હવામાનનાં પરિવર્તનો અને તેને અસર કરતા ઘટકો

હવામાનનાં પરિવર્તનો અને તેને અસર કરતા ઘટકો : હવામાનનાં પરિવર્તનો અને તેને અસર કરતા ઘટકોનો અભ્યાસ. પૃથ્વીનું સર્જન તો સૂર્ય તેમજ સૌરમંડળના અન્ય ગ્રહોની સાથે સાથે જ સાડાચાર અબજ વર્ષો પૂર્વે થયું. સર્જન બાદ 70થી 80 કરોડ વર્ષ જેવા સમયગાળા માટે એની સપાટી બંધાતી અને તૂટતી રહી. આ સમય નવસર્જિત પૃથ્વી પર પ્રબળ ઉલ્કાપાતોનો હતો. સર્જન-સમયનું આદિ વાતાવરણ તો પ્રબળ ઉલ્કાપાતોને કારણે ઊંચા તાપમાને ગયેલ પૃથ્વીએ સંપૂર્ણપણે ગુમાવી દીધું હતું; પરંતુ તેના પેટાળમાંથી ઉત્સર્જિત વાયુઓએ તેને નવું વાતાવરણ બક્ષ્યું, જેમાં ઑક્સિજન નહોતો; પરંતુ મહદ્અંશે નાઇટ્રોજન, કાર્બનડાયૉક્સાઇડ જેવા વાયુઓ હતા અને થોડી માત્રામાં પાણીની બાષ્પ તેમજ મિથેન. આ પ્રકારના વાતાવરણમાં આશરે સાડાત્રણ અબજ વર્ષ પૂર્વે સૂક્ષ્મ જીવાણુ પ્રકારની સજીવ સૃષ્ટિ ઉદભવી (એક મત અનુસાર, ઉલ્કાપિંડો દ્વારા અવકાશમાંથી આવી) અને યોગ્ય વાતાવરણ મળતાં વિકાસ પામી. આ જીવાણુઓ સાયનોબૅક્ટેરિયા (cynobacteria) પ્રકારના હતા અને તેમના અશ્મિ (fossils) દ્વારા સર્જાયેલ stromatolite નામે ઓળખાતા ખડકોના અભ્યાસ પરથી આ સમય તારવાયેલ છે. નોંધપાત્ર છે કે આ ખડકો પાણીમાં જ સર્જાય છે અને આમ પૃથ્વી ઉપર પ્રવાહી સ્વરૂપે પાણી તે સમયથી સતત અસ્તિત્વ ધરાવે છે, તેનો પુરાવો છે.

આ જીવાણુઓ, સૂર્યપ્રકાશ દ્વારા સર્જાતી પ્રકાશસંશ્લેષણ-(photosynthesis)-પ્રક્રિયા દ્વારા વાતાવરણના કાર્બનડાયૉક્સાઇડ વાયુનું કાર્બોહાઇડ્રેટ અને મુક્ત ઑક્સિજનમાં રૂપાંતર કરતા હતા અને આમ ક્રમશ: પૃથ્વીના વાતાવરણમાં મુક્ત ઑક્સિજન સર્જાતો ગયો અને કાર્બનડાયૉક્સાઇડનું પ્રમાણ ઘટતું ગયું. સાથે સાથે, વાતાવરણમાં ત્રીસેક કિલોમીટર જેવી ઊંચાઈ પર આ ઑક્સિજન દ્વારા ઓઝોનનું સ્તર પણ રચાયું, જેણે ત્યાર બાદના સમયે સર્જાયેલ અન્ય સજીવ સૃષ્ટિને સૂર્યનાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિકિરણો સામે રક્ષણ આપ્યું છે. આ રીતે લગભગ 2 અબજ વર્ષ જેવા સમયગાળા સુધી પૃથ્વીના વાતાવરણનું સ્વરૂપ પલટાતું ગયું; કાર્બનડાયૉક્સાઇડનું પ્રમાણ ઘટતું ગયું અને ઑક્સિજનનું પ્રમાણ વધતું ગયું.

ઑક્સિજનનું પ્રમાણ વધતાં અન્ય પ્રકારની જીવસૃષ્ટિની ઉત્ક્રાંતિ થઈ, જે પ્રકાશસંશ્ર્લેષણ દ્વારા સર્જાયેલ કાર્બોહાઇડ્રેટ પદાર્થોનું ઑક્સિજન સાથે સંયોજન કરીને ઊર્જા મેળવતી હતી. આ પ્રક્રિયામાં વાતાવરણમાં કાર્બનડાયૉક્સાઇડ પાછો ફેંકાય છે. આશરે 70 કરોડ વર્ષ જેટલા સમય પહેલાં વાતાવરણના આ ઘટકો, ઑક્સિજન તથા કાર્બનડાયૉક્સાઇડ વચ્ચે કંઈક સમતોલન આવ્યું જેમાં નાઇટ્રોજન લગભગ 78 %, ઑક્સિજન 21 % અને કાર્બનડાયૉક્સાઇડ ફક્ત 0.03 % જેવા પ્રમાણમાં જળવાઈ રહ્યા છે. (એક ટકા જેવો ઑર્ગન નિષ્ક્રિય વાયુ છે.) આ ચક્રમાં વનસ્પતિ કાર્બનડાયૉક્સાઇડ વાપરીને ઑક્સિજનનું ઉત્સર્જન કરે છે, તો પ્રાણીસૃષ્ટિ ઑક્સિજન વાપરીને કાર્બનડાયૉક્સાઇડનું ઉત્સર્જન કરે છે. ઉપરાંત કાર્બોનેટ ખડકોના સ્વરૂપમાં પણ ઘણો કાર્બનડાયૉક્સાઇડ સંગ્રહાયેલ છે; જેનું પ્રમાણ સમુદ્રના પાણીના તાપમાન પર આધાર રાખે છે. વાતાવરણમાં રહેલ કાર્બનડાયૉક્સાઇડ વાયુના પ્રમાણમાં આ પ્રકારે થતી થોડી વધઘટ, ગ્રીનહાઉસ અસર દ્વારા હવામાન પર મોટી અસર સર્જે છે; પરંતુ આ ગ્રીનહાઉસ અસર સમજતાં પહેલાં પૃથ્વીની સપાટી દ્વારા સૌર વિકિરણોની ઊર્જાના થતા શોષણને સમજવું જરૂરી છે.

