खालील विधानांचा विचार करा. अ. तपांबराचे तापमान सामान्यत: वाढत्या उंची बरोबर कमी होते. ब. तपांबर हे सूर्याकडून लघु तरंगाच्या स्वरूपात येणाऱ्या सौरप्रारणाच्या शोषणाने नव्हे तर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून होणाऱ्या उष्णतेच्या वहनाने तापवले जाते. आता सांगा की :
- (1)दोन्ही विधाने बरोबर आहेत आणि दुसरे विधान पहिल्या विधानाचे योग्य स्पष्टीकरण आहे
- (2)दोन्ही विधाने चुकीची आहेत
- (3)दोन्ही विधाने बरोबर आहेत, परंतु दुसरे विधान पहिल्या विधानाचे योग्य स्पष्टीकरण नाही
- (4)पहिले विधान बरोबर आहे, परंतु दुसरे चूक आहे
बरोबर उत्तर पर्याय (1) — विधान अ व विधान ब दोन्ही बरोबर आहेत, आणि विधान ब हे विधान अ चे योग्य स्पष्टीकरण आहे. विधान अ तपांबराचे व्याख्यात्मक वैशिष्ट्य नोंदवते — उंची वाढेल तसे तापमान कमी होते, साधारण दर किलोमीटरला सुमारे 6.5°C या पर्यावरणीय ऱ्हास-दराने, हे तपांबराच्या शेवटापर्यंत (ध्रुवांवर सुमारे 8 किमी, विषुववृत्तावर सुमारे 18 किमी) चालूच राहते, जिथे ही घट थांबून स्थितांबर सुरू होतो. विधान ब हीच पद्धत नेमकी कशामुळे घडते याचे कारण सांगते. सूर्याकडून येणारे लघु-तरंगी सौरप्रारण वातावरणातून बऱ्याच अंशी पारदर्शकपणे पार होते, त्याचे थेट शोषण मर्यादित असते; त्याऐवजी पृथ्वीचा घन व द्रव पृष्ठभागच बहुतांश प्रारण शोषून तापतो, आणि नंतर तो पृष्ठभाग दीर्घ-तरंगी (भू-औष्णिक) प्रारणाच्या रूपात ऊर्जा परत उत्सर्जित करतो व लगतच्या हवेत उष्णता वहनाने पोहोचवतो, आणि त्याहून वर संनयनाने तापलेले हवेचे कण उंचावर जातात. मुख्य उष्णतास्रोत सूर्य थेट हवेवर कार्य करत नसून जमीन असल्याने, पृष्ठभागालगतचा हवेचा थर सर्वांत उष्ण असतो आणि या स्रोतापासून हवा जितकी दूर तितकी ती अधिकाधिक थंड होते — हेच विधान अ मध्ये सांगितलेल्या उंचीबरोबर तापमान घटण्याचे वर्णन आहे. विधान ब विधान अ मध्ये वर्णिलेल्या पद्धतीचे प्रत्यक्ष भौतिक कारण सांगत असल्याने, ब हे अ चे योग्य स्पष्टीकरण ठरते, आणि दोन्ही विधानांचे सत्यत्व व त्यांच्यातील स्पष्टीकरणात्मक दुवा दोन्ही एकत्र पकडणारा पर्याय (1) हाच एकमेव बरोबर पर्याय ठरतो.
- (2)दोन्ही विधाने चुकीची आहेत — दोन्ही विधाने प्रमाण, सुस्थापित वातावरणशास्त्र आहेत, संशयास्पद दावे नाहीत. तपांबरात उंचीबरोबर तापमान घटणे (पर्यावरणीय ऱ्हास-दर) हे प्रत्यक्ष मोजमापाने सिद्ध झालेले पाठ्यपुस्तकीय तथ्य आहे, आणि त्यामागील पृष्ठभाग-तापन-पद्धतीही तितकीच सुस्थापित आहे — वातावरण प्रामुख्याने खालून, भू-प्रारणाने व पृष्ठभागाच्या उष्णता-वहनाने तापते, वातावरणातून जाणाऱ्या सूर्यप्रकाशाच्या थेट शोषणाने नव्हे. दोन्ही विधाने चुकीची मानणे मूलभूत, स्थिरस्थावर भौतिक भूगोलाकडे दुर्लक्ष करते.
