आकाशात ही जमीनीवर आहेत तश्याच मोठमोठ्या लांबलचक नद्या आहेत. नद्या जशा पाणी वाहून नेतात तशाच थाटात या आकाशातील नद्या प्रचंड प्रमाणात वाफेतील बाष्प वाहून नेत असतात.या हवाई नद्या या एक नैसर्गिक हवामानाचाच घटक आहेत. ज्यात खूप लांबीच्या पण अरुंद हवेच्या प्रवाहात वाफेच्या/ बाष्पाच्या स्वरूपात खूप मोठ्या प्रमाणात पाणी हवेत वाहत असतं. या वायुमंडळात हजारो किलोमीटर अंतरापर्यंत पसरलेल्या असतं, जणू काही आकाशात पाण्याचा नदीसारखा प्रवाह.
जेव्हा हे प्रवाह थंड हवामानात किंवा पर्वतांवर पोहोचतात, तेव्हा त्यातील वाफ पाण्यात रूपांतरित होऊन मुसळधार पाऊस किंवा बर्फवृष्टी होते.या हवाई नद्या उष्ण कटिबंधातून पाण्याच्या वाफेत बाष्प इतर प्रदेशात वाहून नेतात. ‘हवाई नद्या’/’वायुमंडलीय नद्या’ (Atmospheric Rivers) ही एक नैसर्गिक अभूतपूर्व घटना आहे जी अलीकडेच समोर आली आहे. शास्त्रज्ञांनी त्यांचे नामकरण नव्वदच्या दशकातच केले आहे. परंतू सर्वाना या बाबतीत फारशी माहिती नाही. सध्याच्या ‘ग्लोबल वॉर्मिग’व क्लायमेट चेंज’ च्या काळात हे दुर्लक्षीत करण्यासारखे नाही.
ओलाव्याने भरलेल्या या लांबलचक नद्या जेव्हा आकाशातून जमिनीच्या निकट येतात, जमिनीवर कोसळतात, तेव्हा त्यांच्यातील बाष्पाच्या रूपातील प्रचंड पाणी मोठ्या तीव्र व मुसळधार पावसाच्या रूपात पडते. एकीकडे ते हाहाकार माजवू शकते तर दुसरीकडे दुष्काळग्रस्त भागासाठी वरदानही ठरु शकते.
निसर्ग हे एक न संपणारे रहस्य आहे. जेव्हा आपण विचार करतो की त्याची सर्व रहस्ये आता उलगडली जात आहेत तेव्हा एखादी नवीन शोधाची अशी प्रचिती येते की शास्त्रज्ञ आणि आपल्यासारखे सामान्यलोक चकित होऊन जातात. व “सत्य हे कल्पनेपेक्षा अद्भुत असते” हे सिद्ध होते.पाण्याचे बाष्प या आकाशातल्या नद्यांमधून वाहून नेण्याचे आणि त्याचे पावसात रूपांतरित होण्याचे प्रमाणही आश्चर्यकारक आहे. वायुमंडलीय नद्या काही प्रदेशांमध्ये वार्षिक पर्जन्यमानाच्या 30 ते 50% योगदान देतात, पश्चिम अमेरिकेत पडणा-या पावसामधे या आकाशातील नद्यांचे वरिल प्रमाण त्यांच्या ताकदीची कल्पना देण्यासाठी पुरेसे आहे. त्यामुळे जमिनीवर आणि ‘वर आकाशा’तही नद्या आहेत!
