সাধারণভাবে আমরা জানি যে, উচ্চতা বাড়ার সাথে সাথে তাপমাত্রা হ্রাস পায়। এই পরিবর্তনটি উল্লম্ব তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট নামে পরিচিত , এবং এটি ঘটে কারণ বায়ুমণ্ডলে তাপ বিকিরণকারী উৎসটি ভূপৃষ্ঠে অবস্থিত। সুতরাং, উৎস থেকে যত দূরে যাওয়া যায়, বাতাস তত ঠান্ডা হয়।
এই তাপমাত্রার তারতম্য বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পরিবর্তিত হতে পারে: যেমন ভূপৃষ্ঠের তাপমাত্রার আকস্মিক হ্রাস বা বৃদ্ধি, অথবা প্রবল বাতাস। এই বিষয়টি আরও ভালোভাবে বোঝার জন্য, এই বিশেষ পর্বে আমরা বায়ুমণ্ডলের গঠন এবং উপরে ওঠার সাথে সাথে কেন তাপমাত্রার পরিবর্তন হয় , তা নিয়ে আলোচনা করব ।
বায়ুমণ্ডলের গঠন
বায়ুমণ্ডল পাঁচটি স্তর নিয়ে গঠিত: ট্রপোস্ফিয়ার , স্ট্র্যাটোস্ফিয়ার , মেসোস্ফিয়ার , থার্মোস্ফিয়ার এবং এক্সোস্ফিয়ার ।
- ট্রপোস্ফিয়ার: এটি যেখানে আমরা রয়েছি এবং এর উচ্চতা প্রায় 12km। এখানেই মেঘগুলি গঠন করে, গাছপালা এবং প্রাণী বাস করে, আমরা সমুদ্র এবং মরুভূমি ইত্যাদি পাই we
- স্ট্র্যাটোস্ফিয়ার: এর মধ্যে অবস্থিত উচ্চতা 12 এবং 50km, সেখানে আমরা সুপারসনিক বিমানগুলি দেখতে পাব।
- মেসোস্ফিয়ার: এর মধ্যে অবস্থিত উচ্চতা 50 এবং 80km। এখানেই রেডিও তরঙ্গগুলি 'পাল', এবং যেখানে মহাজাগতিক রশ্মি আসে।
- তাপমাত্রা: মধ্যে উচ্চতা 80 এবং 690km উত্তরের আলোগুলি পৃথিবীর কক্ষপথে মহাকাশযান ছাড়াও উপস্থিত হবে।
- এক্সোস্ফিয়ার: এবং সর্বশেষে, 690km থেকে উচ্চতা আমরা স্পুটনিক আই খুঁজে পাব।
উল্লম্ব তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট
যেমনটি আমরা উল্লেখ করেছি, উচ্চতা বাড়ার সাথে সাথে তাপমাত্রা সাধারণত হ্রাস পায়। ট্রপোস্ফিয়ারে, এর আনুমানিক মান প্রতি কিলোমিটারে ছয় ডিগ্রি । এর মানে হলো, উদাহরণস্বরূপ, যদি সমুদ্রপৃষ্ঠে তাপমাত্রা ১৫ ডিগ্রি হয়, তবে প্রায় পাঁচ কিলোমিটার উচ্চতায় তা -১৫ ডিগ্রিতে পৌঁছাবে (অর্থাৎ ৩০ ডিগ্রি হ্রাস পাবে)।
সূর্যের রশ্মি পৃথিবীর সব অংশে সমানভাবে পৌঁছায় না, এবং ঋতুভেদেও এর কোনো পরিবর্তন হয় না। তাই, কম সূর্যালোক এবং পাতলা বায়ুমণ্ডলের কারণে নাতিশীতোষ্ণ অঞ্চলে তাপমাত্রার তারতম্য ক্রান্তীয় অঞ্চলের তুলনায় অনেক বেশি হয়— প্রতি ১৫৫ মিটার উচ্চতার জন্য ১° সেলসিয়াস । এমনকি এই একই অঞ্চলগুলোর মধ্যেও ভূখণ্ডের গঠন এবং নিরক্ষরেখা ও মেরু থেকে দূরত্বের কারণে তাপমাত্রার ভিন্নতা দেখা যায়।
