This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ദൈനിക താപവിന്യാസം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ദൈനിക താപവിന്യാസം
Diurnal range of temperature
അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ പ്രതിദിനം, നിയതമായ ക്രമത്തില്‍, അനുഭവപ്പെടുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുടെ ശരാശരി നിലവാരത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന സംജ്ഞ. അന്തരീക്ഷത്തിനു ചുടുപകരുന്നത് സൂര്യനില്‍നിന്നു വികിരണം ചെയ്യപ്പെട്ടെത്തുന്ന താപോര്‍ജം (സൂര്യാതാപം-insolation) ആണ്. ഈ ഊര്‍ജം ഭാഗികമായി നേരിട്ടും നല്ലൊരു പങ്ക് ഭൂമിയെ തപിപ്പിച്ച് ആ താപത്തെ വികിരണസംവഹന പ്രക്രിയയിലൂടെ പകര്‍ന്നുനല്കിയുമാണ് അന്തരീക്ഷത്തെ തപിപ്പിക്കുന്നത്. സൌരവികിരണം അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ കടന്നുവരുമ്പോള്‍ അതിന്റെ 15 ശതമാനത്തോളം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഖരമാലിന്യങ്ങള്‍വഴി 10 ശതമാനത്തോളം വിസരണ(scattering)വിധേയമാകുന്നു. ശേഷിച്ച ഊര്‍ജം ഭൂപ്രതലത്തിലേക്കു പതിക്കുന്നു. നഗ്നമായ ഭൂമിക്ക്, ഗ്രഹിക്കുന്ന (absorbed) താപോര്‍ജം പൂര്‍ണമായും വിസര്‍ജിക്കുന്ന സ്വഭാവമാണുള്ളത് (black body). ഭൂപ്രതലത്തെ ആവരണം ചെയ്യുന്ന ജലം, ഹിമപ്പരപ്പ്, സസ്യജാലം തുടങ്ങിയവയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപോര്‍ജത്തിന്റെ നല്ലൊരു ഭാഗം ഉടനടി പ്രതിപതിപ്പിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ ഭൌമോപരിതലത്തില്‍നിന്നു പ്രതിപതിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന താപോര്‍ജത്തിന് മൊത്തത്തില്‍ ഭൗമവികിരണം (Terrestrial radiation) എന്ന സംജ്ഞയാണു നല്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഭൗമവികിരണത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം അന്തരീക്ഷം നേരിട്ടോ നീരാവി, ഖരമാലിന്യങ്ങള്‍ എന്നിവ വഴിയോ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. മൊത്തത്തില്‍ സൂര്യാതപത്തിന്റെ 55 ശതമാനത്തോളം അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ താപനത്തില്‍ പങ്കുവഹിക്കുന്ന സ്ഥിതിയാണുള്ളത്. ദിനംപ്രതിയുള്ള ശരാശരി നിലവാരമാണിത്. ഗ്രഹിക്കുന്ന താപോര്‍ജത്തിലെ ഒരു ഭാഗം അന്തരീക്ഷം പുനര്‍വികരിണത്തിലൂടെ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നു.
നേരിട്ടു ഗ്രഹിക്കുന്ന സൂര്യാതപംകൊണ്ട് അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലുണ്ടാകുന്ന വര്‍ധനവ് കേവലം 0.5°C ആണ്. അന്തരീക്ഷ-വികിരണ(atmospheric radiation)ത്തിലൂടെ 1°C മുതല്‍ 2°C വരെ താപനിലയില്‍ കുറവ് അനുഭവപ്പെടുന്നുമുണ്ട്. ഭൂമിയോടടുത്ത അന്തരീക്ഷപടലങ്ങളില്‍ ചാലനം (conduction), സംവഹനം (convection), വിക്ഷോഭം (turbulence) എന്നീ പ്രക്രിയകളിലൂടെ ഭൂതലത്തില്‍നിന്നുള്ള താപലാഭവും തന്മൂലമുള്ള ഊഷ്മവര്‍ധന(temperature rise)വുമായി തട്ടിച്ചുനോക്കുമ്പോള്‍ മേല്പറഞ്ഞ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ വളരെ നിസ്സാരമാണ്. ഭൂപ്രതലത്തോടടുത്തുള്ള അന്തരീക്ഷ പടലങ്ങളിലെ താപനില ക്രമീകരിക്കുന്നതില്‍ ഭൂപരിസ്ഥിതിക്ക് നിര്‍ണായകമായ പങ്കുണ്ട്.