- (3)दोन्ही विधाने बरोबर आहेत, परंतु दुसरे विधान पहिल्या विधानाचे योग्य स्पष्टीकरण नाही — हा पर्याय दोन्ही विधानांचे स्वतंत्र सत्यत्व बरोबर ओळखतो, पण त्यांच्यातील कारण-परिणाम दुवा विनाकारण तोडतो. विधान ब हे विधान अ पासून वेगळे, असंबंधित तथ्य नसून, विधान अ मध्ये वर्णिलेली पद्धत घडवणारी यंत्रणाच आहे. जमिनीलगतचे वातावरण सूर्यापेक्षा प्रामुख्याने खालच्या पृष्ठभागाकडून उष्णता घेत असेल, तर पृष्ठभागापासून दूर असलेल्या हवेला त्या उष्णतेचा वाटा आपोआप कमी मिळतो व ती थंड राहते — हेच विधान अ मधील उंची-तापमान संबंध आहे. हा स्पष्टीकरणात्मक दुवा नाकारणे या जोडीच्या मूळ हेतूकडे दुर्लक्ष करते.
- (4)पहिले विधान बरोबर आहे, परंतु दुसरे चूक आहे — विधान अ खरोखर बरोबर आहे, पण इथे विधान ब चुकीचे नाही — तेही बरोबर आहे, आणि प्रत्यक्षात विधान अ मागील यंत्रणा तेच सांगते. लघु-तरंगी सौरप्रारणाच्या थेट शोषणाने नव्हे तर पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून तपांबर तापवले जाते हा दावा प्रमाण भौतिक भूगोल आहे: लघु-तरंगी प्रारण वातावरणातून मर्यादित थेट शोषणासह पार होते, तर पृष्ठभाग मोठ्या प्रमाणात शोषून दीर्घ-तरंगी उष्णता वर उत्सर्जित करतो. हे विधान चूक मानणे एक खरे व महत्त्वाचे तथ्य टाकून देते.
तपांबर हा वातावरणाचा सर्वांत खालचा थर आहे, पृष्ठभागापासून तपस्तंभापर्यंत (tropopause) पसरलेला, आणि जवळजवळ सर्व हवामान घटना याच थरात घडतात. त्याचे व्याख्यात्मक औष्णिक वैशिष्ट्य म्हणजे पर्यावरणीय ऱ्हास-दर — प्रत्येक किलोमीटर उंचीमागे साधारण 6.5°C तापमान घट — आणि हे घडते कारण तपांबर मुख्यत्वे खालून, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून तापवला जातो, थेट सूर्याकडून नव्हे. लघु-तरंगी सौरप्रारण खालच्या वातावरणातील वायूंसाठी बऱ्याच अंशी पारदर्शक असते व त्यातून तुलनेने कमी थेट शोषणासह पार होते; जमीन व सागरच बहुतांश प्रारण शोषतात, तापतात आणि नंतर ती उष्णता वहन, संनयन व दीर्घ-तरंगी (भू-औष्णिक) प्रारणाद्वारे वरील हवेत पोहोचवतात. हीच "खालून तापन" पद्धत आहे ज्यामुळे पृष्ठभागालगतची हवा सर्वांत उष्ण असते आणि तपांबरातून वर जाताना तापमान स्थिरपणे कमी होत जाते.
हा विधान-कारण स्वरूपाचा प्रश्नप्रकार एमपीएससी व यूपीएससी भूगोल विभागांत नेहमीच येतो, आणि तो केवळ ऱ्हास-दराचे तथ्य वेगळेपणे घोकलेल्या उमेदवारापेक्षा त्यामागील यंत्रणा समजलेल्या उमेदवाराला बक्षीस देतो. फक्त "उंचीबरोबर तापमान कमी होते" इतकेच माहीत असलेला, पण का ते न समजलेला उमेदवार पर्याय (3) कडे आकर्षित होऊ शकतो — दोन्ही विधाने बरोबर मानूनही ती परस्परांशी असंबंधित तथ्ये आहेत असे चुकीने गृहीत धरून — जेव्हा प्रत्यक्षात दुसरे विधान हेच पहिल्याचे नेमके कारणात्मक स्पष्टीकरण आहे. ही तापन-पद्धत समजल्याने या व इतर पेपरांत विचारल्या जाणाऱ्या संबंधित घटनाही उलगडतात, जसे की समान अक्षवृत्तावरील डोंगरमाथे दरीच्या तळापेक्षा थंड का असतात, आणि स्थितांबर (जो उलट, ओझोनच्या अतिनील किरणांच्या थेट शोषणाने तापतो) उंचीबरोबर उलट का वागतो.
- तपांबराचे तापमान सरासरी 6.5°C प्रति किलोमीटर या पर्यावरणीय ऱ्हास-दराने, तपस्तंभापर्यंत, उंचीबरोबर कमी होत जाते.
- तपस्तंभ ध्रुवांवर सुमारे 8 किमी आणि विषुववृत्तावर सुमारे 18 किमी उंचीवर असतो, आणि तेथे तपांबराचा शेवट होतो.