अनेक AR (वातावरणातील नद्या) फायदेशीर पाऊस किंवा बर्फ आणतात, तर काही अतिप्रमाणात पूर, भूस्खलन आणि पर्वतीय प्रदेशांमध्ये प्रचंड बर्फ साचणेही! त्यामुळे त्या धोकादायकही होऊ शकतात. अत्यंत तीव्र अशा हवामानातील बदलांच्या (क्लायमेट चेंजच्या) या दिवसांमध्ये, आपण बऱ्याचदा अगदी कमी वेळेत प्रचंड पर्जन्यवृष्टी झाल्याचे पाहतो, वाचतो किंवा ऐकतो. ढगफुटी, पूर आणि शहरातील रस्त्यांच्या नद्या होणे, त्यात वाहने,घरे, माणसे वाहून जाणे, डोंगरात अचानक पूर येणे आणि भूस्खलन होणे यात या आकाशातील नद्यांचा हात आहे.काँक्रीटीकरण झालेल्या शहरांमध्ये आकाशातून वेगाने खाली येणारे तीव्र पाण्याचे प्रवाह शोषून घेण्यासारखे काहीच नाही. त्यामुळे हे वेगाने वाहणारे पाण्याचे प्रवाह रस्त्यांचे नद्या आणि कालव्यांमध्ये रूपांतर करतात.
शहराबाहेर नैसर्गिक वातावरणातही जर जमीन/माती पूर्वीच्या पावसाने भरलेली असेल तर हे असे अचानक पावसाचे पाणी जमिनीत शोषले न जाता वेगाने वाहून विनाशकारी पूर येऊ शकतात. वातावरणातील नद्यांचा हवामान बदलाच्या संदर्भात अधिकाधिक अभ्यास केला जात आहे, कारण उष्ण तापमानामुळे या प्रणालींची ओलावा वाहून नेण्याची क्षमता, तीव्रता वाढू शकते. कदाचित याच कारणांमुळे अधिकाधिक शहरांमध्ये अल्पावधीतच अतिवृष्टी होऊन शहरे जलमय होत आहेत. दिवसा सर्व शहरे घनदाट काँक्रीटची जंगले असल्याने उष्णता परावर्तित होऊन शहरावर एक गरम तप्त तापमान क्षेत्र निर्माण होत असेल ज्यामुळे शहराच्या वरची गार हवा अधिक आर्द्रता निर्माण किंवा आकर्षित करू शकते. यातच बाष्प युक्त असणा-या या आकाशातील नद्यांचा प्रवेश झाला तर गरम हवा, थंड हवा व बाष्प यांचा संयुक्त परिणाम होउन गारपीट,तुफान पाऊस पडू शकतो.
जेव्हा महासागराचे पाणी गरम होते तेव्हा त्याचे बाष्पीभवना होताना अधिक आर्द्रता (बाष्प) वातावरणात तयार होते हे बाष्प आकाशातील नद्यांना जणू इंधनच देतात. महासागर आणि वातावरण यांच्यातील तापमानातील फरक जेवढा जास्त तेवढी आकाशीय नद्यांची निर्मिती आणि तीव्रता जास्त. त्यांच्या प्रवाहाची दिशा हवेच्या जास्त दाबाकडून कमी दाबाच्या क्षेत्राकडे असते आणि त्यामुळेच या आकाशीय नद्या महासागरावरून किनाऱ्यावर आदळतात. किनाऱ्याचा आकार देखील या वर प्रभाव पाडू शकतो.अरुंद किनारपट्टी असेल तर आकाशीय नद्या लहान भागावर केंद्रित होऊन पुराचा धोका वाढतो. वरच्या वातावरणीय स्तरामध्ये अस्तित्वात असलेले वरच्या पातळीचे वारे त्यांना वाहून नेतात त्यामुळे त्यांचा वेग आणि स्थिती आकाशीय नद्यांच्या निर्मितीवर आणि प्रवाहावर प्रभाव टाकतात. डोंगर आणि टेकड्यां आकाशीय नद्यांना अडवून त्यांना वर थंड हवेकडे ढकलतात त्यामुळेच बाष्प व पर्वतावरची थंड हवा मिसळून जाऊन मुसळधार पाऊस पडतो. पुढे स्थिर किंवा अस्थिर वातावरणामुळे गडगडाटी वादळे आणि मुसळधार पर्जन्यवृष्टी होऊ शकते.