હવામાનની આગાહી કરવા વિજ્ઞાન અને અનુભવ

બ્રિટનના સજાગ બનો!ના લેખક તરફથી

ઑક્ટોબર ૧૫, ૧૯૮૭ના રોજ, એક સ્ત્રીએ બ્રિટનના ટીવી સ્ટેશને ફોન કર્યો અને પૂછ્યું કે તેના સાંભળ્યા પ્રમાણે તોફાન આવવાનું છે. હવામાનશાસ્ત્રીએ ખાતરી અપાવતા કહ્યું: “ચિંતા કરશો નહિ. એવું કંઈ જ નથી.” તેમ છતાં, એ રાત્રે દક્ષિણ ઇંગ્લૅંડમાં જબરજસ્ત તોફાન આવ્યું જેમાં ૧૫ લાખ વૃક્ષોનો સફાયો થઈ ગયો, ૧૯ લોકો મરણ પામ્યા અને ૧.૪ અબજ ડૉલરનું ભારે નુકશાન થયું.

દરરોજ સવારે, લાખો લોકો હવામાન સમાચાર જાણવા માટે ટેલિવિઝન કે રેડિયો ચાલુ કરે છે. વાદળ છવાયા છે તો વરસાદ પડશે કે નહિ? શું આજે હવામાન ખુલ્લું રહેશે? શું વધતા ઉષ્ણતામાનના લીધે સ્નો કે બરફ પીગળશે? એક વાર હવામાન સમાચાર સાંભળી લીધા પછી, આપણે નક્કી કરીએ છીએ કે આપણે કેવાં કપડાં પહેરીશું અને સાથે છત્રી લઈ જઈશું કે નહિ.

તેમ છતાં, ઘણી વખત હવામાનશાસ્ત્રીઓએ કરેલી આગાહી ખોટી પડે છે. જોકે, તાજેતરના વર્ષોમાં હવામાનને લગતી આગાહી કરવામાં ઘણો સુધારો થયો છે. આગાહી કરવામાં વિજ્ઞાન અને અનુભવ બંનેનો સમાવેશ થાય છે. હવામાન આગાહી કરવામાં કઈ બાબતનો સમાવેશ થાય છે અને એ કેટલું ભરોસાપાત્ર છે? એ જાણવા માટે, ચાલો આપણે પહેલાં એ જોઈએ કે હવામાન આગાહી કરવામાં કઈ રીતે ધીમે ધીમે સુધારો થયો.

હવામાન માપવું

બાઇબલ સમયોમાં હવામાનની આગાહી ધ્યાનથી જોઈને કરવામાં આવતી હતી. (માત્થી ૧૬:૨, ૩) આજે હવામાનશાસ્ત્રીઓએ એવા જટિલ સાધનો શોધ્યા છે કે જેના દ્વારા તેઓ હવાનું દબાણ, ઉષ્ણતામાન, ભેજ અને પવન માપી શકે છે.

વર્ષ ૧૬૪૩માં ઈટાલીના ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇવેન્જિલિસ્ટા ટોરીસિલ્લીએ બેરોમિટરની શોધ કરી. આ એક બહુ જ સામાન્ય યંત્ર હતું કે જેનાથી હવાનું દબાણ માપવામાં આવતું હતું. એનાથી તરત જ જાણવા મળતું કે હવામાન બદલાય છે તેમ હવાનું દબાણ ઊંચું-નીચું જાય છે. હવાનું દબાણ નીચું જાય તો, એ ઘણી વાર તોફાન આવવાની નિશાની હોય છે. વર્ષ ૧૬૬૪માં હાઈગ્રોમીટરને વિકસાવવામાં આવ્યું કે જેનાથી વાતાવરણમાં કેટલો ભેજ છે એ માપવામાં આવતું હતું. અને ૧૭૧૪માં જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી દાનીયેલ ફૅરનહાઈટે થરમોમીટર વિકસાવ્યું. હવે ઉષ્ણતામાન બરાબર માપી શકાતું હતું.

