एक विजेरी घ्या. ती एका जागी स्थिर ठेवा. या विजेरीचा पडणारा प्रकाशझोत पूर्णपणे मावेल असे दोन मोठे कागद घ्या. ते सपाट पृष्ठभागावर चिकटवा.
आता कागदाचा विजेरीशी ९०° चा कोन (लंबरूप) होईल असा धरा. (आकृती ५.१ – अ)
विजेरीचा झोत कागदावर सोडा. प्रकाशझोताने व्यापलेला भाग पेन्सिलने रेखांकित करा. या कागदावर ‘अ’ लिहा. आता दुसरा कागद घ्या. हा कागद विजेरीशी (तिरपा) १२०° चा कोन करेल असा धरा. (आकृती ५.१ – ब) विजेरीचा झोत या कागदावर सोडा. प्रकाशझोताने व्यापलेला भाग पेन्सिलने रेखांकित करा. या कागदावर ‘ब’ लिहा. दोन्ही कागदांचे निरीक्षण करा.
आता सांगा की,
कोणत्या कागदावर प्रकाशझोताने व्यापलेली जागा जास्त आहे?
काेणत्या कागदावर ती कमी आहे?
आता विजेरी व कागद यांच्यातील कोनात आणखी बदल करून प्रकाशझोताने व्यापलेल्या भागाबाबत काय होते ते पहा?
प्रकाशझोताने व्यापलेली जागा व कागदाचा कोन यांचा कशाप्रकारे सहसंबंध असेल?
पृथ्वीवर येणारे सूर्यकिरण सरळ रेषेत येत असतात. तथापि पृथ्वी गोल असल्यामुळे हे किरण पृथ्वीपष्ठा ृ वर सर लबरूं पपडत नाहीत. हे किरण काही भागात लं बरूं प तर काही अन्य भागात ं तिरपे पडतात. त्यामुळे पृथ्वीवर काय होते ते पाहू.
लबरूं प प्रकाशकिरण कमी जागा व्यापतात (आकृती ५.१-अ). कमी जागा व्यापलेल्या भागात प्रखर प्रकाश व जास्त उष्णता मिळते, त्यामुळे तेथील पृष्ठभाग जास्त तापतो. पर्यायाने तेथील हवा जास्त तापते.
तिरपे प्रकाशकिरण जास्त जागा व्यापतात (आकृती ५.१- ब). जास्त जागा व्यापलेल्या भागात प्रकाशाची प्रखरता व उष्णता कमी असते. त्यामुळे तेथील पृष्ठभाग कमी तापतो. पर्यायाने तेथील हवा कमी तापते.
भौगोलिक स्पष्टीकरण
पृथ्वीवर येणारी सूर्यकिरणे सरळ रेषेत व एकमेकांना समांतर असतात. परंतु पृथ्वीचा गोल आकार व त्यामुळे होणारी वक्रता यांमुळे सूर्यकिरणे जास्त किंवा कमी जागा व्यापतात हे आपण पाहिले. सूर्यापासून पृथ्वीला मिळणाऱ्या उष्णतेचे वितरण त्यामुळे असमान होते. परिणामी विषुववृत्तापासून उत्तर ध्रुवाकडे तसेच दक्षिण ध्रुवाकडे तापमानाच्या वितरणात असमानता निर्माण होते. तापमानाच्या वितरणानुसार पृथ्वीचे विषुवृत्तापासून ध्रुवापर्यंत उष्ण, समशीतोष्ण व शीत असे तीन कटिबंधांत (पट्ट्यांत) विभाजन करता येते. आकृती २.४ व ५.३ च्या आधारे हे समजून घ्या.
अक्षांश या मुख्य कारणाशिवाय पृथ्वीवरील इतर घटकही तापमानाच्या असमान वितरणास कारणीभूत असतात. परंतु या घटकांचा परिणाम प्रादेशिक पातळीपुरता मर्यादित असतो. ते घटक पुढीलप्रमाणे आहेत.
समुद्रसान्निध्य, खंडांतर्गतता, समुद्रसपाटीपासूनची उंची व प्राकृतिक रचना या घटकांनुसार प्रदेशामधील हवामानात विविधता आढळते. यांशिवाय ढगांचे आच्छादन, वारे, वनाच्छादन, नागरीकरण, औदयोगिकीकरण इत्यादी घटकांचा परिणाम स्थानिक हवामानावर होत असतो.