स्थिर वातावरण पर्जन्यवृष्टीची तीव्रता मर्यादित करू शकते, परंतु तरीही पाऊस मग जास्त काळ पडू शकतो.या आकाशीय अथवा वायुमंडलीय नद्यांची (AR) ची ताकद प्रामुख्याने दोन महत्त्वाच्या घटकांनी मोजली जाते. त्या मधे असणा-या बाष्पाचे प्रमाण आणि एखाद्या ठिकाणी तिच्या प्रभावाचा कालावधी. या तीव्रतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी शास्त्रज्ञ अनेक मेट्रिक्स आणि तंत्रे वापरतात
- एकात्मिक जल बाष्प वाहतूक (IVT) : ‘IVT’ हे वाऱ्याद्वारे वातावरणातून वाहून जाणाऱ्या पाण्याच्या बाष्पाचे प्रमाण मोजते. हे मॅट्रिक्स पाण्याची बाष्प सामग्री आणि वाऱ्याचा वेग दोन्ही एकत्र करते. ‘IVT’ ची गणना एकूण हवेच्या स्तंभातील पाण्याची वाफ (पृष्ठभागापासून एका विशिष्ट उंचीपर्यंत हवेच्या स्तंभातील पाण्याच्या वाफेचे प्रमाण) आणि वातावरणाच्या विविध स्तरांवरील वाऱ्याचा वेग यांतून केली जाते. ‘IVT’ साठी युनिट्स सामान्यत: kg/m/s असतात आणि यातील उच्च मूल्ये (Higher Readings) तीव्रता दर्शवतात. 250 kg/m/s पेक्षा जास्त ‘IVT’ मूल्ये अनेकदा वातावरणातील हवाई नदीची उपस्थिती दर्शवण्यासाठी वापरली जातात आणि तीव्र AR मध्ये 1,000 kg/m/s पेक्षा जास्त ‘IVT’ मूल्ये असू शकतात.
- *AR श्रेणी (स्केल) द्वारे चक्रीवादळे आणि चक्रीवादळांचे वर्गीकरण जसे केले जाते त्याप्रमाणेच, वायुमंडलीय नद्या देखील त्यांच्या तीव्रतेनुसार आणि प्रभावानुसार वर्गीकृत केल्या जातात. एआर श्रेणी स्केल 1 ते 5 पर्यंत एआरचे वर्गीकरण करण्यासाठी ‘IVT’ आणि ‘कालावधी’ यांचा वापर केलाजातो.
श्रेणी 1: कमकुवत (फायदेशीर) श्रेणी 2: मध्यम (बहुतेक फायदेशीर) श्रेणी 3: मजबूत (प्रामुख्याने फायदेशीर, परंतु धोकादायक देखील) श्रेणी 4: अत्यंत धोकादायक (प्राथमिकपणे धोकादायक) श्रेणी 5: अपवादात्मक (धोकादायक)
*एकूण पर्जन्यमान (पाऊस किंवा हिमवर्षाव) हा ‘एआर’चा प्रभाव मोजण्याचा थेट मार्ग आहे. लक्षणीय पर्जन्य निर्माण करणारी वादळे अनेकदा उच्च ‘IVT’ मूल्यांशी जोडलेली असतात.
*अवक्षेप्य पाणी: हे हवेच्या स्तंभातील पाण्याचे प्रमाण दर्शवते व त्यातील सर्व आर्द्रता घनरूप झाल्यास पर्जन्य वर्षाव म्हणून पडेल. उच्च प्रक्षेपित पाणी मूल्य अधिक तीव्र ओलावा अथवा बाष्पाची वाहतूक सूचित करते. - *उपग्रह निरीक्षणे आणि रिमोट सेन्सिंग मायक्रोवेव्ह सेन्सर्स: मायक्रोवेव्ह सेन्सर्सने सुसज्ज असलेले उपग्रह वातावरणातील पाण्याच्या बाष्पाचे प्रमाण शोधू शकतात, ज्यामुळे एआरच्या / हवाई नद्यांमधून पाण्याच्या वाफ वाहतुकीच्या प्रमाणाचा अंदाज लावण्यास मदत होते.