অন্তর্ক্রান্তীয় অঞ্চলে, প্রতি ১৮০ মিটার উচ্চতার জন্য তাপমাত্রা প্রায় এক ডিগ্রি সেলসিয়াস হ্রাস পায়, কারণ এই অঞ্চলের বায়ুমণ্ডল অধিক ঘন এবং এটি নিরক্ষরেখার খুব কাছাকাছি অবস্থিত। পৃথিবীর ঘূর্ণনের সাথে এই বিষয়টি মিলিত হয়ে একটি উষ্ণ জলবায়ু তৈরি করে।
কিন্তু বায়ুমণ্ডলের কিছু অঞ্চলে এর বিপরীত ঘটনা ঘটে: উচ্চতা বাড়ার সাথে সাথে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে, উল্লম্ব তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টকে ঋণাত্মক বলা হয় । উদাহরণস্বরূপ, যদি ১ কিমি উচ্চতার পার্থক্যে তাপমাত্রা ২১ ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পায়, তবে উল্লম্ব তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টকে প্রতি কিমিতে -২°C বলা হয়। এটি এমনকি ট্রপোস্ফিয়ারের কিছু স্তরেও ঘটতে পারে, যা তাপমাত্রা বিপর্যয় (temperature inversion) নামে পরিচিত।
তাপমাত্রা বিপর্যয় স্ট্র্যাটোস্ফিয়ারের উপরের অংশেও ঘটে। বিপরীতে, মেসোস্ফিয়ারে তাপমাত্রা গড়ে ওঠা যখন হ্রাস পায় তখন হ্রাস পায়, অর্থাৎ উল্লম্ব তাপীয় গ্রেডিয়েন্টটি ইতিবাচক।
তাপমাত্রায় তাপমাত্রা উচ্চতার সাথে বৃদ্ধি পায় এবং তাই বায়ুমণ্ডলের এই অঞ্চলে উল্লম্ব তাপীয় গ্রেডিয়েন্টটি আবার নেতিবাচক হয়ে ওঠে।
তাপ বিপর্যয় কী?
এই ঘটনাটি ঘটে যখন বিকিরণের মাধ্যমে ভূমি দ্রুত শীতল হয়, যা ফলস্বরূপ এর সংস্পর্শে থাকা বাতাসকেও শীতল করে। এরপর উপরের শীতল ও ঘন বাতাস আরও শীতল হয়ে যায়। এর ফলে এই দুটি বায়ুস্তরের মিশ্রণের হার তীব্রভাবে হ্রাস পায়।
এটি সাধারণত বিশেষ করে শীতকালে ঘটে, যার ফলে দীর্ঘস্থায়ী কুয়াশা ও তুষারপাত হয়। যদিও তাপমাত্রা বিপর্যয় সাধারণত কয়েক ঘণ্টার মধ্যেই ভেঙে যায়, প্রতিকূল পরিস্থিতিতে এটি বেশ কয়েক দিন পর্যন্ত স্থায়ী হতে পারে, যতক্ষণ না ভূপৃষ্ঠের সংস্পর্শে থাকা বায়ু উষ্ণ হয়ে ওঠে এবং ট্রপোস্ফিয়ারে বায়ু সঞ্চালন পুনরুদ্ধার করে।
হামবোল্ট স্রোতের কারণে লিমায় এই বিপরীতমুখী অবস্থার একটি সুস্পষ্ট উদাহরণ দেখা যায় । এই সমুদ্রস্রোত উপকূলকে শীতল করে এবং এর উষ্ণতর উপরের স্তর আকাশকে খুব মেঘাচ্ছন্ন করে তোলে, যার ফলে এর অক্ষাংশ অনুযায়ী যা প্রত্যাশিত, তার চেয়ে এই অঞ্চলের জলবায়ু শীতলতর ও শুষ্কতর হয়।
তথাপি, যদি বায়ুপ্রবাহে কোনো পরিবর্তন না হয়, অর্থাৎ বায়ুমণ্ডলে কোনো অস্থিতিশীলতা বা সক্রিয় ফ্রন্ট না থাকে, তাহলে উচ্চতার সাথে তাপমাত্রা বাড়বে , তবে কোনো কোনো স্থানে তা অন্য স্থানের তুলনায় বেশি হবে।
আপনি কি জানতেন যে উল্লম্ব তাপীয় গ্রেডিয়েন্টটি কী এবং এতে কী রয়েছে? এটা কি আপনার কাজে লাগছে?