(क्लायमेट चेंज). पृथ्वीच्या वातावरणात होत असलेले बदल, तसेच वातावरण आणि पृथ्वीच्या भूशास्त्रीय, रासायनिक, जैवभौगोलिक घटक यांच्यातील आंतरक्रियांमुळे होत असलेले बदल, या दोन्हींच्या परिणामी पृथ्वीच्या हवामानात वेळोवेळी जे बदल घडून येतात त्यांना ‘हवामान बदल’ म्हणतात. पृथ्वीचे वातावरण हा एक गतिमान द्रायू (द्रव अथवा वायू) आहे. त्याचे भौतिक गुणधर्म, गती व गतीची दिशा यांवर सौर प्रारणे, भूखंडांचे भौगोलिक स्थान, सागरी प्रवाह, पर्वतरांगांचे स्थान व दिशा, वातावरणातील रासायनिक प्रक्रिया आणि भूपृष्ठावरील वनश्री इत्यादींचा प्रभाव असतो. या घटकांमध्ये काळानुसार बदल होत असतो; काही घटक जसे सागरी प्रवाहातील उष्णतेचे वितरण, रासायनिक प्रक्रिया, वनश्री इ. थोड्या कालावधीत बदलतात, तर इतर घटक उदा., खंडांची स्थिती, पर्वतरांगांची उंची इ.मध्ये बदल व्हायला प्रदीर्घ कालावधी लागतो. थोडक्यात वातावरणाचे भौतिक गुणधर्म आणि गती यांपासून हवामान उद्भवते आणि कोणत्याही दीर्घ किंवा अल्प कालावधीमध्ये त्यात बदल घडत असतात.
अनेकदा हवामान हे एखाद्या ठिकाणाची हवेची सरासरी स्थिती (वेदर) आहे, असे मानले जाते; या हवेच्या स्थितीत त्याठिकाणाचे तापमान, अवक्षेपण, आर्द्रता आणि वाऱ्याचे प्रमाण अशा बाबी लक्षात घेतल्या जातात. या बाबी म्हणजेच कोणत्याही ठिकाणची हवेची स्थिती वातावरणातील अस्थिरतेमुळे सतत बदलत असते आणि हवेची स्थिती जशी दिवसागणिक बदलते तसे हवामानही दिवसरात्रीच्या चक्रापासून कोट्यावधी वर्षांच्या भूशास्त्रीय कालखंडापर्यंत सतत बदलत असते. कोणत्याही दोन वर्षांचे, दोन दशकांचे, दोन सहस्रकांचे हवामान सारखे नसते.
पृथ्वीचे वातावरण हे समुद्र, हिमनग, भूपृष्ठभाग तसेच त्यावरील वनस्पतींचे आच्छादन यांच्याशी जोडलेले असते आणि याद्वारे प्रभावित होत असते. या सगळ्यांची मिळून ‘भूसंस्था’ बनते. या सर्व घटकांमध्ये गुंतागुंतीची आंतरक्रिया होत असते. उदा., हवामानामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील वनश्रीचे वितरण बदलते. जसे शुष्क प्रदेशात वाळवंटे वाढतात, तर दमट प्रदेशांत वने वाढतात. याउलट वनस्पतींद्वारे वातावरणात उष्णता परावर्तित झाल्यामुळे, जमिनीतील पाणी वातावरणात बाष्पाच्या स्वरूपात बाहेर टाकले जाते. यामुळे वाहणाऱ्या वाऱ्याच्या हालचालींवर प्रभाव पडतो व त्यामुळे हवामानावर परिणाम होतो.
भूसंस्थेचा अभ्यास करताना हवामानशास्त्र, भूशास्त्र, पारिस्थितिकी, समुद्रविज्ञान, हिमविज्ञान (ग्लेशिओलॉजी) आणि सामाजिक शास्त्रे यांचा अभ्यास केला जातो. भूसंस्थेचे पूर्ण आकलन होण्यासाठी तिच्यात कालानुसार कसे बदल झाले, याची माहिती असावी लागते. यातूनच भूसंस्थेचा इतिहास विकसित झालेला आहे आणि त्याकरिता पुराजीवविज्ञानाच्या वेगवेगळ्या शाखांची मदत झाली आहे. भूसंस्थेचा इतिहास लिहिताना घडलेल्या घटनांबरोबरच सौर प्रारणे, सागरी प्रवाह, भूखंडांचे स्थान, वातावरणाची रासायनिक स्थिती आणि इतर महत्त्वाच्या घटकांमध्ये झालेले बदल लक्षात घेतले गेले आहेत.
