MPSC 2022 पूर्व परीक्षा पेपर-१ · प्रश्न 52 / 100

बरोबर उत्तर पर्याय (4) — ट्रोपोस्फियर, म्हणजे तपांबर. उंचीनुसार तापमान कसे बदलते यावरून वातावरणाचे थर पाडले जातात, आणि तपांबर हा त्यांतील सर्वात खालचा थर आहे. तो पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून सुरू होऊन तपांबरसीमा नावाच्या छतापर्यंत जातो; ही सीमा विषुववृत्तावर साधारण अठरा किलोमीटर आणि ध्रुवांवर सुमारे आठ किलोमीटर उंचीवर असते, आणि हा फरक विषुववृत्तावर वर उसळणारी हवा ती सीमा अधिक वर ढकलते म्हणून पडतो. हा पातळसा खालचा थरच वातावरणातील बहुतांश हवा — प्रश्नाने दिलेला आकडा सुमारे सत्तर टक्के — का सामावून घेतो, याचे कारण असे की हवा संकोच्य आहे आणि गुरुत्वाकर्षण तिला खाली खेचते, म्हणून ती तळाशी सर्वाधिक दाटीने भरते. त्यामुळे दाब व घनता उंचीनुसार सारख्या प्रमाणात नव्हे तर अतिशय झपाट्याने घटतात : वातावरणाला स्पष्ट अशी बाहेरची कड नाही, पण ते इतक्या वेगाने विरळ होत जाते की त्याचे बहुतांश वस्तुमान पहिल्या दहा-पंधरा किलोमीटरांतच कोंबले जाते, आणि ही उंची त्याच्या एकूण उभ्या पसाऱ्याचा लहानसा अंशच आहे. माणसाच्या जगण्याशी संबंधित जवळपास सर्व काही याच थरात घडते. वातावरणातील जवळपास सर्व बाष्प आणि जवळपास सर्व धूळ व इतर तरंगते कण याच थरात असतात, आणि बाष्प इथेच व इतरत्र जवळपास कुठेही नसल्याने सर्व ढग, पाऊस, बर्फवृष्टी, धुके, गडगडाटी वादळे व चक्रीवादळे याच थरात घडतात. तपांबरात तापमान उंचीनुसार दर किलोमीटरला सरासरी साडेसहा अंश सेल्सिअसने घटते — याला सामान्य तापमान-ऱ्हास दर म्हणतात — आणि म्हणूनच डोंगरमाथे थंड असतात व हवामानाच्या वर उडणारी विमाने बाहेरचे तापमान फार कमी नोंदवतात. हा थर खवळलेलाही असतो, कारण त्याला वरून नव्हे तर खालून, म्हणजे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून उष्णता मिळते; त्यामुळे उबदार हवा सतत वर जाते व थंड हवा खाली उतरते — हवामान घडवणारे तेच अभिसरण. त्याच्या नावातही हेच प्रतिबिंबित होते : ट्रोपोस म्हणजे फिरणे किंवा मिसळणे. तपांबरसीमेच्या वर हा आकृतिबंध उलटतो — स्थितांबरात ओझोन जंबुपार किरण शोषून घेत असल्याने तापमान उंचीनुसार पुन्हा वाढू लागते — आणि हे उलटे तापमान झाकणासारखे काम करून खालच्या खवळलेल्या हवेला वर मिसळू देत नाही; म्हणून बाष्प, हवामान आणि बहुतांश हवा या सर्व गोष्टी त्याच्या खालीच अडकून राहतात. उत्तर पर्याय (4). एक प्रामाणिक नोंद : तपांबरात वातावरणाच्या वस्तुमानाचा नेमका किती वाटा आहे याविषयी वेगवेगळे स्रोत काहीसे वेगवेगळे आकडे देतात; या कार्डाने प्रश्नात छापलेला आकडाच नोंदवला आहे आणि त्याच्या जागी दुसरा आकडा ठामपणे मांडलेला नाही. सुदैवाने प्रश्न आकड्यावर नव्हे तर तर्कावर सुटतो.