जमीन व पाणी, दोन्ही तापणे व थड होणे ं यात असमानता असते. हे समजण्यासाठी आपण एक कृती करूया
समान आकारमानाची दोन भांडी सम प्रमाणात पाण्याने भरून घ्या. यांतील एक भांडे घरातच ठेवा व दुसरे भांडे सूर्योदयाच्या सुमारास घराबाहेर ठेवा. घराबाहेर ठेवलेल्या भांड्यावर सतत सूर्यकिरण पडतील याची काळजी घ्या. आकृती ५.४-ब प्रमाणे. आता दुपारच्यादरम्यान घरातल्या जमिनीवर अनवाणी चालून जमिनीच्या तापमानाचा अंदाज घ्या. पाण्यात हात घालून पाण्याच्या तापमानाचा अंदाज घ्या. हीच कृती घराबाहेरील जमिनीच्या बाबतीत व भाडे ं भरून ठेवलेल्या पाण्याच्या बाबतीत करा. आता जमीन व पाणी याच्ं या तापमानाबद्दलची तुमची निरीक्षणे वहीत लिहा. सुरुवातीला केलेला जमीन व पाण्याचा प्रयोग सायंकाळी सात वाजता पुन्हा करूनपहा. निरीक्षणे वहीत नोंदवा. आता पाण्याची भांडी काढून घेतलीत तरी चालतील. नोंदवलेल्या सर्व निरीक्षणांची वर्गात चर्चा करा.
तुमच्या असे लक्षात येईल की, जमीन पाण्याच्या तुलनेत लवकर थंड झाली आहे. उन्हात ठेवलेले पाणी मात्र किंचित कोमटच राहते. जमीन व पाणी यांच्या तापण्याच्या व थंड होण्याच्या या फरकामुळे जमिनीवरील हवा लवकर तापून लवकर थंड होते, तर पाण्यावरील हवा उशिरा तापून उशिरा थंड होते. परिणामी समुद्रकिनारी भागात खंडांतर्गत भागापेक्षा हवेचे तापमान दिवसा कमी असते तर रात्री जास्त असते. खंडांतर्गत भागात मात्र किनारी भागापेक्षा हवेचे तापमान दिवसा जास्त असते व रात्री कमी असते.
समुद्रकिनारी भागात समुद्राचे पाणी तापल्याने पाण्याची वाफ हवेत मिसळत असते. पाण्याची वाफ हवेतील तापमान साठवू शकते त्यामुळे या भागात हवा आर्द्र व उबदार राहते. याउलट परिस्थिती खंडांतर्गत भागात असते. बाष्प नसल्याने हवा कोरडी राहते. परिणामी तापमानातील फरक तीव्रतेने होतात. दिवसभराच्या कमाल व किमान तापमानांतील फरकास त्या ठिकाणची दैनंदिन तापमान कक्षा म्हणतात.
थोडक्यात, किनारी भागात दिवसाच्या व रात्रीच्या तापमानांतील फरक कमी असतो, तर खंडांतर्गत भागात तापमानांतील हा फरक जास्त असतो. उदा., मुंबईचे तापमान सम आहे तर नागपूरचे तापमान विषम आहे. कोकण किनारी भागातील तापमान कक्षा कमी असते, तर विदर्भाकडे तापमान कक्षेत वाढ झालेली आढळते. किनारी प्रदेशात म्हणूनच सम हवामान असते. उदा., मुंबईचे हवामान सम, तर नागपूरसारख्या खंडांतर्गत प्रदेशाचे हवामान विषम असते.
पाणी तापल्यावर ते प्रसरण पावते. तळाकडील जास्त गरम पाणी वर येते. त्याबरोबर बटणे पाण्याच्या पृष्ठभागावर येतात, त्यामानाने वरचे थंड पाणी तळाकडे जाऊ लागते. त्याबरोबर बटणे देखील खाली जातात. असे सतत होऊ लागते, असे तुमच्या लक्षात येईल. म्‍हणजेच तापल्‍यामुळे पाण्यात ऊर्ध्वगामी प्रवाह निर्माण होतो. निसर्गात मात्र थोडी वेगळी परिस्थिती असते.
तापमानातील फरकामुळे महासागरांमध्ये पाण्याचे ऊर्ध्वगामी तसेच क्षितिज समांतर प्रवाह निर्माण होतात. क्षितिज समांतर प्रवाह हे तापमानांतील फरकाप्रमाणेच पाण्याच्या घनतेत झालेला बदल व वारे यांमुळे निर्माण होतात. हे सागरी प्रवाह विषुववृत्त ते ध्रुवीय प्रदेश व ध्रुवीय प्रदेश ते विषुववृत्त असे वाहतात. नकाशा ५.६ पहा.
सागरी प्रवाह ज्या वेळेस शीत कटिबंधाकडून उष्ण कटिबंधाकडे येतो त्या वेळेस उष्ण कटिबंधातील किनारपट्टीचे तापमान कमी होते. याउलट प्रवाह जेव्हा उष्ण कटिबंधाकडून शीत कटिबंधाकडे जातात तेव्हा तेथील किनारपट्टीचे तापमान वाढते.
माहीत आहे का तुम्हांला ?
उष्ण व शीत सागरी प्रवाह जर एखाद्या भागात एकत्र आले तर असा प्रदेश प्लवंकवाढीसाठी सर्वोत्तम असतो. प्लवंक हे माशांचे खाद्य आहे. अशा प्रदेशात मासे मोठ्या प्रमाणावर येतात. उबदार पाण्यात पुनरुत्पादन करतात. माशांच्या मोठ्या संख्येमुळेया प्रदेशात मासेमारी व्यवसाय मोठ्या प्रमाणावर चालतो. सागरी प्रवाहांच्या नकाशामध्ये (आकृती ५.६) असेप्रदेश शोधा. त्‍यांची नावे नकाशा संग्रहातून किंवा इंटरनेटवरून घ्या व नकाशात दाखवा.