प्राचीन काळापासून लोकांना ऋतूंनुसार, वर्षांगणिक, दशकांगणिक हवामानात बदल होतात, याची माहिती होती. वारंवार पडलेले दुष्काळ, पूर, तीव्र थंडीचे कालावधी आणि तत्सम हवामान बदलांचा उल्लेख बायबलमध्ये तसेच अन्य धर्मग्रथांमध्येही आढळतो. अठराव्या आणि एकोणिसाव्या शतकात हवामान बदलाच्या अभ्यासाला पद्धतशीर सुरुवात झाली. यात चार्ल्स लायल (स्कॉटलंड), लुईस अगॅसिस (स्वित्झर्लंड), एसाग्रे (अमेरिका), आल्फ्रेड रसेल वॉलेस (इंग्लंड) यांनी भूशास्त्रीय आणि जैवभौगोलिक पुरावे शोधून भूतकाळातील हवामान आणि सध्याचे हवामान यात फरक असल्याचे सांगितले. एकोणिसाव्या आणि विसाव्या शतकात भूशास्त्रज्ञ आणि पुराजीवतज्ज्ञ यांना संशोधनातून असे आढळले की, प्लाइस्टोसीन युगापूर्वी (सु. २६ लाख वर्षांपूर्वी) हवामानात मोठे बदल घडून आले. उदा., लाल गाळाच्या खडकांच्या (बेड-रेड) अभ्यासातून असे दिसून आले की, दमट हवामानासाठी आता प्रसिद्ध असलेले इंग्लंड एकावेळी शुष्क होते. दलदलीतील वनस्पती आणि प्रवाळ यांच्या जीवाश्मावरून असे आढळले आहे की, यूरोप आणि उत्तर अमेरिका येथील हवामान उष्ण होते. हवामान बदल पुढील घटकांमुळे घडून येत असतात.
सौर प्रारणातील वाढ किंवा घट : सूर्यनिर्मितीपासून सूर्याची प्रखरता वाढत आहे. पृथ्वीच्या हवामानासाठी हा भौतिक आविष्कार महत्त्वाचा आहे, कारण सूर्यापासून मिळालेली ऊर्जा पृथ्वीच्या ऊर्जेचा स्रोत आहे आणि या ऊर्जेमुळे वातावरणीय अभिसरण घडून येते. सौरवादळांमुळे अल्पावधीत सूर्याच्या प्रारण ऊर्जेत बदल होतात.
ज्वालामुखी : ज्वालामुखींच्या घडामोडींमुळेही पृथ्वीच्या हवामानात बदल घडून येतात. एखाद्या ज्वालामुखीच्या उद्रेकामुळे मोठ्या प्रमाणात सल्फर डायऑक्साइड वायू व वायुकलिले (वायूमध्ये तरंगणारे द्रवाचे किंवा स्थायूंचे अतिसूक्ष्म कण; एरोसॉल) वातावरणात सोडले जातात. त्यामुळे वातावरण धूसर होते आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर तसेच तपांबरात सूर्यकिरणे कमी पोहोचतात. उदा., १९९१ मध्ये फिलिपीन्समधील माऊंट पिनाट्युबो ज्वालामुखीच्या उद्रेकामुळे हवामानात लक्षणीय बदल घडून आले. त्यानंतर सलग तीन वर्षे पृथ्वीचे तापमान ०.५ से.ने कमी झाल्याचे आढळले आहे. ज्वालामुखीच्या उद्रेकामुळे वातावरणात आणि महासागरात कार्बन डायऑक्साइड मुक्त होतो आणि त्यामुळेही हवामानात बदल होतात.
भूसांरचनिक घडामोडी : लाखो वर्षांत पृथ्वीवरील भूखंडांच्या हालचाली घडून आल्या आहेत आणि त्यामुळे भूखंडांचे आकार, आकारमान, स्थान तसेच महासागराची खोली यांत बदल झाले आहेत. या बदलांमुळे वातावरण आणि महासागर यांच्यात उष्णता आणि बाष्प यांचे अभिसरण घडून येते. उदा., सीनोझोइक (केनोझोइक) कालखंडात तिबेटचे पठार उचलले गेल्याने अभिसरण प्रक्रियेत बदल घडून आले आणि दक्षिण आशियात मॉन्सून निर्मिती झाली, तसेच लगतच्या प्रदेशांत हवामान बदल घडून आले.