લગભગ ૧૭૬૫માં, ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક એન્ટોની લૉરેન્ટ લેવોઈસિરે બતાવ્યું કે દરરોજ હવાનું દબાણ, ભેજ અને પવનની ઝડપને માપવા જોઈએ. તેમણે કહ્યું કે “આ બધી જ માહિતી હોય તો, લગભગ એક કે બે દિવસ પહેલાં હવામાનની જાણકારી મેળવી શકાય છે.” પરંતુ એમ કરવું એ કંઈ રમતની વાત ન હતી.

હવામાનનું પગેરું

વર્ષ ૧૮૫૪માં બાલાક્લાવાના બંદર ક્રિમિએનમાં એક ફ્રેન્ચ યુદ્ધનૌકા અને ૩૮ વેપારી જહાજો ભારે દરિયાઈ તોફાનમાં ડૂબી ગયા. ફ્રેન્ચ અધિકારીઓએ પેરિસના અવલોકનકર્તા, યુરબ્રેન-જીન-જોસેફ લેવીર્રિએરને આ બાબતની તપાસ કરવાનું કહ્યું. હવામાન અહેવાલોની તપાસ કર્યા પછી, તેમણે શોધી કાઢ્યું કે બે દિવસ પહેલાં જ તોફાન આવવાનો અણસાર મળ્યો હતો, અને આ તોફાને  ઉત્તર અને દક્ષિણ યુરોપને પણ અસર કરી હતી. તોફાનનું પગેરું મેળવવાની કોઈ વ્યવસ્થા હોત તો નાવિકોને અગાઉથી જ જાણકારી આપી શકાત. એટલા માટે, ફ્રાન્સમાં રાષ્ટ્રીય તોફાનની ચેતવણી આપવાની સેવા શરૂ થઈ હતી. અહીંથી આધુનિક હવામાનશાસ્ત્રીઓની શરૂઆત થઈ.

વૈજ્ઞાનિકો અલગ અલગ સ્થળોએથી ઝડપથી માહિતી મેળવે એ જરૂરી હતું. વધુમાં સેમ્યુલ મૌર્સે હાલમાં જ વીજળીની મદદથી સંદેશા મોકલી શકાય એવા તારયંત્રની શોધ કરી હતી. એણે ૧૮૬૩માં પેરિસના અવલોકનકર્તાઓ માટે હવામાનના પહેલા નકશાની શોધ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. વર્ષ ૧૮૭૨ સુધીમાં તો, હવામાનશાસ્ત્રીઓનું કાર્યાલય પણ એમ જ કરવા લાગ્યું.

હવામાનશાસ્ત્રીઓએ વધારે માહિતી મેળવી તેમ, તેઓ વાતાવરણની વિશાળ જટિલતા વિષે જાણકાર બન્યા. આમ, નવું ગણતરીનું સાધન વિકાસ પામ્યું જેનાથી હવામાન નકશાઓ વધારાની માહિતી મેળવી શકતા હતા. દાખલા તરીકે, આઇસોબાર તરીકે ઓળખાતી રેખાઓ, હવાના સરખાં દબાણવાળાં સ્થળોને જોડે છે. આઇસોથર્મ્સ સરખાં તાપમાનવાળા વિસ્તારોને જોડે છે. હવામાનના નકશામાં અમુક ચિહ્‍નોનો પણ ઉપયોગ થાય છે જે હવાની દિશા અને હવાનું દબાણ બતાવે છે. આ રેખાઓથી ગરમ અને ઠંડી હવાની પણ જાણકારી મળે છે.

હવે નવા નવા જટિલ સાધનો વિકસી ગયા છે. આજે આખી દુનિયામાં અસંખ્ય હવામાન કેન્દ્રો છે જેઓ બલૂન મોકલીને રેડિયો યંત્ર દ્વારા હવામાનની જાણકારી મેળવે છે. પછી એ જાણકારી રેડિયો પરથી પ્રસારિત કરવામાં આવે છે. રડારનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. વાદળોમાં રહેલા વરસાદના બુંદ અથવા બરફના કણો પર ભારે રેડિયો તરંગો છોડીને હવામાનશાસ્ત્રીઓ તોફાન આવવાનો અણસારો મેળવે છે.

