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सुजा मैरी जेम्स द्वारा
भारत जैव विविधता की भूमि है और गंभीर जलवायु तनाव में है। मूसलाधार बारिश से लेकर गर्मी तक जनसंख्या को अत्यधिक जोखिम है। पिछले कुछ वर्षों में इस क्षेत्र में मौसम की चरम घटनाओं में हाल की बढ़ोतरी के प्रमुख कारणों में से एक के रूप में ‘वायुमंडलीय नदियों’ पर जलवायु परिवर्तन के प्रभाव को जिम्मेदार ठहराया गया है। उदाहरण के लिए अध्ययनों से पता चला है कि भारत में हाल ही में आई विनाशकारी बाढ़ को वायुमंडलीय नदियों द्वारा लाया गया है, विशेष रूप से उन लोगों ने जिन्होंने 2018 में केरल और 2013 में उत्तराखंड में कहर बरपाया था।
निचले वायुमंडल में वायुमंडलीय नदियां (AR) सीमित क्षेत्र हैं जो बड़ी दूरियों पर महत्वपूर्ण मात्रा में जल वाष्प का संचार करती हैं। शोधकर्ताओं झू और नेवेल (1998) ने शुरुआत में “वायुमंडलीय नदियों” वाक्यांश का उपयोग यह देखने के बाद किया कि वायुमंडल में अधिकांश जल वाष्प बहुत छोटे क्षेत्रों में ले जाया जा रहा था जो केवल 400 किलोमीटर चौड़ा था।
क्या है वायुमंडलीय नदी?
“वायुमंडलीय नदियां (AR) वायुमंडल में अपेक्षाकृत लंबे संकरे क्षेत्र हैं – जैसे आकाश में नदियां – जो उष्णकटिबंधीय के बाहर अधिकांश जल वाष्प का परिवहन करती हैं” – NOAA (राष्ट्रीय समुद्री और वायुमंडलीय संचालन) द्वारा परिभाषित। पृथ्वी में आमतौर पर किसी भी समय चार से पांच सक्रिय AR होते हैं। वह 1,000 मील से अधिक लंबी और 250 से 375 मील चौड़ी हो सकती हैं।
पृथ्वी की जलवायु वायुमंडलीय नदियों से काफी प्रभावित है। वह उष्णकटिबंध से पोल में नमी के हस्तांतरण का 90% प्रभारी हैं। फलस्वरूप AR बादल गठन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है और वायु तापमान, समुद्री बर्फ और अन्य जलवायु संबंधित चर पर एक प्रमुख प्रभाव पड़ता है। कुछ शोधकर्ताओं का दावा है कि उत्तरी अमेरिका, फ्रांस, स्पेन, पुर्तगाल, यूनाइटेड किंगडम, दक्षिण अमेरिका, दक्षिण पूर्व एशिया और न्यूजीलैंड के कुछ तटीय क्षेत्रों में वर्षा के 50% से अधिक के लिए AR जिम्मेदार हैं। हालांकि, वर्षा की भारी मात्रा के कारण वायुमंडलीय नदियां भी गंभीर बाढ़ का कारण बन सकती हैं।
हालांकि AR के कई अलग-अलग प्रकार और आकार हैं, चरम वर्षा की घटनाएं और बाढ़ केवल उन लोगों के कारण होती हैं जो पानी के वाष्प और सबसे मजबूत हवाओं की उच्च सांद्रता के साथ होते हैं। इन चरम घटनाओं में आंदोलन में बाधा डालने, कीचड़ उछालने और लोगों और संपत्ति को नुकसान पहुंचाने की क्षमता है। सभी वायुमंडलीय नदियों में व्यवधान नहीं होता है। कई कमजोर हैं और उपयोगी वर्षा या उच्च ऊंचाई वाले बर्फ देते हैं जो पानी की आपूर्ति के लिए आवश्यक है। NOAA की अर्थ प्रणाली अनुसंधान प्रयोगशाला (ESRL) के आधार पर मजबूत AR मिसिसिपी नदी के मुहाने पर तरल पानी के सामान्य प्रवाह से 15 गुना तक पानी वाष्प को ले जा सकते हैं।
स्रोत: मंटेका बुलेटिन