*GPS रेडिओ ऑकल्टेशन: हे तंत्रज्ञान वातावरणातील पाण्याच्या बाष्पामुळे GPS सिग्नल मिळण्याच्या विलंबातील फरकाचे मोजमाप करते, जे ‘एआर’च्या/ हवाई नद्यांच्या तीव्रतेचा अंदाज लावण्यास मदत करतात. - *वाऱ्याचा वेग- जेट स्ट्रीम स्ट्रेंथ: मजबूत वायुमंडलीय नद्या अनेकदा जलद गतीने जाणाऱ्या हवेच्या जेट प्रवाहांशी संबंधित असतात. जे पाण्याची वाफ पुढे नेण्यास मदत करतात. वाऱ्याचा वेग जितका मजबूत असेल तितकी आर्द्रतेच्या वाहतुकीच्या बाबतीत ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ अधिक तीव्र असू शकते.
- प्रभावाचा कालावधी: ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ची तीव्रता एखाद्या प्रदेशात ‘हवाई नदी’ किती काळ राहते यावर देखील निर्धारित केली जाते. जास्त कालावधी म्हणजे अधिक पर्जन्यवृष्टी, पूर आणि इतर धोके. या मेट्रिक्सचा वापर करून, हवामान शास्त्रज्ञ वातावरणातील नद्यांचे अधिक चांगल्या प्रकारे वर्गीकरण करू शकतात, त्यांच्या संभाव्य परिणामांचे मूल्यांकन करू शकतात आणि अतिवृष्टी आणि पुराचा धोका असलेल्या क्षेत्रांसाठी लवकर चेतावणी देऊ शकतात. ‘AR’ / ‘हवाई नद्या’बाबत पूर्वसूचना मिळवण्यासाठी आधुनिक हवामानशास्त्रात विविध तंत्रज्ञान आणि पद्धतींचा वापर केला जातो. ‘AR’/’हवाई नद्या’ मुळे पूर, मुसळधार पाऊस आणि इतर नैसर्गिक आपत्तींमुळे मोठे नुकसान होऊ शकते, त्यामुळे याच्या अचूक आणि वेळेवर सूचना देण्यासाठी हवामान विज्ञान केंद्रांकडून विविध उपाययोजना केल्या जातात.
*‘AR’ पूर्वसूचना यंत्रणा: - सॅटेलाइट इमेजिंग (उपग्रह प्रणाली): उपग्रहांचा वापर करून वायुमंडळातील पाण्याचा बाष्पाचा प्रवाह, ढगांची हालचाल, वादळांचे निर्माण होणे आणि त्यांचे पुढील गतीमान होणे यावर बारकाईने नजर ठेवली जाते.