• (1)स्ट्रेटोस्फियर — स्थितांबर हा तपांबराच्या लगेच वरचा थर असून तो तपांबरसीमेपासून सुमारे पन्नास किलोमीटरपर्यंत पसरतो; तपांबरापेक्षा तो कितीतरी जाड असला तरी वातावरणातील हवेचा फारच थोडा अंश त्याच्यात असतो, कारण त्याच्यातली हवा आधीच खूप विरळ झालेली असते. त्याचे महत्त्व दुसरीकडे आहे. साधारण पंधरा ते पस्तीस किलोमीटरदरम्यान एकवटलेला ओझोन थर त्याच्यातच आहे; तो सूर्याचे बहुतांश जंबुपार किरण शोषून घेतो आणि पृष्ठभागावरील जीवसृष्टीचे त्यांच्यापासून रक्षण करतो. हेच शोषण स्थितांबरात तापमान उंचीनुसार घटण्याऐवजी वाढण्याचे कारण आहे. तापमानाचा आलेख उलटा असल्याने तिथे उभी मिसळण जवळपास होतच नाही, म्हणून स्थितांबर ढग व खळबळीपासून मुक्त असते आणि म्हणूनच लांब पल्ल्याची जेट विमाने त्याच्या खालच्या भागात उडतात. हा पर्याय निवडणाऱ्या उमेदवाराने बहुधा किरणांपासून रक्षण करणारा थर आणि बहुतांश हवा सामावणारा थर यांची गल्लत केलेली असते.
• (2)मेसोस्फियर — मध्यांबर स्थितांबराच्या वर, सुमारे पन्नास किलोमीटरपासून सुमारे ऐंशी किलोमीटरपर्यंत आहे, आणि त्याच्यातील हवा अत्यंत विरळ आहे — वातावरणाच्या एकूण वस्तुमानाचा नगण्य अंश, सत्तर टक्क्यांच्या जवळपासही नाही. दोन गोष्टींसाठी तो स्वतंत्रपणे लक्षात ठेवण्याजोगा आहे. एक म्हणजे त्याच्यात तापमान उंचीनुसार घटत जाते आणि त्याच्या वरच्या सीमेवर, म्हणजे मध्यांबरसीमेवर, संपूर्ण वातावरणातील सर्वात कमी तापमान नोंदले जाते. दुसरे म्हणजे वातावरणात शिरणाऱ्या उल्का घर्षणाने तापून जळून जातात त्या याच थरात, आणि त्यातूनच 'तारा तुटला' म्हटले जाणारे प्रकाशाचे रेघोटे दिसतात; म्हणजे मध्यांबर हे लहान अवकाशीय कचऱ्याविरुद्ध पृथ्वीचे ढालच आहे. यांपैकी एकाही गोष्टीचा त्या थरात किती हवा आहे याच्याशी संबंध नाही, आणि इथे हा पर्याय निवडणे म्हणजे एखादा थर त्याच्या वस्तुमानातील वाट्यावरून नव्हे तर त्याच्यातील सर्वाधिक लक्षवेधी घटनेवरून आठवणे.
• (3)थरमोस्फियर — उष्मांबर मध्यांबरसीमेच्या वर असून तो शेकडो किलोमीटर बाहेरपर्यंत पसरतो, म्हणजे या प्रश्नात नाव घेतलेल्या थरांपैकी तो कितीतरी अधिक जाड आहे; आणि नेमकी हीच जाडी दिशाभूल करू शकते. त्याच्यात हवा जवळपास नाहीच. त्याच्यातील रेणू इतके दूरदूर असतात की सामान्य निकषांनी तो थर जवळपास निर्वात आहे, आणि त्याच्यातील तापमान अतिशय उच्च नोंदले जात असले तरी तो आकडा सुट्या कणांच्या गतिज ऊर्जेचा निर्देश करतो, जाणवू शकेल अशा उष्णतेच्या कोणत्याही राशीचा नाही, कारण ती वाहून नेण्याइतके कणच तिथे नाहीत. उष्मांबराचे महत्त्व असे की त्याच्यात आयनीकरण झालेले थर आहेत — त्यांना मिळून आयनांबर म्हणतात — जे रेडिओ लहरी पृथ्वीकडे परत परावर्तित करतात आणि लांब पल्ल्याचा रेडिओ संदेशवहन शक्य करतात; आणि ध्रुवीय प्रकाशही याच थरात दिसतो. जाड पण जवळपास रिकामा असलेला थर वातावरणाचे बहुतांश वस्तुमान सामावू शकत नाही; ते वस्तुमान जिथे हवा सर्वात दाट आहे तिथे, म्हणजे तळाशी एकवटलेले असते.

