বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কী এবং এটি কীভাবে কাজ করে?

আবহাওয়াবিজ্ঞানে, আবহাওয়ার ধরন পূর্বাভাস ও অধ্যয়নের ক্ষেত্রে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। মেঘ, ঘূর্ণিঝড়, ঝড়, বায়ুপ্রবাহ এবং অন্যান্য আবহাওয়াগত ঘটনা মূলত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তনের দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা টর্নেডোর মতো ঘটনার সাথেও সম্পর্কিত । অধিকন্তু, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কীভাবে কাজ করে তা বুঝতে পারলে আমরা আমাদের পরিবেশ ও জলবায়ুকে আরও ভালোভাবে বুঝতে পারি।

যাইহোক, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ মজল কিছু নয়, এমন কিছু যা খালি চোখে দেখা যায়, তাই এমন অনেক লোক আছেন যারা ধারণাটি বোঝেন, তবে বাস্তবে এটি কী তা জানেন না।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কি?

যদিও তেমনটা মনে নাও হতে পারে, বায়ুর ওজন আছে । আমরা বায়ুর ওজন টের পাই না, কারণ আমরা এর মধ্যেই নিমজ্জিত থাকি। আমরা যখন হাঁটি, দৌড়াই বা কোনো যানবাহনে ভ্রমণ করি, তখন বায়ু বাধা সৃষ্টি করে, কারণ পানির মতোই এটিও একটি মাধ্যম যার মধ্য দিয়ে আমরা চলাচল করি। পানির ঘনত্ব বায়ুর ঘনত্বের চেয়ে অনেক বেশি, যে কারণে পানিতে চলাচল করা আরও কঠিন। বায়ুর এই গতিশীলতা চাপের নতিমাত্রার সাথেও সম্পর্কিত ।

কোনো না কোনোভাবে বায়ু আমাদের এবং সবকিছুর উপর বল প্রয়োগ করে। তাই, আমরা বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপর বায়ুমণ্ডলের প্রযুক্ত বল হিসেবে সংজ্ঞায়িত করতে পারি। সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে পৃথিবীর পৃষ্ঠের উচ্চতা যত বেশি হয়, বায়ুর চাপ তত কম হয়, যা ঘূর্ণিঝড়ের মতো ঘটনাকেও প্রভাবিত করতে পারে ।

কোন ইউনিটে বায়ুমণ্ডলের চাপ পরিমাপ করা হয়?

এটা ভাবা যুক্তিসঙ্গত যে, যদি পৃথিবীর পৃষ্ঠের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর উপরের বায়ুর ওজনের কারণে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সৃষ্টি হয়, তবে আমাদের ধরে নিতে হবে যে বিন্দুটি যত উঁচুতে হবে, চাপ তত কম হবে, কারণ তার উপরে বায়ুর পরিমাণও কম। গতি, ওজন ইত্যাদির মতোই বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করা হয়। এটি অ্যাটমোস্ফিয়ার, মিলিবার বা mmHg (মিলিমিটার পারদ) এককে পরিমাপ করা হয় । সাধারণত সমুদ্রপৃষ্ঠের বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে একটি নির্দেশক হিসেবে ধরা হয়। সেখানে এর মান হলো ১ অ্যাটমোস্ফিয়ার, ১০১৩ মিলিবার বা ৭৬০ mmHg এবং এক লিটার বায়ুর ওজন ১.২৯৩ গ্রাম। আবহাওয়াবিদদের দ্বারা সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত একক হলো মিলিবার।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে কীভাবে পরিমাপ করা হয়?

কোনো তরলের চাপ পরিমাপ করতে ম্যানোমিটার ব্যবহার করা হয়। এর মধ্যে সবচেয়ে প্রচলিত এবং সহজে ব্যবহারযোগ্য হলো খোলা নল ম্যানোমিটার। এটি মূলত একটি U-আকৃতির নল, যার মধ্যে তরল থাকে। নলটির এক প্রান্ত পরিমাপযোগ্য চাপে থাকে এবং অন্য প্রান্তটি বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে থাকে।

