नए नियमों के बाद शिपिंग लेन पर बिजली गिरने की समस्या अचानक आधी हो गई

वैश्विक बिजली का पता लगाने वाले नेटवर्क से डेटा का उपयोग करते हुए, मेरे सहकर्मी और मैं अध्ययन कर रहे हैं कि जहाजों से निकलने वाले निकास प्लम बिजली की आवृत्ति में वृद्धि के साथ कैसे जुड़े हैं। दशकों से, जहाज उत्सर्जन लगातार बढ़ रहा था क्योंकि बढ़ते वैश्विक व्यापार ने जहाज यातायात को बढ़ाया। फिर, 2020 में, नए अंतर्राष्ट्रीय नियमों ने जहाजों के सल्फर उत्सर्जन में 77 प्रतिशत की कटौती की। हमारे नए प्रकाशित शोध से पता चलता है कि नियमों के लागू होने के बाद शिपिंग लेन पर बिजली गिरने की घटना लगभग आधी रात में कम हो गई। वह अनियोजित प्रयोग दर्शाता है कि कैसे गरज के साथ आने वाले तूफ़ान, जो 10 मील लंबे हो सकते हैं, रेत के एक दाने से भी छोटे कणों के उत्सर्जन के प्रति संवेदनशील होते हैं।

मानव प्रदूषण के प्रति बिजली की प्रतिक्रिया हमें एक लंबे समय से चले आ रहे रहस्य को समझने में मदद करती है: किस हद तक, यदि कोई है, तो मानव उत्सर्जन ने गरज के साथ आने वाले तूफ़ानों को प्रभावित किया है? एरोसोल कण बादलों को प्रभावित कर सकते हैं? एरोसोल कण, जिन्हें पार्टिकुलेट मैटर के रूप में भी जाना जाता है, हर जगह पाए जाते हैं। कुछ हवा से उड़ते हैं या जैविक स्रोतों से उत्पन्न होते हैं, जैसे उष्णकटिबंधीय और बोरियल वन। अन्य मानवीय औद्योगिक गतिविधि, जैसे परिवहन, कृषि जलाना और विनिर्माण द्वारा उत्पन्न होते हैं। यह कल्पना करना कठिन है, लेकिन एक लीटर हवा में – लगभग एक पानी की बोतल के आकार का – तरल या ठोस के हजारों छोटे निलंबित समूह होते हैं।

प्रदूषित शहर में, प्रति लीटर लाखों कण हो सकते हैं, जो ज्यादातर नग्न आंखों से अदृश्य होते हैं। ये कण बादल निर्माण में एक प्रमुख घटक हैं। वे जल वाष्प को बादल की बूंदों में संघनित करने के लिए बीज या नाभिक के रूप में काम करते हैं। जितने अधिक एरोसोल कण होंगे, उतनी ही अधिक बादल की बूंदें होंगी। उथले बादलों में, जैसे कि धूप वाले दिन आप जो फूले हुए दिखने वाले क्यूम्यलस बादल देख सकते हैं, उनमें अधिक बीज होने से बादल अधिक चमकदार हो जाते हैं, क्योंकि बूंदों की सतह के क्षेत्र में वृद्धि से अधिक प्रकाश बिखरता है। हालांकि, तूफानी बादलों में, वे अतिरिक्त बूंदें बर्फ के क्रिस्टल में जम जाती हैं, जिससे तूफानों पर एरोसोल कणों के प्रभाव को पहचानना मुश्किल हो जाता है। बादल की बूंदों के जमने से अव्यक्त ऊष्मा निकलती है और बर्फ के टुकड़े हो जाते हैं।

यह जमना, शक्तिशाली थर्मोडायनामिक अस्थिरताओं के साथ मिलकर जो तूफानों को उत्पन्न करती हैं, एक ऐसी प्रणाली का निर्माण करती हैं जो बहुत ही अराजक होती है, जिससे यह पता लगाना मुश्किल हो जाता है कि कोई एक कारक उन्हें कैसे प्रभावित कर रहा है। हम प्रयोगशाला में आंधी नहीं पैदा कर सकते। हालाँकि, हम दुनिया के सबसे व्यस्त शिपिंग कॉरिडोर में होने वाले आकस्मिक प्रयोग का अध्ययन कर सकते हैं। हम प्रयोगशाला में आंधी नहीं पैदा कर सकते। हालाँकि, हम दुनिया के सबसे व्यस्त शिपिंग कॉरिडोर में होने वाले आकस्मिक प्रयोग का अध्ययन कर सकते हैं। जहाज़ों से उत्सर्जन और बिजली
अक्सर तीन मंज़िल ऊँचे और चिपचिपे ईंधन तेल को जलाने वाले इंजनों के साथ, बंदरगाहों से आने-जाने वाले जहाज़ों से बहुत ज़्यादा मात्रा में कालिख और सल्फर कण निकलते हैं।