ഭൂപ്രതലത്തിലെ താപനിലയില്‍ ഓരോ ദിവസത്തെയും 24 മണിക്കൂറുകള്‍ക്കുള്ളില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ നിയതമായ ഒരു ക്രമം പിന്തുടരുന്നു. (ഇതില്‍ അക്ഷാംശീയവും മേഖലാപരവുമായി വ്യതിയാനങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകാവുന്നതാണ്. തെളിഞ്ഞ ആകാശവും ശാന്തമായ അന്തരീക്ഷവുമുള്ള ദിവസങ്ങളില്‍ ഭൂപ്രതലത്തിലെ പ്രാമാണിക താപ പരാസം (Standard temperature range) ചിത്രത്തില്‍ രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു; അതോടൊപ്പംതന്നെ ഭൂപ്രതലത്തിനോടു തൊട്ടുകിടക്കുന്ന അന്തരീക്ഷപടലത്തിലെ താപവ്യതിയാനങ്ങളും ലേഖാരൂപേണ നല്കിയിരിക്കുന്നു. ഓരോ ദിവസത്തിലും അന്തരീക്ഷത്തിലെ ന്യൂനതമമായ (minimum) താപനില സൂര്യോദയത്തിനു തൊട്ടുപിമ്പും ഉച്ചതമമായ (maximum) താപനില മധ്യാഹ്നത്തിനു ശേഷവുമാണ് അനുഭവപ്പെടുന്നത്. ഇതിനു തൊട്ടുമുകളിലുള്ള വിതാനത്തിലും ഇതേപ്രകാരം തന്നെയാണ് അനുഭവപ്പെടുന്നത്. പക്ഷേ ന്യൂനതമ-ഉച്ചതമ താപനിലകളില്‍ എത്തുന്നത് ഭൂതലത്തിലേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് അല്പം വൈകിയായിരിക്കും; സീമിത-ഊഷ്മാക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ഭൂതലത്തിലേതില്‍നിന്നു കുറവായിരിക്കുകയും ചെയ്യും.
ഭൂപ്രതലം വായുവിനെ അപേക്ഷിച്ച് തണുത്തതാവുമ്പോള്‍ അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ കുറവ് അനുഭവപ്പെടുന്നു; മറിച്ച്, തറ ചൂടുപിടിക്കുന്നതോടെ ഏറുകയും ചെയ്യും. അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ താപനില ന്യൂനതമ(minimum)മാവുന്നതുവരെ ഭൂതലം വായുവിനെ അപേക്ഷിച്ച് കുറഞ്ഞ താപനിലയിലായിരിക്കും. തുടര്‍ന്ന് അന്തരീക്ഷ താപനില അതിന്റെ അധികതമ(maximum)മൂല്യം കൈവരിക്കുന്നതുവരെ ഭൂപ്രതലം വായുവിനെക്കാള്‍ ചൂടുകൂടിയ അവസ്ഥയിലാവും. അര്‍ധരാത്രി മുതല്‍ സൂര്യോദയം വരെ ഭൗമവികിരണം (terestrial radiation) വഴിയുള്ള താപനഷ്ടം ഭൂമിയെ തണുപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും. ഇതേസമയംതന്നെ വായുവില്‍നിന്നും ഭൂമിക്കടിയിലുള്ള പാറയടരുകളില്‍നിന്നും പ്രതലത്തിലേക്ക് ചാലന (conduction) പ്രക്രിയയിലൂടെ താപോര്‍ജം എത്തുന്നുമുണ്ട്. എന്നാല്‍ ഈ താപലാഭം താരതമ്യേന അഗണ്യമാണ്. പൊതുവില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ മണിക്കൂറില്‍ 1 °C എന്ന തോതിലെങ്കിലും പ്രതല താപനിലയില്‍ കുറവായിരിക്കും. സൂര്യോദയത്തോടെ സൗരവികിരണത്തിലൂടെ ചൂട് പകര്‍ന്നു കിട്ടുമെങ്കിലും അത് ഭൗമവികിരണത്തിലൂടെ നഷ്ടപ്പെടുന്ന താപവുമായി സമതുലനാവസ്ഥയിലെത്തുന്നതിന് അല്പസമയംകൂടി വേണ്ടിവരുന്നു. സൂര്യാതപത്തിന്റെ തീക്ഷ്ണത ഭൗമവികിരണത്തിന്റേതിനെക്കാള്‍ ഉയര്‍ന്ന നിലയിലെത്തുന്നതോടെ ഭൂപ്രതലം ചൂടുപിടിക്കുന്നു. ഉദയത്തെത്തുടര്‍ന്നുള്ള സൗരവികിരണം ഭൗമവികിരണവുമായി സമതുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുമ്പോള്‍ ഭൂപ്രതലത്തിന്റെ താപനില അതിന്റെ ന്യൂനതമ മൂല്യത്തിലായിരിക്കും. ഈ അവസ്ഥ ഉദയം കഴിഞ്ഞ് അരമണിക്കൂറിനു ശേഷമാണ് ഉണ്ടാവുന്നത്.
