ढगफुटी वेधक डॉप्लर रडार यंत्रणा

ढगफुटीने किती नुकसान होऊ शकते हे उभ्या महाराष्ट्राने यंदा अनुभवले आहे. ढगफुटीची माहिती अचूक देण्यासाठी रडार तंत्रज्ञान अतिशय उपयुक्त आहे. या रडारांमुळे धरणांच्या पाण्याचे व्यवस्थापन करीत राज्यातील शेती, शेतकरी व राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेचे होणारे नुकसान टाळणे शक्य आहे. ढगफुटींचा अलर्ट अत्यंत अचूकपणे एक्स बँड व केए बँड डॉप्लर रडार यंत्रणेचा प्रभावी वापर करून देणे शक्य आहे. डॉप्लर रडारने बोटाच्या पेरा एवढ्या लहान भागामध्ये बाष्प, बर्फ आणि पाणी म्हणजे लिक्विड वॉटर कंटेंट (एलडब्ल्यूसी) किती आहे याची अत्यंत अचूक माहिती मिळते. ढगाच्या एकूण आकारमानानुसार गणित करून ढगफुटी, गारपीट, पाऊस किती होणार किंवा नाही याची खात्रीशीर व बिनचूक सूचना देता येते.

जूनपासून ऑगस्ट अखेरपर्यंत झालेल्या ढगफुटी या मुख्यत्वे क्युमुलोनिंबस ढगांमुळे झालेल्या ढगफुटी आहेत. मात्र सध्या सप्टेंबरमध्ये होत असलेल्या ढगफुटींचा अभ्यास केला तर लक्षात येते की क्युमुलोनिंबस ढगांमध्ये मान्सूनच्या निंबोस्ट्रेटस ढगांचीदेखील सरमिसळ दिसून येते आहे. सायंकाळी साडे चार वाजेनंतर तापमानातील वेगवान घसरणीमुळे ‘डाऊनड्राफ्ट’ म्हणजे वरून जमिनीवर खाली येणारा हवेचा अध:झोत कारणीभूत आहे. रसायनांचा भडीमार शेतजमिनीवर केल्याने सरफेस टेंशन तसेच बाष्पीभवनाच्या दरात झालेला बदल तसेच तापमानातील अचानक झालेला बदल तसेच समुद्राकडून मोठ्या प्रमाणावर येणार्‍या बाष्पाचा एकंदर ‘मिला-जुला’ जटिल परिणाम म्हणजे महाराष्ट्रात घडणारी ढगफुटींची मालिका सुरू आहे.

मान्सूनपूर्व व मान्सून पश्चात काळात वातावरणातील अस्थिरतेत भारतात ढगफुटी होतात. कैचीधामला दुपारी तीन वाजता झालेली आणि संपूर्ण आसमंत काळाकुट्ट अंधार करीत दुपारी तीन वाजता सूर्याला झाकून टाकत काळोखात झालेल्या थरकाप उडविणार्‍या अवघ्या 15 मिनिटात आकाशातून समुद्र ओतणार्‍या जीवघेण्या ‘ढगफुटी’चा थेट उत्तराखंडला प्रत्यक्ष भेट देत अभ्यास करण्याची संधी एक शास्त्रज्ञ म्हणून मला या देशात मिळाली होती हे मी मोठी भाग्याची गोष्ट समजतो. उत्तराखंडातील ढगफुटींचा अभ्यास करताना अनेक नवीन शास्त्रीय गोष्टींची उलगडा झाला तर नवीन ‘पझल्स’ सोडविण्यासाठी संशोधन सुरू आहे. ढगफुटीच्या परिणामाने फ्लॅशफ्लडने डोंगरफोड करत होणारे भूस्खलन तसेच दरड कोसळणे हा मुद्दा जुना असला तरी तो येत्या काळात महाराष्ट्रातदेखील अधिक जीवघेणा व खर्चिक डोकेदुखी ठरणार आहे.