বায়ু বা বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করতে ব্যারোমিটার ব্যবহার করা হয়। বিভিন্ন ধরনের ব্যারোমিটার রয়েছে। এদের মধ্যে সবচেয়ে সুপরিচিত হলো পারদ ব্যারোমিটার, যা টরিচেলি আবিষ্কার করেছিলেন । এটি একটি U-আকৃতির নল দিয়ে গঠিত যার একটি বায়ুশূন্য প্রান্ত বন্ধ থাকে, ফলে এই প্রান্তের উপরের চাপ শূন্য হয়। এর মাধ্যমে তরল স্তম্ভের উপর বায়ুর প্রযুক্ত বল পরিমাপ করা যায়, যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপ নির্ণয়ে সাহায্য করে এবং এটি আবহাওয়ার পূর্বাভাসের জন্য অপরিহার্য।

যেমনটি আমরা আগে উল্লেখ করেছি, পৃথিবীর পৃষ্ঠের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর উপরের বায়ুর ওজনের কারণেই বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সৃষ্টি হয়। সুতরাং, এই বিন্দুটি যত উঁচুতে হয়, চাপ তত কম হয়, কারণ সেখানে বায়ুর পরিমাণ কম থাকে। আমরা বলতে পারি যে উচ্চতার সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চতার পার্থক্যের কারণে একটি পর্বতের চূড়ায় বায়ুর পরিমাণ সমুদ্র সৈকতের চেয়ে কম থাকে।

আরও একটি সঠিক উদাহরণ নিম্নলিখিত:

সমুদ্রপৃষ্ঠকে একটি নির্দেশক বিন্দু হিসেবে ধরা হয়, যেখানে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ ৭৬০ মিমি পারদ । উচ্চতার সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ যে কমে যায়, তা যাচাই করার জন্য আমরা এমন একটি পাহাড়ে যাই যার সর্বোচ্চ চূড়া সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে প্রায় ১,৫০০ মিটার উপরে। আমরা পরিমাপ করে দেখতে পাই যে, ঐ উচ্চতায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ ৬৩৫ মিমি পারদ। এই ছোট পরীক্ষাটির মাধ্যমে আমরা যাচাই করি যে, পাহাড়ের চূড়ায় বায়ুর পরিমাণ সমুদ্রপৃষ্ঠের চেয়ে কম এবং সেই কারণে ভূপৃষ্ঠের উপর ও আমাদের উপর বায়ুর প্রযুক্ত বলও কম।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং উচ্চতা

একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ উচ্চতার সাথে সমানুপাতিকভাবে হ্রাস পায় না, কারণ বায়ু একটি অত্যন্ত সংকোচনশীল তরল পদার্থ। এটি ব্যাখ্যা করে কেন ভূপৃষ্ঠের সবচেয়ে কাছের বায়ু তার নিজের ওজনের কারণে সংকুচিত হয়। অন্য কথায়, ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ুর নিচের স্তরগুলিতে বেশি বায়ু থাকে, কারণ উপরের বায়ু সেগুলোকে নিচের দিকে চাপ দেয় (ভূপৃষ্ঠের বায়ু বেশি ঘন, কারণ প্রতি একক আয়তনে বায়ুর পরিমাণ বেশি থাকে)। তাই, ভূপৃষ্ঠে চাপ বেশি থাকে এবং তা সমানুপাতিকভাবে হ্রাস পায় না, কারণ উচ্চতার সাথে বায়ুর পরিমাণ একটি ধ্রুবক হারে কমে না।

সুতরাং আমরা বলতে পারি যে, সমুদ্রপৃষ্ঠের কাছাকাছি থাকলে উচ্চতায় সামান্য আরোহণ করলে চাপের ব্যাপক হ্রাস ঘটে , অপরদিকে আমরা যত উঁচুতে উঠি, বায়ুমণ্ডলীয় চাপের একই পরিমাণ হ্রাস অনুভব করার জন্য আমাদের তত বেশি আরোহণ করতে হয়।

সমুদ্রপৃষ্ঠে চাপ কত?

সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ ৭৬০ মিমি পারদ , যা ১০১৩ মিলিবারের সমতুল্য। উচ্চতা যত বাড়ে, চাপ তত কমে; প্রকৃতপক্ষে, প্রতি মিটার উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে চাপ ১ মিলিবার হ্রাস পায়।

কীভাবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ আমাদের দেহে প্রভাব ফেলে?