સૌર વિકિરણો : પૃથ્વીની સપાટી નજીકનું તાપમાન તો દૃશ્ય પ્રકાશના વિસ્તારનાં સૌર વિકિરણોમાં રહેલ ઊર્જા દ્વારા જ મહદ્અંશે નક્કી થાય છે. કારણ કે આ તરંગો માટે પૃથ્વીનું વાતાવરણ પારદર્શક છે. આમ સૌર વિકિરણોની કુલ ઊર્જાનો 60 % હિસ્સો પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચે છે, આમાંનો લગભગ 40 %થી 50 % હિસ્સો પૃથ્વીની સપાટી દ્વારા શોષાય છે, જ્યારે બાકીનો પરાવર્તન પામીને ફરી અવકાશમાં પાછો ફેંકાય છે. જમીનની સપાટી તેના પ્રકાર અનુસાર વત્તુંઓછું શોષણ કરે છે. જ્યારે સમુદ્રની સપાટી વધુ પ્રમાણમાં લગભગ 50 % જેટલું શોષણ કરે છે. હિમાચ્છાદિત સપાટી લગભગ સંપૂર્ણપણે વિકિરણોનું પરાવર્તન કરે છે. આમ ધ્રુવીય વિસ્તારો પર થતા સૌર વિકિરણોના શોષણની માત્રા ઘણી ઓછી હોય છે. આ 40 % હિસ્સો મહદ્અંશે ઇન્ફ્રારેડમાં અને થોડે અંશે અલ્ટ્રાવાયોલેટમાં હોય છે. ઇન્ફ્રારેડ હિસ્સો વાતાવરણના કાર્બનડાયૉક્સાઇડ અને પાણીની બાષ્પ જેવા વાયુઓ દ્વારા શોષાય છે. વિકિરણોનો થોડો હિસ્સો વાદળોના સ્તર તેમજ વાતાવરણમાં રહેલ ઝીણા રજકણો દ્વારા પરાવર્તન પામે છે. ટૂંકી તરંગલંબાઈનાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિકિરણો વાતાવરણમાં 100 કિમી.થી ઊંચેના વિસ્તારમાં શોષાઈને આયનોસ્ફિયર રચે છે. દૃશ્ય પ્રકાશ નજીકના વિસ્તારનાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ સ્તર મહદ્અંશે 30 કિમી. ઊંચાઈ પર આવેલ ઓઝોનના સ્તર દ્વારા શોષાય છે; જે પૃથ્વી પરની જીવસૃષ્ટિની સલામતી માટે અગત્યની ઘટના છે. કંઈક અંશે ઓઝોન સ્તરનું આ શોષણને કારણે વધતું તાપમાન પણ નીચેના વાતાવરણના હવામાનને અસર કરે છે; પરંતુ આ પ્રક્રિયા જરા જટિલ છે.

ગ્રીન હાઉસ અસર : પૃથ્વીની સપાટી દ્વારા શોષાયેલ વિકિરણો સપાટીનું તાપમાન વધારે છે; પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમ મુજબ તાપમાન વધતાં સપાટી પાછી ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં ઉત્સર્જન કરે છે. જેમ તાપમાન ઊંચું જાય તેમ આ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ ઓછી થાય. પૃથ્વીની સપાટી સૌર વિકિરણોની અસર નીચે લગભગ 300 કેલ્વિન (કેલ્વિન = 273° + 0 સેલ્સિયસ) જેવું તાપમાન ધરાવે છે અને તેના દ્વારા થતું ઉત્સર્જન મુખ્યત્વે 10 માઇક્રૉન (એક માઇક્રૉન એટલે મિમીનો હજારમો ભાગ) તરંગલંબાઈ પર થાય છે.

હવે વાતાવરણમાં અલ્પમાત્રામાં રહેલ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ અને પાણીની બાષ્પ આ તરંગોના વિસ્તાર માટે પારદર્શક નથી; તેથી આ વિકિરણોમાં રહેલ ઊર્જાનો, સપાટી નજીકના વાતાવરણમાં સંગ્રહ થાય છે અને વાતાવરણ થોડા ઊંચા તાપમાને રહે છે. જો આ શોષણ થતું ન હોત તો ઉત્સર્જિત ઊર્જા ફરીથી અવકાશમાં પાછી ફેંકાત અને સપાટી અને તેની નજીકનું વાતાવરણ ખાસ કરીને રાત્રિના સમયે ઘણું ઠંડું થઈ જતું હોત. આમ, દિવસ-રાતના તાપમાનનો તફાવત ઘણો વધારે રહેત; તેમજ પૃથ્વીનું હવામાન હાલના કરતાં સરેરાશ 20° સે. જેટલું નીચું રહેતું હોત. અર્થાત્ પૃથ્વી સતત હિમયુગમાં રહેતી હોત ! વાતાવરણમાં અલ્પમાત્રામાં રહેલ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ તેમજ પાણીની બાષ્પ આમ પૃથ્વીની સપાટીને એક ધાબળો ઓઢાડ્યો હોય તે રીતે તેને થોડી ગરમ (હૂંફાળી) રાખે છે. આ અસર તે ‘ગ્રીન હાઉસ’ અસર અને જે વાયુઓ દ્વારા આવી અસર સર્જાય તે ‘ગ્રીન હાઉસ’ વાયુઓ કહેવાય છે. જો વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું પ્રમાણ વધે તો તાપમાન ઊંચું જતાં પાણીનું વધારે પ્રમાણમાં બાષ્પીભવન થવાથી તેનું પ્રમાણ પણ વધે અને તાપમાન વધુ ઊંચું જાય. આમ, અમુક સંયોગોમાં આ અસર વિવર્ધન પામીને નિયંત્રણ બહાર જઈ શકે છે. શુક્રની સપાટી આ જ કારણે 450° સે. જેવા ઊંચા તાપમાને ગયેલી મનાય છે. પૃથ્વીની સપાટી પર છેલ્લાં સાડાત્રણ અબજ જેટલાં વર્ષોથી તો સતત સમુદ્રો રહેલાં છે. (stromatolite ખડકોનો અભ્યાસ આ દર્શાવે છે.) તારાઓની ઉત્ક્રાંતિના સિદ્ધાંતો મુજબ આ સમયગાળામાં સૂર્ય તો 20 % જેવો વધુ તેજસ્વી બન્યો છે; આમ છતાં પૃથ્વીના હવામાનના સરેરાશ તાપમાનમાં ± 12° સે.થી વધુ માત્રાનો ફેરફાર થયો નથી. અલબત્ત, કેટલાક ઉષ્મ સમયગાળાઓ ગયા છે. જ્યારે આ તાપમાન હાલ કરતાં 12° સે. જેવું ઊંચું રહેતું તો કેટલાક શીત સમયગાળાઓ દરમિયાન પૃથ્વી મહદ્અંશે હિમાચ્છાદિત બની જતી (પણ સંપૂર્ણપણે તો ક્યારેય નહિ). આની પાછળનું કારણ આ ગ્રીન હાઉસ અસરના ઓછાવત્તા થતા પ્રભાવને જ મનાય છે. જરા નવાઈ લાગે તેવા આ નિયંત્રણને સમજવા માટે ગઇયા (Gaia) નામનો એક સિદ્ધાંત સૂચવાયો છે. આ સિદ્ધાંત અનુસાર જ્યારથી પૃથ્વી પર સજીવ સૃષ્ટિ ઉદભવી ત્યારથી આ સજીવ સૃષ્ટિ દ્વારા અલ્પ માત્રામાં ઉત્સર્જિત વાયુઓના પ્રમાણને કારણે જ આ અસરની માત્રામાં યોગ્ય વધઘટ થતી રહી છે અને હવામાન એકંદરે જીવન માટે અનુકૂળ રહ્યું છે. ટૂંકમાં, સજીવ સૃષ્ટિ પોતાને અનુકૂળ તાપમાને વાતાવરણને રાખવા સક્ષમ છે !

