भारत में शहरी ताप द्वीप प्रभाव का जलवायु मॉडल द्वारा कम आंकना
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
अर्बन हीट आइलैंड (UHI) प्रभाव UPSC के लिए भूगोल और पर्यावरण का एक महत्वपूर्ण विषय है। यह लेख शहरीकरण के प्रभावों, जलवायु परिवर्तन अनुकूलन और वर्तमान जलवायु मॉडलिंग की सीमाओं पर उत्तरों को पुष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण, मात्रात्मक डेटा (ESMs वार्मिंग को 45% तक कम आंकते हैं) और समकालीन उदाहरण (पटियाला) प्रदान करता है।
सारांश
हाल ही में किए गए एक अध्ययन में पाया गया है कि मानक जलवायु मॉडल, विशेष रूप से अर्थ सिस्टम मॉडल्स (ESMs), ग्रामीण परिवेश की तुलना में भारतीय शहरों में हो रही तीव्र वार्मिंग (warming) को बहुत कम आंकते हैं। चूंकि वैश्विक मॉडलों में सूक्ष्म स्तर के रिज़ॉल्यूशन (fine-scale resolution) की कमी होती है, इसलिए वे स्थानीय अर्बन हीट आइलैंड (UHI) प्रभाव को स्पष्ट रूप से नहीं दर्शा पाते। ग्रामीण-शहरी तापमान के इस अंतर का प्राथमिक कारण वाष्पोत्सर्जन (evapotranspiration) है: ग्रामीण वनस्पति नमी छोड़ कर पर्यावरण को प्रभावी ढंग से ठंडा करती है, जबकि कंक्रीट से भरे शहरी केंद्र ऐसा नहीं कर पाते। परिणामस्वरूप, 2°C ग्लोबल वार्मिंग के परिदृश्य में, भारतीय शहरों को तापमान में असंगत रूप से अधिक वृद्धि का सामना करना पड़ेगा, जिससे अत्यधिक हीट स्ट्रेस, कूलिंग लागत में वृद्धि और सार्वजनिक स्वास्थ्य संकट का खतरा बढ़ जाएगा।
मुख्य बिंदु
- एक नए अध्ययन से पता चलता है कि Earth System Models (ESMs) आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में भारतीय शहरों में वार्मिंग की दर को काफी कम करके आंकते हैं, और इस विषमता को औसतन 45% तक कम दर्शाते हैं।
- Under a 2°C global warming scenario, cities could experience much steeper temperature rises due to the Urban Heat Island (UHI) effect. For instance, Patiala in Punjab is projected to see temperatures rise at nearly double the rate of its rural counterparts.
- यह कम आकलन इसलिए होता है क्योंकि वर्तमान वैश्विक जलवायु मॉडल 'कोर्स रेजोल्यूशन' (coarse resolution) पर कार्य करते हैं जो स्थानीय भू-सतह के अंतरों को दर्ज करने में विफल रहते हैं, जिससे शहर प्रभावी रूप से अपने ग्रामीण परिवेश में मिल जाते हैं।
- शहरी और ग्रामीण तापमान के बीच अंतर करने वाला प्रमुख कारक 'वाष्पोत्सर्जन शीतलन' (evapotranspirative cooling) है — ग्रामीण क्षेत्रों को वनस्पति से लाभ मिलता है जो नमी छोड़ती है, जबकि शहरों में अभेद्य सतहों (impervious surfaces) और इंजीनियरिंग ड्रेनेज की प्रधानता होती है जो इस शीतलन को रोकते हैं।
- यह विसंगति दर्शाती है कि शहरी आबादी को व्यापक जलवायु मॉडलों द्वारा पूर्व में लगाए गए अनुमानों की तुलना में गंभीर हीट स्ट्रेस, हीट स्ट्रोक और जल की कमी के काफी अधिक जोखिमों का सामना करना पड़ेगा।
महत्वपूर्ण शब्द
शहरी ऊष्मा द्वीप (Urban Heat Island - UHI)
एक ऐसी परिघटना जहाँ शहरी क्षेत्र, ऊष्मा को अवशोषित करने वाली सतहों (कंक्रीट, डामर), सघन बुनियादी ढांचे और सीमित वनस्पति के कारण अपने आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में काफी अधिक तापमान का अनुभव करते हैं।
UPSC context
GS पेपर 1 (भूगोल: शहरीकरण) और पेपर 3 (पर्यावरण)। शहरी पर्यावरणीय चुनौतियों और गर्मी से संबंधित सार्वजनिक स्वास्थ्य जोखिमों की समझ का परीक्षण करता है।
वाष्पोत्सर्जन
सतहों से जल के वाष्पीकरण और पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन (transpiration) के माध्यम से जल छोड़ने की संयुक्त प्रक्रिया। यह एक प्राकृतिक शीतलन तंत्र के रूप में कार्य करता है जो अक्सर पक्के शहरी केंद्रों में अनुपस्थित रहता है।
UPSC context
GS पेपर 1 (भौतिक भूगोल: जल चक्र)। जल संसाधन प्रबंधन और ग्रामीण-शहरी तापमान भिन्नताओं की व्याख्या करने के लिए प्रासंगिक।
पृथ्वी प्रणाली मॉडल (ESM)
उन्नत संख्यात्मक जलवायु मॉडल जो वायुमंडलीय, महासागरीय, स्थलीय और जैविक प्रक्रियाओं को एकीकृत करते हैं। ये दीर्घकालिक वैश्विक और क्षेत्रीय जलवायु अनुमानों (projections) के लिए वैज्ञानिक आधार प्रदान करते हैं।
UPSC context
GS पेपर 3 (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी/पर्यावरण)। जलवायु मॉडलिंग टूल्स के ज्ञान और नीति नियोजन में उनके अनुप्रयोग का परीक्षण करता है।
जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल (IPCC)
1988 में (WMO और UNEP द्वारा) जलवायु परिवर्तन का आकलन करने के लिए स्थापित संयुक्त राष्ट्र का वैज्ञानिक निकाय। इसकी रिपोर्ट वैश्विक जलवायु वार्ताओं और पेरिस समझौते (Paris Agreement) जैसी अंतरराष्ट्रीय संधियों का मार्गदर्शन करती हैं।
UPSC context
GS पेपर 3 (अंतरराष्ट्रीय संगठन/पर्यावरण)। वैश्विक जलवायु शासन और ग्लोबल वार्मिंग पर वैज्ञानिक सहमति से संबंधित प्रश्नों के लिए महत्वपूर्ण।
सूक्ष्म जलवायु
किसी विशिष्ट लघु-स्तरीय क्षेत्र (जैसे कि शहर का कोई चौक या पार्क) में स्थानीय वायुमंडलीय स्थितियाँ (तापमान, आर्द्रता, पवन), जो आसपास की क्षेत्रीय जलवायु से भिन्न होती हैं।
UPSC context
GS पेपर 1 (भूगोल) और पेपर 3 (आपदा प्रबंधन)। शहरी नियोजन और स्थानीय लू (heatwave) के प्रभावों को कम करने के लिए महत्वपूर्ण।
प्रारंभिक ट्रैप
अर्बन हीट आइलैंड प्रभाव मुख्य रूप से शहरी परिवहन से होने वाले स्थानीयकृत ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन द्वारा संचालित होता है।
हालांकि मानवजनित गर्मी योगदान देती है, लेकिन ग्रामीण-शहरी तापमान के अंतर का मुख्य कारक वनस्पतियों के स्थान पर कंक्रीट आने के कारण वाष्पोत्सर्जन शीतलन (evapotranspirative cooling) में होने वाली कमी है।
संबंधित अवधारणाएँ
एल्बीडो (Albedo) और वाष्पोत्सर्जन (Evapotranspiration) शहरी सूक्ष्म जलवायु (urban microclimates) को कैसे निर्धारित करते हैं?
- निम्न एल्बीडो: कंक्रीट और एस्फाल्ट प्राकृतिक परिदृश्यों की तुलना में सूर्य के प्रकाश को कम परावर्तित करते हैं, तथा अधिक सौर विकिरण को अवशोषित और ट्रैप करते हैं।
- लुप्त वाष्पीकरण-वाष्पोत्सर्जन: शहरी वनस्पतियों की कमी का अर्थ है कि गुप्त ऊष्मा (latent heat) को अवशोषित करने के लिए नमी का उत्सर्जन नहीं होता, जिससे एक महत्वपूर्ण प्राकृतिक शीतलन तंत्र समाप्त हो जाता है।
- उच्च तापीय द्रव्यमान: शहरी बुनियादी ढांचा दिन के दौरान सौर ऊर्जा को संचित करता है और इसे धीरे-धीरे छोड़ता है, जिससे रात में तापमान में गिरावट रुक जाती है।
जलवायु विज्ञान में अर्थ सिस्टम मॉडल (ESMs) क्या हैं?
- स्थूल ग्रिड रेजोल्यूशन: ESMs पृथ्वी को 3D ग्रिड्स (अक्सर 100-250 किमी चौड़े) में विभाजित करते हैं, जो उन्हें शहर-स्तर के सूक्ष्म-जलवायु (microclimates) का पता लगाने के लिए बहुत अधिक स्थूल (coarse) बना देता है।
- युग्मित प्रणालियाँ: वे व्यापक, दीर्घकालिक वैश्विक जलवायु रुझानों का पूर्वानुमान लगाने के लिए वायुमंडल, महासागरों, भूमि की सतह और जीवमंडल के बीच की अंतःक्रियाओं को गणितीय रूप से एकीकृत करते हैं।
अंतर-विषय पैटर्न
अभेद्य सतहें: गर्मी और बाढ़
कंक्रीट का बुनियादी ढांचा, जो वाष्पोत्सर्जन (evapotranspiration) को बाधित कर अर्बन हीट आइलैंड (Urban Heat Island) प्रभाव को बढ़ाता है, भूजल के रिसाव (groundwater percolation) को भी रोकता है, जो बार-बार आने वाली शहरी बाढ़ के मुख्य कारण के रूप में कार्य करता है।
UHI और कूलिंग पेनल्टी
बढ़ती शहरी गर्मी प्रत्यक्ष रूप से अनौपचारिक बाहरी श्रमिकों को प्रभावित करती है और कूलिंग लागत को बढ़ाती है, जो सूक्ष्म-जलवायु (microclimate) परिघटनाओं को भारतीय शहरों में श्रम उत्पादकता में गिरावट और 'cooling poverty' (शीतलन गरीबी) से जोड़ती है।
2026 Prelims के भूगोल विषय में UHI तंत्र (albedo, evapotranspiration) को शहरी बाढ़ (urban flooding) के साथ दोहरे परिणामों के रूप में जोड़ने वाले प्रश्न की अपेक्षा करें।
संबद्ध PYQ · 3
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- 2013MainsGS1
Bring out the causes for the formation of heat islands in the urban habitat of the world.
- 2022MainsGS3
Discuss global warming and mention its effects on the global climate. Explain the control measures to bring down the level of greenhouse gases which cause global warming, in the light of the Kyoto Protocol, 1997.
- 2024MainsGS3
Flooding in urban areas is an emerging climate-induced disaster. Discuss the causes of this disaster. Mention the features of two such major floods in the last two decades in India. Describe the policies and frameworks in India that aim at tackling such floods.