विशेष म्हणजे उत्तराखंड राज्यातील चमोली जिल्हात 7 फेब्रुवारी 2021 रोजी हिवाळ्यात आणि पाण्याच्या गोठणबिंदूच्या खाली म्हणजे उणे दोन अंश सेल्सिअस इतक्या कमी तापमानात सकाळी 10.40 ही घटना घडली होती. उत्तराखंडमध्ये ढगफुटी या ऑगस्ट, सप्टेंबर अशा कालावधीत होतात. मात्र यंदा उत्तराखंड केवळ नैनितालला नव्हे तर इतरही अनेक ठिकाणी ढगफुटी मेमध्ये झाल्या आहेत. एवढेच तर मे व जूनमध्ये नैनितालला कधीच पाऊस पडत नाही आणि साधारणतः जुलैच्या दुसर्‍या आठवड्यात नैनितालला पाऊस होतो. लंडनमध्ये जसा साजरा होतो तसा ‘सनी डे’ नैनितालला सूर्यप्रकाश दिसला तर मे, जूनमध्ये साजरा होतो हे नैनितालचे वैशिष्ठ्य आहे. अशावेळी 12 मे 2021 ला नैनितालला कैचीधाममध्ये 172.8 मिलीमीटर पावसाने अनेक बळी घेतले. कैचीधाम ढगफुटी होत प्रचंड नुकसान झालेच कसे हा महत्वाचा प्रश्न निर्माण होतो, जो सखोल व गांभीर्याने अभ्यासने गरजेचे आहे.

उत्तराखंडची ढगफुटी हे वेगाने बदललेल्या हवामानाकडे गांभीर्याने पाहण्याची धोक्याची घंटा होय. नॅशनल एरोनॉटिक्स अ‍ॅण्ड स्पेस अ‍ॅडमिनिस्ट्रेशन (नासा)च्या ट्रिम (ट्रॉपिकल रेनफॉल मेजरींग मिशन) उपग्रहाने तसेच द साऊथ एशियन नेटवर्क फॉर डॅमस्, रिव्हर्स एंड पीपल (एसएएनडीआरपी) या संस्थेने झालेल्या शेकडो मिलीमीटर पावसाची जुनी आकडेवारीदेखील चिंताजनक आहे हे आपण शेती, शेतकरी व राज्य तसेच भारतीय अर्थव्यवस्था वाचविण्यासाठी गांभीर्याने घेतले पाहिजे.

खरे तर, 28 ऑगस्टपासून मान्सूनला सुरुवात झाली आहे. साधारणतः डिसेंबर अखेरपर्यंत आपल्याला यंदा दिवाळी दसरा आणि ख्रिसमसलादेखील पाऊस पाहता येऊ शकेल. नोव्हेंबर,डिसेंबरमध्ये पुन्हा ढगफुटींच्या संख्येत वाढ होण्याची शक्यता आहे. रडार, सॅटेलाईट आणि हवामान केंद्रांचा जमिनीलगतचा डाटा सुपर कॉम्पुटरवर (एचपीसी) प्रोसेस करून अत्यंत अचूकपणे सहा ते आठ तास आधी ढगफुटींचा अलर्ट जनतेला देणे शक्य आहे. महाराष्ट्र सरकारकडे केंद्र सरकारकडून वार्षिक 14 हजार 500 कोटींपेक्षा जास्त आपत्ती व्यवस्थापन निधी उपलब्ध आहे. कृषि मंत्री नरेंद्रसिंग तोमर यांनी 27 जुलै 2021 ला लोकसभेत एका प्रश्नाला उत्तर देताना सांगितले की, केंद्राने पूरग्रस्त महाराष्ट्रातील शेतकर्‍यांना जवळपास 700 कोटी रुपये मंजूर केले आहेत. आपत्तीपूर्वी वेगवेगळ्या बँडचे डॉप्लर रडार लावून प्रयोग केले. तरी 358 तालुक्यांसाठी 14,320 कोटी फायदेशीर ठरेल. अवघ्या 40 कोटीत मिळणारे डॉप्लर रडार हे भारतातील इंडियन स्पेस रिसर्च आर्गेनाइजेशन (इस्रो) देखील बनवून जगभर विकते. स्वस्त आणि फक्त 10 वर्षे वापरता येणारे महागडे, परदेशी बनावटीचे अथवा चायना मेड डॉप्लर रडारापेक्षा स्वदेशी इस्रोचे डॉप्लर रडार वापरणे देशाच्या संरक्षणाच्या दृष्टीनेही फायद्याचेच ठरेल.