भूसांरचनिक घडामोडींमुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडची संहती बदलते. भूखंडांची हालचाल होताना एक भूखंड जेथे दुसऱ्याच्या खाली गेलेला असतो अशा जागांतून, काही ज्वालामुखींमुळे निर्माण झालेल्या भेगांतून आणि उद्रेक होत असलेल्या ज्वालामुखींतून कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जित होतो. याउलट खडकांच्या झिजण्यामुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे रूपांतर अन्य कार्बनी संयुगात होते आणि ही क्रिया महत्त्वाची असते.
वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड आणि बाष्प यांपासून कार्बोनिक आम्ल बनल्याने आम्लपर्जन्य होतो आणि त्यात सिलिकेट व अन्य खनिजे विरघळून जातात. तळाच्या खडकांची झीज ते किती उघडे पडले आहेत, किती उंचावर आहेत आणि त्यांचे वस्तुमान यांवर अवलंबून असते. भूखंड वर उचलले जाण्याने या तीनही घटकांमध्ये वाढ होते, परिणामी तळखडकांची अधिक झीज होते आणि कार्बन डायऑक्साइड अधिक शोषला जातो. उदा., वर उल्लेख केलेल्या सीनोझोइक कालखंडाच्या उत्तरार्धात तिबेटचे पठार वर उचलताना त्याची झीज झाल्याने कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण कमी झाले आणि वैश्विक तापमानात घट झाली, असे मानतात.
पृथ्वीच्या भ्रमणकक्षेतील बदल : पृथ्वी सूर्याभोवती फिरत असताना सूर्यमालेतील इतर ग्रहांमुळे तिच्या भ्रमणकक्षेत बदल होतात आणि ते बदल ठरावीक कालावधीनंतर पुन:पुन्हा घडतात. पहिला, पृथ्वी सूर्याभोवती लंबवर्तुळाकार कक्षेत फिरते आणि या कक्षेत १,००,००० ते ४,१३,००० वर्षांनी बदल घडून येतात. दुसरा, पृथ्वी सूर्याभोवती फिरत असताना तिचा अक्ष कललेला असतो. हा कल २२.१° ते २४.५° यादरम्यान बदलत असतो. या बदलाचे चक्र सु. ४१,००० वर्षे घेते. अक्ष कमीअधिक कललेला असेल तर एका गोलार्धाला उन्हाळ्यात अधिक सौर प्रारणे आणि हिवाळ्यात कमी सौर प्रारणे मिळतात. तिसरा, दर २६,००० वर्षांनी होणारे संपातचलन (प्रिसेशन ऑफ इक्विनॉक्सेस). हे संपातचलन पृथ्वीच्या अक्षाची अस्थिरता (डगमगणे) आणि पृथ्वीच्या कक्षेच्या पातळीत हळूहळू होत असलेला बदल, या दोन्हींचा संयुक्त परिणाम आहे. पृथ्वीच्या भ्रमणकक्षेतील बदलामुळे सौर प्रारणांचे अक्षांशानुसार आणि रेखांशानुसार असणारे वितरण बदलते आणि परिणामी अनेक हवामान बदल घडून येतात.
हरितगृह वायू : पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून उत्सर्जित झालेली अवरक्त किरणे हरितगृह वायू शोषून घेतात आणि ती पृथ्वीवर परावर्तित करतात. त्यामुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि त्यालगतचे वातावरण तापते. हरितगृह वायूंमध्ये कार्बन डायऑक्साइड, मिथेन आणि बाष्प हे वायू आहेत. पृथ्वीवरील इतर वायूंच्या तुलनेत त्यांचे प्रमाण कमी असले तरी, पृथ्वीवरील ऊर्जेच्या ताळेबंदावर त्यांचा प्रभाव खोलवर होतो. पृथ्वीचा इतिहास पाहता, हरितगृह वायूंच्या प्रमाणात वाढ झाली असून त्यामुळे पृथ्वीवरील तापमान वाढले आहे (पाहा : कु. वि. भाग – २, जागतिक तापन). मानवी कृती, विशेषत: औद्योगिक क्रांतीनंतर झालेले जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन, पर्यावरणात हरितगृह वायूंचे (कार्बन डायऑक्साइड, मिथेन, ओझोन आणि क्लोरोफ्ल्युओरोकार्बने) प्रमाण वाढण्यास जबाबदार आहेत. पृथ्वीच्या विविध घटकांमध्ये घडून येणाऱ्या आंतरक्रिया आणि प्रतिभरणेही हवामान बदल घडवून आणतात. उदा., खंडीय हिमस्तर, सागरी हिमनग, प्रादेशिक वनस्पती, सागरी तापमान, अपक्षय (झीज) दर, सागरी अभिसरण आणि हरितगृह वायू या बाबींवर पर्यावरणाचा प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष प्रभाव पडतो. एखाद्या भागातील वनस्पतींचे वेगवेगळे प्रकार आणि त्यांची घनता यांमुळे त्या प्रदेशात उष्णतेची परावर्तकता वाढते. त्याचवेळी, वनस्पतींद्वारे जमिनीतील पाण्याचे बाष्पीभवन झाल्यामुळे ती पर्यावरणात मिसळते. वनस्पतींमुळे हरितगृह वायूंचे प्रमाण बदलते, जिवंत वनस्पती कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेतात, तर मृत वनस्पतींच्या ज्वलनामुळे कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढते.
