रोजच्या रोज ‘लोकल’ने प्रवास करणाऱ्या मुंबईकरांना ध्वनीचा ‘डॉप्लर’ इफेक्ट नवा नाही. ट्रेन जवळ येतानाचा आणि दूर जातानाचा आवाज यातील फरक लगेच लक्षात येतो. स्टेशनात शिरणारी फास्ट ट्रेन जोरात हॉर्न वाजवत येत असताना कर्णकर्कश वाटणारा आवाज ट्रेन दूर जाताना त्याच ध्वनीकंपनांचा असला तरी कमी वाटतो.
आता पाऊस संपत आलाय. सरत्या पावसाच्या सरी अजूनही काही दिवस बरसतील. पावसाळी वातावरणात पाऊस नेमका कधी नि कुठे पडेल, वारे कसे वाहतील, चक्रीवादळासारख्या आपत्तींची शक्यता किती या सर्व गोष्टींचं पूर्वानुमान सांगणारी यंत्रणा म्हणून आपल्याला ‘डॉप्लर’ या गोलाकार मोठ्या बलूनसारख्या दिसणाऱ्या यंत्रणेचा फोटो ठाऊक असतो. त्याद्वारे ‘डॉप्लर इफेक्ट’ किंवा ‘डॉप्लर शिफ्ट’चा अंदाज घेऊन भाकीत वर्तवलं जातं. अमेरिकेसारख्या प्रगत देशात अशी यंत्रणा अत्यंत सक्षमतेने काम करते.
तिकडे जाऊन आलेले अनेकजण सांगतात की, कारमधून जाताना हवामानाचा अंदाज सांगणाऱ्या चॅनलवर सांगितले जाते की, पुढे इतक्या मैलांवर (तिथे किलोमीटरऐवजी मैल हेच परिमाण वापरतात) इतका वेळ पाऊस पडेल… आणि तसाच तो पडतो! यात दोन-चार टक्क्यांनी उणीव असेलही, पण नव्वद टक्के अंदाज योग्य ठरतात. ‘पाऊस पडला तर पडेल…’ याला काही भाकीत म्हणता येत नाही. आकाश व्यापणारे काळे ढग पाहिले की आपणही परस्परांना असं सांगतच असतो, परंतु त्याला संपूर्ण वैज्ञानिक आधार नसतो. डॉप्लर इफेक्ट यंत्रणा जेवढी प्रभावी, तेवढी या भाकिताचं सत्यात रूपांतर करणारी शक्यता वाढते. या यंत्रणेला ‘डॉप्लर’ म्हणतात, याचं कारण ध्वनीबाबतचं हे गणित 1842 मध्ये ख्रिश्चियन डॉप्लर यांनी मांडलं. तोपर्यंत आपल्यापासून दूर जाणाऱ्या किंवा जवळ येणाऱ्या गतिमान वाहनाचा अथवा मिरवणुकीतील वाद्यांचा वगैरे आवाज कमी-अधिक कसा होतो याचा अनुभव लोकांना होताच. यामध्ये ध्वनीनिर्मिती करणारी गोष्ट आपल्यापासून किंवा आपण त्यापासून किती वेगाने जवळ अथवा दूर जातो त्यावर ध्वनी कसा कानी पडणार हे ठरतं. एखाद्या ध्वनीलहरींच्या प्रसारणाची आणि ग्रहणाची कंपनं त्या दोन वस्तूंच्या अंतरावर अवलंबून असतात. ट्रेनचा हॉर्नचा किंवा सायरनचा आवाज सतत तेवढय़ाच क्षमतेने निर्माण होत असला तरी कानांना तो जवळ येताना जास्त आणि दूर जाताना कमी वाटतो, ही तर अनुभवाची गोष्ट.