ગ્રીન હાઉસ અસર, સતત પૃથ્વીના હવામાનને અસર કરતું ઘણું મહત્વનું પરિબળ છે. પૃથ્વીના ઇતિહાસમાં, ભૂતકાળમાં મિથેન વાયુના પ્રમાણે પણ આ અસરમાં મહત્વનો ભાગ ભજવ્યો હતો.

હવામાનને અસર કરતાં અન્ય પરિબળો : ગ્રીન હાઉસ અસર તો સમગ્ર પૃથ્વીના સરેરાશ તાપમાન પર વરતાય જ છે; પરંતુ પૃથ્વીનાં જુદાં જુદાં સ્થળો પર પ્રવર્તતા હવામાનમાં ઘણું વૈવિધ્ય જણાય છે. જેમ જેમ વિષુવવૃત્ત નજીકના વિસ્તારથી દૂર જવામાં આવે છે તેમ તેમ સૌર વિકિરણોની માત્રા ઘટવાથી વાતાવરણનું સરેરાશ તાપમાન ઘટતું જાય છે. વળી વિષુવવૃત્ત વિસ્તાર પર હાલ મોટા પ્રમાણમાં પાણીનો ભાગ હોવાથી તેનું હવામાન ભેજયુક્ત રહે છે. જેમ જેમ વિષુવવૃત્તથી દૂર જવામાં આવે છે તેમ તેમ પૃથ્વીની તેના કક્ષા સમતલની લંબદિશા સંદર્ભે નમેલી ધરીને કારણે સર્જાતી. 6 માસની અવધિની ઋતુઓ વચ્ચેનો તફાવત પણ વધતો જાય છે. હાલના તબક્કે પૃથ્વીના ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ભૂખંડો કંઈક એકત્રિત થયેલ છે. જ્યારે દક્ષિણ ગોળાર્ધ પર મહાસાગરનો વિસ્તાર ઘણા મોટા પ્રમાણમાં છે.

વિષુવવૃત્ત ઉપરના મહાસાગરોમાં પાણીનું સવિશેષ બાષ્પીભવન થવાને કારણે હવા હલકી બનતાં વાતાવરણમાં નીચેના સ્તરે ઊર્ધ્વગામી વાયુપ્રવાહો સર્જાય છે અને આ વાયુપ્રવાહો ઊંચા અક્ષાંશના વિસ્તારો પર (~ 35° જેવા) નીચે ઊતરે છે. પૃથ્વીના ભ્રમણને કારણે સર્જાતા કોરિયોલિસ (coriolis) પ્રકારના બળને કારણે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં આ વાયુપ્રવાહ સમઘડી ચકરાવો લે છે અને આમ વિષુવવૃત્તના મહાસાગર પર પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ સપાટી પર વહેતા પવનો સર્જાય છે. (આકૃતિ) આ પવનો તેમની સાથે મહાસાગરના પાણીને પણ ઘસડે છે જેથી મહાસાગરમાં પ્રવાહો સર્જાય છે. પૅસિફિક મહાસાગરમાં આ રીતે ઇન્ડોનેશિયા અને દક્ષિણ અમેરિકા ભૂખંડ વચ્ચેના વિસ્તારમાં પશ્ચિમ તરફ વહેતો જે જળપ્રવાહ સર્જાય છે તે હિંદી મહાસાગરમાં ભારતની દક્ષિણે થઈને, આફ્રિકા ભૂખંડની દક્ષિણેથી આગળ વધતો આટલાંટિક મહાસાગરમાં પ્રવેશે છે અને દક્ષિણ અમેરિકાના બ્રાઝિલ, પનામા કાંઠે પહોંચે છે; પરંતુ હવે તેનો પશ્ચિમ દિશાનો માર્ગ જમીન દ્વારા અવરોધાવાથી તે ફંટાઈને યુ.એસ.ના ફ્લોરિડા કાંઠેથી આગળ વધતો કોરિયોલિસ બળની અસર નીચે ઉપરના અક્ષાંશના વિસ્તારમાં હવે પૂર્વ તરફની દિશા પકડે છે (આકૃતિ) અને યુરોપના આયર્લૅન્ડ, ઇંગ્લૅન્ડ, ડેન્માર્ક અને નૉર્વેના કાંઠે પહોંચે છે. વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારમાં સર્જાયેલ ગરમ પાણીનો આ પ્રવાહ યુરોપના આ વિસ્તારોના હવામાનને વ્યાપક અસર કરે છે અને આ વિસ્તારો ઊંચા અક્ષાંશોના વિસ્તારો હોવા છતાં ત્યાંના તાપમાનને પ્રમાણમાં ઊંચું રાખે છે. આ ઉપરાંત આ ગરમ પ્રવાહ સાથે સંકળાયેલ વાયુપ્રવાહો ભેજયુક્ત હોવાથી આ વિસ્તારો પર અવારનવાર વર્ષા પણ સારી એવી થતી રહે છે. આમ ઉત્તર યુરોપના પશ્ચિમ કાંઠાના આ વિસ્તારોની આબોહવા પર આ ‘ગલ્ફસ્ટ્રીમ’ નામે ઓળખાતા જળપ્રવાહની મોટી અસર થાય છે.