इस घटना का एक प्रसिद्ध उदाहरण “पाइनएप्पल एक्सप्रेस” है, जो एक शक्तिशाली वायुमंडलीय नदी है जो हवाई के निकट उष्णकटिबंधीय से U.S. पश्चिमी तट तक नमी परिवहन करने की शक्ति रखती है। पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में पाइनएप्पल एक्सप्रेस महत्वपूर्ण हिमपात और बारिश ला सकती है। यह कैलिफोर्निया में एक ही दिन में 5 इंच तक बारिश पैदा कर सकता है।
आमतौर पर वायुमंडलीय नदियां उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में शुरू होती हैं। समुद्र जल वाष्पीकरण और वायुमंडलीय उत्थान क्षेत्र के गर्म तापमान के कारण होता है। पानी के वाष्प को तेज हवाओं द्वारा वायुमंडल के माध्यम से अपनी चढ़ाई में सहायता मिलती है। वायुमंडलीय नदियों के भूमि पर बहने के कारण पानी का वाष्प वातावरण में और बढ़ जाता है। फिर यह पानी की बूंदों में ठंडा हो जाता है जो अंततः वर्षा के रूप में गिर जाता है।
वायुमंडलीय नदियों का गठन
AR का गठन एक विवादास्पद विषय बना हुआ है क्योंकि पानी के फिलामेंट कैसे बनते हैं, इसके लिए कई स्पष्टीकरण हैं। डेकर एट. एल (2015) के अनुसार, AR का गठन किया गया है क्योंकि शीताग्र उष्णाग्र के पास आ जाते हैं, यह गर्म क्षेत्र से पानी के वाष्प को उठाता है। यह गर्म वाहक बेल्ट एयरफ्लो के आधार की ओर ले जाता है, जो शीताग्र से पहले उच्च जल वाष्प सामग्री का एक संकीर्ण क्षेत्र बन जाता है। परिणामस्वरूप, उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र से जल वाष्प के लंबे दूरी के हस्तांतरण के बजाय चक्रवात के गर्म क्षेत्र में जल वाष्प द्वारा उच्च जल वाष्प सामग्री तंतु का उत्पादन किया जाता है। वर्षा के दौरान खो गए पानी के वाष्प को चक्रवात के अंदर वाष्पीकरण और नमी अभिसरण के चल रहे चक्र से प्रतिस्थापित किया जाता है।
स्रोत: NOAA
“वायुमंडलीय नदी” शब्द का अर्थ है कि उपोष्णकटिबंधीय से नम हवा को लगातार चक्रवात के केंद्र में डाला जाता है, लेकिन वास्तव में यह फिलामेंट चक्रवात से निर्यात किए गए पानी के वाष्प का परिणाम है और इस प्रकार वह उन पैरों के निशान का प्रतिनिधित्व करते हैं जो उपोष्णकटिबंधीय से ध्रुव की ओर जाते हैं।
वायुमंडलीय नदियों की मुख्य विशेषताएं या परिभाषित विशेषताएं हैं (राओ एट.एल, 2016),
1) एकीकृत जल वाष्प सांद्रता (IWV) इस तरह कि यदि वायुमंडलीय स्तंभ में सभी जल वाष्प को तरल पानी में संघनित किया जाए तो वर्षा के रूप में 2 या अधिक cm मोटा पानी होगा।
2) हवा की गति सबसे कम 2 km में 12.5 मीटर प्रति सेकंड से अधिक है।
3) एक आकार जो लंबा और संकीर्ण है, 400 से 500 किलोमीटर तक चौड़ा नहीं है और कभी-कभी पूरे महासागर बेसिन में हजारों किलोमीटर तक फैला हुआ है।
पिछले दस वर्षों के दौरान कई शोध पत्रों में मौसम और वैश्विक मध्य अक्षांश जल चक्र दोनों में वायुमंडलीय नदियों के महत्व पर प्रकाश डाला गया है। दुनिया के उत्तरी गोलार्द्ध में वायु प्रवाह का पैटर्न मानव-प्रेरित जलवायु परिवर्तन द्वारा बाधित है। उन क्षेत्रों में जहां इन सुविधाओं का सामना पहाड़ों से होता है, पाठ्यक्रम में AR परिवर्तन सबसे तीव्र वर्षा और बाढ़ के प्राथमिक स्रोत हैं। वह इन क्षेत्रों में बर्फ और पानी की उपलब्धता में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
