मौसम कैसे उत्पन्न होता है और आप इसकी कितनी सटीक भविष्यवाणी कर सकते हैं?

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

पूर्वानुमानकर्ता एक धूप वाले दिन का वादा करते हैं, और खिड़की के बाहर - एक बर्फ़ीला तूफ़ान। पूर्वानुमानों में त्रुटियां तेजी से बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों और वैश्विक जलवायु परिवर्तन दोनों से जुड़ी हैं। फिर भी, आधुनिक मौसम विज्ञानियों ने पूर्वानुमान लगाने में एक सफलता हासिल की है, आज इसके लिए गणितीय एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है, वर्तमान मौसम की स्थिति का अध्ययन करने के लिए नए तरीके और उपकरण बनाए जा रहे हैं।

आज प्राकृतिक घटनाओं का कैसे अध्ययन किया जा रहा है और क्या भविष्य में पूरी तरह से सटीक पूर्वानुमान लगाना संभव है, यह अमेरिकी लोकप्रिय विज्ञान पत्रिका डिस्कवर में आसानी से उपलब्ध था। टी एंड पी ने लेख को अनुकूलित किया और उसका अनुवाद किया।

मौसम कैसे बनता है

पृथ्वी की वायुमंडलीय परत मुख्य रूप से नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और जल वाष्प से बनी है। यह वायु एक द्रव की तरह व्यवहार करती है और एक स्थान से दूसरे स्थान पर प्रवाहित होकर तापमान, आर्द्रता और अन्य विशेषताओं को बदल देती है। मौसम वातावरण का एक उपोत्पाद है, जो गर्मी को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाता है।

ठंडी हवा घनी होती है और अधिक नमी धारण नहीं कर सकती; गर्म हवा कम घनी होती है और अधिक पानी धारण कर सकती है। जब अलग-अलग तापमान और घनत्व वाली हवा के क्षेत्र टकराते हैं, तो बारिश होती है क्योंकि ठंडी गर्म हवा से पानी बनता है। अन्य वर्षा हो सकती है। जैसे ही गर्म, नम हवा ऊपर की ओर उठती है, यह ठंडी हो जाती है और पानी हवा में निलंबित कणों पर संघनित हो जाता है। बढ़ती हुई बूंदें भारी हो जाती हैं और बाद में पृथ्वी पर गिरती हैं।

एक तूफान तब बनता है जब समुद्री जल 27 ℃ (75) से ऊपर गर्म होता है और तेजी से वाष्पित हो जाता है, और समुद्र के ऊपर की हवा गर्म हो जाती है और ऊपर उठ जाती है। इसके स्थान पर ठंडी हवा की धाराएँ आती हैं, जो गर्म होकर ऊपर भी उठती हैं। इन आंदोलनों से तेज हवाएं बनती हैं, एक तूफान बनता है।

पहले कैसे प्राकृतिक घटनाओं का अध्ययन किया गया था

वैज्ञानिक मौसम अवलोकन पुनर्जागरण में शुरू हुए, जब बैरोमीटर और थर्मामीटर का आविष्कार किया गया था। गैलीलियो जैसे प्राचीन यूरोपीय विद्वानों ने मौसम की घटनाओं को समझाने के लिए इन उपकरणों का इस्तेमाल किया।

लेकिन शुरुआती भविष्यवाणियां सीमित थीं और केवल इस धारणा पर आधारित थीं कि अतीत भविष्य के व्यवहार को निर्धारित करेगा।

मौसम विज्ञानी और वेदर अंडरग्राउंड के लेखक बॉब हेंसन बताते हैं, "अगर आज कैनसस में और मिसौरी में अगले दिन तूफान आता है, तो आप बता सकते हैं कि यह अगले दिन इलिनोइस आएगा।"