આમ, આ પ્રવાહનું યુરોપ તરફની દિશા પકડવાનું કારણ તેના માર્ગમાં અમેરિકન ભૂખંડ દ્વારા સર્જાતો અવરોધ છે. દૂરના ભૂતકાળમાં તો ભૂખંડોની પરિસ્થિતિ ઘણી જુદી હતી. પૃથ્વીના ભૂખંડો એકમેક સંદર્ભે સરકતા રહ્યા છે, જે પ્રક્રિયા (ભૂ-તકતી-સંચલન, plate tectonics) તરીકે ઓળખાય છે. ગલ્ફસ્ટ્રીમના સંદર્ભમાં સમુદ્રી પ્રવાહો ભૂખંડોના હવામાનને મોટી અસર કરે છે; પરંતુ તેમની દિશા તેમના માર્ગમાં આવતા ભૂખંડોના આધારે જ નક્કી થાય છે. આમ, કરોડો વર્ષો જેવા લાંબા ગાળે ભૂખંડોની પરિસ્થિતિ બદલાતી રહેતી હોવાથી પૃથ્વીનું હવામાન પણ બદલાતું રહે છે. આમ તો આવી અસરો કરોડો વર્ષના સમયગાળે મોટા પ્રમાણમાં વરતાય, પરંતુ વિશિષ્ટ સંયોગોમાં લાખો વર્ષોના ટૂંકા સમયગાળામાં પણ તેની અસર વરતાઈ શકે. ગલ્ફસ્ટ્રીમના સંદર્ભમાં જ એક ઉદાહરણ અહીં પ્રસ્તુત છે.

ભૂ-તકતી-સંચલનની પ્રક્રિયાને કારણે દક્ષિણ અમેરિકાનો ભૂખંડ ઉત્તર તરફ સરકીને ફક્ત 35 લાખ વર્ષ પહેલાં જ ઉત્તર અમેરિકા સાથે જોડાયો. આ પહેલાંના સમયે આ બે ભૂખંડો વચ્ચે સમુદ્રી વિસ્તાર હતો અને આટલાંટિક મહાસાગરમાં વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારમાં પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ વહેતો ગરમ પાણીનો પ્રવાહ ફરીથી પૅસિફિક મહાસાગરમાં જ પ્રવેશતો. ઉત્તર યુરોપના વિસ્તારો તરફ આ પ્રવાહ ફંટાતો નહિ હોવાથી, તે વિસ્તારોનું હવામાન તે સમયે વધુ ઠંડું રહેતું હોવું જોઈએ. આ સંદર્ભમાં હાલને તબક્કે સર્જાઈ શકતી એક ઘટનાની શક્યતા પણ જોવા જેવી છે. હાલના તબક્કે પૃથ્વી પરનો હિમાચ્છાદિત વિસ્તાર, ખાસ કરીને આર્કિટક સાગર નજીકનો, ઘટતો જણાય છે. આર્કિટક વિસ્તારનો પીગળતા બરફનો જથ્થો જો આ ગરમ પાણીના પ્રવાહ સાથે ભળે તો આ પાણીની ઘનતા વધતાં તે યુરોપ પહોંચતા પહેલાં જ આટલાંટિક સમુદ્રના ઊંડાણમાં પ્રવેશે. જો એમ થાય તો ગલ્ફસ્ટ્રીમનો પ્રવાહ નબળો પડતાં યુરોપના ઉપર્યુક્ત વિસ્તારોનું હવામાન મોટો પલટો લે. ભૂખંડોના ટકરાવને કારણે ભૂપૃષ્ઠનું સ્વરૂપ બદલાતાં હવામાન પર વ્યાપક અસર થાય છે.

દૂરના ભૂતકાળનું હવામાન : પૃથ્વી ઉપર સમયાનુસાર પ્રવર્તતી સજીવ સૃષ્ટિ, તેમજ પૃથ્વીની વ્યાપક પરિસ્થિતિ અનુસાર પૃથ્વીના ભૂતકાળને લાંબા સમયગાળા ધરાવતા મહાયુગો, તેમની અંદરના યુગો અને તેમનાયે પેટાયુગોમાં વહેંચવામાં આવે છે. પૃથ્વી પર ઑક્સિજનનું વાતાવરણ સર્જાયું ત્યાર બાદ સજીવ સૃષ્ટિ વૈવિધ્યપૂર્ણ બની. આ પ્રારંભિક પ્રાણીસૃષ્ટિનો સમય પુરાજીવી (Paleozoic) મહાયુગ કહેવાય છે અને આનો સમયગાળો લગભગ 55 કરોડ વર્ષ પૂર્વેથી માંડીને 25 કરોડ વર્ષ પૂર્વે સુધીનો ગણાય છે. આ પહેલાંનો સમય તે Phenerozoic સમયગાળો  અર્થાત્ પ્રાણીસૃષ્ટિના ઉદગમનો સમયગાળો છે. Phenerozoic સમયે, 75થી 55 કરોડ વર્ષના સમયગાળામાં પૃથ્વી ત્રણેક વખત શીતાગાર બની ગયેલી જણાય છે અને આ સમયગાળાઓ હિમકંદુક પૃથ્વી(snowball earth)ના સમયગાળાઓ તરીકે પણ ઓળખાય છે; પરંતુ આની પાછળનું કારણ સ્પષ્ટ નથી. કારણ કે આ સમયે ભૂખંડોની પરિસ્થિતિ વિશે તેમજ વાતાવરણના સ્વરૂપ વિશે સ્પષ્ટ ખ્યાલ નથી. પૃથ્વીના વ્યાપક હવામાનની કંઈક અંશે સ્પષ્ટ માહિતી તો લગભગ 25 કરોડ વર્ષ પૂર્વે પુરાજીવી મહાયુગ (Palaeozoic) પૂરો થઈને મધ્યજીવી (Mesozoic) મહાયુગ શરૂ થયો ત્યાર પછીની જ છે. 25 કરોડ વર્ષ પૂર્વે શરૂ થયેલ આ મહાયુગનો અંત કરોડ વર્ષ પૂર્વે આવ્યો અને ત્યારે હાલના નૂતનજીવી (Cenozoic) મહાયુગનો આરંભ થયો.

