पृथ्वीवरील सर्वांत उंच ढग खाली सरकत आहेत

उन्हाळ्याच्या रात्री, सूर्यास्तानंतर बराच वेळ, संधिप्रकाशातील आकाशात विरळ ढग तेजस्वीपणे चमकू शकतात. 1883 मधील क्राकाटोआच्या प्रचंड उद्रेकानंतर, 1885 मध्ये त्यांचे पहिल्यांदा वर्णन करण्यात आले. जमिनीवर अंधार असताना ते अजूनही सूर्यप्रकाशात उजळलेले असतात, त्यामुळे ते 80 किमीहून अधिक उंचीवर तरंगत असले पाहिजेत. 1912 पासून मानले जाते त्याप्रमाणे ते पाण्याच्या बर्फाचे बनलेले असतील, तर तेथील हवा 150 केल्व्हिनपेक्षा थंड असली पाहिजे. हे आहेत निशादीप्त ढग (noctilucent clouds), पृथ्वीवरील सर्वांत उंच ढग.

वरच्या वातावरणातील इशारा-घंटा

त्यांच्यात हवामानाचा संकेत दडलेला असावा, असा संशय फार पूर्वीपासून आहे. वाढता कार्बन डायऑक्साइड ढगांच्या खालचे थर, म्हणजे स्ट्रॅटोस्फियर आणि मेसोस्फियर, थंड करतो. थंड झालेले थर आकुंचन पावतात: वरचे वातावरण “आकसते”, आणि त्याच्या माथ्यावर बसलेले ढग हळूहळू खाली सरकले पाहिजेत. या प्रदेशाचे एक हवामान मॉडेल, LIMA/MIMAS, नेमके हेच भाकीत करते — 1960 नंतर वेग घेणारे, आधीपेक्षा 6.5 पट वेगवान अवतरण, कारण कार्बन डायऑक्साइड अधिकाधिक वेगाने वाढत आहे.

हे तपासणे कठीण आहे. हे ढग किती वेळा दिसतात हे निरीक्षकांच्या संख्येवर आणि हवामानावर अवलंबून असते; त्यांची प्रखरता अंशांकन न केलेल्या (uncalibrated) उपकरणांनी मोजली गेली. त्यांची उंची मात्र त्यांच्या शोधापासून मोजली जात आहे. पूर्वीच्या आढाव्यांत कोणताही स्पष्ट कल आढळला नाही: उंची नैसर्गिकरीत्या 79 ते 85 किमी दरम्यान विखुरलेली असते, अपेक्षित घटीपेक्षा जास्त.

सारख्याची तुलना सारख्याशीच

रशियन विज्ञान अकादमीच्या अंतराळ संशोधन संस्थेतील Oleg Ugolnikov आणि मॉस्को व कालिनिनग्राडमधील सहकाऱ्यांनी आधी कडक नियम ठरवले. लेसर प्रकाशाने आकाशाचा वेध घेणाऱ्या आधुनिक लायडारना (lidar) ढगांच्या थरात वरच्या भागातील बर्फाचे सूक्ष्म कण दिसतात, तर छायाचित्रांना त्याच्या तळाशी असलेले सर्वांत मोठे कण दिसतात — 2 किमीपर्यंत खाली. त्यामुळे एकच तंत्र ग्राह्य धरले जाते: त्रिकोणीकरण (triangulation), म्हणजे एकाच ढगाचे दोन किंवा अधिक ठिकाणांहून छायाचित्र घेणे आणि त्याच्या स्थानातील सरकण्यावरून त्याची उंची काढणे.

त्यांनी अचूक नसलेली सर्वेक्षणेही वगळली. 1887 मधील अगदी पहिल्या सर्वेक्षणात 79 किमी उंची आढळली, पण त्याचे दोन निरीक्षक केवळ 32.4 किमी अंतरावर होते आणि त्यांच्या वेळा केवळ काही मिनिटांच्या फरकाने जुळलेल्या होत्या — 10 किमीहून मोठ्या त्रुटींसाठी पुरेसे. हा संशोधक-गट फक्त किमान 40 किमी अंतरावरील आणि अचूक वेळ नोंदवलेली ठिकाणे ग्राह्य धरतो: 1890-1891 मध्ये बर्लिनच्या परिसरात O. Jesse, 1932-1934 मध्ये ओस्लोजवळ C. Störmer, त्यानंतर स्टॉकहोम, एस्टोनिया, लाटव्हिया आणि स्कॉटलंड, 1986 मधील 200 किमीच्या आधाररेषेपर्यंत (baseline).

