હવામાનનું માપન તથા હવામાનની આગાહી

હવામાનનું માપન તથા હવામાનની આગાહી

હવામાન : વાતાવરણના જુદા જુદા ઘટકોની રોજબરોજની સ્થિતિ. પૃથ્વીનું વાતાવરણ તેના ભૌતિકી સ્વરૂપ અનુસાર પાંચ સ્તરોમાં વહેંચી શકાય. સૌથી નીચેનું સ્તર તે વિષમતાપમંડળ (ટ્રૉપોસ્ફિયર, troposphere). આ સ્તર પૃથ્વીની સપાટીથી શરૂ કરીને લગભગ 18 કિમી.ની ઊંચાઈ સુધી આવેલું છે. આપણે જેને હવામાન તરીકે અનુભવીએ છીએ તે અને તેની સાથે સંબંધિત ઘટનાઓ જેવી કે તાપમાન, વર્ષા, વાદળો, ભેજ, પવનો, ચક્રવાતી તોફાનો, હિમવર્ષા – આ વિષમતાપ-મંડળ(troposphere)માં જ સર્જાતી ઘટનાઓ છે. હવામાન વિશેના આ લેખમાં આ કારણે આપણે વિષમતાપમંડળ(troposphere)ની ઉપર આવેલ વાતાવરણના અન્ય સ્તરો, જેમાં સમતાપમંડળ (stratosphere), મધ્યાવરણ (mesosphere), ઉષ્માઆવરણ (thermosphere) (જેમાં આયનઆવરણ (ionosphere) પણ આવી જાય) તથા છેક સીમાવર્તી બાહ્યઆવરણ(exosphere)ની વાત નહીં કરીએ.

હવામાન એટલે વિષમતાપમંડળના નીચેના વિસ્તારના વાતાવરણમાં પ્રવર્તતી પરિસ્થિતિ, જેને હવામાન દર્શાવતા કેટલાક પ્રાચલો(parameters)ના મૂલ્ય અનુસાર દર્શાવી શકાય. આ પ્રાચલોમાં પ્રમુખ પાંચ પ્રાચલો છે : તાપમાન, હવામાં ભેજનું પ્રમાણ, વાતાવરણનું દબાણ, પ્રવર્તતા પવનો તથા વાદળોના આચ્છાદનનું પ્રમાણ અને તેમનો પ્રકાર (વરસાદ પડતો હોય તો તેની સાથે). આ પ્રાચલોના મૂલ્ય અનુસાર હવામાનને વૈજ્ઞાનિક રીતે દર્શાવી શકાય અને તેમાં રોજરબરોજ થતા ફેરફારો આપણી દૈનિક પ્રવૃત્તિઓને તો સીધી અસર કરે જ છે, ઉપરાંત તેમાં અવારનવાર આવતાં પરિવર્તનો સમગ્ર દેશના અર્થતંત્રને પણ અસર કરે છે. આ કારણથી વૈજ્ઞાનિક રીતે હવામાનનો અભ્યાસ અને હવામાનના પૂર્વાનુમાનની પદ્ધતિઓ વિકસાવવી, તે વિશ્વના દરેક દેશ માટે ઘણું જરૂરી બન્યું છે. હવામાન કંઈ રાજકીય સીમાઓને માન્ય નથી કરતું, એ તો પૃથ્વીવ્યાપી સર્જાતી ભૌગોલિક ઘટનાઓ છે; આ કારણથી આ ક્ષેત્રમાં બધાં રાષ્ટ્રોમાં પરસ્પર સહયોગ પ્રવર્તે છે.

સેંકડો વર્ષોથી આપણા તેમજ અન્ય દેશોમાં હવામાનના પૂર્વાનુમાન માટે અનેક લોકોક્તિઓ પ્રચલિત છે. મહદ્અંશે તો આ લોકોક્તિઓ લાંબાગાળાના ભૂતકાળ દરમિયાન લેવાયેલ નોંધ પરથી કરાયેલ તારવણીઓ જ હોય છે. આ પ્રકારની લોકોક્તિઓમાં ગુજરાતમાં ઘણાં પ્રચલિત ‘ભડલી વાક્યો’નો સમાવેશ થાય. હજી સામાન્ય રીતે ખેડૂતવર્ગ આવી લોકોક્તિઓ પર ઘણી શ્રદ્ધા ધરાવે છે અને તે લાંબા સમયના અનુભવને આધારે રચાયેલ હોવાથી તેમાં સારું એવું તથ્ય પણ હોય છે; પરંતુ પ્રસ્તુત લેખમાં તો આપણે હવામાનશાસ્ત્રનાં આધુનિક વૈજ્ઞાનિક પાસાંઓની જ ચર્ચા કરીશું.

વિષમતાપમંડળમાં ગ્રીનહાઉસ અસરનું મહત્વ : પૃથ્વીની નીચેના વાતાવરણમાં સર્જાતી ‘ગ્રીનહાઉસ અસર’ વાતાવરણની એક અત્યંત મહત્વની ઘટના છે અને ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓને કારણે આ અસરમાં આવી રહેલ પરિવર્તનો અને તેને કારણે થઈ રહેલો હવામાનનો બદલાવ તો આજકાલ ઘણો જ ચર્ચામાં છે. અહીં આ ગ્રીનહાઉસ અસર હવામાનને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે તે સમજવું જરૂરી છે. ટૂંકાણમાં સમજીએ તો પૃથ્વીનું વાતાવરણ સૂર્યપ્રકાશ માટે મહદ્અંશે પારદર્શક હોવાથી સૂર્યનો પ્રકાશ વાતાવરણને પસાર કરીને પૃથ્વીની સપાટીને ગરમ કરે છે. હવે આ ગરમ થયેલ સપાટી, ભૌતિકવિજ્ઞાનના નિયમ અનુસાર આશરે 10 માઇક્રોન (માઇક્રોન એટલે મિલિલિટરનો હજારમો ભાગ) તરંગલંબાઈનાં પારરક્ત (ઇન્ફ્રારેડ) કિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે; પરંતુ વાતાવરણમાં અલ્પમાત્રામાં રહેલ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ વાયુ આ પારરક્ત તરંગો માટે પારદર્શક નથી. આમ વિષમતાપમંડળના નીચેના સ્તરોમાં સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત ~ 10 માઇક્રોનનાં પારરક્ત વિકિરણોનું શોષણ થવાથી વિષમતાપમંડળ નીચેથી ગરમી મેળવે છે. આ જ કારણથી વિષમતાપમંડળમાં આપણે જેમ જેમ સપાટીથી ઉપર જતા જઈએ તેમ તેમ તાપમાન ઘટતું જાય છે. વાદળોના સર્જનમાં આ એક ઘણી મહત્ત્વની બીના છે. કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ દ્વારા પારરક્ત કિરણોના શોષણને કારણે સર્જાતી આ ઘટના, તે ‘ગ્રીનહાઉસ અસર’. પૃથ્વીના વાતાવરણમાં આ ઘટના સર્જાતી ના હોત તો વિષમતાપમંડળનું તાપમાન છે તે કરતાં લગભગ 20° સે. જેટલું નીચું રહેતું હોત.

