पाऊस कसा पडतो? तो येतो आणि जातो कसा? ते सर्वांनाच माहीत आहे. तशीच थंडीही पडते म्हणजे नेमके काय होते? थंडी कशी येते आणि जाते? याविषयी….
डॉ. सुधाकर जगन्नाथ बोरसे, भूगोलतज्ज्ञ
भूपृष्ठ रचना, पृथ्वीचे सूर्याभोवती परिभ्रमण आणि हवामान यांचा अतिशय जवळचा संबंध आहे. त्यात विविध ऋतूंची निर्मिती व त्यांची प्रक्रिया हा अतिशय महत्त्वाचा भाग आहे. भूतलावर विविध हवामान विभाग असून खर्‍या अर्थाने उन्हाळा आणि हिवाळा हे मुख्य दोन ऋतू असतात. भारताचे हवामान मात्र मोसमी प्रकारचे असल्याने हवामानशास्त्र विभागाने भारतात चार ऋतू मानले आहेत 1) उन्हाळा – मार्च ते मे 2) पावसाळा – जून ते सप्टेंबर 3) परतणार्‍या नैऋत्य मान्सून वार्‍यांचा कालखंड किंवा संक्रमण कालखंड – ऑक्टोबर ते नोव्हेंबर. 4) हिवाळा किंवा ईशान्य मान्सून वार्‍यांचा कालखंड – डिसेंबर ते फेब्रुवारी अशी क्रमाने ऋतूंची निर्मिती होते.
ऋतू हे भौगोलिक असतात. पृथ्वीचे सूर्याभोवती परिभ्रमण करण्यामुळे ऋतू निर्माण होतात. काही विशिष्ट काळात सूर्यकिरणे दक्षिण गोलार्धात मकरवृत्तावर लंबरूप पडत असल्याने भारतीय उपखंडावर सूर्याची किरणे तिरपी पडतात. विशेषतः दक्षिण भारतापेक्षा उत्तर भारतामध्ये सूर्याची किरणे अधिक तिरपी असल्याने तापमानाचे प्रमाण बरेचसे कमी असते. जानेवारी व फेब्रुवारी महिन्यात संपूर्ण भारतभर तापमान कमी असते. म्हणूनच हे दोन महिने थंड हवामानाचे म्हणजेच हिवाळी ऋतूचे मानले जातात. उत्तर भारतामध्ये जसजसे उत्तरेकडे जावे तसतसे तापमान कमी होत जाते तर जसजसे दक्षिणेकडे जावे तसतसे तापमान वाढत जाते. उत्तर गोलार्धात तापमान खूप कमी झाल्याने उत्तर युरोप, कॅनडा, सैबेरिया या भागात मोठ्या प्रमाणात बर्फवृष्टी होत असल्याने व हवेचा जास्त भार तयार झाल्याने तेथून वारे तुलनेने उष्ण असणार्‍या दक्षिण गोलार्धाकडे थंड व कोरडे वारे वाहू लागतात आणि त्यामुळे हिवाळा ऋतूचे आगमन होते
खरे तर ही प्रक्रिया खूप मोठी असून वर्षातून नियमित अनुक्रमाने येणारे व भिन्नभिन्न पण ठराविक हवामानाचे कालावधी. पृथ्वीच्या पृष्ठभागास व वातावरणास सूर्यापासून मिळणार्‍या ऊर्जेत फेरफार होत असल्यामुळे ऋतू निर्माण होतात. पृथ्वी स्वतःभोवती फिरताना सूर्याभोवती परिभ्रमण करत असताना तिचा अक्ष तिच्या कक्षेच्या पातळीशी लंब नसून तो 66.5 अंशाचा कोन करतो. म्हणजेच अक्ष विचलन होते. पृथ्वीच्या अशा गतीमुळे पृथ्वीवरील कोणत्याही एकाच स्थानी लागोपाठच्या कोणत्याही दोन दिवशी मध्यान्हाचे सूर्यकिरण अगदी तोच कोन करून पडत नाहीत व पृथ्वीच्या पृष्ठावरील बहुतेक सर्व ठिकाणी संपातदिनांखेरीज इतर दिवशी दिनमान व रात्रीमान सारखेच असत नाही. म्हणजेच पृथ्वीचा प्रकाशित भाग अप्रकाशित भागापासून वेगळा करणार्‍या वर्तुळाला प्रकाशवृत्त म्हणतात.