उपग्रह डेटा ARs च्या पथाचा मागोवा घेण्यास मदत करतो. NASA आणि NOAA सारख्या संस्थांद्वारे सॅटेलाइट इमेजिंग तंत्र वापरून ‘AR’ कधी आणि कुठे येणार आहेत, याबद्दल अचूक माहिती मिळते. - *रडार सिस्टम (डॉपलर रडार):
डॉपलर रडार हा एक महत्त्वाचा साधन आहे, जो हवामानातील बदलांचे निरीक्षण करतो. तो पाऊस, वारा, वाफेचे प्रमाण आणि त्याचे वाहतुकीचे मार्ग यांचा अंदाज लावतो. ‘AR’ च्या तीव्रतेचा अंदाज लावण्यासाठी हा रडार अत्यंत महत्त्वाचा आहे, विशेषतः मुसळधार पावसाची तीव्रता आणि त्याचा वेग याचा आढावा घेण्यासाठी. - मॉडेलिंग आणि सिम्युलेशन (हवामान मॉडेल्स):
हवामानशास्त्रज्ञ ‘AR’ च्या प्रवासाचे गणिती मॉडेल तयार करतात, ज्यामध्ये वारा, पाण्याचा बाष्प, तापमान आणि वातावरणातील दाब यासारख्या घटकांचा विचार केला जातो. या मॉडेलिंग प्रणालींमुळे ‘AR’ कधी आणि कुठे येतील याचा 5-7 दिवस आधी अंदाज लावता येतो. या सिम्युलेशनचा वापर करून ‘AR’ चा अंदाज अधिक बरोबर लागतो. - *AR अलर्ट सिस्टम्स (पूर्वसूचना प्रणाली):
हवामान पूर्वानुमान देणाऱ्या संस्था, जसे की NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), हवामानाचा अंदाज वर्तवणाऱ्या संस्था, ‘AR’ बद्दल चेतावणी आणि अलर्ट जारी करतात. या प्रणालीत हवामानशास्त्र केंद्रांकडून तयार केलेल्या डेटा, सॅटेलाइट प्रतिमा आणि मॉडेल्सच्या आधारावर लोकांना वेळेवर माहिती देतात. जसे की, ‘AR’ किती तीव्र असेल, किती काळ टिकेल, आणि त्याचा परिणाम काय होईल याबद्दलची अचूक माहिती दिली जाते. - *जमिनीवरील मोजमाप केंद्रे (Ground Stations):
हवामान डेटा गोळा करण्यासाठी जमिनीवरील विविध मौसम केंद्रे आणि वायुमंडलीय निरीक्षण यंत्रे सतत वातावरणातील घटकांचा अभ्यास करतात. तापमान, आर्द्रता, वाऱ्याचा वेग आणि पाऊस यांचा डेटा जमा केला जातो आणि याच्या आधारे ‘AR’ चा मागोवा घेतला जातो. - *वायुमंडलीय दाब मोजणारे यंत्र (Atmospheric Pressure Instruments):
‘AR’ च्या आगमनापूर्वी वायुमंडलीय दाब कमी होण्याची शक्यता असते. याचे मोजमाप करण्यासाठी बरोमीटर आणि इतर वायुमंडलीय दाब मापन यंत्रे वापरली जातात.
*AR पूर्वसूचनेचे फायदे: पूर आणि मुसळधार पावसाची तयारी:
ARs मुळे संभाव्य पूर किंवा पावसाळी परिस्थितीच्या आधीच अंदाज मिळाल्याने आपत्ती व्यवस्थापन यंत्रणा जलद सक्रिय होतात आणि लोकांना सूचित करण्यात येते. - लोकसंख्येला सतर्क करणे: ARs मुळे निर्माण होणाऱ्या हवामानाच्या अतिरेकी परिस्थितीविषयी लोकांना आणि स्थानिक अधिकाऱ्यांना माहिती दिली जाते. त्यामुळे लोक वेळीच सुरक्षित ठिकाणी स्थलांतर करू शकतात.
- *शेती व जलव्यवस्थापन सुधारणा: पूर्वसूचनेच्या आधारावर शेतकरी त्यांच्या शेतीतील पाणी व्यवस्थापनावर लक्ष केंद्रित करू शकतात, ज्यामुळे पीकांचे नुकसान टाळता येते.
जगभरातल्या विविध ठिकाणी या हवाई नद्यां हवामानात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात, परंतु विशेषतः ते अमेरिकेच्या पश्चिम किनारपट्टीसारख्या काही ठिकाणी अधिक ठळकपणे दिसून येतात. भारतात, विशेषतः महाराष्ट्राच्या पश्चिम घाटामध्ये ARs च्या संदर्भात थेट चर्चा होत नसली तरी, त्या प्रकारच्या प्रणालींचा अप्रत्यक्ष परिणाम या भागात होऊ शकतो. - मॉन्सून काळात हवामानाच्या प्रणालीशी तुलना: महाराष्ट्राच्या पश्चिम घाटामध्ये जून ते सप्टेंबर या कालावधीत दक्षिण-पश्चिम मॉन्सून मुख्य पावसाळी प्रणाली असते. हे मॉन्सून वातावरणातील पाण्याचे वाफेचे मोठे प्रवाह असतात, जे समुद्रातून येतात आणि जमीन, विशेषतः पर्वतांवर पोहोचल्यावर मुसळधार पाऊस घडवतात. ह्या मॉन्सून प्रवाहात आणि Atmospheric Rivers मध्ये काही साधर्म्य आढळते. दोन्ही प्रणाली पाण्याच्या मोठ्या प्रमाणात वाहतूक करतात आणि पर्वतांच्या उपस्थितीत त्यांच्या परिणामांचा जोर वाढतो.