उंचीनुसार तापमानाचे वर्तन कसे बदलते यावरून वातावरणाचे थर पाडले जातात, आणि खालून वर असे ते पाच थर म्हणजे तपांबर, स्थितांबर, मध्यांबर, उष्मांबर आणि बाह्यांबर; त्यांच्यामधल्या सीमांना तपांबरसीमा, स्थितांबरसीमा व मध्यांबरसीमा म्हणतात. तपांबरात तापमान उंचीनुसार दर किलोमीटरला सरासरी साडेसहा अंशांनी घटते; हा थर विषुववृत्तावर साधारण अठरा व ध्रुवांवर आठ किलोमीटरपर्यंत जातो, जवळपास सर्व बाष्प व धूळ त्याच्यात असते आणि सर्व हवामानाचे माहेरघर तोच आहे. स्थितांबरात ओझोन जंबुपार किरण शोषत असल्याने तापमान उंचीनुसार वाढते; त्यामुळे तो थर स्थिर व ढगविरहित राहतो आणि जेट विमानांना योग्य ठरतो, आणि त्याच्यातला ओझोन थर हेच ते कवच ज्याने जमिनीवरचे जीवन शक्य केले. मध्यांबरात तापमान पुन्हा घटत जाऊन मध्यांबरसीमेवर संपूर्ण वातावरणातील सर्वात कमी मूल्यांपर्यंत पोहोचते, आणि उल्का तिथेच जळून जातात. उष्मांबरात तापमान उंचीनुसार झपाट्याने वाढते आणि हवा नगण्य होत जाते; त्याच्यातील आयनीकृत थर रेडिओ लहरी परावर्तित करतात आणि ध्रुवीय प्रकाश तिथेच दिसतो. बाह्यांबर हा सर्वात बाहेरचा प्रदेश असून तो हळूहळू अवकाशात मिसळून जातो. थररचना आणि घटकसंरचना हे वेगळे प्रश्न आहेत : कोरड्या हवेत आकारमानाने सुमारे अठ्ठ्याहत्तर टक्के नत्र व सुमारे एकवीस टक्के प्राणवायू असतो आणि उरलेल्यातील बहुतांश भाग आर्गॉन व कार्बन डायऑक्साइडचा असतो; ही घटकसंरचना खालच्या थरांत साधारण एकसारखी राहते, तर अतिशय बदलते असणारे बाष्प जवळपास पूर्णपणे तपांबरापुरतेच मर्यादित असते.

एमपीएससीच्या भूगोल भागात वातावरणाचे थर हा सर्वाधिक वेळा विचारल्या जाणाऱ्या विषयांपैकी आहे, आणि आयोग तो अनेक दिशांनी विचारतो : थरांचा क्रम, एक थर कुठे संपतो व पुढचा कुठे सुरू होतो, प्रत्येकातील तापमानाचे वर्तन, प्रत्येकाशी जोडलेली घटना, आणि इथल्यासारखे वस्तुमान वा बाष्प कुठे एकवटले आहे विचारणारे प्रश्न. हे सर्व एकाच आकृतीतून येते, म्हणून सर्वात किफायतशीर तयारी म्हणजे ती आकृती काढणे — पाच थर, चार सीमा, अंदाजे उंची, प्रत्येकात तापमान कोणत्या दिशेने जाते आणि प्रत्येकाचे एक वेगळेपण — आणि ती स्मरणातून उभी करता येईपर्यंत काढत राहणे. या प्रश्नाने तपासलेली नेमकी कल्पना अशी की वातावरण त्याच्या उभ्या पसाऱ्यात सारखेपणाने वाटलेले नाही : तपांबराच्या वरचे थर कितीतरी जाड असले तरी जवळपास रिकामे आहेत, कारण गुरुत्वाकर्षण हवेला पृष्ठभागाकडे दाबते आणि दाब उंचीनुसार झपाट्याने घटतो. एकदा हे समजले की टक्केवारी आठवण्याची गरजच उरत नाही आणि प्रश्न आपोआप सुटतो — जे उपयुक्त आहे, कारण तपांबरात वातावरणाच्या वस्तुमानाचा किती वाटा आहे याबद्दल वेगवेगळे स्रोत काहीसे वेगवेगळे आकडे देतात.

• तपांबर हा वातावरणाचा सर्वात खालचा थर असून तो विषुववृत्तावर सुमारे अठरा व ध्रुवांवर सुमारे आठ किलोमीटरपर्यंत जातो; गुरुत्वाकर्षणामुळे हवा पृष्ठभागाकडे दाबली जात असल्याने वातावरणातील बहुतांश हवा त्याच्यातच असते.
• वातावरणातील जवळपास सर्व बाष्प व धूळ तपांबरापुरतीच मर्यादित असते, म्हणूनच सर्व ढग, पर्जन्य, वादळे व इतर हवामानविषयक घटना याच थरात घडतात.
• तपांबरात तापमान उंचीनुसार दर किलोमीटरला सरासरी साडेसहा अंश सेल्सिअसने घटते; याला सामान्य तापमान-ऱ्हास दर म्हणतात, आणि या थराची वरची सीमा म्हणजे तपांबरसीमा.
• सुमारे पन्नास किलोमीटरपर्यंत जाणाऱ्या स्थितांबरात ओझोन जंबुपार किरण शोषत असल्याने तापमान उंचीनुसार वाढते; हा थर स्थिर व ढगविरहित असल्याने जेट विमाने त्याच्या खालच्या भागात उडतात.
• मध्यांबराच्या वरच्या सीमेवर संपूर्ण वातावरणातील सर्वात कमी तापमान असते आणि उल्का त्याच थरात जळून जातात, तर उष्मांबरात रेडिओ लहरी परावर्तित करणारे आयनीकृत थर असतात आणि ध्रुवीय प्रकाश तिथेच दिसतो.