26 जुलै 2005 च्या मुंबई ढगफुटीने 1000 पेक्षा जास्त बळी गेल्या नंतर हवामान खात्याने ढगफुटीची माहिती अचूक देण्यासाठी रडार हवे ही मागणी झाली. आज 16 वर्षानंतर देशातील 32 पैकी 4 महाराष्ट्रासाठी डॉप्लर रडार उपलब्ध आहेत. विदर्भासाठी आय.एम.डी.चे नागपूर येथील डॉप्लर रडार कार्यान्वित आहे. कोकणसाठी मुंबई येथील डॉप्लर रडार काम करते. गोवा येथील डॉप्लर रडार कोकण व पश्चिम महाराष्ट्रात अचूक माहिती देते. आयआयटीएमचे महाबळेश्वर व सोलापूर येथील एक्स बँड व केए बँड रडार पश्चिम महाराष्ट्राला अचूक हवामान व पाऊस माहिती देते. पण मराठवाडा आणि उत्तर महाराष्ट्र हवामान अलर्ट व माहितीपासून वंचित आहे. उत्तर महाराष्ट्रात व मराठवाड्यात रडारची रेंज पोहचत नाही. सह्याद्री पर्वत रांगांमुळे 500 किलो मीटर पल्ल्याचे मुंबईच्या डॉप्लर रडारने उत्तर महाराष्ट्र आणि मराठवाड्याला अचूक हवामान माहिती देऊ शकत नाही. उत्तर महाराष्ट्रात चांदवड तालुक्यातील चंद्रेश्वर डोंगरावर बसविणे आवश्यक आहे.

ढगफुटींचा अलर्ट अत्यंत अचूकपणे एक्स बँड व केए बँड डॉप्लर रडार यंत्रणेचा प्रभावी वापर करून देणे शक्य आहे. डॉप्लर रडारने बोटाच्या पेरा एवढ्या लहान भागामध्ये बाष्प, बर्फ आणि पाणी म्हणजे लिक्विड वॉटर कंटेंट (एलडब्लूसी) किती आहे याची अत्यंत अचूक माहिती मिळते. ढगाच्या एकूण आकारमानानुसार गणित करून ढगफुटी, गारपीट, पाऊस किती होणार किंवा नाही ही खात्रीशीर व बिनचूक सूचना देता येते.

हवामान विश्लेषक सुपर मेंदू: सुपर कॉम्पुटर

आज ‘आदित्य’, ‘प्रत्युष’, ‘मिहीर’ अशी 10 पेट्याफॉलीपर्यंत क्षमतेचे सुपर कॉम्प्युटर्स केवळ हवामान खात्याच्या दिमतीला चक्क पुण्यातदेखील अहोरात्र जनसेवेसाठी कार्यरत आहेत. एक व्यक्ती 50 कोटी वर्षे जगला तर जेवढा विचार करु शकतो तेवढा विचार एका सेकंदात करणार करणारा 10 पेट्याफ्लॉपी म्हणजे 10,00,00,00,00,00,00,000 (एकावर सोळा शून्य) क्षमतेचा खास हवामानासाठी वाहिलेला सुपर कॉम्प्युटर (एचपीसी) पुण्यात आहे. जगातील 10 नंबरचा अद्ययावत असलेल्या या सुपर कॉम्प्युटरची क्षमता आता पाच पट वाढविली जात आहे. एक व्यक्ती 2 अब्ज 50 कोटी वर्षे जगला तर जेवढा विचार करेल तेवढा विचार एका सेकंदात प्रोसेस करत निर्णायक रिझल्ट देणारा सुपर कॉम्पुटर यावर्षाअखेर कदाचित पुण्यात उपलब्ध असेल. सॅटेलाईटचे व हजारो हवामान केंद्रांचे नेटवर्क बरोबरच देशातील 32 डॉप्लर रडारची संख्या 50 वर तर महाराष्ट्रात 4 वरून 8 वर लवकरच जाईल हे स्वागतार्ह आहे.