जलवायु परिवर्तन और वायुमंडलीय नदियां
वर्षा पर जलवायु परिवर्तन का प्रभाव निश्चित रूप से इस घटना के सबसे बेहतरीन पहलुओं में से एक है। तापमान बढ़ने पर वाष्पीकरण दर बढ़ जाती है, जिससे हवा में अधिक तरल पानी के अणुओं को वाष्प में परिवर्तित किया जाता है। वास्तव में तापमान में प्रत्येक 1 डिग्री सेल्सियस (1.8 डिग्री फारेनहाइट) बढ़ोतरी के साथ, वायुमंडल लगभग 7% अधिक पानी को बनाए रख सकता है। वर्षा की घटनाओं की तीव्रता इस नमी-समृद्ध हवा की क्षमता के कारण बढ़ जाती है जो एक ही समय में अधिक मात्रा में वर्षा का उत्पादन करती है।
नासा के नेतृत्व में किए गए एक नए अध्ययन के अनुसार, इस शताब्दी के अंत तक वायुमंडलीय नदियों की संख्या में कमी के दौरान वैश्विक स्तर पर अधिक तीव्र होने की भविष्यवाणी की जाती है। नवीनतम अध्ययन के अनुसार, वायुमंडलीय नदियां अब की तुलना में अधिक व्यापक और लंबी होंगी, जो उन्हें प्रभावित क्षेत्रों में अधिक बार होने का कारण बनेंगी। पासाडेना, कैलिफोर्निया में नासा की जेट प्रोपुलेशन प्रयोगशाला के प्रमुख लेखक ड्वेन वेलिसर के अध्ययन के अनुसार, “परिणाम बताते हैं कि 21वीं सदी के अंत तक दुनिया भर में लगभग 10% कम वायुमंडलीय नदियां होंगी, जहां ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन वर्तमान दर पर जारी रहेगा।” वायुमंडलीय नदी की स्थितियों की आवृत्ति, जैसे कि भारी बारिश और उच्च हवाओं, वास्तव में वैश्विक स्तर पर लगभग 50% बढ़ जाएगी, जो निष्कर्षों के परिणामस्वरूप जो भविष्यवाणी की कि वायुमंडलीय नदियां औसतन लगभग 25% व्यापक और अधिक होंगी। निष्कर्ष यह भी इंगित करते हैं कि सबसे शक्तिशाली वायुमंडलीय नदी तूफान अधिक बार होने की उम्मीद की जाती है—लगभग दो बार।
हाल ही में किए गए एक अध्ययन के अनुसार, जलवायु परिवर्तन ने फरवरी 2017 में दो वायु नदियों से वर्षा की मात्रा को बढ़ाया, जिसने कैलिफोर्निया के दूसरे सबसे बड़े बांध, ओर्विल्ल डैम को काफी नुकसान पहुंचाया और 188,000 लोगों को खाली करने के लिए मजबूर किया। जीवाश्म ईंधन जलाने के कारण होने वाली वार्मिंग के कारण 11 से 15 प्रतिशत अधिक वर्षा होती है। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि वर्षा की मात्रा 20 से 60 प्रतिशत अधिक होती अगर वैसी ही घटनाएँ ऐसी दुनिया में घटित होतीं जो अब से भी अधिक गर्म थी, जैसा कि इक्कीसवीं सदी के अंत तक होने की भविष्यवाणी की गई है। भविष्य की वायुमंडलीय नदियों का अनुकरण करने वाले अन्य प्रयोगों में यह दिखाया गया है कि वर्षा निश्चित रूप से एक गर्म दुनिया में 40% तक बढ़ जाएगी।