वीस हजार नवीन उंची

2020 पासून, सुमारे वीस कॅमेरे, त्यांपैकी बहुतेक स्वयंचलित Starvisor जाळ्यातील, 54 ते 61 अंश उत्तर अक्षांशांदरम्यानच्या आकाशावर नजर ठेवत आहेत. ते एकमेकांपासून 50 ते 200 किमी अंतरावरील गटांमध्ये काम करतात आणि मिनिटाला चार प्रतिमांपर्यंत घेतात. सॉफ्टवेअर प्रत्येक ढग-क्षेत्राचे तुकडे करते, ते तुकडे कॅमेऱ्यांदरम्यान जुळवते आणि त्यांची उंची व वेग काढते. परिणाम: सुमारे 20,000 स्वतंत्र उंची.

दुसरी पद्धत त्याच प्रतिमांच्या साहाय्याने त्यांची पडताळणी करते. ढग पृथ्वीच्या सावलीत सरकू लागतो तेव्हा, त्याच्यावर पडणारा सूर्यप्रकाश ओझोन थर ओलांडतो तेव्हा ढग आधी अधिक निळा होतो, मग तो प्रकाश खालच्या वातावरणातून जातो तेव्हा ढग अधिक लाल होतो. रंगातील या बदलांच्या वेळेवरून त्याची उंची कळते. स्ट्रॅटोस्फियरमधील सूक्ष्म कणांच्या धूसरतेसाठी (haze) सुधारणा केल्यानंतर, दोन्ही पद्धती 0.18 किमीच्या आत जुळतात.

धाग्यांचा गुंता सोडवताना

या ढगांची उंची ऋतू, रात्रीची वेळ, चांद्र भरती (lunar tides), अक्षांश आणि सौर क्रियाशीलता यांवरही अवलंबून असते. संशोधक-गटाने 1890 ते 2026 पर्यंतच्या प्रत्येक मोजमापाचा स्वतंत्रपणे विचार करून हे सर्व घटक एकाच वेळी जुळवले (fit). केवळ दोन परिणाम ठळकपणे दिसतात: ऋतू, ज्यात सर्वांत खालचे ढग 10 जुलैच्या सुमारास, संक्रांतीनंतर काही आठवड्यांनी, दिसतात; आणि दीर्घकालीन कल.

हा कल मॉडेलच्या भाकिताचा एक अंश K म्हणून मोजला जातो: K = 1 म्हणजे मॉडेल बरोबर आहे, K = 0 म्हणजे कोणताही कल नाही. जुळवणीतून K = 0.52 ± 0.18 मिळते — 99.5% हून अधिक खात्रीने आढळलेले अवतरण, पण मॉडेलच्या भाकिताच्या निम्मे. आज याचा अर्थ सुमारे दर शतकाला 1.2 किमी.

एक साधी तपासणी याला दुजोरा देते. 2000 पूर्वी, सर्व मोजमापांची सरासरी उंची 82.52 किमी होती; 2020 च्या दशकात ती 81.83 किमी आहे. ढग 0.69 किमी खाली आहेत — 1960 पासून मॉडेल अपेक्षित धरते त्या घटीच्या सुमारे निम्मे.

तळ खाली जातो, माथा टिकून राहतो

एक तपशील लक्षवेधी आहे. ढगांच्या उंचीच्या पल्ल्याची वरची कड, ऋतूभरात असो वा दशकांमध्ये, जेमतेम हलली आहे. खालची कड सरासरीच्या सुमारे दुप्पट खाली गेली आहे — मॉडेलने भाकीत केलेल्या गतीच्या जवळपास.

आणखी त्रिकोणीकरणामुळे आजची सरासरी उंची अधिक नेमकी कळेल, अशी लेखकांना अपेक्षा आहे, पण कल स्वतः जुन्या मोजमापांच्या कमी संख्येमुळे आणि बेताच्या अचूकतेमुळे मर्यादितच राहील. खरा फायदा, ते लिहितात, 21 व्या शतकात लायडार, उपग्रह आणि कॅमेरे यांनी या ढगांवर पुरेसा काळ नजर ठेवल्यानंतरच होईल.