• जाड थरात अधिक हवा असलीच पाहिजे असे गृहीत धरणे, जेव्हा वरचे थर तपांबरापेक्षा कितीतरी जाड असूनही जवळपास रिकामे आहेत
• जंबुपार किरणांपासून पृथ्वीचे रक्षण करणारा थर, म्हणजे स्थितांबर, आणि वातावरणाची हवा व हवामान सामावणारा थर यांची गल्लत करणे
• उष्मांबरात नोंदली जाणारी अतिउच्च तापमाने ही उष्णतेचे माप मानणे, जेव्हा जवळपास हवाविरहित प्रदेशातील सुट्या कणांच्या ऊर्जेचे ते वर्णन असते
• थर केवळ नावाने व क्रमाने शिकणे आणि प्रत्येकातील तापमानाचे वर्तन न शिकणे, जेव्हा या विषयावरचे बहुतेक प्रश्न प्रत्यक्षात त्याच वर्तनावर फिरतात

एमपीएससीच्या भूगोलात वातावरण हा कायमचा घटक आहे; तो थरांचा क्रम व उंची म्हणून, ओझोन वा आयनांबर कोणत्या थरात आहे म्हणून, उल्का कुठे जळतात वा विमाने कुठे उडतात म्हणून, आणि सामान्य तापमान-ऱ्हास दराचे मूल्य म्हणून विचारला जातो. आयोग हा विषय ओझोन क्षयावरील पर्यावरणाच्या प्रश्नांशी आणि हवामानबदलाच्या चालू घडामोडींशीही जोडतो, म्हणून थर केवळ नावांची यादी म्हणून नव्हे तर प्रत्येकात काय घडते यासह शिकावेत. याच्याशी संबंधित प्रश्नांचा दुसरा गट म्हणजे आकारमानानुसार हवेची घटकसंरचना आणि बाष्प, कार्बन डायऑक्साइड व ओझोन या बदलत्या घटकांचे विशेष स्थान; नत्र व प्राणवायूचे प्रमाण नेमके सांगता येणे इथे फायद्याचे. संपूर्ण विषय एका नामनिर्देशित आकृतीवर तोलला जात असल्याने ती आकृती काढणे ही उमेदवार या विषयावर करू शकेल अशी सर्वात उत्पादक गोष्ट आहे.

या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  जंबुपार किरणांच्या शोषणामुळे वातावरणाच्या कोणत्या थरात उंचीनुसार तापमान वाढत जाते ?

  • (a)तपांबर
  • (b)स्थितांबर
  • (c)मध्यांबर
  • (d)बाह्यांबर

  उत्तर(b) स्थितांबर — या थरात एकवटलेला ओझोन सूर्याचे बहुतांश जंबुपार किरण शोषून घेतो आणि शोषलेली ऊर्जा भोवतालची हवा तापवते, म्हणून वर जाताना तापमान घटण्याऐवजी वाढते. हा उलटा तापमान-आलेख त्या थराला स्थिर व उभ्या मिसळणीपासून मुक्त ठेवतो; म्हणूनच तिथे ढग नाहीत, हवामान नाही आणि जेट विमाने त्याच्या खालच्या भागात उडतात. तपांबरात व मध्यांबरात मात्र तापमान उंचीनुसार घटते.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  ढग, पर्जन्य व गडगडाटी वादळे यांसारख्या सर्व हवामानविषयक घटना तपांबरापुरत्याच मर्यादित असतात, याचे मुख्य कारण म्हणजे

  • (a)तो सूर्याच्या सर्वात जवळचा थर आहे
  • (b)वातावरणातील जवळपास सर्व बाष्प त्याच्यातच असते
  • (c)त्याच्यात ओझोन थर आहे
  • (d)त्याच्यातील हवा विद्युतभारित असते

  उत्तर(b) वातावरणातील जवळपास सर्व बाष्प त्याच्यातच असते — हवामान म्हणजे मूलतः हवेतील पाण्याचे वर्तन, म्हणून बाष्प सामावणारा थर हाच ढग तयार होण्याचा व पर्जन्य पडण्याचा थर ठरतो. शिवाय तपांबराला पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून खालून उष्णता मिळते आणि त्यातून उभी अभिसरण-प्रवाह तयार होतात जे दमट हवा वर उचलतात व ढग घडवतात; उपलब्ध ओलावा आणि उभी मिसळण या जोडीमुळेच हवामान सर्वात खालच्या थरापुरते मर्यादित राहते. ओझोन थर स्थितांबरात असतो आणि विद्युतभारित थर उष्मांबरात.