વાદળોનું સર્જન : વાતાવરણમાં વાદળોનું સર્જન પહેલી નજરે જણાય એવી સરળ પ્રક્રિયા નથી. આપણે જોયું કે સામાન્ય સંજોગોમાં ઊંચાઈ સાથે તાપમાનમાં ગ્રીનહાઉસ અસરને કારણે ઘટાડો થતો જણાય છે જેનું પ્રમાણ સરેરાશ દર કિલોમીટર દીઠ 7° સે. જેવું હોય છે. હવે જો આપણે વાતાવરણમાં હવાનો એક અલગ ટુકડો કલ્પીએ (જેને ઋતુવિજ્ઞાનની ભાષામાં ‘air parcel’ કહેવાય છે) તેનું તાપમાન પણ ઊર્ધ્વગતિ સાથે થતા તેના વિસ્તરણને કારણે ઘટશે, જે પ્રક્રિયા સ્થિરોષ્મ શીતન (adiabatic cooling) કહેવાય છે. સૂકી હવા માટે adiabatic coolingનો દર કિલોમીટર દીઠ 10° સે. જેટલો છે, જે વાસ્તવિક ઘટાડાના 7° સે.ના દર કરતાં વધુ હોવાથી આવું parcel ફરીથી નીચે આવશે. આવું વાતાવરણ સ્થિર વાતાવરણ કહેવાય.

પરંતુ આ સ્થિરતાને અસ્થિર બનાવતું એક પરિબળ છે  જો કોઈ પ્રકારે ભેજયુક્ત હવાના જથ્થાને પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચે લઈ જઈ શકાય તો, તે ઠંડો પડવાને કારણે તેમાં વાયુ સ્વરૂપે રહેલ ભેજનું પ્રવાહી પાણીમાં રૂપાંતર થતાં આ પ્રક્રિયા સાથે સંકળાયેલ ગુપ્ત ગરમી અથવા ‘પ્રચ્છન્ન ઉષ્મા’(latent heat)નું ઉત્સર્જન થશે અને વિસ્તરણને કારણે થતો ઘટાડાનો દર (adiabatic lapse/rate) ઘટી જશે. જો આ ઘટેલું પ્રમાણ વાતાવરણમાં પ્રવર્તતા વાસ્તવિક ઘટાડાના દર કરતાં ઓછું હોય તો હવે આ ઊંચાઈ પર હવા અસ્થિર બનશે અને તેમાં પ્રબળ ઊર્ધ્વગામી પ્રવાહો સર્જાતાં વર્ષાવાદળો બંધાશે; પરંતુ આપણે જોયું તે અનુસાર, આ માટે શરૂઆતના તબક્કામાં ભેજવાળી હવાના જથ્થાને ઉપર તરફ ધકેલવો જરૂરી છે. ભેજવાળી હવાના પ્રવાહના માર્ગમાં પર્વત જેવો અવરોધ આવવાથી આવું થઈ શકે. આ રીતે પશ્ચિમઘાટના વિસ્તારમાં પ્રબળ વર્ષા થાય છે. અન્ય પ્રક્રિયામાં, કોઈ વિસ્તારમાં હવાનું દબાણ ઘટી જવાને કારણે (જેને depression કહેવાય) પણ મોટા પ્રમાણમાં વાયુનો જથ્થો ઊર્ધ્વગામી બનતાં તે વિસ્તારમાં પ્રબળ વર્ષા થાય. ચોમાસા દરમિયાન ભારત પર સર્જાતી આ સામાન્ય ઘટના છે. ચક્રવાતી પવનો સર્જાય ત્યારે તો સારા એવા મોટા વિસ્તાર પર હવા પ્રબળ રીતે ઊર્ધ્વગામી બને છે અને ભારે વર્ષામાં પરિણમે છે. આ પરથી ખ્યાલ આવશે કે હવામાનની આગાહી માટે વાતાવરણનું દબાણ દર્શાવતો નકશો કેમ અગત્યનો છે. આમ હવામાનની આગાહી કરવા માટે હવામાનનાં પ્રાચલો(para-meters)નાં મૂલ્ય ફક્ત સપાટી પૂરતાં સીમિત ના રખાતાં બલૂન દ્વારા ઉપકરણોને વિષમતાપમંડળના ઉપરના સ્તરોમાં મોકલીને પણ નિયમિત રીતે નોંધવામાં આવે છે. બલૂન દ્વારા હવામાન સંબંધિત અભ્યાસની શરૂઆત 20મી સદીના પ્રારંભથી જ થઈ અને ત્યાર બાદ એ સદીના મધ્યભાગ પછી રેડિયોતરંગો દ્વારા સંકેતો મોકલવાની પદ્ધતિનો વિકાસ થતાં હવામાનના અભ્યાસમાં બલૂનનો ઉપયોગ વ્યાપક બન્યો. આને ‘radio sounding’ કહેવાય. ઉપરાંત, જેમ જેમ બલૂન ઉપર તરફ જતું જાય તેમ તેમ તેનું સ્થાન રેડિયો સંકેતો દ્વારા જાણીને વિવિધ ઊંચાઈ પર પ્રવર્તતા પવનો પણ જાણી શકાય છે. આ પદ્ધતિ ‘radio wind sounding’ ટૂંકમાં ‘rawinsode’ તરીકે જાણીતી છે.

હવામાનના પ્રાચલોનું માપન : હવામાનની પરિસ્થિતિ દર્શાવતા પ્રમુખ પ્રાચલો છે તાપમાન, ભેજનું પ્રમાણ, વાતાવરણનું દબાણ, પ્રવર્તમાન પવનો અને વાદળોનાં આચ્છાદનનું પ્રમાણ. આ પ્રાચલો કેવી રીતે મપાય છે તે પદ્ધતિઓનું વિહંગાવલોકન કરીએ :

ભૂમિ પરથી પ્રવર્તમાન પવનોનું માપન વાયુવેગમાપક (anemometer) દ્વારા કરાય છે. (જુઓ ‘વાયુવેગમાપક’) સપાટીની ઉપરના વિસ્તારોમાં પ્રવર્તમાન પવન અગાઉ જણાવ્યા અનુસાર ‘Rawinsode’ પદ્ધતિથી તારવાય છે.