यह विधि स्थिर परिस्थितियों में काम करती है - जब तूफान धीरे-धीरे आगे बढ़ रहा हो या जब स्थानीय जलवायु दिन-प्रतिदिन (उदाहरण के लिए, दक्षिणी कैलिफोर्निया में) ज्यादा नहीं बदलती है।

हालांकि, यह सरल विधि बदलती परिस्थितियों को ध्यान में नहीं रखती है: उदाहरण के लिए, संवहन के कारण तूफान जल्दी बनते हैं (आर्किमिडीयन बल के कारण एक ऊंचाई से दूसरी ऊंचाई तक वायु की मात्रा की गति। - एड।)। सौभाग्य से, आज की दुनिया में मौसम की भविष्यवाणी करने के नए तरीके हैं। भविष्यवाणियां नक्शों को देखने वाले लोग नहीं करते हैं और कल के उतार-चढ़ाव को देखते हैं, वे मशीनों द्वारा बनाए जाते हैं।

अप-टू-डेट मौसम पूर्वानुमान

मौसम विज्ञानी वर्तमान मौसम की स्थिति के बारे में डेटा दर्ज करके संख्यात्मक मौसम पूर्वानुमान का उपयोग करते हैं। फिर उन्हें कंप्यूटर मॉडल में संसाधित किया जाता है। जितनी अधिक प्रासंगिक और सटीक जानकारी दर्ज की जाएगी, पूर्वानुमान उतना ही सटीक होगा। इस डेटा को प्राप्त करने के लिए, मौसम के गुब्बारे, हवाई जहाज, उपग्रह, और महासागर बोया जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

मौसम के पैटर्न एक क्षेत्र, राज्य या यहां तक कि पूरे विश्व को कोशिकाओं में विभाजित करते हैं। उनका आकार पूर्वानुमान की सटीकता को प्रभावित करता है।छोटे क्षेत्रों में क्या हो रहा है, यह देखने के लिए बड़े आयत कठिन होते हैं, लेकिन वे समय के साथ मौसम के रुझान की एक समग्र तस्वीर प्रदान करते हैं। यह सामान्य पूर्वानुमान आवश्यक है, उदाहरण के लिए, तूफान की गति को निर्धारित करने के लिए।

उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले छोटे सेल कम समयावधि - एक से दो दिन - में पूर्वानुमान लगाने की अनुमति देते हैं और केवल एक विशिष्ट क्षेत्र को कवर करते हैं। कुछ मॉडल विशिष्ट डेटा जैसे हवा की गति, तापमान और आर्द्रता पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। इसलिए, दो कंप्यूटर मॉडल बिल्कुल समान प्रारंभिक टिप्पणियों के साथ भी थोड़े भिन्न परिणाम दे सकते हैं।

क्या सटीक भविष्यवाणियां संभव हैं?

कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी में वायुमंडलीय विज्ञान के सहायक प्रोफेसर शूमाकर कहते हैं, "कंप्यूटर मॉडल दिन-प्रतिदिन के मौसम के पूर्वानुमान के लिए पर्याप्त हैं, इसलिए मौसम विज्ञानी यहां ज्यादा कुछ नहीं जोड़ेंगे।" - लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि लोगों की बिल्कुल भी जरूरत नहीं है। भविष्यवक्ता कंप्यूटर सिस्टम द्वारा पुन: प्रस्तुत किए गए डेटा में अशुद्धियों को पहचान सकता है।"

बोल्डर में यूनिवर्सिटी के एटमॉस्फेरिक रिसर्च कॉरपोरेशन के हाइड्रोमेटोरोलॉजिस्ट मैट कोल्श कहते हैं, तापमान की तुलना में बारिश का अनुमान लगाना बहुत कठिन है।

"तापमान एक सतत क्षेत्र है, यह हर जगह है। वर्षा एक रुक-रुक कर चलने वाला क्षेत्र है, कुछ स्थानों पर बारिश या हिमपात हो सकता है, लेकिन अन्य में बिल्कुल नहीं होगा।"

