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शहरी ताप द्वीप प्रभाव और जलवायु मॉडलों की सीमाएं

स्रोत:द हिंदू ↗

क्यों मायने रखता है

शहरी गर्मी के वास्तविक विस्तार को समझना भूगोल और पर्यावरण का अध्ययन करने वाले UPSC उम्मीदवारों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह भारत में शहरी नियोजन, आपदा प्रबंधन (हीटवेव) और जलवायु लचीलापन रणनीतियों को सीधे प्रभावित करता है।

सारांश

यूनिवर्सिटी ऑफ ईस्ट एंग्लिया के एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि वैश्विक जलवायु मॉडल इस बात को काफी कम आंकते हैं कि भारतीय शहर अपने ग्रामीण परिवेश की तुलना में कितने अधिक गर्म हो जाएंगे। चूंकि मानक मॉडल 'कोर्स रेजोल्यूशन' (coarse resolutions) पर काम करते हैं, वे 'अर्बन हीट आइलैंड' (Urban Heat Island) प्रभाव को ओझल कर देते हैं—विशेष रूप से, वनस्पति वाले ग्रामीण क्षेत्रों में होने वाले वाष्पोत्सर्जन (evapotranspiration) के शीतलन लाभ को, जो कंक्रीट वाले शहरी परिदृश्यों में अनुपस्थित होता है। परिणामस्वरूप, जहाँ सामान्य मॉडल क्षेत्रीय तापमान में 2°C वृद्धि का अनुमान लगाते हैं, वहीं पटियाला जैसे स्थानों में वास्तविक शहरी तापन 2.6°C से 4°C के बीच हो सकता है। यह छिपा हुआ 'हीट स्ट्रेस' भारत में सार्वजनिक स्वास्थ्य, जल उपलब्धता और शहरी नियोजन के लिए बड़ी चुनौतियां पेश करता है।

मुख्य बिंदु

  • वर्तमान वैश्विक जलवायु मॉडल मोटे रेज़ोल्यूशन (coarse resolutions) पर कार्य करते हैं जो शहरी और ग्रामीण परिदृश्यों को आपस में मिला देते हैं, जिससे वे शहर-विशिष्ट तापमान वृद्धि को सटीक रूप से दर्ज करने में विफल रहते हैं।
  • यूनिवर्सिटी ऑफ ईस्ट एंग्लिया द्वारा 18 भारतीय शहरों पर किए गए एक अध्ययन में पाया गया कि ये शहर व्यापक क्षेत्र के लिए अर्थ सिस्टम मॉडल्स (ESMs) द्वारा अनुमानित वार्मिंग की तुलना में लगभग 45% अधिक वार्मिंग का अनुभव करते हैं।
  • पंजाब के पटियाला जैसे अत्यधिक मामलों (extreme outliers) में, तापमान आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में दोगुनी दर से बढ़ सकता है, जिससे यह अनुमानित 2°C के बजाय 4°C की वृद्धि तक पहुँच सकता है।
  • शहरी-ग्रामीण तापमान अंतराल का मुख्य कारक ग्रामीण क्षेत्रों में वनस्पति-जनित शीतलन (evapotranspiration) है, जिसकी शहरों में अभेद्य सतहों (impervious surfaces) के कारण कमी होती है।
  • शहरी तापमान वृद्धि को कम करके आंकने के सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए गंभीर परिणाम होते हैं, जिससे हीट स्ट्रोक, जल संकट और शीतलन (cooling) पर सार्वजनिक व्यय का जोखिम बढ़ जाता है।

महत्वपूर्ण शब्द

शहरी ऊष्मा द्वीप (UHI)

एक ऐसी घटना जहाँ कंक्रीट के घनत्व, वनस्पतियों की कमी और ऊष्मा को रोकने वाली मानवीय गतिविधियों के कारण शहरी क्षेत्र अपने आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में काफी अधिक तापमान का अनुभव करते हैं।

UPSC context

GS पेपर I (भूगोल) और GS पेपर III (पर्यावरण); शहरी नियोजन, जलवायु परिवर्तन और सार्वजनिक स्वास्थ्य पर केंद्रित।

Source
वाष्पोत्सर्जन

सतहों से जल के वाष्पीकरण और पौधों से होने वाले वाष्पोत्सर्जन की संयुक्त प्रक्रिया। यह एक प्राकृतिक शीतलन प्रभाव (natural cooling effect) प्रदान करती है, जो अक्सर पक्के शहरी वातावरण में अनुपस्थित होता है।

UPSC context

GS पेपर I (भूगोल - जल चक्र) और GS पेपर III (कृषि/पर्यावरण); जल संसाधन प्रबंधन और स्थानीय शीतलन को समझने के लिए महत्वपूर्ण।

Source
जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल (IPCC)

जलवायु परिवर्तन के विज्ञान के आकलन के लिए जिम्मेदार संयुक्त राष्ट्र का निकाय। इसकी रिपोर्ट पेरिस समझौते और राष्ट्रीय कार्य योजनाओं जैसी वैश्विक नीतियों का मार्गदर्शन करती हैं।

UPSC context

GS पेपर II (अंतर्राष्ट्रीय संस्थान) और GS पेपर III (जलवायु परिवर्तन); अंतर्राष्ट्रीय जलवायु वार्ता और वैज्ञानिक सहमति के लिए महत्वपूर्ण।

Source
क्लाइमैटिक रिसर्च यूनिट (CRU)