प्रकाशवृत्तामुळे विषुववृत्ताचे नेहमीच दोन जवळजवळ सारखे भाग होत असल्यामुळे विषुववृत्तावर दिवसाची व रात्रीची लांबी वर्षभर जवळजवळ सारखीच असते. परंतु विषुववृत्तापासून जो जो ध्रुवांकडे जावे तो तो कोणत्याही ठिकाणच्या अक्षवृत्ताचे प्रकाशवृत्ताने होणारे दोन भाग असमान होत जात असल्यामुळे दिनमान व रात्रीमान यांच्यातील कालविषमता वाढत जाते. म्हणजेच 21 जून रोजी कर्कवृत्तावर सूर्यकिरण लंब पडत असतात व तेथील दिनमान साडेतेरा तास असते. उलट 22 डिसेंबर रोजी कर्कवृत्तावर सूर्यकिरण सुमरे 43 अंशाचा कोन करून पडतात व दिनमान साडेदहा तासांचे असते. 21 जूनला उत्तर ध्रुववृत्तावर दिनमान चोवीस तासांचे असते व सूर्यकिरण सुमारे 47 अंशाचा कोन करून पडतात. उलट 22 डिसेंबर रोजी तेथे सूर्य उगवतच नाही.
21 मार्च ते 23 सप्टेंबर याकाळात उत्तर गोलार्धातील प्रदेशांत सूर्यप्रकाश अधिक काळ मिळतो व सूर्यकिरण 23 सप्टेंबर ते 21 मार्च या वर्षार्धातील कोनांपेक्षा अधिक उच्च कोन करून पडत असतात, म्हणून त्या प्रदेशांत सौरऊर्जा अधिक प्रमाणात मिळत असते. त्यामुळे तेथे उन्हाळा असतो. 23 सप्टेंबर ते 21 मार्च या काळात सौरऊर्जा बरीच कमी प्रमाणात मिळत असल्याने उत्तर गोलार्धात हिवाळा असतो. दक्षिण गोलार्धात उत्तर गोलार्धाच्या अगदी उलट परिस्थिती असते.
पृथ्वीचा अक्ष तिच्या कक्षेशी विविध कोन करून सातत्याने राहत असल्याने व पृथ्वीच्या सूर्याभोवतीच्या परिभ्रमणाचा काळ नियमित असल्यामुळे वर उल्लेख केलेले फेरफार नियमितपणे होत असतात. म्हणून ऋतूही नियमित अनुक्रमाने येत असतात. विषुववृत्तावर कोणत्याही दिवसाचे दिनमान नेहमी जवळजवळ सारखेच असते व सूर्यकिरणही लंब किंवा उच्च कोन करून पडत असतात. तेथे सौरऊर्जेचा पुरवठा वर्षभर मोठ्या प्रमाणात होत असतो. त्यामुळे तेथे उन्हाळा व हिवाळा असे भिन्न ऋतू प्रत्ययास येत नाहीत.
विषुववृत्ताजवळच्या प्रदेशांत सौरतापनाच्या वार्षिक वाटचालीपेक्षा प्रचलित वार्‍यांच्या पद्धतींचे विस्तीर्ण पट्टे माध्यस्थानापासून ऋतूंप्रमाणे वर-खाली सरकत असल्यामुळे हवामानात बदल होऊन तेथे ओला व कोरडा असे कालखंड एकाआड एक येतात. ओल्या कालखंडातील सरासरी तापमान कोरड्या कालखंडातील तापमानापेक्षा बरेच कमी असते. याच भागातील विषुववृत्त व पाच अंश उत्तर अक्षवृत्तामधील काही प्रदेशांत मात्र वर्षातून दोन कोरडे व दोन ओले असे चार कालखंड स्पष्ट दिसतात. ज्या विषुववृत्तीय भागात वर्षभर पाऊस पडतो तेथे भिन्न ऋतू स्पष्टपणे ओळखू येणे कठीण असते. उष्ण कटिबंधात हिवाळा तीव्रपणे जाणवत नाही, कारण वर्षभर सूर्यकिरण उच्च कोन करूनच पडत असतात. शिवाय ज्याकाळात मध्यान्हीचा सूर्य माथ्यावर येतो त्या काळामागोमाग पर्जन्यकाळाला सुरुवात होते. शितोष्ण कटिबंधात (23.5 ते 66.5 अक्षांश) तापमान हा हवामानाचा महत्त्वाचा घटक असल्यामुळे उन्हाळा व हिवाळा हे दोन ऋतू स्पष्ट असतातच; परंतु उन्हाळ्याच्या सुरुवातीचे हवामान सौम्य असल्याने तो कालखंड वसंत ऋतू व हिवाळ्याचा प्रारंभीचा कालखंड शरद ऋतू म्हणून ओळखला जातो.
