર ઉપર ફૂંકાય છે. આ પવનો પ્રબળ ઝાપટાની જેમ ફૂંકાતા હોવાથી એમની સામે ફળોનાં વૃક્ષોને રક્ષણ આપવા માટે ખાસ ઊંચાં વૃક્ષોની હરોળો ઊભી કરાય છે. (આને ‘wind breaks’ કહેવાય છે. તેમને પવન અવરોધક કહી શકાય.)

10થી 20 કિમી. જેવા વ્યાપના વિસ્તારો પર સર્જાતી વિશિષ્ટ આબોહવાની વાત કર્યા બાદ આનાથી ના ~ 1 કિમી. અને તેનાથી પણ નાના વિસ્તારો પર સર્જાતી વિશિષ્ટ આબોહવાની વાત પણ અહીં પ્રસ્તુત છે : પર્વતાળ વિસ્તારોમાં પવનોનો માર્ગ હંમેશાં આડીઅવળી જતી ખીણ દ્વારા બનતો હોવાથી ઘણો નાનો વ્યાપ ધરાવતા આવા વિસ્તારો હોવા એ એક સામાન્ય ઘટના છે; અને કિમી. જેવા નાના અંતરે આવેલાં સ્થળો પણ તેમની આબોહવામાં ઘણો તફાવત દર્શાવી શકે છે. ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ઍસ્ટ્રૉફિઝિક્સ (બૅંગલોર) દ્વારા એક મોટું દૂરબીન લેહ(લડાખ)ની અગ્નિ દિશામાં આવેલ હાન્લે નામના સ્થળે પ્રસ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે. ઇન્ફ્રારેડ તરંગોમાં ખગોળીય પદાર્થોના અભ્યાસ માટે સ્વચ્છ, સ્થિર અને શુષ્ક વાતાવરણ જરૂરી છે અને લેહની આસપાસના ઘણા વિસ્તારોની આબોહવાનો થોડાં વર્ષો સુધી ઝીણવટભર્યો અભ્યાસ કર્યા બાદ જ આ સ્થાનની પસંદગી થઈ છે. આમ સૂક્ષ્મ આબોહવાનો અભ્યાસ ખગોળવિજ્ઞાનમાં પણ ઘણો અગત્યનો છે. [Chileના ઉચ્ચ પ્રદેશોમાં આ રીતે ઘનિષ્ઠ સર્વેક્ષણ બાદ યુરોપિયન સધર્ન ઑબ્ઝર્વેટરી(ESO)નું વિશાળ દૂરબીન સ્થપાયેલું છે.]

મેદાની વિસ્તારોમાં માનવસર્જિત રચનાઓને કારણે કિમી. જેવા નાના વ્યાપમાં સર્જાતી સૂક્ષ્મ આબોહવાની વાત પણ જાણવી જરૂરી છે. આ અગાઉ રણવિસ્તાર નજીક આવેલ પ્રદેશોમાં રણ પરથી ફૂંકાતા પવનો સામે રક્ષણ મેળવવા ઊભી કરાતી વૃક્ષોની પવન અવરોધક હરોળ(wind breaks)નો ઉલ્લેખ કર્યો છે. બનાસકાંઠા તેમજ કચ્છમાં પણ આ પ્રકારની રચનાઓ ઊભી કરવામાં આવે છે. સહરાના રણ નજીકના વિસ્તાર Tunisiaમાં આ પદ્ધતિ બહોળા ઉપયોગમાં છે અને તેની અસરોનો ઘણો અભ્યાસ થયો છે. આવા અભ્યાસમાં કેટલીક આશ્ર્ચર્યજનક બાબતો ધ્યાનમાં આવી છે. એક અભ્યાસ અનુસાર આવી વૃક્ષોની હરોળો વચ્ચેના વિસ્તારનું તાપમાન પવનોનો વેગ ઘટવાને કારણે પણ આસપાસના વ્યાપક વિસ્તાર કરતાં ઊંચું હોઈ શકે ! જોકે, એમ પણ જણાયું છે કે રાત્રિ દરમિયાન વૃક્ષો દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇન્ફ્રારેડ વિકિરણોને કારણે હરોળ વચ્ચેના પાકને હિમ પડવાને કારણે થતા સંભવિત નુકસાન સામે રક્ષણ પણ મળે છે.

આમ, સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્રનો વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ ઘણો મહત્ત્વનો તો છે; પરંતુ આબોહવાને અસર કરનારાં પરિમાણો એકમેક સાથે ગૂંથાયેલ હોવાથી જટિલ પણ ઘણાં છે !

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