- *पश्चिम घाटातील मुसळधार पाऊस: पश्चिम घाटाच्या भौगोलिक रचनेमुळे मॉन्सून पाऊस घाटाच्या पश्चिम बाजूस अडवला जातो आणि तेथे खूप पाऊस पडतो. या प्रक्रियेला Orographic rainfall म्हणतात, ज्यामध्ये पर्वतांचे आडवे असणे मोठ्या प्रमाणात पाऊस घडवते. हा मॉन्सून पाऊस वायुमंडळातील मोठ्या प्रमाणात वाफेच्या वाहतुकीचा परिणाम असतो, जो काही प्रमाणात ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ प्रमाणे कार्य करतो, पण हवामानशास्त्रीयदृष्ट्या ते ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ मानले जात नाहीत.
- *पूरसदृश परिस्थिती आणि नुकसान: महाराष्ट्रात पावसाळ्याच्या हंगामात अनेकदा पूरस्थिती निर्माण होते, विशेषतः कोकण आणि पश्चिम घाटातील भागांत. मुसळधार पावसामुळे मातीचे ढासळण, भूस्खलन,नद्यांचे पाणी वाढणे, आणि शेती व घरांचे नुकसान यासारखे परिणाम दिसून येतात. ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ च्या प्रभावामुळे अमेरिकेच्या पश्चिम किनारपट्टीवर पूर आणि हिमवर्षाव होतात, ज्यामुळे मोठे नुकसान होते. महाराष्ट्रातील मॉन्सूनशी तुलना केली तर ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ सारख्या प्रणालीचे अप्रत्यक्ष परिणाम दिसतात.
- *शोधकार्य आणि संशोधन: ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ च्या प्रभावाचा अभ्यास भारतात अजूनही प्राथमिक अवस्थेत आहे. भारतातील हवामानशास्त्रज्ञ मॉन्सून प्रणालींवर अधिक लक्ष केंद्रित करतात, पण भविष्यात, ग्लोबल वार्मिंगमुळे ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ सारख्या प्रणालींच्या प्रभावाचा अभ्यासही पश्चिम घाटासारख्या भागात केला जाऊ शकतो. असेही म्हटले जाते की ग्लोबल वार्मिंगमुळे हवामानाचे स्वरूप बदलत आहे, ज्यामुळे पावसाच्या तीव्रतेत आणि वारंवारतेत बदल होऊ शकतो.
- महाराष्ट्राच्या पश्चिम घाटामध्ये थेट Atmospheric Rivers नाहीत, पण मॉन्सून प्रणाली यांच्याशी काही प्रमाणात समानता दर्शवतात. या भागातील मुसळधार पाऊस आणि त्याचा प्रभाव ‘AR’/ ‘हवाई नदी’ च्या तंत्राशी मिळता-जुळता आहे. थोडक्यात दक्षिण महाराष्ट्रच काय तर सध्या सर्वच महाराष्ट्रातील अनियंत्रित व अनियमित पूर, तुफानी वृष्टी, शेती, मानवी जीवनाचे, पशूपक्ष्यांची उडणारी दैना पाहता आपल्याकडील विविध शास्त्रीय संशोधक व संस्था, विद्यापीठे यांनी यावर पुढे संशोधन करणे आवश्यक वाटते.