उष्ण कटिबंधातही अनेक खंडांतर्गत पुष्कळ ठिकाणी वसंत व शरद हे ऋतू असतात. ध्रुवीय प्रदेशांत (ध्रुव ते 55.5 अक्षांश) सूर्यकिरण नेहमी बरेच तिरपे पडत असतात व ठराविक काळात तेथे सूर्यकिरण पडतच नाहीत. त्यामुळे तापमानात बराच फरक पडतो. म्हणून तेथे लहान सौम्य उन्हाळा व दीर्घ तीव्र हिवाळा असे दोन ऋतू अनुभवास येतात. प्रत्यक्ष ध्रुवांवर सहा महिने रात्र व सहा महिने दिवस असल्याने तेथे अंधाराचा काळ (हिवाळा) व उजेडाचा काळ (उन्हाळा) हेच दोन ऋतू असतात. भारत वर्षात हिवाळा ऋतूचे आगमन होण्याचे कारण भारतात उष्ण व शीतोष्ण अशा दोन्ही कटिबंधातील वैशिष्ट्ये आढळतात.
शिवाय नैऋत्य व ईशान्य मान्सून वारे ही भारतीय उपखंडाची वैशिष्ट्ये आहेत. त्यामुळे तेथे पावसाळी व त्यामानाने कोरडा असे कालखंड एकाआड एक येत असतात. डिसेंबर ते फेब्रुवारी हे महिने थंड व कोरडे असण्यामागचे साधे कारण म्हणजेच सूर्य या कालावधीत दक्षिण गोलार्धात असल्याने या ठिकाणी सूर्यकिरणे लंबरूप पडतात. भारतीय उपखंडाचे स्थान उत्तर गोलार्धात असल्याने सूर्यकिरणे अतिशय तिरपी पडतात. अधिक उत्तरेकडील उच्च अक्षांशीय भागात कमी तापमानामुळे साहजिकच बर्फवृष्टी मोठ्या प्रमाणात होण्यास सुरुवात होते. उत्तर गोलार्धात हवेचा जास्त दाब व दक्षिण गोलार्धात हवेचा कमी दाब अशी परिस्थिती निर्माण झाल्याने उत्तरेकडून थंड व कोरडे वारे मोठ्या प्रमाणात वाहण्यास सुरुवात होते आणि त्यामुळे हिवाळा ऋतूचे आगमन होत असते.
हिमालयाच्या उत्तुंग पर्वतरांगांमुळे भारताचे थंडीपासून संरक्षण होते. अन्यथा भारत भूमी थंडीने गोठली असती. याकाळात दिनमान लहान असल्याने पृथ्वी पृष्ठभाग जास्त उष्णता ग्रहण करू शकत नाही. रात्रीमान मात्र मोठे असल्याने जस्तीत जास्त उष्णतेचे उत्सर्जन होते. कारण पुरेसा कालावधी मिळत असल्याने पहाटेच्या वेळेपर्यंत संपूर्ण उष्णता उत्सर्जित होते त्यामुळे थोड्याफार प्रमाणात वातावरणात असणार्‍या बाष्पाचे संद्रीभावन होऊन दव, दहीवर, धुके अशा प्रकारे बाष्पाची रूपे याकाळात दिसतात. स्थानिक भौगोलिक परिस्थितीमुळे काही भागात अतिशय कमी तापमानाची नोंद होत असते.