यामध्ये ध्वनीनिर्मिती आणि ध्वनीग्रहण करणाऱ्या दोन्ही गोष्टी ठरावीक अंतरावर राहिल्या तर सतत एकसारख्याच क्षमतेचा आवाज येईल. त्याची मोजणी त्यामानाने सोपी. परंतु यापैकी एखादी किंवा दोन्ही गोष्टी चल असतील तर ध्वनीकंपनांचा परिणाम बदलत जाणार. यासाठी एक उदाहरण दिलं जातं ते फुटबॉल किंवा क्रिकेटच्या ‘कॅच प्रॅक्टिस’चं. समजा दोन खेळाडू समोरासमोर स्थिर उभे राहून ‘कॅच प्रॅक्टिस’ करत असतील तर त्यांच्या एका ‘कॅच’ला एक सेकंद लागतो असं मानलं तर मिनिटाभरात 60 कॅच होतील. परंतु दोघेही परस्परांना चकवा देण्यासाठी जागा बदलून ‘थ्रो’ करत राहिले तर हे गणित बदलेल. पुन्हा प्रत्येक ‘कॅच’च्या वेळी अंतर कमी-जास्त होणार आणि ठरावीकच वेळेचं बंधन राहणार नाही. या ‘इफेक्ट’चा उपयोग विमान वाहतुकीच्या रडार सिस्टिमसाठी, सुरक्षा यंत्रणा तसेच हवामानाच्या अंदाजांसाठी केला जातो. 1950 च्या काळातील ‘डॉप्लर वेदर रडार’ यंत्रणा टीव्हीच्या ‘ओबी’ व्हॅनसारखी असायची. अत्याधुनिक हवामान-डॉप्लरमध्ये ‘पल्स डॉप्लर’ महत्त्वाची भूमिका बजावतात. 1958 मध्ये डेव्हिस होम्स आणि रॉबर्ट स्मिथ यांनी सततच्या फिरत्या रडारद्वारे ‘टोर्मेडो’ किंवा चक्रवाताचं भाकीत वर्तवण्याचं तंत्र विकसित केलं.
यामागचे विज्ञान सोप्या शब्दांत जाणून घ्यायचा प्रयत्न करूया. मायक्रोवेव्ह प्रसारणात किंवा ध्वनी लहरी प्रसारणात इन्व्हर्सली प्रफोर्शनल म्हणजे कमी ते अधिक वा अधिक ते कमी अशी जाणवते. डॉप्लरमध्ये कमी ‘बॅन्ड’चे ग्रहणक (रिसिव्हर) असतात. ते छोटे ‘हॅन्डी’ असतात. सध्या हवामानाचा अंदाज देणाऱ्या ‘रडार’ना पल्स डॉप्लर म्हणतात. यामध्ये त्यातून एका मायक्रोसेकंदमध्ये मायक्रोवेव्ह प्रसारित होते. ती आकाशातील पावसाळी ढगांवर आदळून परतताना त्यातील बदल हा त्या ढगांचं अंतर, त्यांचा वेग, घनता किंवा विरळपणा यावर अवलंबून असतो. मग त्यावर आधारित कोणत्या ठिकाणी, कोणत्या वेळी किती पाऊस पडेल याचा अंदाज घेतला जातो. असे अनेक डॉप्लर ठिकठिकाणी असले तर हा अंदाज अधिक बरोबर ठरतो. अमेरिकेत असे 160 डॉप्लर ठिकठिकाणी कार्यरत आहेत, तर आपल्याकडे सध्या 40 च्या आसपास असून पुढच्या तीनेक वर्षांत आणखी 25 डॉप्लर उभारण्याची योजना आहे. जेवढी रडार वाढतील तेवढा जास्त उपयोग देशाला होईल. कारण आपला देश कृषीप्रधान, संपूर्ण पावसाळी मोसमाचा आणि पावसावर अवलंबून असलेल्या पीक-पद्धतीचा आहे. शेतकऱ्यासाठी हवामानाचा योग्य अंदाज वेळच्या वेळी मिळणं अत्यंत गरजेचं ठरतं. एकविसाव्या शतकात अशी यंत्रणा देशभर वेगाने वाढली पाहिजे. शहरात पावसाची मोजणी पाणी कुठे साचणार किंवा अन्य गोष्टींसाठी उपयोगी पडते, तर नदीकाठच्या कोटय़वधी लोकांना पावसाचा अंदाज आधीच आला तर पूरपरिस्थितीशी सामना करता येतो. एकूणच काय भविष्यकाळात पावसापाण्याचं अत्यंत काटेकोर भाकीत ही काळाची गरज आहे.
विनायक
