डॉपलर रडार असेल तर..!

डॉ. बाळ फोंडके
सोमवार, 21 मार्च 2022

‘जर तर’च्या गोष्टी

हवामानाच्या अंदाजासाठी मुख्यत्वे तीन प्रकारचे डॉपलर रडार वापरले जातात. साधारण पाचशे किलोमीटर परिसरातील हवामानाची स्थिती, ढगांचे पुंजके आणि पाऊसमान यांची माहिती त्यातून मिळू शकते. या परिस्थितीवर बारकाईनं लक्ष ठेवून तिच्यात मिनिटामिनिटाला होणाऱ्या बदलांचं अचूक वर्तमान हवामानतज्ज्ञांना मिळतं आणि ते त्यानुसार आपलं अनुमान काढत आपत्कालीन यंत्रणेला सावध करू शकतात. डॉपलर रडार असेल तरच हे अनुमान अधिक धारदार बनवत वित्त आणि जीवितहानी टाळता येते.

अलीकडेच मुंबईत दुसरे डॉपलर रडार कार्यान्वित करण्यात आल्याच्या बातमीला प्रसारमाध्यमांनी ठळक स्थान दिलं होतं. गेल्या दोन-तीन वर्षांमध्ये अतिवृष्टी झाल्याच्या घटनांच्यावेळी असा डॉपलर रडार नसल्यामुळं अचूक अंदाज करणं शक्य झालं नसल्याचं सांगितलं होतं. म्हणूनच आता हे उपकरण उपलब्ध झाल्यामुळं हवामानाच्या अचूक अंदाजाला बळकटी येईल, अशी अपेक्षा करण्यात येत आहे. 

हे डॉपलर रडार असेल तर नेमका काय फरक पडतो, हा प्रश्न मात्र अनेकांना पडला आहे. ख्रिश्चन डॉपलर (१८०३-१८५०) हे एकोणिसाव्या शतकातल्या ऑस्ट्रियातील एक भौतिक वैज्ञानिक. त्यांनी प्रकाशलहरी आणि ध्वनिलहरी यांच्या एका वैशिष्ट्याचा उलगडा केला होता. आपण या आविष्काराचा अनेकवार अनुभव घेतलेला असतो. समजा एका रेल्वेच्या स्टेशनवर आपण उभे आहोत. अशा वेळी दूरवरून एक गाडी आपल्याकडे काही वेगानं येत असते. त्या गाडीची शिटी आपल्याला ऐकू येते. जोवर ती गाडी दूर असते तोवर त्या शिटीचा आवाज सौम्यच असतो. मंद्रसप्तकात असतो. पण जसजशी ती गाडी जवळ जवळ येऊ लागते तसतसा त्या शिटीच्या आवाजाची पातळी वाढत जाते, कर्णकटू होऊ लागते आणि ती एकदम जवळ आली की कान मिटून घ्यावेसे वाटू लागतात. तोवर ती गाडी आपल्या समोरून पसार होत दूरदूर जाऊ लागते. तसतसा त्या शिटीच्या आवाजाची पातळी घटत जाते आणि परत तो आवाज सौम्य पातळीवर येतो. आणखी दूर गेली की तो ऐकूच येत नाही. शिटीच्या आवाजातील या चढउतारानं आपण अचंबित होतो. पण त्याचा फारसा विचार करत नाही. डॉपलरनं मात्र हे गूढ उकलण्याचं ठरवलं.

गाडीची शिटी एकाच पातळीत वाजत असते. त्या आवाजाच्या लहरी मग गाडी जिथं असते त्या ठिकाणाहून सर्व दिशांना पसरत जातात. जोवर ती गाडी एकाच जागी उभी असते, स्थिर असते, तोवर त्या लहरींच्या तरंगलांबीत आणि लहरींच्या उंचीत काहीच फरक पडत नाही. एकाच लयीत ती शिटी आपल्याला ऐकायला येते. पण ती गाडी जर स्थिर नसेल, पुढं पुढं सरकत असेल, तर ज्या वेगानं ती हलते त्या वेगानं त्या आवाजाच्या लहरी दाबल्या जातात. त्यांच्या तरंग लांबीत घट होत जाते. तसंच त्या लहरींच्या माथ्याची उंची वाढत जाते. त्यापायीच मग त्या आवाजाच्या पट्टीत फरक पडत जातो. उलट जसजशी ती गाडी दूरदूर जाऊ लागते, तसतशा त्या लहरींची तरंगलांबी परत वाढत जाते. माथ्यांची उंची कमी कमी होत जाते. आवाजाची पट्टी परत मूळपदावर येऊ लागते. प्रकाश लहरींच्या बाबतीतही याच परिस्थितीचा अनुभव येतो. तरंगलांबीत पडणारा फरक त्या लहरी प्रक्षेपित करणाऱ्या स्रोताच्या वेगावर अवलंबून असल्यामुळं त्या फरकाचं मोजमाप करून त्या स्रोताच्या वेगाचं अचूक निदान करता येतं. याचाच वापर करून रस्त्यावरून धावणाऱ्या मोटारीचा वेग किंवा गोलंदाजानं टाकलेल्या क्रिकेटच्या चेंडूचा वेग तत्काळ मोजला जातो. 