- वातावरण प्रामुख्याने खालून तापवले जाते: पृथ्वीचा पृष्ठभाग येणारे लघु-तरंगी सौरप्रारण शोषतो आणि उष्णता वहन, संनयन व दीर्घ-तरंगी प्रारणाद्वारे वर पोहोचवतो.
- लघु-तरंगी सौरप्रारण खालच्या वातावरणातून तुलनेने कमी थेट शोषणासह पार होते, याउलट वातावरण दीर्घ-तरंगी भू-प्रारण अधिक सहज शोषून घेते.
- तपांबराच्या वर असलेला स्थितांबर याउलट पद्धत दाखवतो — तेथील ओझोन अतिनील किरणे थेट शोषत असल्याने तेथे उंचीबरोबर तापमान वाढते.
ब ही अ निर्माण करणारी प्रक्रिया आहे — पृष्ठभागापासून दूर असलेल्या हवेला ही उष्णता कमी मिळते, म्हणून ती थंड असते.
- सूर्य हवेला थेट व मोठ्या प्रमाणात तापवतो असे गृहीत धरणे, प्रत्यक्षात सूर्य पृष्ठभागाला तापवतो आणि पृष्ठभाग नंतर हवेला खालून तापवतो
- विधान-स्पष्टीकरण जोडीतील दोन्ही विधाने बरोबर मानूनही त्यांच्यातील कारणात्मक दुवा नाकारणारा पर्याय निवडणे
- तपांबराचा उंचीबरोबर थंड होण्याचा कल आणि स्थितांबराचा त्याविरुद्ध, उंचीबरोबर उष्ण होण्याचा कल यांची गल्लत करणे
एमपीएससी वातावरणाच्या रचनेची चाचणी नेमक्या याच "दोन विधाने, दुसरे पहिल्याचे स्पष्टीकरण आहे का" या स्वरूपात नियमितपणे घेते, बहुधा तपांबराच्या ऱ्हास-दरावर व त्यामागील पृष्ठभाग-तापन यंत्रणेवर, कारण ही जोडी तपासण्यासाठी एक स्वच्छ कारण-परिणाम संबंध देते. हीच पद्धत भौतिक भूगोलाच्या इतर भागांतही वापरली जाते — उदाहरणार्थ मोसमी वाऱ्याच्या आगमनाचे तथ्य आंतरउष्णकटिबंधीय अभिसरण पट्ट्याच्या कारणाशी जोडणे, किंवा भरतीच्या उंचीचे तथ्य चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या कारणाशी जोडणे — त्यामुळे हा प्रश्नप्रकार ओळखणे आणि केवळ प्रत्येक ओळीचे सत्यत्व नव्हे तर खरा कारणात्मक दुवा तपासणे ही हस्तांतरणीय परीक्षा-कौशल्य आहे.
या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.
- सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही
खालच्या तपांबराच्या विपरीत स्थितांबराचे तापमान उंचीबरोबर वाढते, याचे योग्य स्पष्टीकरण खालीलपैकी कोणते आहे ?
- (a)स्थितांबर तपांबराप्रमाणेच थेट पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून तापवला जातो
- (b)स्थितांबरातील ओझोन अतिनील प्रारण थेट शोषून त्या थराला आतून तापवतो
- (c)स्थितांबरापर्यंत सौरप्रारण पोहोचतच नाही
- (d)स्थितांबर तपांबरापेक्षा सूर्याच्या अधिक जवळ आहे
उत्तर(b) स्थितांबरातील ओझोन अतिनील प्रारण थेट शोषून त्या थराला आतून तापवतो — ही तपांबराच्या उलट तापन-पद्धत आहे, तपांबर तर मुख्यत्वे खालील पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून तापवला जातो, उंचीवरील थेट प्रारण-शोषणाने नव्हे.
- सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही
तपांबरातील सरासरी पर्यावरणीय ऱ्हास-दर प्रत्येक किलोमीटर उंचीमागे साधारण किती तापमान घट दर्शवतो ?
- (a)1°C
- (b)3.5°C
- (c)6.5°C
- (d)10°C
उत्तर(c) 6.5°C — हा तपांबराचा प्रमाण सरासरी पर्यावरणीय ऱ्हास-दर आहे, तर शुष्क अनुशीलनी ऱ्हास-दर (सुमारे 9.8°C/किमी) व आर्द्र अनुशीलनी ऱ्हास-दर (साधारणपणे कमी, बदलणारा) हे विशिष्ट वर उठणाऱ्या हवेच्या कणाचे थंड होणे दर्शवतात, आसपासच्या वातावरणाची सरासरी स्थिती नव्हे.