વાતાવરણમાં વાદળોનાં આચ્છાદનનું પ્રમાણ તો સમયાંતરે નરી આંખે લેવાતાં અવલોકનોથી સરળતાથી મળી શકે છે. સમગ્ર આકાશના આઠ ભાગ કલ્પીને વાદળોના આચ્છાદનનું પ્રમાણ અષ્ટાંગ (octave) તરીકે દર્શાવાય છે.

ઉપરાંત દિવસ દરમિયાન કેટલો સમય અનાવૃત સૂર્યપ્રકાશ પડે છે તે જાણવા માટે એક Sunshine recorder નામના સાધનનો ઉપયોગ કરાય છે. આ સાધનમાં એક કાચના, આશરે 15 સેમી. જેવા વ્યાસના ગોળા દ્વારા કેન્દ્રિત થતો સૂર્યપ્રકાશ એક એવા કાગળ પર ઝિલાય છે કે જે કેન્દ્રિત થતા સૂર્યપ્રકાશની ગરમીથી તેનો રંગ બદલીને નોંધી લે. દિવસ દરમિયાન જેમ જેમ સૂર્યનું સ્થાન બદલાતું જાય તેમ તેમ જે જે સમયે સૂર્યપ્રકાશ કાગળ પર પડતો હોય તે વિસ્તારનો કાગળ તેને નોંધી લે છે. આ ઉપરાંત કેટલાંક હવામાન-મથકો, સૂર્યવિકિરણોમાં રહેલ વિકિરણ ઊર્જાનું કેટલું પ્રમાણ પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચે છે તે વિગત સૂર્ય-વિકિરણમાપક (pyroheliometer) નામના સાધન વડે નોંધે છે. સૂર્ય-વિકિરણમાપક, સીધેસીધી આપાત સૌરકિરણોની ઊર્જા માપે છે, જ્યારે pyronometer નામનું સાધન, સંપૂર્ણ આકાશી ગોલક પરથી આવતી વિકિરણ ઊર્જા (વિખેરિત પ્રકાશ સમેત) માપે છે.

તાપમાન : ભૂમિસ્થિત મથકો પરથી તાપમાન નોંધવા માટે તો ‘પારો’ કે આલ્કોહૉલ વાપરતું થરમૉમિટર સામાન્ય વપરાશમાં છે; પરંતુ હવામાનના સંદર્ભમાં તેના બે ખાસ પ્રકાર મહત્વના છે. એક તો ‘લઘુતમ-મહત્તમ’ થરમૉમિટર જે દિવસના 24 કલાક દરમિયાન મપાતું ઓછામાં ઓછું અને વધુમાં વધુ તાપમાન નોંધી લે અને બીજું, સતત તાપમાન-આલેખ સ્વરૂપે નોંધતું ઉષ્ણતાઆલેખ (thermograph) નામનું સાધન. લઘુતમ-મહત્તમ થરમૉમિટરનો એક ખાસ વપરાતો પ્રકાર ‘Six and Bellani’ થરમૉમિટર છે જે આકૃતિમાં સમજાવેલ છે (આકૃતિ 1). આ થરમૉમિટરમાં કેશનળીમાં રહેલ પારાના સ્તંભો ઉપર બંને બાજુઓ પર આલ્કોહૉલ હોય છે અને પારાના સ્તંભો ઉપર લોખંડની પાતળી સોય તરતી હોય છે; જેનાં સ્થાન, એક તરફ મહત્તમ તાપમાન દર્શાવે છે તો બીજી તરફ લઘુતમ. રચના એવી હોય છે કે લઘુતમ (કે મહત્તમ) તાપમાન પછી સોય (કેશનળી સાથેના સ્હેજ ઘર્ષણને કારણે) આપમેળે પારાના સ્તંભ પર પાછી ફરી શકતી નથી; પરંતુ ચુંબકની મદદથી તેને પાછી લવાય છે.

આકૃતિ 1 : સિક્સ અને બેલાની થરમૉમિટર : તાપમાન વધતાં પારાનો સ્તંભ B તરફ ઊંચે જાય છે અને સોયને ધકેલે છે. ઘટતા તાપમાને A તરફથી સોય પારાના સ્તંભથી ધકેલાઈને ઊંચે જાય છે.

દિવસભરના તાપમાનમાં થતી વધઘટનો આલેખ નોંધતું સાધન તે ઉષ્ણતાઆલેખ. તેની રચનામાં બે અલગ ધાતુની પટ્ટીઓ જોડેલી હોય છે. અલગ અલગ ધાતુઓના, તાપમાન સાથે થતા અલગ અલગ વિસ્તરણને કારણે ધાતુની આ સંયુક્ત પટ્ટી તાપમાન અનુસાર વળાંક લે છે અને આ આધારે યોગ્ય યાંત્રિક રચના દ્વારા તાપમાનનો આલેખ નોંધાતો જાય છે. [આ પ્રકારની દ્વિધાત્વિક પટ્ટી (bimetallic strip) સ્વયંચાલિત (automatic) ઇસ્ત્રીમાં પણ વપરાતી હોય છે.] આ ઉપરાંત અન્ય પ્રકારના ઉષ્ણતઆલેખ પણ વપરાય છે.

બલૂન દ્વારા વાતાવરણમાં ઊંચે મોકલાતાં ઉપકરણોમાં તાપમાની નોંધ માટે ઉષ્માપ્રતિરોધક (thermistor) નામના સાધનનો ઉપયોગ વ્યાપક છે. Thermistor એટલે thermal resistor એક એવો વિદ્યુત અવરોધ છે કે જેનું મૂલ્ય તાપમાન પર આધાર રાખે છે. આ પ્રકારના થર્મિસ્ટર તરીકે પ્લેટિનમ ધાતુનો તાર ઘણી ચોકસાઈપૂર્વક તાપમાન નોંધતું સાધન છે; પરંતુ બલૂન-ઉપકરણોમાં તો કેટલાક અર્ધવાહક(semi-conductor)માં thermistor જ વપરાય છે. વાપરતાં પહેલાં તેમનું અંકન (calibration) જરૂરી હોય છે. તાપમાન વધતાં આવા thermistorનો અવરોધ ઘટે છે.