मानवी कृती : अनेक हवामान तज्ज्ञांच्या मते, मानवी कृतींमुळे जागतिक तापनासारखी पर्यावरणीय समस्या उद्भवली आहे. याकरिता जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन आणि यासारख्या मानवी कृती जबाबदार आहेत. तसेच पर्यावरणात सोडले जाणारे मिथेन (भातशेती, जनावरे, उकिरडे आणि अन्य स्रोत) आणि क्लोरोफ्ल्युओरोकार्बने (औद्योगिक स्रोत) हे हरितगृह वायू या समस्येत भर घालतात. वृक्षांच्या खोडातील वलये, प्रवाळ आणि हिमस्तर यांच्या अभ्यासातून असे आढळले आहे की, विसाव्या शतकात आणि एकविसाव्या शतकाच्या पहिल्या दशकात पृथ्वीचे सरासरी तापमान निश्चित वाढलेले आहे.
हवामान बदल आणि मानव : जगातील कोणत्याही ठिकाणी राहात असलेल्या मनुष्याला त्याच्या आयुष्यात कधीतरी हवामान बदलाचा अनुभव येतो. जेव्हा ऋतू बदलतात तेव्हा माणसे ऋतूंनुसार कपडे वापरतात, मैदानी कृती बदलतात, शेतीच्या कामात बदल करतात. मात्र एकाच ठिकाणाचे कोणतेही दोन उन्हाळे किंवा हिवाळे सारखे नसतात; एक दुसऱ्यापेक्षा अधिक उष्ण, थंड किंवा वादळी असू शकतो. सलगच्या दोन वर्षांतील हवामान बदल हे पिकांचे उत्पादन, इंधनांच्या किंमती, रस्त्यांची अवस्था, वणवे अशा बाबींना कारणीभूत असू शकतात. उदा., १९९३ मध्ये उन्हाळ्यात आलेल्या मिसीसिपी नदीच्या पुरामुळे तेथे आर्थिक नुकसान झाले. बांगला देशातील १९९८च्या पुरामुळे आर्थिक तसेच जीवितहानी झाली. वणवे, वादळे, चक्रीवादळे, ऊष्मा लाटा आणि अन्य हवामानाशी संबंधित घटनांमुळे अशा तऱ्हेची हानी घडू शकते. काही वेळा, हवामान बदल दीर्घकाळाकरिता घडून येतात व टिकून राहतात. काही प्रदेशांत दुष्काळ, पूर किंवा अन्य खडतर पर्यावरणीय परिस्थिती पुन:पुन्हा उद्भवते. हवामानातील अशा बदलांमुळे मानवी कृतींना तसेच योजना राबविताना आव्हाने निर्माण होतात. उदा., वारंवार पडणाऱ्या दुष्काळामुळे पाणीपुरवठा कमी होतो, पिके घेता येत नाहीत, आर्थिक स्थिती डळमळीत होते आणि बहुधा स्थलांतरे घडून येतात. काही वेळा अशा प्रदेशातील लोकांची उपासमारही होते.
इंटरनॅशनल पॅनेल ऑन क्लायमेट चेंज (आयपीसीसी) या संस्थेनुसार, मानवी कृतींमुळेच जागतिक तापन ही समस्या उद्भवली असून त्यामुळे हवामान बदल घडत आहेत. त्याचे परिणाम मानव आणि पृथ्वीवरील सर्व निसर्गावर झालेले दिसत आहेत. या परिणामांमध्ये परिसंस्थांमधील बदल, टोकाच्या हवामानामुळे अन्ननिर्मिती व पाणीपुरवठा यांना होत असलेला धोका आणि समुद्राच्या जलपातळीत वाढ झाल्याने मानवी वस्त्यांचे स्थलांतर इ. बाबी आहेत. या सर्व दुष्परिणामांमुळे गरिबी आणि दारिद्र्य वाढले आहे. हे टाळायचे असेल तर सर्व मानवी कृतींमुळे होणारे हवामान बदल रोखण्यासाठी प्रयत्न करणे ही निकडीची गरज आहे.