ঝড়, বায়ুমণ্ডলীয় অস্থিরতা বা প্রবল বাতাসের সময় সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন ঘটে। উচ্চতর স্থানে আরোহণও শরীরের উপর প্রভাব ফেলে। আরোহণের সময় চাপের পরিবর্তনের কারণে পর্বতারোহীরা এই উপসর্গগুলোর প্রতি বিশেষভাবে সংবেদনশীল হন। এই পরিবর্তনগুলো তাৎপর্যপূর্ণ, বিশেষ করে যখন তা উচ্চতাজনিত অসুস্থতার সাথে সম্পর্কিত হয়। অধিকন্তু, এটি বিবেচনা করা অপরিহার্য যে উচ্চ উচ্চতায় অক্সিজেনের পরিমাণ কমে যাওয়ার কারণে উচ্চতাজনিত অসুস্থতা প্রভাবিত হয়, যা আবার উপলব্ধ অক্সিজেনের মাত্রার সাথেও সম্পর্কিত ।

সবচেয়ে সাধারণ লক্ষণগুলোর মধ্যে রয়েছে মাথাব্যথা, পেটের সমস্যা, দুর্বলতা বা ক্লান্তি, মাথা ঘোরা বা হালকা বোধ করা এবং ঘুমের ব্যাঘাত । উচ্চতাজনিত অসুস্থতার লক্ষণ দেখা দিলে সবচেয়ে কার্যকর উপায় হলো নিচের দিকে নেমে আসা, এমনকি তা মাত্র কয়েকশ মিটার হলেও।

চাপ এবং বায়ুমণ্ডলীয় অস্থিতিশীলতা বা স্থিতিশীলতা

স্থায়িত্ব বা অ্যান্টিসাইক্লোন one

যখন শীতল বায়ু নিচে নেমে আসে, তখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বৃদ্ধি পায় কারণ ভূপৃষ্ঠে বায়ুর পরিমাণ বেড়ে যায় এবং ফলস্বরূপ, এটি আরও বেশি বল প্রয়োগ করে। এর ফলে বায়ুমণ্ডলীয় স্থিতিশীলতা তৈরি হয়, যা প্রতিচক্রবাত নামেও পরিচিত। প্রতিচক্রবাতের বৈশিষ্ট্য হলো শান্ত অবস্থা এবং বায়ুপ্রবাহহীনতা, কারণ শীতল ও ঘন বায়ু ধীরে ধীরে বৃত্তাকার গতিতে নিচে নেমে আসে। উত্তর গোলার্ধে বায়ু প্রায় অলক্ষ্যে ঘড়ির কাঁটার দিকে এবং দক্ষিণ গোলার্ধে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরে।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ মানচিত্রে একটি অ্যান্টিসাইক্লোন

ঘূর্ণিঝড় বা স্কোয়াল

বিপরীতভাবে, যখন উষ্ণ বায়ু উপরে ওঠে, তখন এটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কমিয়ে দেয় এবং অস্থিরতা সৃষ্টি করে। একে ঘূর্ণিঝড় বা নিম্নচাপ ব্যবস্থা বলা হয় । বায়ু সর্বদা নিম্ন বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অঞ্চলের দিকে একটি নির্দিষ্ট দিকে প্রবাহিত হয়। অর্থাৎ, যখনই কোনো অঞ্চলে নিম্নচাপ ব্যবস্থা তৈরি হয়, তখন বায়ু আরও শক্তিশালী হয়, কারণ নিম্নচাপের অঞ্চল হওয়ায় বাতাস সেই দিকেই প্রবাহিত হয়। সিনপটিক মানচিত্র বিশ্লেষণ করে এই ঘটনাটি আরও বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা যেতে পারে ।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপের মানচিত্রে একটি স্কল

আরেকটি বিবেচ্য বিষয় হলো, ঠান্ডা ও গরম বাতাস তাদের ভিন্ন ঘনত্বের কারণে সঙ্গে সঙ্গে মিশে যায় না। ভূপৃষ্ঠে যখন তারা মিলিত হয়, তখন ঠান্ডা বাতাস গরম বাতাসকে উপরের দিকে ঠেলে দেয়, যার ফলে চাপের পতন ঘটে এবং অস্থিতিশীলতা দেখা দেয়। এরপর একটি নিম্নচাপ ব্যবস্থা তৈরি হয় এবং গরম ও ঠান্ডা বাতাসের সংযোগস্থলকে ফ্রন্ট বলা হয়। আবহাওয়ার বিভিন্ন ঘটনা কীভাবে গঠিত হয়, তা বোঝার জন্য এই বিষয়টি অপরিহার্য।