10-15 മിനിറ്റുകള്‍ക്കുള്ളില്‍ സൂര്യാതപത്തിന്റെ തീക്ഷ്ണതയിലൂടെ പ്രതല താപനില ക്രമമായി വര്‍ധിച്ച് അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവിനെക്കാള്‍ അധികമായിത്തീരുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തിന്റെയും പ്രതലത്തിന്റെയും താപനിലകള്‍ തുല്യമാവുന്നത് അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലെ ന്യൂനതമ മൂല്യത്തില്‍ വച്ചായിരിക്കും. അതായത്, ഉദയം കഴിഞ്ഞ് മുക്കാല്‍ മണിക്കൂര്‍ ചെല്ലുമ്പോള്‍ അന്തരീക്ഷ താപനില ഏറ്റവും താഴ്ന്ന മൂല്യത്തിലെത്തുന്നു. ഇതേത്തുടര്‍ന്ന് പ്രതല താപനിലയില്‍ ഗണ്യമായ വര്‍ധനവുണ്ടാകുന്നു. പ്രാദേശിക സമയം 13-14 മണി വരെയ്ക്കും താപനില ഏറുന്നത് സാധാരണമാണ്. സൂര്യാതപത്തിലെ നല്ലൊരംശം ചാലനം സംഭവിച്ച് ഭൂമിക്കടിയിലെ ശിലാപടലങ്ങളിലേക്കു സംക്രമിക്കുന്നത് ഫലത്തില്‍ സൌരവികിരണത്തിന്റെ താരതമ്യ പ്രഭാവത്തിന് മങ്ങലേല്പിക്കുന്നു; ഭൗമ വികിരണത്തിന്റേത് വര്‍ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതുമൂലം ഭൗമ-സൗരവികിരണങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ സമതുലനം സംഭവിക്കുന്നതോടെ പ്രതല താപനില അതിന്റെ അധികതമ മൂല്യം കൈവരിക്കുന്നു. ഇതിനെ ത്തുടര്‍ന്ന് സൂര്യാസ്തമനം വരെയുള്ള സമയാന്തരാളത്തില്‍ സൗരവികിരണത്തിന്റെ തീവ്രത ക്ഷയിച്ചുവരുന്നു. പ്രതല താപനിലയിലും തദനുസാരിയായ കുറവുണ്ടാകുന്നു; പ്രാദേശിക സമയം 14-15 മണിക്കുള്ളില്‍ അന്തരീക്ഷ താപനിലയ്ക്ക് തുല്യമായ ഒരു മൂല്യത്തിലെത്തി തുടര്‍ന്നും താഴേക്കു പോകുന്നു. അന്തരീക്ഷ താപനില അതിന്റെ അധികതമ മൂല്യത്തിലെത്തുമ്പോഴാണ് പ്രതല താപനിലയ്ക്കു സമാനമായിത്തീരുന്നത്. അസ്തമനത്തോടെ സൗരവികിരണം ലഭ്യമല്ലാതാവുമ്പോഴും ഭൗമവികിരണം തുടര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കും. പക്ഷേ, കുറഞ്ഞ തോതിലായിരിക്കും നടക്കുന്നത്. സൗരവികിരണം പകല്‍ സമയത്തുമാത്രം നടക്കുമ്പോള്‍ ഭൗമവികിരണത്തിലൂടെ പകലും രാത്രിയും ഒന്നുപോലെ താപനഷ്ടം അനുഭവപ്പെടുന്നുവെന്നത് ശ്രദ്ധേയമാണ്.