रडारचा शोध दुसऱ्या महायुद्धाच्या काळात लागला. शत्रूच्या विमानांना ती दूरवर असतानाच टिपण्यासाठी त्याचा वापर केला गेला. त्यात आपल्या जमिनीवरून एक रेडिओलहर प्रक्षेपित केली जाते. ती जर एखाद्या वस्तूनं अडवली तर तिच्यावरून ती परावर्तित होऊन परत आपल्या मूळ जागी येते. या परावर्तित लहरीचं निरीक्षण करून ती वस्तू, बहुतांश विमान, कुठं आहे, त्याचं आकारमान किती आहे, कोणत्या दिशेनं प्रवास करत आहे, त्याचा वेग किती आहे, याची माहिती मिळू शकते. ती आपल्या विमानदलाला आणि तोफखान्याला दिली की मग त्या विमानावर हल्ला करून ते आपल्या सीमेपर्यंत पोचणारच नाही याचा बंदोबस्त करता येतो. सुरुवातीचं रडार केवळ जुजबी माहितीच पुरवत असे. पण ते तंत्रज्ञान अधिक विकसित झाल्यावर त्या संबंधीची अधिक अचूक माहिती मिळू लागली. साहजिकच त्याच्या उपयोगाला इतर क्षेत्रांमध्येही वाव मिळू लागला. 

त्याचंच पुढचं पाऊल म्हणजे डॉपलर तत्त्वाचा वापर रडारची उपयुक्तता वाढवण्यात झाला. कारण आता केवळ शत्रूचं विमान आहे, एवढीच माहिती मिळत नसून ते किती वेगानं प्रवास करत आहे, आपल्या सीमेजवळ पोचण्यासाठी त्याला किती वेळ लागणार आहे, कोणत्या लक्ष्यावर त्याची नजर आहे, अशी इत्थंभूत माहिती मिळणं शक्य झालं. त्यापायीच मग संरक्षण दलाला अधिक बळ मिळालं. 

एकदा हे तंत्रज्ञान विकसित झाल्यावर अर्थातच त्याच्या वापराचं क्षेत्र विस्तारलं गेलं. केवळ युद्धकालीन स्थितीतच नाही तर शांतता काळातही त्याचा वापर कसा करता येईल, याचा विचार होऊ लागला. त्याची परिणती म्हणून हवामानाच्या, खास करून वादळांच्या, पावसाच्या धारांच्या, हवेतील प्रवाहांच्या अधिक अचूक माहितीसाठी त्याचा वापर करायला सुरुवात झाली. हवामानाच्या अंदाजासाठी मुख्यत्वे तीन प्रकारचे डॉपलर रडार वापरले जातात. ते प्रक्षेपित करत असलेल्या रेडिओलहरींच्या वारंवारितेनुसार, फ्रिक्वेन्सीनुसार त्यांचा वर्ग ठरतो. ‘एस बॅन्ड’, ‘सी बॅन्ड’ आणि ‘एक्स बॅन्ड’. साधारण पाचशे किलोमीटर परिसरातील हवामानाची स्थिती, ढगांचे पुंजके आणि पाऊसमान यांची माहिती त्यातून मिळू शकते. ज्या वेळी चक्रीवादळ किंवा ढगफुटी यासारखी अस्मानी सुलतानी होण्याची शक्यता असते, त्यावेळी हवेतील या परिस्थितीवर बारकाईनं लक्ष ठेवून तिच्यात मिनिटामिनिटाला होणाऱ्या बदलांचं अचूक वर्तमान हवामानतज्ज्ञांना मिळतं आणि ते त्यानुसार आपलं अनुमान काढत आपत्कालीन यंत्रणेला सावध करू शकतात. डॉपलर रडार असेल तरच हे अनुमान अधिक धारदार बनवत वित्त आणि जीवितहानी टाळता येते किंवा किमान पातळीवर आणता येते. 'एक्स बॅन्ड' रडार गडगडाटी पावसाचं तसंच वीजेविषयीचं अचूक अनुमान काढण्यासाठी वापरलं जातं. 'सी बॅन्ड'चा वापर बहुतांशपणे चक्रीवादळाचा मागोवा घेण्यासाठी केला जातो. त्यातून त्या वादळातील वाऱ्यांचा वेग, त्या वादळाच्या प्रवासाची दिशा आणि वेग यावर नजर ठेवता येते. वादळांचा प्रवास कधीच सरळ किंवा सुसंगत नसतो. त्यात सतत बदल होत असतात. त्यामुळं त्याची क्षणाक्षणाची बित्तंबातमी मिळवणं अगत्याचं असतं. डॉपलर रडारची यासाठी मोलाची मदत होते. दर दहा मिनिटांनी ही माहिती अद्ययावत केली जाते. त्यापायीच मग वातावरणात वेगानं होणार्‍या बदलांचा त्याच वेगानं धांडोळा घेणं शक्य होतं. ढगांमधल्या बाष्पाचं किती वेगानं पावसाच्या थेंबांमध्ये रूपांतर होत आहे आणि त्या थेंबांचं आकारमान किती आहे, याची तज्ज्ञांना आवश्यक असलेली माहिती डॉपलर रडार असेल तरच उपलब्ध होऊ शकते.

संबंधित बातम्या