મધ્યજીવી યુગના પ્રારંભમાં તો પૃથ્વીના બધા જ ભૂખંડો, તેમના વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારમાં એકત્રિત થયા હતા. આ રીતે સર્જાયેલ ‘મહાખંડ’ને વૈજ્ઞાનિકો સર્વત્ર ભૂમિ(Pangea અર્થાત્ all land)ના નામે ઓળખે છે. મધ્યજીવી મહાયુગનો પાછલો તબક્કો તે ખટીક (Cretaceous) યુગ; આજથી 15 કરોડ વર્ષ પૂર્વેનો સમય. તે વખતે સર્વત્રભૂમિ (Pangea) મહાખંડ તૂટવાનો આરંભ થઈ ચૂક્યો હતો. વિષુવવૃત્તીય વિસ્તાર પર આવેલ આ મહાખંડને કારણે ધ્રુવીય વિસ્તારો ફરતા તો સમુદ્ર હતા અને વિષુવવૃત્ત ફરતા વિસ્તારના ગરમ પાણીના પ્રવાહો ધ્રુવીય વિસ્તારો સુધી પહોંચતા હોવાને કારણે આ વિસ્તારો બરફના આચ્છાદનથી મુક્ત રહેતા હતા. અગાઉ જણાવ્યા અનુસાર બરફનું આચ્છાદન મોટા પ્રમાણમાં સૌર વિકિરણોનું પરાવર્તન કરે છે, જ્યારે સમુદ્રનું પાણી તેને મોટા પ્રમાણમાં શોષે છે. આમ આ સમગ્ર સમયગાળો પૃથ્વી માટે ઉષ્મ યુગ હતો. ખટીક યુગ દરમિયાન પૃથ્વીનું સરેરાશ તાપમાન હાલ કરતાં 10° − 15° સે. જેવું ઊંચું રહેતું એમ મનાય છે. વળી વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ પણ સવિશેષ પ્રમાણમાં હતો.

સર્વત્રભૂમિ મહાખંડના ટુકડાઓ જેમ જેમ એકમેકથી દૂર જતા ગયા, તેમ તેમ સમુદ્રના પ્રવાહોમાં ફેરફારો સર્જાતા ગયા અને લાંબા સમય સુધી એકધારું ઉષ્ણ હવામાન અનુભવી રહેલી પૃથ્વી પર હવામાનનું સ્વરૂપ બદલાવા માંડ્યું; અલબત્ત આને કરોડો વર્ષ જેટલો સમય ગયો. સંયોગવશાત્ આ અરસામાં, સાડા છ કરોડ વર્ષ પૂર્વે એક મહાકાય ઉલ્કાપિંડ, મેક્સિકોના અખાત વિસ્તારમાં ત્રાટક્યો. આ વિશાળકાય ઉલ્કાપિંડને કારણે સમગ્ર પૃથ્વીનું વાતાવરણ વર્ષો સુધી ધૂલીય રજકણોથી છવાઈ ગયું. આ ગાઢ આવરણને કારણે સૂર્યપ્રકાશ રૂંધાતાં વનસ્પતિનું પ્રમાણ ઘણું ઘટી ગયું હોવાનો સંભવ છે અને એ કારણે તે સમયે પૃથ્વી પર વિચરતાં ડાઇનોસૉર પ્રકારનાં વિશાળકાય પ્રાણીઓનો સામૂહિક વિનાશ થયેલો જણાય છે. સંપૂર્ણ ઘટનાક્રમ તો સ્પષ્ટ નથી; પરંતુ આ ઉલ્કાપિંડને કારણે પૃથ્વી પર સર્જાયેલ સ્તર તો વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસમાં ઠેરઠેર શોધી શકાયું છે, જે કે. ટી. સીમા (K. T. boundary) નામે ઓળખાય છે. (K. T. boundary એટલે Cretaceous-Tertiary boundary.) આ ઘટના બાદ સૈકાઓના લાંબા એવા સમયગાળામાં પૃથ્વીના હવામાને સારો એવો પલટો લીધો હોઈ શકે. (જોકે ભૂભૌતિક ઇતિહાસમાં તો આ ક્ષણમાત્ર ગણાય !) આ ઘટના દરમિયાન મોટા પ્રમાણમાં સજીવ સૃષ્ટિનો પણ વિનાશ થયો હોવાના સબળ પુરાવાઓ છે અને પૃથ્વી પરની પ્રાણીસૃષ્ટિના સ્વરૂપે આમ એક મોટો પલટો લીધો. આ પછીનો મહાયુગ તે નૂતનજીવી, જે 6.5 કરોડ વર્ષ પહેલાં શરૂ થયો. ઉલ્કાપિંડ-પ્રપાતની ઘટના બાદ ટૂંક સમય માટે પૃથ્વીના હવામાને મોટો બદલાવ અનુભવ્યો હોવા છતાં, નૂતનજીવી મહાયુગની શરૂઆતનો સમયગાળો જે તૃતીયજીવ (Tertiary) યુગ તરીકે ઓળખાય છે, તેમાં લાંબા ગાળા માટે હવામાનનું મોટું પરિવર્તન આવેલ જણાતું નથી. એકંદરે ઉષ્મ હવામાનમાં આવતા નાની માત્રાના પલટાઓ જ સર્જાતા જણાય છે. 6 કરોડ વર્ષ પહેલાંના સમયે એક સારો એવો ઉષ્મ સમયગાળો પણ ગયો, જેની પાછળનું કારણ ભૂતકાળની સમુદ્રી જીવસૃષ્ટિ દ્વારા સર્જાયેલ મિથેન વાયુનું વાતાવરણમાં થયેલ ઉત્સર્જન હોવાનું મનાય છે. મિથેન વાયુ પણ પ્રબળ ગ્રીન હાઉસ વાયુ છે. ત્યાર બાદ પણ એક વધુ ઉષ્મ સમયગાળો 5 કરોડ વર્ષ પૂર્વે આવી ગયો જે ગ્રીન હાઉસ વાયુના પ્રમાણમાં થયેલ વધારા તેમજ ભૂખંડોની બદલાતી પરિસ્થિતિને કારણે હોવાનું મનાય છે. આ સમયે હવે પૃથ્વીનો નકશો ઝડપથી બદલાતો જતો હતો.