सिंगापुर बंदरगाह के पास की शिपिंग लेन दुनिया में सबसे ज़्यादा ट्रैफ़िक वाली हैं – दुनिया के बंकरिंग तेल का लगभग 20 प्रतिशत, जिसका इस्तेमाल जहाज़ों द्वारा किया जाता है, वहाँ खरीदा जाता है। बंदरगाहों के पास के लोगों के लिए विषाक्तता को सीमित करने के लिए, अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन – एक संयुक्त राष्ट्र एजेंसी जो शिपिंग नियमों और सुरक्षा की देखरेख करती है – ने 2020 में सल्फर उत्सर्जन को विनियमित करना शुरू किया। सिंगापुर बंदरगाह पर, उच्च-सल्फर ईंधन की बिक्री में भारी गिरावट आई, विनियमन से पहले जहाज़ ईंधन के लगभग 100 प्रतिशत से कम होकर 25 प्रतिशत हो गई, जिसे कम-सल्फर ईंधन से बदल दिया गया। लेकिन शिपिंग उत्सर्जन का बिजली से क्या संबंध है?

वैज्ञानिकों ने बिजली और प्रदूषण के बीच संबंध को समझाने के लिए कई परिकल्पनाएँ प्रस्तावित की हैं, जो सभी बादल को विद्युतीकृत करने के मूल तत्व के इर्द-गिर्द घूमती हैं: बर्फ के टुकड़े जैसे बर्फ के क्रिस्टल और बर्फ के सघन टुकड़ों के बीच टकराव। जब सघन बर्फ के गिरने पर आवेशित, हल्के बर्फ के क्रिस्टल ऊपर उठते हैं, तो बादल एक विशाल संधारित्र बन जाता है, जो बर्फ के क्रिस्टल के एक-दूसरे से टकराने पर विद्युत ऊर्जा का निर्माण करता है। अंततः, वह संधारित्र डिस्चार्ज हो जाता है, और एक बिजली का बोल्ट निकलता है, जो सूर्य की सतह से पाँच गुना अधिक गर्म होता है।

हमें लगता है कि, किसी तरह, जहाजों के धुएँ के ढेर से निकलने वाले एरोसोल कण बादलों में अधिक बर्फ के क्रिस्टल या अधिक बार टकराव पैदा कर रहे हैं। हमारे नवीनतम अध्ययन में, मेरे सहकर्मी और मैं वर्णन करते हैं कि 2020 के बाद शिपिंग लेन पर बिजली गिरने में लगभग 50 प्रतिशत की गिरावट कैसे आई। अल नीनो प्रभाव या गरज के साथ बारिश की आवृत्ति में परिवर्तन जैसे कोई अन्य कारक नहीं थे, जो बिजली की गतिविधि में अचानक गिरावट की व्याख्या कर सकें। हमने निष्कर्ष निकाला कि विनियमन के कारण बिजली की गतिविधि में गिरावट आई थी। जहाज़ के ईंधन में सल्फर की कमी का मतलब पानी की बूंदों के संघनन के लिए कम बीज होना और इसके परिणामस्वरूप, बर्फ़ के क्रिस्टल के बीच कम चार्जिंग टकराव होना है। आखिरकार, ऐसे तूफ़ान कम हुए हैं जो बिजली के झटके पैदा करने के लिए पर्याप्त रूप से विद्युतीकृत होते हैं।

आगे क्या होगा?
कम बिजली का मतलब ज़रूरी नहीं कि कम बारिश या कम तूफ़ान हो।

अभी भी इस बारे में बहुत कुछ सीखना बाकी है कि इंसानों ने तूफ़ानों को कैसे बदला है और हम भविष्य में उन्हें कैसे बदल सकते हैं, जानबूझकर या अनजाने में। क्या एरोसोल कण वास्तव में तूफ़ानों को सामान्य रूप से सक्रिय करते हैं, और अधिक व्यापक, हिंसक ऊर्ध्वाधर गति बनाते हैं? या एरोसोल के प्रभाव बिजली उत्पादन की विशिष्टताओं के लिए विशिष्ट हैं? क्या इंसानों ने वैश्विक स्तर पर बिजली की आवृत्ति को बदल दिया है? मेरे सहकर्मी और मैं इन सवालों के जवाब देने के लिए काम कर रहे हैं। हमें उम्मीद है कि बिजली, गरज के साथ वर्षा और बादल के विकास पर एरोसोल कणों के प्रभावों को समझकर, हम बेहतर ढंग से भविष्यवाणी कर सकते हैं कि मानव उत्सर्जन में उतार-चढ़ाव जारी रहने पर पृथ्वी की जलवायु कैसे प्रतिक्रिया करेगी। वार्तालाप क्रिस राइट, वायुमंडलीय विज्ञान में फेलो, जलवायु परिवर्तन पर कार्यक्रम, वाशिंगटन विश्वविद्यालय

यह लेख क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत वार्तालाप से पुनः प्रकाशित किया गया है। मूल लेख पढ़ें।

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