दुनिया भर में एयरोसोल की विविधता को समझना क्लाइमेट चेंज को समझने की कुंजी है

A recent study that identified regional variations in the distribution of seven types of aerosols across various parts of the world and their associated radiative effects found that South Asia is largely affected by dust mixed with pollution which produces the highest Aerosol Radiative Forcing (ARF) and atmospheric heating rates. The study offers a global, long-term perspective of aerosols that can help refine climate models and improve predictions. Aerosols, tiny particles suspended in the atmosphere, play a crucial yet complex role in shaping our planet’s climate. From desert dust storms to urban emissions and forest fires, these microscopic particles scatter, absorb, and interact with sunlight in different ways, altering the planet’s energy balance and affecting weather, clouds, and rainfall.

 

हाल ही में हुई एक स्टडी में दुनिया के अलग-अलग हिस्सों में सात तरह के एरोसोल के डिस्ट्रीब्यूशन और उनसे जुड़े रेडिएटिव असर में इलाके के अंतर की पहचान की गई। इसमें पाया गया कि साउथ एशिया में धूल और प्रदूषण का ज़्यादा असर है, जिससे सबसे ज़्यादा एरोसोल रेडिएटिव फोर्सिंग (एआरएफ) और एटमोस्फेरिक हीटिंग रेट पैदा होते हैं।

यह स्टडी एरोसोल का एक ग्लोबल, लंबे समय का नज़रिया देती है जो क्लाइमेट मॉडल को बेहतर बनाने और अनुमानों को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है।

एरोसोल, यानी एटमॉस्फियर में मौजूद छोटे पार्टिकल्स, हमारी धरती के क्लाइमेट को बनाने में एक ज़रूरी लेकिन मुश्किल रोल निभाते हैं। रेगिस्तान की धूल भरी आंधी से लेकर शहरों में होने वाले एमिशन और जंगल की आग तक, ये छोटे पार्टिकल्स सूरज की रोशनी को अलग-अलग तरीकों से बिखेरते, सोखते और उससे इंटरैक्ट करते हैं, जिससे धरती का एनर्जी बैलेंस बदल जाता है और मौसम, बादल और बारिश पर असर पड़ता है।

इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स (IIA), बेंगलुरु, इंडिया, और आर्यभट्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ ऑब्जर्वेशनल साइंसेज (ARIES), नैनीताल, जो दोनों डिपार्टमेंट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (DST), गवर्नमेंट ऑफ इंडिया के ऑटोनॉमस रिसर्च इंस्टीट्यूट हैं, और इंडिया और विदेश के दूसरे इंस्टीट्यूट्स के रिसर्चर्स ने ग्लोबल एरोसोल टाइप्स और रेडिएटिव इफेक्ट्स के क्लासिफिकेशन की स्टडी की।

एटमॉस्फेरिक एनवायरनमेंट जर्नल में प्रकाशित यह अध्ययन एयरोसोल रोबोटिक नेटवर्क (एरोनेट) के पार्टिकल लीनियर डीपोलराइजेशन रेशियो (पीएलडीआर) और सिंगल स्कैटरिंग एल्बेडो (एसएसए) पर आधारित था। सात मुख्य एरोसोल प्रकारों की पहचान की गई, और ये हैं शुद्ध धूल (पीडी), धूल-प्रधान मिश्रण (डीडीएम), प्रदूषण-प्रधान मिश्रण (पीडीएम), बहुत कमजोर रूप से अवशोषित करने वाला (वीडब्ल्यूए), कमजोर रूप से अवशोषित करने वाला (डब्ल्यूए), मध्यम रूप से अवशोषित करने वाला (एमए) और दृढ़ता से अवशोषित करने वाला (एसए)। जबकि शुद्ध धूल (पीडी) एरोसोल उत्तरी अफ्रीका में हावी हैं, धूल और प्रदूषण या धूल-प्रधान मिश्रण (डीडीएम) का मिश्रण दक्षिण एशिया में आम है। यूरोप और उत्तरी अमेरिका के शहरी और औद्योगिक क्षेत्रों की विशेषता कम अवशोषित करने वाले एरोसोल, वीडब्ल्यूए, डब्ल्यूए और एमए एरोसोल हैं। एरोसोल प्रकारों में, SA सबसे अधिक वायुमंडलीय बल (30.14 ± 8.04 Wm−2) और गर्म होने की दर (0.85 K Day−1) का योगदान देता है, जबकि VWA में सबसे कम बल (7.83 ± 4.12 Wm−2) और गर्म होने की दर (0.22 K Day−1) होती है।