વાતાવરણનું દબાણ : હવામાનની પરિસ્થિતિ દર્શાવતો આ એક અત્યંત મહત્વનો પ્રાચલ છે. અગાઉ ઉપર આપણે જોયું તે મુજબ જ્યારે વાતાવરણમાં દબાણ ઘટે ત્યારે ઊર્ધ્વગામી વાયુપ્રવાહો સર્જાય છે અને તે કારણે વાદળો સર્જાતાં વરસાદની શક્યતા રહે છે. પ્રબળ પ્રમાણમાં દબાણનો ઘટાડો ચક્રવાતી તોફાન (cyclone) જેવી પરિસ્થિતિ દર્શાવે છે જ્યારે ઊંચા દબાણ સાથે સ્વચ્છ આકાશ દર્શાવેલ છે. આવા પ્રતિચક્રવાત (anti-cyclone) સમયે વાતાવરણનું દબાણ 1030 મિલિબાર જેટલું હોઈ શકે, જ્યારે ચક્રવાત સમયે તે 990 મિલિબાર જેટલું હોઈ શકે. [સમુદ્રસપાટી જેવી ઊંચાઈ પર વાતાવરણનું સરેરાશ દબાણ 1015 મિલિબાર ગણાય છે, જે 760 મિલિમીટર ઊંચાઈના પારાના સ્તંભને સમકક્ષ છે.] આમ વાતાવરણનું દબાણ, તે કેટલી ઊંચાઈના પારાના સ્તંભ દ્વારા સર્જાતા દબાણને સમમૂલ્ય છે તે માપીને જાણી શકાય અને આ પ્રકારનું માપ લેતા પારાનો સ્તંભ ધરાવતું વાયુભારમાપક તે mercury barometer કહેવાય છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર (આકૃતિ 2) એક પારો ભરેલ વાસણમાં એક બાજુથી બંધ એવી આશરે 80 સેમી. લંબાઈની નળીમાં પારો ભરીને ડુબાડીએ તો પારાનો સ્તંભ વાતાવરણના દબાણને સમમૂલ્ય ઊંચાઈ પર રહેશે અને નળીના ઉપરના ભાગમાં શૂન્યાવકાશ હશે (જે Torricelli vacuum તરીકે ઓળખાય છે.). આ સિદ્ધાંત પર આધારિત Fortin Barometer હવામાન-મથકો પર વ્યાપક ઉપયોગમાં લેવાય છે. બલૂન દ્વારા વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાં પ્રવર્તતું દબાણ માપવા માટે કોઈ પણ પ્રકારનું પ્રવાહી ના ધરાવતું હોય તેવું નિર્વાત વાયુભારમાપક (aneroid barometer) વપરાય છે. આ સાધનમાં એક પાતળી ધાતુની તકતી ધરાવતી એક હવાચુસ્ત ડબ્બી હોય છે; જેની અંદરની હવા ઘણી ઓછા દબાણે હોય છે. વાતાવરણના દબાણમાં થતા ફેરફાર સાથે ધાતુની પાતળી તકતીનો આકાર બદલાતાં, યોગ્ય યાંત્રિક રચના દ્વારા તેને એક ચકતી (dial) પર વાતાવરણના દબાણ તરીકે દર્શાવાય છે. આ પ્રકારના સાધનનું અવારનવાર ફોર્ટિન વાયુભારમાપક (Fortin Barometer) સાથે સરખાવીને અંકન કરવું જરૂરી છે.

આકૃતિ 2 : ફોર્ટિન બેરોમીટરનો સિદ્ધાંત સમજાવતી રેખાકૃતિ

વાતાવરણનો ભેજ (relative humidity) : વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ  હવામાનની પરિસ્થિતિ દર્શાવતો એક અન્ય મહત્વનો પ્રાચલ તે વાતાવરણમાં રહેલ પાણીની બાષ્પનું પ્રમાણ – સાપેક્ષ આર્દ્રતા (relative humidity) છે. વાતાવરણના તાપમાન અનુસાર તેમાં વધુમાં વધુ નિશ્ચિત માત્રામાં જ બાષ્પ રહી શકે, તેથી વધારે બાષ્પ તરત જ પાણીના ટીપા રૂપે ફેરવાય. (શિયાળામાં ભેજયુક્ત હવાનો પ્રવાહ આવતાં જેમ ‘ધુમ્મસ’ સર્જાય છે તે પ્રકારે.) હવાને ઠંડી કરતાં, જે તાપમાને એક સ્વચ્છ ધાતુની તકતી ઉપર ઝાકળની જેમ પાણીનાં ટીપાં બાઝે તે થયું તે સમયનું ઝાકળબિંદુ તાપમાન (dew point temperature). વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ વધારે હોય ત્યારે વાતાવરણના તાપમાન કરતાં આ ‘ઝાકળબિંદુ તાપમાન’ થોડુંક જ નીચું હોય છે; પરંતુ શુષ્ક હવામાં આ બે વચ્ચે મોટો તફાવત હોય છે. આમ, ઝાકળબિંદુ તાપમાન(‘ઠારબિંદુ તાપમાન’ પણ કહી શકાય)ને આધારે વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ જાણી શકાય; પરંતુ વધુ સારી રીત wet and dry bulb temperatures માપવાની છે. આ સાધનમાં બે થરમૉમિટર સાથે સાથે રખાયેલ હોય છે; જેમાંના એકના ‘બલ્બ’ ફરતું સતત ભીનું રહેતું ફેલ્ટ-કાપડ વિંટાળેલ હોય છે. આ ફેલ્ટ પરના પાણીનું બાષ્પીભવન થતાં તે પાણીની ‘પ્રચ્છન્ન ઉષ્મા’ (latent heat) શોષે છે અને આ bulb ઠંડો થાય છે. (જેમ માટલાનું પાણી ઠંડું થાય તે રીતે !) વાતાવરણના તાપમાનને નોંધતા બીજા થરમૉમિટર કરતાં આ wet bulb થરમૉમિટર કેટલું ઓછું તાપમાન દર્શાવે છે તે પરથી હવામાં રહેલ ભેજનું પ્રમાણ તારવી શકાય છે. (આને માટે નિશ્ચિત કોષ્ટક વપરાય છે.) ભેજનું પ્રમાણ વધુ હોય ત્યારે આ તફાવત ઓછો હોય. આ પ્રકારના ભેજમાપકને શીતમાપક (psychrometer) કહેવાય છે કારણ કે તે બાષ્પીભવન સાથે સર્જાતી ઠંડક (psychros) માપે છે.

આકૃતિ 3 : તંતુકેશ(hair)-ભેજમાપકનો સિદ્ધાંત. વાળની લંબાઈમાં થતી વધઘટ દર્શક દ્વારા નોંધાય છે.