আবহাওয়ার মানচিত্র এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপ

আবহাওয়াবিদরা আবহাওয়ার মানচিত্র তৈরি করেন। তাঁরা আবহাওয়া কেন্দ্র, উড়োজাহাজ, আবহাওয়া বেলুন এবং স্যাটেলাইট থেকে সংগৃহীত তথ্য ব্যবহার করেন। এই মানচিত্রগুলো বিভিন্ন দেশ ও অঞ্চলের বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থা তুলে ধরে। এগুলোতে চাপ, বায়ুপ্রবাহ এবং বৃষ্টিপাতের মতো বিভিন্ন আবহাওয়াগত ঘটনার মান দেখানো হয়।

এই মুহূর্তে আমাদের আগ্রহের আবহাওয়ার মানচিত্রগুলো হলো সেগুলো, যেগুলো বায়ুমণ্ডলীয় চাপ দেখায়। চাপের মানচিত্রে, সমান বায়ুমণ্ডলীয় চাপের রেখাগুলোকে সমচাপ রেখা বলা হয়। অর্থাৎ, বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তনের সাথে সাথে মানচিত্রে আরও বেশি সমচাপ রেখা দেখা যায়। চাপের মানচিত্র আবহাওয়ার ফ্রন্টও দেখায়। এই ধরনের মানচিত্রের সাহায্যে, বর্তমান আবহাওয়া এবং আগামী কয়েক ঘণ্টায় এর পরিবর্তন কেমন হবে, তা সর্বোচ্চ তিন দিন পর্যন্ত অত্যন্ত নির্ভুলভাবে নির্ধারণ করা সম্ভব।

এই মানচিত্রগুলিতে, সর্বাধিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপযুক্ত অঞ্চলগুলি একটি এন্টিসাইক্লোন পরিস্থিতি এবং কম চাপযুক্ত অঞ্চলগুলি ঝড় দেখায়। গরম এবং ঠান্ডা ফ্রন্টগুলি প্রতীক দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং আমরা সারা দিন যে পরিস্থিতি তৈরি করব তা পূর্বাভাস দেয়।

কোল্ড ফ্রন্টস

শীতল বায়ুপ্রবাহ হলো এমন এক প্রবাহ যেখানে শীতল বায়ুর একটি রাশি উষ্ণ বায়ুকে প্রতিস্থাপন করে । এগুলো শক্তিশালী হয় এবং শীতল বায়ুপ্রবাহটি অতিক্রম করার আগে বজ্রঝড়, বৃষ্টিপাত, টর্নেডো, তীব্র বাতাস এবং স্বল্পস্থায়ী তুষারঝড়ের মতো বায়ুমণ্ডলীয় গোলযোগ সৃষ্টি করতে পারে। এরপর বায়ুপ্রবাহটি এগিয়ে আসার সাথে সাথে শুষ্ক পরিস্থিতি ফিরে আসে। বছরের সময় এবং ভৌগোলিক অবস্থানের উপর নির্ভর করে, শীতল বায়ুপ্রবাহ প্রতি ৫ থেকে ৭ দিন পরপর ঘটতে পারে।

ঠান্ডা সামনে

উষ্ণ ফ্রন্ট

উষ্ণ বায়ুপ্রবাহ হলো এমন বায়ুপ্রবাহ যেখানে উষ্ণ বায়ুর একটি ভর ধীরে ধীরে শীতল বায়ুকে প্রতিস্থাপন করে। সাধারণত, একটি উষ্ণ বায়ুপ্রবাহ অতিক্রম করার সময় তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, চাপ হ্রাস পায় এবং যদিও বাতাসের গতিপথ পরিবর্তিত হয়, তা শীতল বায়ুপ্রবাহ অতিক্রম করার সময়ের মতো ততটা সুস্পষ্ট হয় না। ভূপৃষ্ঠীয় বায়ুপ্রবাহের শুরুতে সাধারণত বৃষ্টি, তুষার বা গুঁড়ি গুঁড়ি বৃষ্টির পাশাপাশি পরিচলনজনিত বর্ষণ এবং বজ্রঝড় দেখা যায়।

উষ্ণ সামনে

আবহাওয়াবিদ্যার এই প্রাথমিক দিকগুলির সাথে আপনি ইতিমধ্যে ভালভাবে জানতে পারবেন বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কী এবং এটি আমাদের গ্রহে কীভাবে কাজ করে। আবহাওয়াবিদরা আবহাওয়ার পূর্বাভাসে আমাদের কী বলে তা ভাল করে জানতে এবং আমাদের বায়ুমণ্ডলটিকে আরও বিশ্লেষণ করতে ও বুঝতে সক্ষম হতে।