વર્ષ ૧૯૬૦માં ટાઈરોસ ૧, દુનિયાનો સૌથી પહેલો હવામાનને લગતી તસવીરો ખેંચતો, ટીવી કેમેરા સાથેનો કૃત્રિમ ઉપગ્રહ આકાશમાં મોકલવામાં આવ્યો ત્યારે હવામાનની એકદમ બરાબર જાણકારી મળવા લાગી. આજે હવામાન ઉપગ્રહ, પૃથ્વીની ભ્રમણ કક્ષામાં એક ધ્રુવથી બીજા ધ્રુવ સુધી ફરે છે, જ્યારે બીજા જીઓસ્ટેશનરી ઉપગ્રહ, પૃથ્વી ઉપર પોતાની સ્થિર સ્થિતિ જાળવી રાખે છે, અને એવું લાગે છે કે એ વિશ્વની સપાટી અને ક્ષેત્ર પર નજર રાખે છે. આ બંને પ્રકારના ઉપગ્રહ, વાતાવરણની તસવીરોને નીચે મોકલે છે કે જે બહુ ઉપરથી લેવામાં આવી હોય છે.

હવામાનની આગાહી

અત્યારે હવામાન કેવું છે એ જાણવું અને એક કલાક, એક દિવસ કે એક અઠવાડિયા પછી હવામાન કેવું હશે એની આગાહી કરવામાં ઘણો ફરક છે. પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ પછી, બ્રિટિશ હવામાનશાસ્ત્રી લુઈસ રીચાર્ડસને એવું તારણ કાઢ્યું કે વાતાવરણ ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમ પર આધારિત છે. આથી, હવામાનની આગાહી કરવા માટે ગણિતનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પરંતુ, એ પ્રક્રિયા બહુ જ જટિલ હતી અને રેખાઓની  ગણતરી કરવાની પ્રક્રિયા એટલો જ સમય માગી લેતી હતી. હવામાન આગાહી કરનારાઓ પોતાની ગણતરી પૂરી કરે એ પહેલાં તો વાતાવરણ બદલાઈ જતું હતું. એ ઉપરાંત, રીચાર્ડસન હવામાનની ગણતરી દર છ કલાકે કરતા હતા. ફ્રેન્ચ હવામાનશાસ્ત્રી રૈન ચાબોડએ અવલોક્યું કે, “આગાહી કરવામાં સફળતા મેળવવા માટે, વધારેમાં વધારે દર ત્રીસ મિનિટે એનું અનુમાન લેવું જરૂરી છે.”

તેમ છતાં, કૉમ્પ્યુટર આવવાથી લાંબી ગણતરીને ઝડપથી કરવી શક્ય બન્યું છે. હવામાનશાસ્ત્રીઓએ રીચાર્ડસનની ગણતરીનો ઉપયોગ કરીને જટિલ ગણતરીનું મૉડેલ વિકસાવ્યું છે. એમાં ગણતરીના ઘટકો હોય છે કે જે વાતાવરણના ભૌતિક નિયમોને આવરે છે.

આ સમીકરણોને ઉપયોગમાં લેવા હવામાનશાસ્ત્રીઓએ પૃથ્વીની સપાટીને જાળીમાં વહેંચી દીધી. તાજેતરમાં, બ્રિટનના હવામાનશાસ્ત્રીઓના કાર્યાલય દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આપતા ગોળાવ્યાપી નકશામાં લગભગ ૮૦ કિલોમીટરના અંતરે રેખા બિંદુઓ રાખવામાં આવ્યા છે. દરેક ચોરસ પરના વાતાવરણને બૉક્સ કહેવામાં આવે છે. અને વાતાવરણમાં પવન, હવાનું દબાણ, ઉષ્ણતામાન અને ભેજને અલગ અલગ ૨૦ સમુદ્રની સપાટીની ઊંચાઈએથી નોંધવામાં આવે છે. કૉમ્પ્યુટર આખા જગતમાંથી અલગ અલગ લગભગ ૩,૫૦૦ સ્ટેશનોએથી મેળવેલી માહિતીનું અવલોકન કરે છે. અને ત્યાર પછી ૧૫ મિનિટ બાદ દુનિયાનું હવામાન કેવું હશે એની આગાહી કરે છે. એક વખત આગાહી કર્યા બાદ, પછીની ૧૫ મિનિટની આગાહી કરવા માટે ઝડપથી પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને અવારનવાર કરવાથી, કૉમ્પ્યુટર છ દિવસની વિશ્વવ્યાપી હવામાન આગાહી ફક્ત પંદર મિનિટમાં જ કરી શકે છે.