સાડા ત્રણ કરોડ વર્ષ પૂર્વે ભૂખંડ સરકવાની પ્રક્રિયા(plate tectonics)ને કારણે કેટલીક મહત્વની ઘટનાઓ સર્જાઈ, જેને કારણે ત્યાર બાદ પૃથ્વીનું તાપમાન ઘટવાની શરૂઆત થઈ. આ સમય સુધી તો દક્ષિણ અમેરિકા ભૂખંડનો દક્ષિણ છેડો, એન્ટાર્કિટકા ખંડ સાથે જોડાયેલ હતો. પૃથ્વી પર સર્જાતા વ્યાપક પવનોના તંત્રમાં એક, 60° અક્ષાંશના વિસ્તારમાં ધ્રુવબિંદુ ફરતા ચકરાવો લેતા પ્રબળ પવનોનું તંત્ર છે જે Roaring Sixties તરીકે ઓળખાય છે. જો આ વિસ્તારમાં જમીન ન હોય તો સમુદ્રમાં પણ આ પ્રકારનો પ્રવાહ સર્જાય. સાડાત્રણ કરોડ વર્ષ પૂર્વેના સમયે ઉત્તર દિશામાં ખસતો દક્ષિણ અમેરિકી ભૂખંડ, જે તે સમય સુધી એન્ટાકર્ટિકા સાથે જોડાયેલ હતો તે અલગ પડી ગયો. [આ કારણે સર્જાયેલ દક્ષિણ અમેરિકા અને એન્ટાકર્ટિકા વચ્ચેનો આ સમુદ્રી માર્ગ ડ્રેક-માર્ગ (drake passage) કહેવાય છે.] વર્તુળાકારે એન્ટાકર્ટિકા ફરતો આ પ્રવાહ, વિષુવવૃત્ત તરફથી આવતા ગરમ પાણીને રોકી રાખે છે અને તેને એન્ટાકર્ટિકા ભૂખંડ સુધી પહોંચવા દેતો નથી. જ્યાં સુધી આ પ્રવાહ નહોતો ત્યાં સુધી તો વિષુવવૃત્ત તરફથી આવતું ગરમ પાણી એન્ટાર્ક્ટિકા કાંઠે બરફના સ્તર જામવા દેતું નહોતું; પરંતુ હવે આ વિસ્તારનું તાપમાન નીચું જતાં ક્રમશ: ત્યાં બરફ જામતો ગયો. સતત જામતા આ સ્તરની દક્ષિણ ધ્રુવ વિસ્તારમાં જાડાઈ હવે 3 કિમી. જેટલી થઈ છે. અત્રે એક વિશિષ્ટ પરિબળ નોંધવા યોગ્ય છે. દક્ષિણ ધ્રુવ વિસ્તારમાં શિયાળા દરમિયાન ત્યાં જે બરફ પડે તે ત્યાંના ઉનાળાના સમયે બે કારણે પીગળી શકે : એક તો સૂર્યનાં વિકિરણોની ગરમીથી અથવા તેની ફરતા ગરમ પાણીના પ્રવાહથી સપાટી પર બરફ જામ્યો હોય તો તે સપાટી ઘણી પરાવર્તક બનવાને કારણે સૂર્યનાં વિકિરણોનું પ્રબળ પરાવર્તન થાય છે અને જો કાંઠાવિસ્તાર પરનો બરફ ગરમ પાણીના પ્રભાવથી પીગળી શકે નહિ તો પછી સૂર્યનાં કિરણો તે કરવા અસમર્થ બને. આ પ્રકારની ઘટના સર્જાઈ હોવાનું મનાય છે.

ભૂખંડો તૂટવા અને એકમેક સંદર્ભે સરકવાને કારણે આજથી આશરે 5 કરોડ વર્ષ પૂર્વે આફ્રિકાખંડથી અલગ પડેલ ભારતીય ભૂખંડનો ટુકડો જે ઉત્તર તરફ ધસી રહ્યો હતો, તે એશિયાઈ ખંડ સાથે ટકરાયો. આને કારણે હિમાલય પર્વત ઊપસી આવ્યો. સાથે સાથે ભારતીય ભૂખંડનું સ્તર તિબેટના ભૂસ્તર નીચે ઘૂસતાં તિબેટનો પ્રદેશ ઊપસી આવ્યો. હિમાલયની પર્વતમાળાના પ્રભાવને કારણે ત્યાં સુધી ચોમાસુ પવનો તેમજ વિષુવવૃત્ત તરફથી આવતા ભેજવાળા ઉષ્ણ પવનો આ વિસ્તારમાં પહોંચતા બંધ થયા અને આ પ્રદેશ ઠંડો તેમજ શુષ્ક બની ગયો.

સાડા ત્રણ કરોડ વર્ષ પૂર્વે દક્ષિણ અમેરિકાથી એન્ટાર્ક્ટિકા અલગ પડ્યો તે સમયથી પૃથ્વીનું હવામાન વ્યાપક રીતે ઠંડું થવાનો આરંભ થયો. હવે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં પણ ભૂખંડોનાં સ્થાન ઝડપથી બદલાતાં જતાં હતાં. ઉત્તર આટલાંટિક મહાસાગરના મધ્ય ભાગમાં સમુદ્રતળ પર એક ઉત્તર-દક્ષિણ ફેલાયેલ રેખા જેવું ઉચ્ચ સ્તર (ridge) છે. આ સ્તર, પૃથ્વીના પેટાળમાંથી સતત ઉત્સર્જિત થતા ગરમ ખડકોના પ્રવાહીને કારણે સર્જાયેલ છે અને આમ આ નવસર્જિત પદાર્થ સમુદ્રતળની સપાટીનો વિસ્તાર વધારતો જાય છે. સમુદ્રતળ વિસ્તરણ(sea floor spreading)ને નામે ઓળખાતી આ ઘટના ભૂ-તકતી-સંચલનમાં મહત્ત્વની છે અને તેને કારણે આટલાંટિક મહાસાગર વિસ્તરતો ગયો છે અને યુરોપ અને ઉત્તર અમેરિકા ખંડ એકબીજાથી દૂર જતા ગયા છે. આ કારણે ઉત્તર ધ્રુવ ફરતો જમીનવિસ્તાર જે સળંગ હતો, તેમાં મોટી ફાટો પડતાં, આર્ક્ટિક સમુદ્રનું જમીનથી ઘેરાયેલ પાણી Bearing straitના અલાસ્કા અને રશિયા વચ્ચેના વિસ્તાર તેમજ નૉર્વેના કાંઠા નજીક સ્વાલ્બાર્ડ (Svalbard) ટાપુના વિસ્તારમાં આટલાંટિક મહાસાગરના પાણી સાથે ભળવા માંડ્યું. આ વિસ્તારના હવામાન પર આની મોટી અસર થઈ. આટલાંટિક મહાસાગરમાં વહેતા, વિષુવવૃત્ત તરફથી આવેલ ઉષ્મ પાણીના પ્રવાહ સાથે સંકળાયેલ ભેજયુક્ત હવા, આકર્ટિકના ઠંડા પાણીના સંપર્કમાં આવતાં આ વિસ્તારોમાં હિમવર્ષાનું પ્રમાણ વધ્યું. આને કારણે ઉત્તર ધ્રુવ નજીકના વિસ્તારના હવામાનમાં અસ્થિરતા સર્જાઈ. નૂતનજીવી મહાયુગનો પ્રથમ ગાળો, જે તૃતીય યુગ તરીકે ઓળખાય છે. તે પછીનો ગાળો જે 20 લાખ વર્ષ પૂર્વે શરૂ થયો તે ચતુર્થ જીવ યુગ (Quaternary period) તરીકે ઓળખાય છે. આ ચતુર્થક યુગમાં પૃથ્વી પર જે રીતે આવર્તકાલીન સમયગાળે હિમયુગો (ice ages) અને તેમની વચ્ચેના ઉષ્મગાળાઓ (interglacial periods) આવતા રહ્યા છે તેનું કારણ સમજવા માટે આ અસ્થિરતાને સમજવી જરૂરી છે.