बँकेतील कॅशियरप्रमाणे प्रसंगी आपल्या पगारातून शेतकर्‍यांना नुकसान भरपाई देत अकाउंटिबिलीटी (उत्तरदायित्व) आणि रिस्पॉन्सिबिलिटी (जबाबदारी) घेत येत्या काळात देशाचे अ‍ॅसेट असलेले हवामान शास्त्रज्ञ व अधिकारी दिसून येतील. जगातील अद्यावत तंत्रज्ञान उपलब्ध असताना भारतातदेखील अंदाज नव्हे तर अचूक माहिती व अलर्ट हे अक्षांश रेखांशनुसार रियल टाईम व कस्टमाईज मिळण्याची व्यवस्था लवकरच कार्यान्वित होईल. धरणांच्या पाण्याचे व्यवस्थापन करीत राज्यातील शेती, शेतकरी व राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेचे होणारे नुकसान टाळणे शक्य आहे. शेती आणि उद्योगधंद्यांचे फार मोठे नुकसान ढगफुटींची आगाऊ अचूक सूचना देत टाळणे शक्य आहे. पाऊस कधी, कोठे किती वाजता पडणार हे कळले आणि याची खात्रीशीर माहिती नागरिकांना वेळेवर दिली गेली तर खबरदारी घेत अनेक लोकांचे जीव, जनावरे आणि शेती आणि इतर मालमत्तेचे नुकसान टाळता येईल. ‘अंदाजां’च्या भरवशावर जीवनाची बाजी लावण्यापेक्षा अचूक हवामान माहितीने नुकसान टाळत जीवन सुखकर बनविणे अत्यंत सहजपणे शक्य आहे. भरीव योगदान करेल यासाठी तातडीने निर्णय घेत अंमलबजावणी होईल हा विश्वास जनहितासाठी बाळगायला हरकत नाही.

फ्रिक्वेन्सी बँड आणि डॉप्लर रडारची उपयुक्तता-

विशिष्ट उपयोगानुसार डॉप्लर रडार वेगवेगळ्या प्रकारचे असतात. डॉप्लर रडार कोणत्या कंप्रतेच्या (फ्रिक्वेन्सी) विद्युतचुंबकीय लहरींचा वापर करून माहिती घेते यानुसार जागतिक पातळीवर मापदंड ठरविण्यात आले आहेत. त्यानुसारपुढील प्रमाणे डॉप्लर रडार वेगवेगळ्या बँडच्या नावाने ओळखले जातात.

एल बँड (1 ते 2 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = पाऊस, मोकळ्या आकाशातील हवेच्या बदलांची अचूक माहिती देते.

एस बँड (2 ते 4 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = जवळच्या व दूरच्या ढगांच्या अचूक माहिती देते.

सी बँड (4 ते 8 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = परदेशात खासगी टीव्ही वाहिन्या मुख्यत्वे अति जवळच्या म्हणजे सुमारे दोन किलोमीटर अंतरावरील ढगांच्या अचूक माहितीसाठी वापरतात.

एक्स बँड (8 ते 12 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = ढग तयार होण्यासारखी परिस्थिती आहे का, बनलेला ढग गडद होईल की विखरून जाईल, वारे किती उंचीवर कसे वाहतात हे कळते. हवेतल्या बाष्प, बर्फ कण तसेच पाण्याच्या थेंबांच्या आकार व प्रकार अचूक, तसेच गारपीट, ढगफुटींची माहिती देते.

केयू बँड (12 ते 18 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = ढगातील एकूण बर्फ कण, पाणी आणि गारांच्या निर्मितीचा वेग व त्यावरून त्या किती नुकसान करू शकतात, याची अगदी प्रत्येक सेंटिमीटरच्या भागातली शंभर टक्के अचूक माहिती मिळते.

के बँड (18 ते 27 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = हवेतील बाष्पाचे प्रमाण मोजण्यास वापर केला जातो कारण पाण्यात ही फ्रिक्वेन्सी प्रभावीपणे शोषली जाते.

केए बँड (27 ते 40 गिगा हर्टझ फ्रिक्वेन्सी) = विमानतळावरील धावपट्टीच्या हालचाली टिपण्यासाठी.

–प्रा. किरणकुमार जोहरे