સ્થાનિક આગાહીમાં વધારે માહિતી અને ચોક્સાઈ માટે, બ્રિટનના હવામાનશાસ્ત્રીઓનું કાર્યાલય મર્યાદિત વિસ્તારના નકશાનો ઉપયોગ કરે છે કે જે ઉત્તર ઍટલૅંન્ટિક અને યુરોપિયન વિસ્તારને આવરે છે. એ લગભગ ૫૦ કિલોમીટરના વિસ્તારનો ઉપયોગ કરે છે. ત્યાં ફક્ત બ્રિટિશ ટાપુઓ અને આજુબાજુના દરિયાઈ વિસ્તારને આવરતો નકશો પણ છે. એમાં રેખાબિંદુઓથી ૧૫ કિલોમીટરના અંતરે પથરાયેલા ૨,૬૨,૩૮૪ સ્થળો અને ૩૧ ઊંચા ભાગો છે!

આગાહી કરનારાઓની ભૂમિકા

તેમ છતાં, આગાહી કરવા માટે ફક્ત વિજ્ઞાન પર જ આધાર ન રાખી શકાય. વિશ્વજ્ઞાનકોષ (અંગ્રેજી) બતાવે છે તેમ, “કૉમ્પ્યુટર જે પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે એ વાતાવરણ કયા પ્રકારનું હશે એનું અંદાજે વર્ણન કરે છે.” વધુમાં, મોટા વિસ્તાર માટે ચોક્સાઈભરી આગાહી કરવામાં આવે ત્યારે, સ્થાનિક વિસ્તારને થતી અસરને ધ્યાનમાં ન પણ લઈ શકે. તેથી, અમુક પ્રમાણમાં અનુભવ પણ જરૂરી છે. અને અહીં આગાહી કરનારાઓ ચિત્રમાં આવે છે. તેઓ પોતે મેળવેલી માહિતી, પોતાના અનુભવો અને તાગશક્તિના આધારે એ નક્કી કરે છે. એનાથી તેઓ વધારે ચોક્સાઈભરી આગાહી કરે છે.

દાખલા તરીકે, ઉત્તર સમુદ્રમાંથી ઠંડી હવા યુરોપના વિશાળ વિસ્તાર તરફ આગળ વધે છે ત્યારે, હવાનું પાતળું આવરણ બંધાય છે. એ હવાનું પાતળું આવરણ યુરોપના એ વિસ્તારોમાં બીજા દિવસે વરસાદ પડશે એવું બતાવે છે અથવા ફક્ત ઉષ્ણતામાનના આધારે સૂર્યની ગરમીના કારણે એનું બાષ્પીભવન થઈ શકે. આગાહી કરનારાઓ, તેઓની પાસે રહેલી માહિતી અને અગાઉ એવી જ પરિસ્થિતિમાંથી પસાર થયા હોય એના જ્ઞાનના આધારે યોગ્ય સલાહ આપી શકે છે. આમ, અનુભવ અને વિજ્ઞાન બંને ચોક્સાઈભરી આગાહી કરવા માટે મહત્ત્વના છે.

આગાહી કેટલી ભરોસાપાત્ર?

વર્તમાન સમયમાં બ્રિટિશ હવામાનશાસ્ત્રીઓનું કાર્યાલય તેઓની ૨૪ કલાકની આગાહીમાં ૮૬ ટકા ચોક્સાઈભરી માહિતી આપવાનો દાવો કરે છે. યુરોપીયન સેન્ટ્રલ ફોર મીડીયમ-રેન્જ વેધર ફોરકાસ્ટે આવનાર પાંચ દિવસની ચોક્સાઈભરી આગાહી કરવામાં ૮૦ ટકા સફળતા મેળવી. એ શરૂઆતના ૧૯૭૦ના દાયકામાં કરવામાં આવતી બે દિવસની આગાહી કરતાં વધારે ભરોસાપાત્ર છે. તેઓનો અહેવાલ અસરકારક છે પરંતુ ભરોસાપાત્ર નથી. શા માટે આગાહી કરનારાઓ વધારે ભરોસાપાત્ર નથી?