એન્ટાર્ક્ટિકા ખંડ પરની આબોહવામાં સાડાત્રણ કરોડ વર્ષ પૂર્વે શરૂ થયેલ પરિવર્તનના સંદર્ભમાં જમીનના જે વિસ્તાર પર બરફનું સ્તર બાઝે તે વિસ્તાર સૌર વિકિરણોનું શોષણ ન કરી શકતા હોય અને ગરમ ન થતા હોય તે જોવા મળ્યું. આમ શિયાળા દરમિયાન હિમવર્ષાને કારણે બાઝેલ સ્તર ઉનાળા દરમિયાન અન્ય કારણસર નહિ પીગળે (તેના પર ફૂંકાતા પવનો કે નજીકના વિસ્તારના ગરમ પાણીના પ્રવાહ જેવા) તો ક્રમિક શિયાળાઓમાં આ સ્તર વધતું જ જાય. આ એક પ્રકારની અસ્થિરતા થઈ. આમ નબળા ઉનાળા અને તીવ્ર શિયાળા પણ આવી અસ્થિરતા સર્જી શકે છે. ઋતુચક્રમાં આ પ્રકારની ઘટના ખગોળીય કારણોસર સર્જાય છે એવું સૂચન મિલાન્કોવિચ (Milankovitch) નામના વૈજ્ઞાનિકે 1914માં કર્યું અને તેણે એમ પણ સૂચવ્યું કે હિમયુગો આ કારણે આવતા હોવા જોઈએ.

પૃથ્વીની કક્ષાનાં પરિમાણોમાં આવતા આવર્તકાલીન ફેરફારો : પૃથ્વી હાલના તબક્કે સૂર્ય ફરતી સહેજ લંબગોળાકાર કક્ષામાં ઘૂમે છે; અને આ વાર્ષિક કક્ષાભ્રમણ દરમિયાન 4થી જુલાઈએ તે સૂર્યથી વધુમાં વધુ દૂર હોય છે અને 3 જાન્યુઆરીએ સૂર્યની નજીકમાં નજીક. આમ વર્ષ દરમિયાન તેના સૂર્યથી અંતરમાં 50 લાખ કિલોમીટર જેટલો ફેરફાર થતો રહે છે. (સરેરાશ અંતર 14.9 કરોડ કિમી. છે.) કક્ષાની લંબગોળિતા લાખ વર્ષ જેવા આવર્તકાળ સાથે, વર્તુળાકાર અને મહત્તમ લંબગોળ – એમ ફેરવાતી રહે છે. જ્યારે કક્ષા વધુમાં વધુ લંબગોળ હોય ત્યારે સૂર્યથી મહત્તમ અને લઘુતમ અંતરો વચ્ચેનો તફાવત 1.8 કરોડ કિમી. જેટલો થાય છે.

આ ઉપરાંત પૃથ્વીની ભ્રમણધરી, જે કક્ષાના સમતલની લંબદિશા સાથે હાલ 23.4° જેટલી નમેલી છે, તે નમન પણ 21.8° અને 24.4° જેવાં મૂલ્યો વચ્ચે 43,000 વર્ષના આવર્તકાળ સાથે બદલાતું રહે છે. એક બીજું અગત્યનું પરિમાણ પૃથ્વીનો વર્ષ દરમિયાન સૂર્યથી નજીકમાં નજીક સ્થિતિ (perihelion) પર આવવાનો સમય છે. હાલ તે સમયે (3 Jan.) ઉત્તર ગોળાર્ધમાં શિયાળો હોય છે, પરંતુ આ સમય પણ 21,700 વર્ષના ચક્રમાં બદલાતો રહે છે. લગભગ 11,000 વર્ષ બાદ પૃથ્વી આ સ્થિતિમાં આવે ત્યારે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ઉનાળો હશે અને તે સમયે આમ ઉત્તર ગોળાર્ધનો ઉનાળો વધુ ઉષ્મ બનશે. આ પ્રકારે લાંબા સમયગાળે ખગોળીય પરિમાણોમાં સર્જાતા ફેરફારો, હવામાન પર પ્રભાવ પાડી શકે છે. આ પ્રભાવ સીધેસીધો પડતો નથી; પરંતુ ભૂપૃષ્ઠની પરિસ્થિતિ અને ભૂખંડ અને મહાસાગરો વચ્ચે તત્કાલીન વિતરણ દ્વારા સર્જાતી હવામાનની અસ્થિરતા પર અસર કરે છે અને હવામાનના પ્રકારમાં મોટો પલટો લાવી શકે છે.

લગભગ 20 લાખ વર્ષ પૂર્વે શરૂ થયેલ ચતુર્થ યુગમાં કંઈક આવર્તકાલીન રીતે આવેલ ક્રમિક હિમયુગો અને તેમની વચ્ચેના ઉષ્મ સમયગાળાઓ (Iceages and Interglacial periods) આ ખગોળીય પરિમાણોમાં થયેલ ફેરફાર સાથે ઘણા સારા મેળમાં જણાવ્યા છે. (આ સમયગાળાઓ એકથી વધુ આવર્તકાળોના સમન્વય પ્રકારના છે.) આ કારણે છેલ્લાં 8 લાખ વર્ષના હવામાનનો વિચાર કરતાં હિમયુગો અને તેમની વચ્ચેના ઉષ્મગાળા માટે એક લાખ વર્ષ જેવો આવર્તકાળ જણાય છે; પરંતુ આ ચક્રમાં વચ્ચે નાની માત્રાનું ~ 20,000 વર્ષનું ચક્ર પણ ગોઠવાયેલું જણાય છે.

આધુનિક, Holocene સમય : છેલ્લો હિમયુગ આશરે 15,000 વર્ષ પૂર્વે સમાપ્ત થયો અને ઉત્તર યુરોપમાં વિસ્તૃત રીતે પ્રસરેલ હિમનદો (glaciers) ધ્રુવીય વિસ્તારો તરફ પાછા હઠવા માંડ્યા. અલબત્ત, આમાં ટૂંકા સમયગાળામાં મોટા ફેરફાર પણ સર્જાયા છે. આશરે 12,500 વર્ષથી 11,500 વર્ષના ગાળા દરમિયાન અચાનક ફરીથી હવામાન વ્યાપક રીતે 5° સે. જેટલું ઠંડું પડી ગયું ! આ ઘટના યુવા ડ્રાયેસ (Young Dryes) તરીકે ઓળખાય છે. (Dryes એક પ્રકારની વનસ્પતિ છે અને તેના ક્ષેત્રના ફેરફારના આધારે આ તારવણી થઈ છે.) આ ઉપરાંત ટૂંકા સમયગાળાના ઓછી માત્રાના હવામાનના ફેરફાર પણ થતા રહ્યા છે.