പ്രതല താപനിലയുടെയും അന്തരീക്ഷ താപനിലയുടെയും നിമ്നതമ മൂല്യങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ വലുതായ അന്തരമുണ്ടാവില്ല; എന്നാല്‍ അവയുടെ അധികതമ മൂല്യങ്ങള്‍ 30°C വരെ വ്യത്യാസത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്നത് അസാധാരണമല്ല. താപനിലയിലെ ദൈനിക വ്യതിയാനത്തിന്റെ ആയാമം (amplitude) പ്രധാനമായും നാല് ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും:
1. സൂര്യാതപത്തിന്റെ അളവ്. ഇത് സൗരവികിരണത്തിന്റെ തീവ്രതയ്ക്കും സമയ ദൈര്‍ഘ്യത്തിനുമനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടാം.
2. ഭൗമവികിരണത്തിന്റെ തീവ്രത. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ജലാംശം ദീര്‍ഘതരംഗാകൃതിയിലുള്ള ഭൌമ വികിരണത്തെ ആഗിരണം ചെയ്ത് ശോഷിപ്പിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ ഗ്രഹിക്കുന്ന താപം പുനഃപ്രതിപതനത്തിനു വിധേയമാക്കി ഭൂമിയിലേക്കു മടക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്സൈഡ് വാതകവും സമാനമായ പ്രവര്‍ത്തനം നടത്തുന്നു. അന്തരീക്ഷജലം സൌരവികിരണത്തിലെ ഹ്രസ്വതരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യുവാന്‍ പ്രാപ്തമല്ല. എന്നാല്‍ മേഘപാളികള്‍ സൌരവികിരണത്തിലെ നല്ലൊരു ഭാഗത്തെ പ്രതിപതനത്തിലൂടെ ശൂന്യാകാശത്തിലേക്കു മടക്കുന്നു. അതുപോലെ മേഘപാളികളിലെ അടിഭാഗത്ത് ഭൌമവികിരണവും പുനഃപ്രതിപതനത്തിനു വഴിപ്പെടേണ്ടിവരുന്നു. ദൈനിക താപവിന്യാസത്തിലെ അന്തരം പരമാവധി കുറയ്ക്കുവാന്‍ മേഘാവരണത്തിനു കഴിയുന്നു.
3. പ്രതലപ്രകൃതി. കരഭാഗം ജലതലങ്ങളെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ ചൂടുപിടിക്കുകയും പെട്ടെന്നു തണുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കരയില്‍ താപസംഗ്രഹണ-വിസര്‍ജന പ്രക്രിയയില്‍ ഏറിയ പങ്കും നിര്‍വഹിക്കപ്പെടുന്നത് ഉപരിതലത്തിലെ ഏതാനും സെന്റിമീറ്റര്‍ കനത്തിലുള്ള അടരിലാണ്. ജലതലങ്ങളില്‍ പതിക്കുന്ന താപോര്‍ജം ആഴങ്ങളിലേക്കു പതുക്കെ പകരുന്നതുമൂലം താപസംഗ്രഹണത്തിനും തന്മൂലം മന്ദഗതിയിലുള്ള വിസര്‍ജനത്തിനും ഇടയാകുന്നു. സമുദ്ര താപനിലയില്‍ അധികതമ-ന്യൂനതമ മൂല്യങ്ങള്‍ തമ്മില്‍ 1°C -ലേറെ അന്തരമുണ്ടാവുന്നില്ല. മരുപ്രദേശങ്ങളിലെ ഇളക്കമുള്ള മേല്‍മണ്ണ് വളരെ പെട്ടെന്ന് ചൂടാവുകയും അതിവേഗം തണുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാല്‍ ഈര്‍പ്പമുള്ള പ്രതലങ്ങളില്‍ താപനിവേശനവും താപവിസര്‍ജനവും വളരെ മന്ദഗതിയിലായിരിക്കും. സസ്യാവരണങ്ങളുള്ള ഇടങ്ങളില്‍ വളരെയേറെ സാവധാനത്തിലാണ് താപവ്യതിയാനമുണ്ടാകുന്നത്. ഹിമാവൃതമായ മേഖലകളില്‍ സൌരവികിരണത്തിലെ ഏറിയ പങ്കും ഹിമപ്രതലത്തില്‍ തട്ടി പ്രതിപതിക്കുന്നു; ചാലന പ്രക്രിയയിലൂടെയുള്ള താപവിനിമയം ഇല്ലെന്നുതന്നെ പറയാം. ഇക്കാരണത്താല്‍ ദൈനിക താപവിന്യാസത്തില്‍ വലുതായ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നു.