क्षेत्र की परिदृश्य विशेषताएं, जैसे कि पहाड़ियाँ, समुद्र तट, वर्षा को प्रभावित करते हैं, और कंप्यूटर मॉडल हमेशा इसे ध्यान में नहीं रखते हैं। कोल्श का कहना है कि 24 से 36 घंटों के लिए पूर्वानुमान लगाने के लिए मौसम विज्ञानी की आवश्यकता होती है। तूफान, बवंडर और बाढ़ जैसी उच्च प्रभाव स्थितियों की भविष्यवाणी करना अधिक चुनौतीपूर्ण है और इसके लिए मानव संसाधन और कंप्यूटर सिस्टम दोनों की आवश्यकता होती है।

1950 के दशक से, तेज कंप्यूटर अधिक से अधिक सटीक भविष्यवाणियां बन गए हैं। नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन के अनुसार, आज का पांच दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 90% सटीक है।

7-दिन का पूर्वानुमान 80% समय सही निकला, और 10-दिन का पूर्वानुमान 50%

आज, पांच-दिवसीय तूफान का पूर्वानुमान 2000 के दशक की शुरुआत में चार-दिवसीय पूर्वानुमान और 1990 के दशक में तीन-दिवसीय पूर्वानुमान से अधिक विश्वसनीय है। और 2015 के नेचर पेपर में पाया गया कि तीन से दस दिनों के पूर्वानुमान में एक दशक में लगभग एक दिन का सुधार हुआ, जिसका अर्थ है कि वर्तमान छह-दिवसीय पूर्वानुमान उतना ही सटीक है जितना कि 10 साल पहले पांच-दिवसीय पूर्वानुमान।

दुर्भाग्य से, प्रमुख जलवायु परिवर्तन पूर्वानुमान प्रक्रिया को जटिल बनाते हैं। एक मजाक है कि हांगकांग में एक तितली फड़फड़ाती है जो न्यूयॉर्क में मौसम बदल सकती है। इस विचार को 1972 में गणितज्ञ और मौसम विज्ञानी एडवर्ड लोरेंज ने सामने रखा था। "तितली प्रभाव" यह है कि छोटे परिवर्तन पूरे सिस्टम के विकास पर बहुत बड़ा प्रभाव डाल सकते हैं।

व्यवहार में, इसका मतलब है कि एक कंप्यूटर मॉडल, एक से अधिक बार चलता है, यहां तक कि वर्तमान परिस्थितियों में सबसे छोटे अंतर के साथ, अलग-अलग भविष्यवाणियां दे सकता है। इस वजह से, संभावित पूर्वानुमान सीमा लगभग 14 दिन है, बॉब हेंसन कहते हैं।

"लोरेंज ने मूल रूप से कहा था कि दो सप्ताह से अधिक समय तक मौसम के मिजाज की भविष्यवाणी करना असंभव है, क्योंकि इन छोटे तितली पंखों और अनगिनत अन्य छोटी चीजों से बड़े बदलाव होंगे," हेंसन कहते हैं।

मौसम विज्ञानी जड को विश्वास है कि मानवता कभी भी एक-दो घंटे से अधिक पहले गरज के साथ भविष्यवाणी नहीं कर सकती है, चाहे अवलोकन कितने भी अच्छे क्यों न हों।

"तूफान और तूफान के लिए जो बहुत मजबूत हैं (और इसलिए पहले से पता लगाना आसान है), अवधि दो से तीन सप्ताह हो सकती है," वे कहते हैं।

पूर्वानुमान लगाते समय, मौसम विज्ञानी कई बार गणितीय मॉडल का उपयोग करके अनिश्चितताओं का लेखा-जोखा रखते हैं। साथ ही, यह थोड़ा अलग परिणाम देगा, लेकिन उनमें से अधिकांश समान होंगे।सबसे अधिक बार होने वाले अंतिम परिणाम होंगे।