ટૂંકા સમયગાળે સર્જાતા હવામાનનાં પરિવર્તનો : 15,000 વર્ષ પહેલાંના સમયે પૃથ્વી ઉપર પ્રવર્તેલા લગભગ એક લાખ વર્ષ જેવી અવધિના હિમયુગ દરમિયાન થયેલ હવામાન-પરિવર્તનોનો ઘણો ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ થઈ શક્યો છે અને જણાય છે કે આ સમયગાળા દરમિયાન અવારનવાર હજારેક વર્ષના ગાળા માટે હવામાન સારું એવું ઉષ્ણ થઈ જતું હતું, જે દરમિયાન તાપમાન હિમયુગના તાપમાન કરતાં ~ 7°થી 8°સે. જેટલું વધારે રહેતું હતું. આવા ટૂંકા ગાળાનાં પરિવર્તનોને D/O પરિવર્તનો (Dansgard-Oeschger Oscillations) કહેવાય છે અને તે સર્જાવા પાછળનું કારણ હિમશિલા(icebergs)ના પીગળવાથી સમુદ્રના પ્રવાહોમાં તથા તેના પાણીના ક્ષારના પ્રમાણમાં થતા ફેરફારો મનાય છે. જ્યારે હિમશિલા સર્જાય ત્યારે તે વિસ્તારના પાણીમાં ક્ષારનું પ્રમાણ વધે છે, જ્યારે તે પીગળે ત્યારે ઘટે છે. ક્ષારયુક્ત પાણી વધુ ઘનતા ધરાવતું હોઈને સમુદ્રને તળિયે જતા પ્રવાહોમાં ફેરફાર સર્જાય છે.

સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતાની પણ પૃથ્વીના હવામાન પર થોડા પ્રમાણમાં અસર વરતાય છે. 16મીથી 17મી સદીના એક ગાળા, Maunder minimum સમયે સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા ઘણી ઘટી ગઈ હતી અને તે સમયગાળા દરમિયાન સમગ્ર યુરોપ શીતલહરની લપેટમાં આવી ગયું હતું. અવકાશયાનો દ્વારા મપાતાં સૌર વિકિરણોની કુલ ઊર્જાનું માપ દર્શાવે છે કે જ્યારે સૌર કલંકો વધુ સંખ્યામાં હોય છે (અર્થાત્ સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા વધુ હોય છે.) ત્યારે વિકિરણોની ઊર્જા સહેજ વધુ હોય છે.

આ ઉપરાંત દસકા જેવા ટૂંકા ગાળે વાતાવરણમાં સર્જાતાં કુદરતી આંદોલનોને કારણે પણ આવા સમયગાળાનાં પરિવર્તનો આવતાં રહે છે. આ પ્રકારની ઘટનાનું ઘણું જાણીતું ઉદાહરણ અલ-નિનો (El Nino) ઘટના છે.

દર પાંચ-સાત વર્ષને ગાળે બેત્રણ વર્ષ માટે દક્ષિણ–પૂર્વ પૅસિફિક મહાસાગરના અમેરિકન ખંડના કાંઠાના વિસ્તાર (Equador-Peruનો સમુદ્રકાંઠો) પર હવાનું દબાણ ઘટી જાય છે, જ્યારે ઇન્ડોનેશિયા-ઑસ્ટ્રેલિયા વિસ્તાર પર તે વધે છે. આ કારણે જે પવનો સર્જાય તે સમુદ્રના પ્રવાહ પર અસર કરતા હોવાથી વિષુવવૃત્તના ગરમ પાણીનો જથ્થો ઇક્વેડોર-પેરુને કાંઠે પહોંચે છે અને તે વિસ્તારના મત્સ્યોદ્યોગ પર માઠી અસર કરે છે. (આ કારણે ડિસેમ્બર માસના ગાળામાં ક્વચિત્ સર્જાતી આ ઘટના માટે માછીમારોએ Christ’s Child-El Nino નામ આપ્યું છે.) સામાન્ય સંયોગોમાં આ વિસ્તારના કાંઠે ઠંડા પાણીનો પ્રવાહ હોઈને મત્સ્યોદ્યોગને તે અનુકૂળ રહે છે. આ સમયગાળાને લા-નિનો (La Nino) કહેવાય છે. વ્યાપક રીતે અલ-નિનો અને લા-નિનો એ વિષુવવૃત્તીય પૅસિફિક મહાસાગરના વાતાવરણમાં સર્જાતા દબાણનાં આંદોલનો છે. આ આંદોલનોની અસર પૃથ્વીના વ્યાપક વિસ્તારો પર થાય છે, તેમજ મધ્ય અક્ષાંશોના વિસ્તારોમાં રહેલ પર્વતમાળાઓની અસરથી તેમાં વિવર્ધન પણ થાય છે. આ કારણે આ પ્રકારની વાતાવરણની અસ્થિરતા પૃથ્વીના વ્યાપક વિસ્તારો પરના હવામાન પર દસકા જેટલા સમયગાળાની અસર ઉપજાવે છે. અલ-નિનો અને લા-નિનોએ સંયુક્ત રીતે કરેલી અસર ENSO (El Nino Southern Oscillations) કહેવાય છે. વાતાવરણમાં આ પ્રકારની અન્ય અસ્થિરતાઓ પણ સર્જાતી રહે છે.

આમ, પૃથ્વીના હવામાનમાં કરોડો વર્ષના સમયગાળાઓ દરમિયાન થતા ફેરફારો ઉપરાંત લાખો, હજારો તેમજ તેનાથી ટૂંકા સમયગાળે પણ ફેરફારો થતા જ રહે છે. અલબત્ત, લાંબા સમયગાળે આવતાં પરિવર્તનો સામાન્ય રીતે મોટી માત્રાનાં હોય છે. આ સંદર્ભમાં નોંધવાનું કે જ્યારે પૃથ્વીનું વ્યાપક હવામાન અસ્થિરતાના તબક્કામાંથી પસાર થતું હોય ત્યારે સૈકા જેવા ટૂંકા સમયમાં પણ મોટી માત્રાના ફેરફાર સર્જાય છે અને ભૂતકાળમાં આવાં ઝડપી પરિવર્તનો નોંધાયાં છે. હાલના તબક્કે જ્યારે માનવસર્જિત કારણોસર ગ્રીન હાઉસ વાયુઓના પ્રમાણમાં ઝડપી વધારો થઈ રહ્યો છે ત્યારે આ પરિમાણ ખ્યાલમાં રાખવું ખાસ જરૂરી બને છે.

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