વાતાવરણમાં પ્રવર્તતા ભેજના પ્રમાણ સાથે કેટલાક પદાર્થોની ભૌતિક સ્થિતિમાં ફેરફાર થાય છે. માથાના વાળની લંબાઈમાં, વાતાવરણમાં પ્રવર્તતા ભેજના પ્રમાણ મુજબ (અલ્પ માત્રાનો) વધારો થાય છે ! આ હકીકતનો ઉપયોગ કરતાં સરળ ભેજમાપક સાધનો તો હવામાન-મથકો ખાતે ઉપયોગમાં લેવાય પણ છે. રચના સરળ આકૃતિ 3 દ્વારા દર્શાવી છે. આ પ્રકારના ભેજમાપકનું, શુષ્કાર્દ્ર બલ્બ શીતમાપક (wet-dry bulb psychrometer) સંદર્ભે અંકન જરૂરી છે, પરંતુ આ કેશ-ભેજમાપક(hair hygrometer)નો ફાયદો એ છે કે તે સરળતાથી દિવસ દરમિયાન ભેજના પ્રમાણમાં થતી વધઘટનો આલેખ દોરી શકે છે. (‘વાળ’ એ ભેજગ્રાહી (hygroscopic) પદાર્થ છે, જેની ભૌતિક સ્થિતિમાં ભેજ સાથે ફેરફાર જણાતો હોય છે. એ કારણથી આ પ્રકારનાં સાધન ભેજમાપક (hygrometer) કહેવાય છે.)

આકૃતિ 4(a) : સાદું વર્ષામાપક. જો ગુણોત્તર 10 જેટલો હોય તો નળાકારમાં એકત્ર થયેલ પાણીની સેન્ટિમીટરમાં ઊંચાઈ, મિલિમીટરમાં વરસાદ દર્શાવશે.

આકૃતિ 4(b) : નમનશીલ બાલ્દી (bucket) પ્રકારનું વર્ષામાપક tilting bucket પ્રકારનું વર્ષામાપક. ગળણી દ્વારા એકત્ર થતું પાણી Aમાં ભરાતું જાય છે. જ્યારે નિશ્ચિત સ્તર પર પહોંચે ત્યારે પાણીના વજનથી પાત્ર કીલક પર ફરીને ઢળી પડે છે અને તેને સ્થાને આવેલ પાત્ર B ભરાવા માંડે છે. આમ વારાફરતી A અને B પાત્રો ભરાતાં રહે છે.

વર્ષામાપક (rain-gauge) : ખુલ્લામાં, સપાટ જમીન ઉપર પડતા વરસાદના પ્રમાણનું માપ; જે આ પાણી વહી ના જાય, ઊડી ના જાય અને શોષાઈ ના જાય, તો કેટલી સપાટી પર કેટલો થર બનાવે, એ અનુસાર દર્શાવાય. એટલે આ માપ મેળવવા માટે ખુલ્લી જમીન પર એક નળાકાર વાસણમાં વરસાદને ઝીલીને એકત્ર કરાયેલ પાણી કેટલી ઊંચાઈ દર્શાવે છે તે પરથી તારવી શકાય; પરંતુ થોડા મિલિમીટર જેવી અલ્પમાત્રાની વર્ષા આ રીતે કંઈ ચોકસાઈથી ના મપાય. આ કારણથી ‘વર્ષામાપક’માં એક આશરે 10 સેન્ટિમીટર જેટલા વ્યાસની ગળણી જેવા સાધનથી વરસાદને ઝીલીને [આકૃતિ 4(a)] તે પાણી તેનાથી સારા એવા નાના વ્યાસના નળાકારમાં એકત્ર કરાય છે. જો વરસાદ વધારે પ્રમાણમાં હોય અને નળાકાર છલકાઈ જાય તો શું ? આ માટે હવામાન-મથકો પર રખાયેલ વર્ષામાપકમાં એવી રચના હોય છે કે જ્યારે જ્યારે નાના નળાકારમાં પાણીની સપાટી નિશ્ચિત ઊંચાઈ સુધી આવે ત્યારે આપમેળે એ પાણી અન્ય મોટા પાત્રમાં ઠલવાય. આ રીતે અલ્પ માત્રાના વરસાદથી માંડીને પ્રબળ વરસાદનું ચોક્કસ માપ મેળવી શકાય છે. આ પ્રકારનું એક સાધન tilting bucket rain-gauge છે [આકૃતિ 4(b)]. બકનળી(syphon)નો સિદ્ધાંત વાપરતું એક અન્ય વર્ષામાપક યંત્ર, કેટલી તીવ્રતાથી વરસાદ પડી રહ્યો છે તે પણ આલેખ દ્વારા દર્શાવી શકે છે. (સામાન્ય વર્ષામાપક તો નિશ્ચિત સમયમાં કેટલો વરસાદ પડ્યો છે તે જ માપે છે.)

હવામાનના અભ્યાસમાં રડારનો ઉપયોગ : હવે આપણે હવામાનના અભ્યાસમાં વપરાતી કેટલીક આધુનિક પદ્ધતિઓથી પરિચિત થઈએ.

હવામાનની જાણકારી મેળવવા માટે પુણે ખાતે હવામાન કચેરી કાર્યરત છે. ત્યાં દરરોજના સવારના 8–30 વાગ્યાના અને સાંજે 5-30 વાગ્યાના હવામાન-નકશા તૈયાર કરાય છે. તેના અભ્યાસથી આવતા ચોવીસ કલાકના હવામાનની આગાહી કરી શકાય છે. ગઈ સદીના ઉત્તરાર્ધથી, હવામાનના અભ્યાસમાં મોસમવિજ્ઞાન-રડાર(meteorological radar)નો ઉપયોગ વધુ ને વધુ પ્રચલિત બનતો ગયો છે. આ પ્રકારનું રડાર, સૂક્ષ્મતરંગો(microwave)ના શક્તિશાળી સ્પંદનનું એક મોટી દીર્ઘવર્તુળાકાર તકતી (parabolic disc) દ્વારા પ્રક્ષેપણ કરે છે. વાતાવરણમાં પ્રવર્તતાં ધુમ્મસ, પાણીનાં ટીપાં, બરફના રજકણો જેવા પદાર્થો તે રજકણોનાં પ્રકાર અને કદ અનુસાર જુદી જુદી લંબાઈના સૂક્ષ્મતરંગોનું પ્રક્ષેપક દિશામાં પ્રબળ વિખેરણ કરે છે (જેને backscattering કહેવાય). આ વિખેરણની પ્રબળતા પરથી વિખેરણ કરતા રજકણોની સંખ્યા તેમજ સ્પંદનના પ્રક્ષેપણ પછી કેટલા સમય બાદ આ વિખેરિત વિકિરણ ફરીથી પ્રક્ષેપક દ્વારા નોંધાય, તે અનુસાર તેમનું અંતર તારવી શકાય છે. પાણીનાં ટીપાં આશરે 10 સેમી. જેવી તરંગલંબાઈના સૂક્ષ્મ તરંગોનું પ્રબળ વિખેરણ કરતાં હોવાથી ઉષ્ણકટિબંધના વિસ્તારોમાં પ્રબળ તડિત્-ઝંઝા (thunderstorm) અને ચક્રવાતી તોફાન (cyclone) જેવી ઘટનાઓ લાંબા અંતરેથી આ પ્રકારે નોંધી શકાય છે. આ ઉપરાંત થોડા વધુ જટિલ રડારમાં, વિખેરિત વિકિરણોની તરંગલંબાઈમાં વિખેરણ કરતા રજકણો(કે પાણીનાં ટીપાં)ની ગતિને કારણે ઉદભવતું તરંગલંબાઈનું ચલન (doppler shift) માપવાની ક્ષમતા હોવાથી આવું, ડૉપ્લર રડાર (doppler radar), ચક્રવાતી તોફાનની અંદર પ્રવર્તતા પવનોની ગતિ પણ નોંધી શકે છે. હવામાનના અભ્યાસ માટે વપરાતા microwave radar સામાન્ય રીતે 10 સેમી., 5 સેમી., 3 સેમી. તરંગલંબાઈના સૂક્ષ્મ તરંગો વાપરે છે, જે અનુક્રમે S, C અને X band radar તરીકે ઓળખાય છે. આવા રડાર દ્વારા ઉત્સર્જિત દરેક સ્પંદનમાં આશરે દસ લાખ મેગાવૉટ જેટલી શક્તિ હોય છે ! જોકે સ્પંદનની અવધિ તો સેકન્ડના દસ લાખમા ભાગ જેટલી જ હોય અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતાં આવાં રડાર દર સેકન્ડે આવાં હજાર સ્પંદનોનું ઉત્સર્જન કરે ! આમ સરેરાશ ઊર્જા-વપરાશ તો હજાર વૉટના દરે જ થતો હોય. meteorological radarનો હવામાનક્ષેત્રે ઉપયોગ વધુ ને વધુ વ્યાપક બનતો ગયો છે અને ભારતમાં પણ ખાસ કરીને આંધ્ર, ઓરિસા કિનારા પર આવાં મથકો સ્થપાયેલ છે.