4. താപവിനിമയം നടക്കുന്ന അന്തരീക്ഷ വിതാനത്തിന്റെ കനം. പ്രതലത്തില്‍നിന്ന് ഏറെ ഉയരത്തോളം അന്തരീക്ഷം ഏകതാന സ്വഭാവം പുലര്‍ത്തുമ്പോള്‍ താപനിലയിലെ ഏറ്റവും ഇറക്കവും ഉണ്ടാവുന്നത് മന്ദഗതിയിലായിരിക്കും. മറിച്ച് കാറ്റിന്റെ വേഗതയോ, വിക്ഷോഭ(turbulence)ങ്ങളോമൂലം അസ്ഥിരത (instability) ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ താരതമ്യേന കനം കുറഞ്ഞ ഒരു അന്തരീക്ഷമണ്ഡലം പ്രത്യേക രീതിയിലുള്ള താപവിനിമയത്തിനു വിധേയമാവാം. ഇത് താപനിലയില്‍ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുണ്ടാക്കുന്നു. ഭൂമിയില്‍നിന്ന് ഏറെ ഉയരത്തിലല്ലാതെ മേഘപാളികള്‍ രൂപപ്പെടുമ്പോഴും ഈദൃശമായ താപവിന്യാസം ഉണ്ടാകുന്നു.
ഗ്രീഷ്മകാലം, മേഘരഹിതമായ ആകാശം, താണ അക്ഷാംശീയ സ്ഥിതി, ആര്‍ദ്രത കുറഞ്ഞ വായു, ഈര്‍പ്പരഹിതമായ പ്രതലം, ഹിമാവരണം, അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സ്ഥായിത്വം (stability), കാറ്റില്ലായ്മ എന്നിവ ദൈനിക താപവിന്യാസത്തിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ പെരുപ്പിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളാണ്. താപനിലയെ വലിയ അന്തരങ്ങളില്ലാതെ കാക്കുന്ന ഘടകങ്ങളില്‍ ശൈത്യകാലം, കനത്ത മേഘാവരണം, ഉയര്‍ന്ന അക്ഷാംശീയസ്ഥിതി, ആര്‍ദ്രമായ വായു, ഈര്‍പ്പം നിറഞ്ഞ മേല്‍മണ്ണ്, ജലതലം, ശക്തമായ കാറ്റ്, അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ അസ്ഥിരത എന്നിവ ഉള്‍ പ്പെടുന്നു. പ്രാദേശികമായ അവസ്ഥാഭേദങ്ങളാണ് ഇതേവരെ പരിഗണിക്കപ്പെട്ടത്. അഭിവഹന (advection) പ്രക്രിയയിലൂടെ തിരശ്ചീന ദിശയില്‍ താപവ്യതിയാനങ്ങള്‍ സംഭവിക്കുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാവുന്ന അവസ്ഥാവിശേഷങ്ങള്‍ തുലോം വിഭിന്നമായിരിക്കും. വാതമുഖ(front)ങ്ങളിലും കടലോരങ്ങളിലും ഈദൃശമായ വ്യത്യാസങ്ങള്‍ സാധാരണമാണ്.
(എന്‍.ജെ.കെ. നായര്‍)