थ्‍वीवरील तापमानाचा विचार करून नकाशे तयार केले जातात. आकृती ५.७ मध्येदिलेल्या नकाशाचे वाचन करा. हा नकाशा ‘समताप’ रेषांच्या आधारे तयार केला आहे. या रेष भूपृष्ठीय उंचीचा परिणाम टाळून समान तापमान असलेली ठिकाणे जोडून तयार केल्या जातात. या रेषा सर्वसाधारणपणे अक्षवृत्त ां ना समा ंतर अाहेत. नकाशातील २५°से तापमानाच्या समताप रेषेचे निरीक्षण करा. ही रेषा विषुववृत्‍तालगतचा प्रदेश व्यापते.
या रेषेचा आकार एखाद्या लंबगोलासारखा दिसतो. मात्र या लंबगोलाचा उत्तर दक्षिण विस्तार खंडावर जास्त तर महासागरीय भागातून कमी आहे. दक्षिण अमेरिका, आफ्रिका, आशिया व ऑस्ट्रेलिया या ख ं डा ं च्या काही भागांवरून ही समताप रेषा जाते. पॅसिफिक महासागराच्या खूप थोड्या भागावर तापमान २५° से पेक्षा जास्त आहे. नकाशात ०° से मूल्य असलेल्या दोन समताप रेषा तुम्हांला दिसून येतील, त्‍यांचे निरीक्षण करा. यांतील दक्षिण गोलार्धातील ०° से ची समताप रेषा बरीचशी सरळ व अक्षवृत्ताला समांतर आहे. तुलनेने उत्तर गोलार्धातील याच मूल्याच्या रेषेत बरीचशी वक्रता दिसून येते. नकाशाच्या पश्चिमेकडील पॅसिफिक महासागराच्या भागात ही रेषा बरीचशी सरळ आहे.
मात्र उ. अमेरिका खडावर प्रवेश केल् ं याबरोबर ती काहीशी उत्तरेकडे वळते. त्यानंतर ही रेषा पर्वेूकडे जाते. नंतर मात्र ॲटलांटिक महासागरात काही अतरा ं नंतर ती ईशान्कडे ये वळते. या ठिकाणी उष्ण सागरी प्रवाह (उष्ण तापमान) असल्याने सर्वच तापमान रेषा ईशान्कडे वळलेल् ये या दिसतील. पुढे आशिया खडात प्रवेश केल् ं यानंतर ही रेषा पर्वेूकडे जाताना काहीशी आग्नेयेकडे वळते. पुढे पॅसिफिक महासागरात समताप रेषा पर्वेूकडे बऱ्याचशा सरळ जाताना दिसतात.
दक्षिण गोलार्धातील समताप रेषा अक्षवृत्तांना समांतर आहेत. दक्षिण ध्रुवापासून मकरवृत्तापर्यंत या रेषांमधील अतर ं जवळजवळ समान आहे. दक्षिण गोलार्धात जमिनीचे प्रमाण कमी असल्याने या भागाच्या तापमानात मुख्यतः अक्षांशांनुसार फरक पडल्याचे दिसून येते.
उत्तर गोलार्धात मात्र या रेषांमधील अंतर कमी- जास्त झालेले आढळते. या गोलार्धात जमिनीचे प्रमाण तुलनेत जास्त आहे. त्यामुळे अक्षांश व जमिनीचे प्रमाण या दोन्हीचा परिणाम तापमानाच्या वितरणावर होताना दिसतो. जमिनीच्या भागात या परिणामामुळे समताप रेषांमधील अंतर कमी-जास्त होणे, समताप रेषा वक्र होणे या बाबी पहावयास मिळतात.
तापमापक ः हवेचे तापमान मोजण्यासाठी विविध प्रकारचे तापमापक वापरले जातात. तापमापकात पारा किंवा अल्कोहोल वापरण्यात येते. पाऱ्याचा गोठणबिंदू -३९° से आहे, तर अल्कोहोल गोठणबिंदू -१३०° से आहे. ही द्रव्ये तापमान बदलास संवेदनशील असतात. त्यामुळे तापमानातील -३०° से पासून +५५° से पर्यंतचा फरक या द्रव्यांच्या साहाय्याने सहज पाहता येतो.तापमान अंश सेल्सिअस किंवा अंश फॅरनहाइट या एककात मोजतात. ते तापमापकात दाखवल्यानुसार °C किंवा °F असे मांडतात. तापमापकाच्या साहाय्याने तापमानातील फरकाची (कमाल-किमान) दैनंदिन नांेद ठेवता येते. हवेचे तापमान सेल्सिअस या एककात माेजतात.