હવાઈમથક પરથી ઉડાન ભરતી વખતે તેમજ તેના ઉતરાણ વખતે વિમાનચાલકે, વાતાવરણમાં ક્યારેક સર્જાતી ચોખ્ખી હવાના પ્રક્ષોભ (clear air turbulence) તરીકે ઓળખાતી વિક્ષોભની ઘટનાથી સાવચેત રહેવું પડે છે; કારણ કે તેની ઝપટમાં આવતા વિમાનચાલક નિયંત્રણ ખોઈ બેસે છે. આવી ઘટના દરમિયાન આકાશ તો સ્વચ્છ રહેતું હોવાથી, તેની જાણ microwave doppler radar દ્વારા જ થાય.

હવામાનના અભ્યાસમાં ઉપગ્રહોનો ઉપયોગ : હવામાન અંગેની ઘટનાઓ એકમેક સાથે સંકળાયેલ પૃથ્વીવ્યાપી ઘટનાઓ છે અને આ કારણે હવામાનની આગાહી માટે હવામાનના પ્રાચલોની પૃથ્વીવ્યાપી નોંધ જરૂરી બને છે. 1960 પછીનાં વર્ષોમાં ઉપગ્રહો દ્વારા સમગ્ર પૃથ્વીનાં અવલોકનો શક્ય બનતાં હવામાનના અભ્યાસમાં એક મોટી ક્રાંતિ સર્જાઈ. જોકે ઉપગ્રહો વાતાવરણની ઉપરથી નિરીક્ષણ કરતા હોવાથી, તાપમાન જેવા પ્રાચલો તો પરોક્ષ રીતે જ તારવી શકે. ઉપરાંત વાતાવરણના દબાણ જેવા પ્રાચલ નોંધી ના શકે. બે ક્ષેત્રોમાં ઉપગ્રહોનું પ્રદાન અત્યંત મહત્વનું રહ્યું છે; એક તો પૃથ્વીવ્યાપી વાદળોનું આવરણ અને બીજું સમુદ્રની સપાટીનાં તાપમાનનાં અવલોકનો. પૃથ્વીની સપાટીનું સરેરાશ તાપમાન 27° સે. અર્થાત્ 300 કેલ્વિન લઈ શકાય. આવા તાપમાને રહેલ સપાટી તેના તાપમાન અનુસાર ઇન્ફ્રારેડ અને સૂક્ષ્મ તરંગોનાં વિકિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે અને આ વિકિરણોની ઊર્જાની માત્રા પરથી સમુદ્રની સપાટીનું તાપમાન ઘણી ચોકસાઈથી તારવી શકાય છે. સમુદ્રની સપાટીનું તાપમાન એ પૃથ્વીવ્યાપી હવામાન સંબંધિત ઘટનાઓ પાછળ રહેલું મહત્વનું ચાલક બળ છે કારણ કે આ તાપમાનનો તફાવત પાણીના બાષ્પીભવનનું પ્રમાણ તેમજ આ રીતે સર્જાયેલ ભેજયુક્ત હવાના સ્થાનાંતરનું નિયંત્રણ કરે છે.

પૃથ્વીના હવામાન પર સતત નજર રાખતા ઉપગ્રહોના બે પ્રકાર છે : એક તો ભારતીય દૂરસંવેદન ઉપગ્રહો (Indian Remote Sensing Satellites) પ્રકારના, પૃથ્વીની સપાટી ઉપર આશરે 500 કિમી. ઊંચાઈએ ધ્રુવીય કક્ષામાં ઘૂમતા ઉપગ્રહો અને બીજા ઇન્સેટ પ્રકારના ભૂસ્થિર (geostationary) ઉપગ્રહો જે 36,000 કિમી. ઊંચાઈ પરથી પૃથ્વીના નિશ્ચિત વ્યાપ પર સતત નજર રાખી શકે છે; ઉપગ્રહો દ્વારા લેવાતાં અવલોકનોને કારણે હવે ચક્રવાતી તોફાનોનું સર્જન તથા તેમનું સમયાંતરે સ્થાનાંતર, પશ્ચિમી વિક્ષોભોનું સર્જન તથા તેમની ગતિ (જે કારણે શિયાળાના સમયમાં કાશ્મીર, હિમાચલ પ્રદેશમાં હિમવર્ષા અને ઉત્તર ભારતમાં ઠંડીનું મોજું ફરી વળે છે.) તેમજ ચોમાસુ વાદળોના આગમનનો ચોક્કસ સમય જેવી ઘટનાઓ ઘણી સારી રીતે જાણી શકાય છે. હવામાનના અભ્યાસ માટે જ મુકાયેલ ઉપગ્રહો ‘meteosat’ તરીકે ઓળખાય છે અને તે ધ્રુવીય કક્ષામાં ઘૂમતા ઉપગ્રહો છે.