तेज़ी से सोखने वाले (SA) एरोसोल सबसे ज़्यादा एटमोस्फेरिक फोर्सिंग (30.14 ± 8.04 W m⁻²) पैदा करते हैं, जबकि बहुत कम सोखने वाले एरोसोल सबसे कम (7.83 ± 4.12 W m⁻²) पैदा करते हैं।

इस स्टडी में छह महाद्वीपों में 171 ग्राउंड-बेस्ड मॉनिटरिंग स्टेशनों, या AERONET साइट्स से मिले डेटा का एनालिसिस किया गया, जो 30 सालों से ज़्यादा समय तक चला। रिसर्चर्स ने एरोसोल को सात खास तरह के हिस्सों में बांटा और एडवांस्ड तरीकों का इस्तेमाल करके उनके रेडिएटिव फोर्सिंग की स्टडी की। यह क्लासिफिकेशन पहले की स्टडीज़ से बेहतर था, जिसमें आम तौर पर एरोसोल को कम, बड़ी कैटेगरी में बांटा जाता था।

चित्र 2: छह महाद्वीपों पर अलग-अलग तरह के एरोसोल का ग्लोबल डिस्ट्रीब्यूशन। रंग के रेफरेंस को समझने के लिए, पढ़ने वालों को इस आर्टिकल का वेब वर्शन देखने के लिए कहा गया है।

एरोसोल की बनावट में इन अंतरों का धरती के एनर्जी बजट और क्लाइमेट पर गहरा असर पड़ता है। स्टडी से पता चलता है कि तेज़ी से सोखने वाले एरोसोल, जैसे कि ब्लैक कार्बन से भरपूर, एटमोस्फेरिक हीटिंग में काफी योगदान देते हैं, जिससे इलाके के मौसम के पैटर्न और बादल बनने में रुकावट आ सकती है। इसके उलट, बहुत कम सोखने वाले एरोसोल का एटमोस्फियर पर काफी कम असर होता है, जो मुख्य रूप से सूरज की रोशनी को वापस स्पेस में रिफ्लेक्ट करते हैं और सतह को ठंडा करते हैं।

मौजूदा स्टडी बताती है, “एरोसोल कॉम्प्लेक्स क्लाइमेट सिस्टम में एक अहम रोल निभाते हैं, लेकिन उनकी डाइवर्सिटी और इलाके के बदलाव उन्हें सही तरीके से दिखाना मुश्किल बनाते हैं।”

रिसर्चर्स ने कहा, “एरोसोल के ग्लोबल डिस्ट्रीब्यूशन और उनके रेडिएटिव असर पर रोशनी डालकर, यह पूरी स्टडी क्लाइमेट साइंस में कीमती जानकारी देती है।” इस रिसर्च को स्वागत मुखोपाध्याय (PhD स्कॉलर, IIA, बेंगलुरु, इंडिया), डॉ. शांतिकुमार सिंह निंगोमबम (साइंटिस्ट, IIA, बेंगलुरु, इंडिया), डॉ. उमेश चंद्र दुमका (साइंटिस्ट, ARIES, नैनीताल, इंडिया) ने लीड किया, साथ ही इंडियन स्पेस रिसर्च ऑर्गनाइज़ेशन (ISRO) के दूसरे कोलेबोरेटर्स, और इंटरनेशनल कोलेबोरेटर्स प्रो. प्रदीप खत्री (सोका यूनिवर्सिटी, टोक्यो, जापान), प्रो. थॉमस एफ. एक, और प्रो. पवन गुप्ता (गोडार्ड स्पेस फ़्लाइट सेंटर, नासा, अमेरिका) ने भी किया। इन नतीजों का सैटेलाइट-बेस्ड रिमोट सेंसिंग और एयर क्वालिटी मॉनिटरिंग के लिए भी ज़रूरी असर है।

ज़्यादा भरोसेमंद रिट्रीवल एल्गोरिदम डेवलप करने और इंसानी सेहत और इकोसिस्टम पर एयर पॉल्यूशन के असर का अंदाज़ा लगाने के लिए एयरोसोल टाइप की सही पहचान करना बहुत ज़रूरी है।

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पब्लिकेशन लिंक: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2025.121530