હવામાન પદ્ધતિ બહુ જ જટિલ હોવાના કારણે જ આગાહી કરનારાઓ પર ભરોસો કરવો મુશ્કેલ છે. અને ભરોસાપાત્ર આગાહી કરવા માટે બધું જ જરૂરી માપ હોવું જરૂરી છે અને એ શક્ય નથી. જમીન પર ઉપગ્રહો દ્વારા જે માહિતી મેળવવામાં આવે છે એ રીતે દરિયાના વિશાળ વિસ્તારની માહિતી મેળવવામાં આવતી નથી. બહુ ઓછા  એવા જોવા મળે છે કે જે હવામાનને બહુ જ ધ્યાનથી તપાસીને જાણકારી આપે છે. એ ઉપરાંત, આપણા હવામાનને અસર કરતાં બધા જ પરિબળોને વૈજ્ઞાનિકો સમજી શકતા નથી.

પરંતુ, હવામાન આગાહી કરવા માટે સતત ફેરફારો કરવામાં આવી રહ્યાં છે. દાખલા તરીકે, હમણાં સુધી, હવામાન આગાહી ખાસ કરીને વાતાવરણના અવલોકન પર આધારિત હતી. પરંતુ પૃથ્વીવ્યાપી ગોળાની ૭૧ ટકા સપાટીને દરિયો આવરે છે. સંશોધકો હવે એના પર વધુ ધ્યાન આપે છે કે દરિયો કઈ રીતે શક્તિને સંગ્રહ કરીને એનું હવામાં રૂપાંતર કરે છે. તરતાં બોયા દ્વારા, ગોળાવ્યાપી અવલોકન કરનાર તંત્ર હવે એક વિસ્તારમાં પાણીના ઉષ્ણતામાનમાં થોડા પ્રમાણમાં થયેલા વધારા વિષે માહિતી પૂરી પાડે છે કે જે લાંબા સમયે વાતાવરણમાં નાટકીય ઢબે ફેરફાર લાવે છે. *

પ્રાચીન સમયના અયૂબે પૂછ્યું: “વાદળોનો વિસ્તાર કેટલો છે, તથા તેના ગગનમંડપમાં ગર્જનાઓ કેવી રીતે થાય છે તે કોણ સમજી શકે?” (અયૂબ ૩૬:૨૯) આજે પણ માણસજાત વાતાવરણ વિષે બહુ જ ઓછું જાણે છે. તથાપિ, આધુનિક હવામાન આગાહી કરનારાઓએ ચોક્સાઈભરી માહિતી આપવા યોગ્ય પગલાં લીધા છે. બીજા શબ્દોમાં, કોઈ વાર આગાહી કરનારા તમને કહે કે વરસાદ પડશે તો, તમે છત્રી લઈને બહાર નીકળજો! (g01 4/8)

[ફુટનોટ]

[પાન ૧૫ પર ચિત્રો]

ટોરીસિલ્લી

લેવીર્રિએર

પોતાની પ્રયોગશાળામાં લેવોઈસિર

શરૂઆતનું કાચનું થરમોમીટર

[ક્રેડીટ લાઈન્સ]

લેવીર્રિએર, લેવોઈસિર અને ટોરીસિલ્લીની તસવીર: Brown Brothers

થરમોમીટર: © G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[પાન ૧૭ પર ચિત્રો]

ઉપગ્રહો, હવામાનના બલૂન અને કૉમ્પ્યુટર જેવા સાધનો દ્વારા હવામાનની આગાહી કરવામાં આવે છે

[ક્રેડીટ લાઈન્સ]

પાન ૧૭: ઉપગ્રહ: NOAA/Department of Commerce; વાવાઝોડું: NASA photo

Commander John Bortniak, NOAA Corps