वायुमंडलीय नदियों को प्रभावित करने वाले स्थानों पर महत्वपूर्ण रूप से असर पढ़ सकता है। इन प्रणालियों द्वारा की गई तीव्र वर्षा के परिणामस्वरूप बाढ़, कीचड़ और भूस्खलन हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मृत्यु हो सकती है और संपत्ति को नुकसान हो सकता है। इसके अतिरिक्त जलाशयों और अन्य पानी के आधारभूत संरचना को अधिक नुकसान पहुंचाकर, वायुमंडलीय नदियां पानी की उपलब्धता से समझौता कर सकती हैं। इन प्रणालियों में कभी-कभी कृषि या अन्य व्यवसायों के लिए उस पर निर्भर क्षेत्रों से वर्षा को हटाकर सूखे जैसी स्थिति पैदा करने की क्षमता होती है। ऐसे क्षेत्र जो पहले से ही इस तरह की घटनाओं के साथ-साथ आधारभूत संरचना के लिए असुरक्षित हैं, जो इस तरह की गंभीर वर्षा का सामना करने के लिए नहीं बनाए गए हैं, इससे काफी प्रभावित हो सकते हैं।
भारत पर AR का प्रभाव
लगभग पूरे भारत-गंगा के मैदान (IGP) हर साल दिसंबर और जनवरी के सर्दियों के महीनों में घने धुंध और कोहरे में ढके रहते हैं। हालांकि, हाल के वर्षों में धुंध और कोहरे की स्पोटेमपोरल सीमा में अचानक बढ़ोतरी हुई है। यह बढ़ते प्रदूषण स्तर और पानी के वाष्प से जुड़ा हुआ है लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि इसने बढ़ोतरी क्यों की है। वर्मा एट.एल (2022) ने वायुमंडलीय नदियों (AR) पर ध्यान दिया है जो सर्दियों के दौरान भारत के पश्चिमी तट के 12-25° N कॉरिडोर के दौरान असंतत अरब सागर से नमी की प्रवेश का कारण बनती है। ऐसा माना जाता है कि हिमालय पर्वत पर AR से नम-लहरी हवाओं की आवाजाही के कारण वर्षा होती है, जो सर्दियों में पश्चिमी हिमालयी नदियों के चरम प्रवाह में देखी गई बढ़ोतरी के कारण होती है। उन्होंने यह भी निष्कर्ष निकाला कि यह AR जो प्रदूषकों के साथ जुड़े हुए हैं, संभवतः हिंदू कुश-काराकोरम-हिमालयी पर्वत श्रृंखला में गिरती बर्फ अलबेडो के लिए जिम्मेदार हैं।
उत्तरी भारत के ऊंचे इलाकों में अत्यधिक भारी और तीव्र वर्षा भारत के उत्तरी अक्षांशों में पूर्व की ओर बढ़ने वाले चक्रवाती परिसंचरणों के कारण होती है, जो निचले अक्षांशों से जल वाष्प खींचने वाली वायुमंडलीय नदियों के संयोजन में होती है। जब वायुमंडलीय नदियां पहाड़ी इलाकों को पार करती हैं, जैसे कि उत्तर भारत में हिमालय पर्वतमालाएं तो वह बहुत अधिक वर्षा का उत्पादन करती हैं। यह जम्मू-कश्मीर, हिमाचल प्रदेश और उत्तराखंड में 2010, 2011 और 2013 की बाढ़ का मुख्य कारण था।
वायुमंडलीय नदियां पृथ्वी की जलवायु पर सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रभाव डालती हैं। वायुमंडलीय नदियों के और अधिक महत्वपूर्ण होने का अनुमान है क्योंकि जलवायु परिवर्तन पूरे विश्व में मौसम पैटर्न को प्रभावित करता रहता है। यह नमी नदियां बहुत जरूरी बारिश के साथ सूखा प्रभावित क्षेत्रों को प्रदान कर सकती हैं, लेकिन वह उन स्थानों पर विनाशकारी बाढ़ भी पैदा कर सकते हैं जहां बहुत अधिक बारिश होती है। अधिक सटीक भविष्यवाणी करने और चरम मौसम की घटनाओं के लिए तैयार रहने के लिए भारत में वायुमंडलीय नदियों का पता लगाना और अनुसंधान करना महत्वपूर्ण है। वायुमंडलीय नदियों और अन्य चरम मौसम की घटनाओं को कम करने की रणनीतियों जैसे कि बेहतर जल निकासी व्यवस्था, बाढ़ प्रतिरोधी आधारभूत संरचना के निर्माण और प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली के निर्माण के उपयोग से कम किया जा सकता है।
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