આકૃતિ 5 : હવામાનશાસ્ત્રીય રડારની રેખાકૃતિ. ઉત્સર્જિત સૂક્ષ્મ તરંગોના પ્રબળ સ્પંદનનું પરાવર્તક દ્વારા પ્રક્ષેપણ થાય છે. આ વિકિરણોનું પાણીનાં ટીપાં દ્વારા પ્રક્ષેપકની દિશામાં પ્રબળ વિખેરણ (backscatter) થવાથી તે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં પુન: પરાવર્તક દ્વારા ઝિલાય છે અને યોગ્ય ઉપકરણ દ્વારા તેની માત્રા મપાય છે.

ઉપગ્રહો દ્વારા નોંધાતા સમુદ્રની સપાટીના તાપમાન અંગે આપણે વાત કરી. આ સાથે સંકળાયેલ એક મહત્વની ઘટના અલ નીનો (El Nino) નામે ઓળખાય છે જે સર્જાતાં તેની પૃથ્વીવ્યાપી હવામાન પર અસર થાય છે. દર ચાર-પાંચ વર્ષને ગાળે સર્જાતી આ ઘટના દરમિયાન પૅસિફિક સમુદ્રના પૂર્વ કિનારાના વિસ્તાર(દક્ષિણ અમેરિકાના પશ્ચિમી તટ) પર સમુદ્રનું પાણી સામાન્ય કરતાં 3°–5° સે. જેટલું વધારે ગરમ થાય છે. આને કારણે પવનો તેમજ સમુદ્રપ્રવાહો પ્રભાવિત થતાં, વિષુવવૃત્તીય પ્રદેશોના હવામાનના સ્વરૂપમાં સારો એવો બદલાવ આવે છે. (એક અભ્યાસ અનુસાર ભારતનું ચોમાસું આ ઘટનાના ગાળામાં નબળું પડે છે; પરંતુ આ તારવણી જરા વિવાદાસ્પદ છે.) ઉપગ્રહોનાં અવલોકનો દ્વારા આ પ્રકારની ઘટનાઓનો અભ્યાસ આગામી વર્ષો દરમિયાન, પૃથ્વીવ્યાપી હવામાનના વધુ ચોકસાઈપૂર્વકના વર્તારા માટે, અગત્યનો બનશે તેવી આશા જરૂર રાખી શકાય.

1997માં જાપાન અને યુ.એસ. દ્વારા હાથ ધરાયેલ એક સંયુક્ત પ્રયોગમાં, ઉપગ્રહમાં રાખેલ રડાર દ્વારા ઉષ્ણકટિબંધના વિસ્તારો પર થતી કુલ વર્ષાનું માપ લેવાઈ શકાયું હતું. આ પ્રયોગ અયનવૃત્તીય વર્ષામાપન પંચ [Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)] તરીકે ઓળખાવાય છે.

હવામાનની આગાહી : પૃથ્વીવ્યાપી સેંકડો હવામાન-મથકો ખાતેથી હવામાનના પ્રાચલોની સતત નોંધ લેવાતી રહે છે. ઉપરાંત ઉપગ્રહો પણ સતત હવામાનને લગતાં અવલોકનો મોકલતા રહે છે. પૃથ્વી પરના ઘણા દુર્ગમ વિસ્તારો પર સમાનવ હવામાન-મથક જાળવવું મુશ્કેલ બને છે. આવા વિસ્તારોને આવરી લેવા માટે માનવરહિત સ્વયંસંચલિત હવામાન-મથક (automated weather stations) સ્થાપવામાં આવે છે. આવાં મથકોએ જે ઉપકરણો રાખેલ હોય તે હવામાનના પ્રાચલો નોંધીને તેનું સૂક્ષ્મ તરંગોના સ્વરૂપે સાંકેતિક ભાષામાં ઉપગ્રહ તરફ પ્રક્ષેપણ કરે છે અને આવાં અનેક મથકો ખાતેથી લેવાયેલ અવલોકનોને, ઉપગ્રહ એકકેન્દ્રીય ભૂમિમથક તરફ મોકલે છે.

આવી રીતે લેવાયેલ હવામાનના પૃથ્વીવ્યાપી પ્રાચલોની નોંધ પરથી ‘હવામાનનો નકશો’ (weather map) તૈયાર કરાય છે અને સમયાંતરે તૈયાર કરાતા આવા નકશાઓ પર હવામાનના પ્રાચલોમાં જણાતા ફેરફારને આધારે ટૂંકા સમયગાળા માટે હવામાનનું પૂર્વાનુમાન કરવામાં આવે છે. એક જ સમયે લેવાયેલ અવલોકનો પરથી તૈયાર કરાયેલ હવામાનનો નકશો હવામાનના પ્રાચલોનો સારરૂપ નકશો (synoptic map) કહેવાય. સારરૂપ નકશાઓ પરથી હવામાનની આગાહી તો ઘણો જટિલ વિષય છે. સપાટીને આવરી લેતાં અવલોકનો ઉપરાંત બલૂન દ્વારા લેવાતાં વિષમતાપમંડળના ઉપરના વિસ્તારનાં અવલોકનો પણ આમાં જરૂરી બને છે. આધુનિક હવામાનશાસ્ત્રમાં આ પ્રકારની આગાહી માટે ખાસ નમૂનો (model) તૈયાર કરાય છે અને આ પદ્ધતિને આંકડાકીય હવામાન આગાહી (numerical weather forecasting) કહેવાય છે. મૂળભૂત રીતે તો હવામાન પણ ભૌતિકવિજ્ઞાનના જ નિયમો અનુસરતું હોવા છતાં, અનેક ઘટકોના પરસ્પર અવલંબન અને તેમની વચ્ચેના અરેખીય (nonlinear) સંબંધોને કારણે પ્રાચલોમાં થતો નાની માત્રાનો ફેરફાર પણ થોડા સમય બાદ મોટી અસરો સર્જી શકે છે. અતિશયોક્તિમાં એમ કહેવાય છે કે પતંગિયાની પાંખના ફફડાટથી થતો હવામાન-વિક્ષોભ, અરેખીય (nonlinear) અસરો દ્વારા વૃદ્ધિ પામીને ઘણે દૂર ચક્રવાતી તોફાન સર્જી શકે ! synoptic maps પરથી હવામાનની આગાહી ઘણે અંશે ભૂતકાળના અનુભવ પર પણ આધાર રાખે છે.