यूनिवर्सिटी ऑफ ईस्ट एंग्लिया (University of East Anglia) में स्थित एक विश्व स्तर पर मान्यता प्राप्त शोध केंद्र जो महत्वपूर्ण डेटासेट तैयार करता है, जिसमें IPCC द्वारा उपयोग किए जाने वाले HadCRUT वैश्विक तापमान रिकॉर्ड भी शामिल हैं।

UPSC context

GS पेपर III (पर्यावरण); ग्लोबल वार्मिंग और क्षेत्रीय जलवायु मॉडलिंग के आधारभूत वैज्ञानिक डेटा के लिए एक आधिकारिक स्रोत के रूप में प्रासंगिक।

Source
सूक्ष्म जलवायु

स्थानीय वायुमंडलीय स्थितियाँ (तापमान, आर्द्रता, हवा) जो आसपास की क्षेत्रीय जलवायु से भिन्न होती हैं, और अक्सर विशिष्ट शहरी वास्तुकला और भूमि उपयोग से प्रभावित होती हैं।

UPSC context

GS पेपर I (भूगोल) और पेपर III (शहरीकरण); स्थानीय जलवायु प्रभावों और स्ट्रीट-लेवल अनुकूलन रणनीतियों की समझ का परीक्षण करता है।

Source
एल्बीडो प्रभाव

किसी सतह द्वारा परावर्तित की जाने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा का माप। गहरे रंग के डामर (asphalt) और कंक्रीट वाले शहरों का एल्बेडो (albedo) कम होता है, जिससे वहां ऊष्मा का अवशोषण अधिक होता है।

UPSC context

GS पेपर I (भूगोल - ऊष्मा बजट) और GS पेपर III (जलवायु परिवर्तन); वैश्विक और स्थानीय तापन को संचालित करने वाली भौतिक प्रक्रियाओं के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source

प्रारंभिक ट्रैप

अर्बन हीट आइलैंड (Urban Heat Island) प्रभाव मुख्य रूप से शहरी यातायात और उद्योगों से होने वाले स्थानीयकृत ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन द्वारा संचालित होता है।

शहरी-ग्रामीण तापमान अंतर का प्राथमिक कारक 'वाष्पोत्सर्जन अंतर' (evapotranspiration gap) और अभेद्य सतहों (impervious surfaces) के कारण परिवर्तित एल्बीडो (albedo) है, न कि केवल स्थानीय मानवजनित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन।

संबंधित अवधारणाएँ

Geography / Environment

अर्बन हीट आइलैंड (UHI) प्रभाव के लिए उत्तरदायी प्राथमिक भौगोलिक कारक क्या हैं?

  • एल्बेडो में कमी: कंक्रीट और एस्फाल्ट का अल्बेडो प्राकृतिक परिदृश्यों की तुलना में कम होता है, जिससे ये काफी अधिक सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं और उसे बनाए रखते हैं।
  • वाष्पन-वाष्पोत्सर्जन हानि: वनस्पतियों के स्थान पर अभेद्य सतहों (impervious surfaces) का आना प्राकृतिक वाष्पीकरणीय शीतलन (natural evaporative cooling) को समाप्त कर देता है, जिससे स्थानीय ऊर्जा संतुलन गंभीर रूप से बदल जाता है।
  • शहरी कैन्यन प्रभाव: ऊंची इमारतों की ज्यामिति निर्गामी दीर्घतरंग विकिरण (outgoing longwave radiation) को रोक लेती है और हवा की गति को कम कर देती है, जिससे प्रभावी तापीय प्रसार बाधित होता है।
Physical Geography

वाष्पोत्सर्जन प्राकृतिक रूप से क्षेत्रीय सूक्ष्म-जलवायु को कैसे विनियमित करता है?

  • गुप्त ऊष्मा स्थानांतरण: पौधे तरल जल को वाष्प में बदलने के लिए आसपास की हवा से ऊष्मा अवशोषित करते हैं, जिससे वे सक्रिय रूप से स्थानीय वातावरण को ठंडा करते हैं।
  • सतह के तापमान का शमन: वनस्पतियों का वितान जमीन पर छाया प्रदान करता है, जिससे दिन के चरम घंटों के दौरान मिट्टी को प्रत्यक्ष लघु-तरंग सौर विकिरण अवशोषित करने से रोका जाता है।

अंतर-विषय पैटर्न

  • UHI और शहरी बाढ़ का संबंध

    शहरी ऊष्मा (urban heat) का कारण बनने वाली अभेद्य सतहें भूजल पुनर्भरण को भी रोकती हैं, जो सूक्ष्म जलवायु तापन (microclimate warming) को सीधे तौर पर भारत की आवर्ती शहरी बाढ़ और पेयजल संकट से जोड़ती हैं।

  • हीटवेव और NDMA दिशा-निर्देश

    बढ़ता हुआ UHI नीतिगत बदलाव को अनिवार्य बनाता है; लू (heatstroke) से बढ़ती मृत्यु दर को कम करने और बाहरी श्रमिकों की सुरक्षा के लिए NDMA के हीट एक्शन प्लान्स (Heat Action Plans) में अब अत्यधिक शहरी माइक्रो-वार्मिंग को शामिल किया जाना चाहिए।

UHI कारकों (अल्बेडो, इवेपोट्रांसपिरेशन) को NDMA हीट एक्शन प्लान और शहरी बाढ़ (urban flooding) से जोड़ने वाले कथनों पर आधारित प्रारंभिक परीक्षा (Prelims) के प्रश्न की अपेक्षा करें।

संबद्ध PYQ · 3

संबद्ध PYQ · 3

  • 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.

  • 2021MainsGS1

    What are the environmental implications of the reclamation of water bodies into urban land use ? Explain with examples.