હવામાનના વિક્ષોભો : સેંકડો કિલોમીટર વ્યાપનો હવાનો એવો જથ્થો, જેમાં ભેજનું પ્રમાણ, તાપમાન, દબાણ જેવા પ્રાચલો લગભગ એકસરખા જેવા જણાતા હોય, તેવા જથ્થાને હવામાનશાસ્ત્રમાં વાયુસમુચ્ચય (air mass) કહેવાય છે. આવા બે અલગ પ્રકારના વાયુસમુચ્ચય જ્યારે એકમેક સાથે સંસર્ગમાં આવે ત્યારે હવામાનમાં વિક્ષોભ સર્જાય છે, ઓછું તાપમાન ધરાવતો હવાનો જથ્થો તેની હવાની વધુ ઘનતાને કારણે, વધુ તાપમાન ધરાવતા જથ્થાની નીચે સરકે અને આમ વધુ તાપમાન ધરાવતો હવાનો જથ્થો ઊર્ધ્વગતિ મેળવવાથી ઠંડો પડે અને તેનો ભેજ પાણીમાં ફેરવાય. આ રીતે બે વાયુસમુચ્ચયના સંસર્ગની સીમા ઉપર વર્ષા કે પછી હિમવર્ષા જેવી ઘટના સર્જાય છે. બે ભિન્ન પ્રકારના હવાના જથ્થા જે સીમા પર સંસર્ગમાં આવતા હોય તે સીમા હવામાનશાસ્ત્રમાં વાતાગ્ર (front) કહેવાય છે અને આવા વાતાગ્ર (fronts) હવામાન-વિક્ષોભ સર્જે છે. ઉદાહરણ તરીકે જોઈએ તો ભૂમધ્ય સમુદ્રના (Mediterranean sea) વિસ્તારમાં શિયાળા દરમિયાન સર્જાતા ચક્રવાતો પૂર્વ તરફ આગળ વધતાં, ઉન્નત હિમાલયની આડશને કારણે ફંટાઈને ભારતના પંજાબ, કાશ્મીર જેવા વિસ્તારોમાં પ્રવેશે છે. આ વિસ્તારો પર સામાન્ય રીતે પ્રવર્તતો હવાનો જથ્થો ઠંડો અને શુષ્ક હોય છે; પરંતુ ચક્રવાત સાથે સંકળાયેલ ગરમ, ભેજવાળી હવાનો જથ્થો તેના સંસર્ગમાં આવે ત્યારે ‘પશ્ચિમી વિક્ષોભ’ તરીકે ઓળખાતી હવામાનની ઘટના સર્જે છે. શિયાળા દરમિયાન સર્જાતી આવી ઘટનાઓને કારણે કાશ્મીર વિસ્તારમાં ભારે હિમવર્ષા થાય છે અને મેદાની વિસ્તારો પર ઠંડીનું મોજું ફરી વળે છે. ઉપગ્રહ દ્વારા લેવાતાં ચિત્રોના અભ્યાસ પરથી આવી ઘટનાનું પૂર્વાનુમાન સારી એવી ચોકસાઈથી થઈ શકે છે.

આમ, ઉપગ્રહો દ્વારા લેવાતાં ચિત્રો પરથી ટૂંક સમયના ભવિષ્ય માટે હવામાનની આગાહી સારી એવી ચોકસાઈથી થઈ શકે છે; પરંતુ તેથી લાંબા સમયગાળા માટે પૂર્વાનુમાનમાં હજી ચોકસાઈ નથી મેળવી શકાઈ. ભારત જેવા દેશ માટે ઉનાળા દરમિયાન જ પછીના ચોમાસાના સ્વરૂપની આગાહી ઘણી અગત્યની હોય છે તેથી computer modelling દ્વારા વિકસાવાતા આંકડાકીય હવામાન પ્રતિરૂપ(numerical weather models)ને હજી વધુ ચોકસાઈ ધરાવતા કરવાની તાતી જરૂર છે અને હવામાનશાસ્ત્રીઓએ આ સંશોધન પર ઘણું ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. આ દિશામાં થઈ રહેલા સંશોધનમાં ભારતની ઉષ્ણકટિબંધીય મોસમ પર સંશોધન કરતી સંસ્થા India Institute of Tropical Meteorologyનું પ્રદાન મહત્વનું છે.

હવામાનના અભ્યાસ માટે સ્થપાયેલ ભારતીય સંસ્થાઓ : બ્રિટિશ શાસનનાં શરૂઆતનાં વર્ષોમાં જ હવામાનના અભ્યાસનું મહત્વ સમજીને 1875માં બ્રિટિશરોએ સિમલા ખાતે આ માટેનો વિભાગ શરૂ કર્યો જે ભારત મોસમવિજ્ઞાન વિભાગ (India Meteorology Department) કહેવાયો. ત્યાર બાદ ક્રમશ: તેનું વડું મથક પ્રથમ પુણે ખાતે અને બાદમાં દિલ્હી ખાતે લવાયું. હાલ આ વિભાગ ભારત સરકારના વિજ્ઞાન અને ટૅક્નૉલૉજી વિભાગ (Department of Science and Technology) અંતર્ગત છે; અને તેનું મુખ્ય કાર્ય હવામાન-મથકો ખાતેથી એકત્ર થતાં અવલોકનોના સંકલનને આધારે હવામાનના વર્તારા અને ચોમાસાના આગમન અગાઉ તેના સ્વરૂપ અંગેનું પૂર્વાનુમાન કરવું વગેરે છે. વડું મથક હાલ મોસમ ભવન, લોદી રોડ, ન્યૂ દિલ્હી ખાતે છે. આ કેન્દ્રીય મથકની નીચે 6 પ્રાદેશિક મથકો છે. ગુજરાત, મહારાષ્ટ્રનો વિસ્તાર પશ્ચિમી પ્રાદેશિક મથકના કાર્યક્ષેત્રમાં આવે છે જે પુણે ખાતે છે.

આ ઉપરાંત ભારત જેવા મોસમી પ્રદેશ માટે ખાસ અનુસંધાનની જરૂરિયાત સમજીને આઝાદી પછીનાં વર્ષોમાં, વિજ્ઞાન અને ટૅક્નૉલૉજી વિભાગના અનુદાનથી પુણે ખાતે ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટ્રૉપિકલ મિટિયૉરોલૉજી (Indian Institute of Tropical Meteorology) નામની સ્વાયત્ત સંસ્થા પણ સ્થપાઈ છે. આ સંસ્થા હવામાનમથકોનું સંચાલન નથી કરતી; પરંતુ હવામાનશાસ્ત્રનાં વૈજ્ઞાનિક પાસાંઓનો અભ્યાસ કરે છે. આમ ભારતીય મોસમવિજ્ઞાન વિભાગ (Indian Meteorological Department) સેવાસંસ્થા છે જ્યારે ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટ્રૉપિકલ મિટિયૉરોલૉજી સંશોધનસંસ્થા છે. આ ઉપરાંત અવકાશસંશોધન-ક્ષેત્રે કાર્યરત સંસ્થાઓ પણ અંશત: હવામાનશાસ્ત્ર અંગે સંશોધન-પ્રવૃત્તિઓ કરતી હોય છે.

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