मनुष्य पृथ्वी के ऊर्जा बजट को संतुलन से बाहर कर रहे हैं
ऊर्जा परिवर्तन का कितना
मनुष्य पृथ्वी के ऊर्जा बजट को संतुलन से बाहर कर रहे हैं
पृथ्वी एक बजट पर है – एक ऊर्जा बजट। हमारा ग्रह लगातार पृथ्वी की प्रणाली के अंदर और बाहर ऊर्जा के प्रवाह को संतुलित करने का प्रयास कर रहा है। लेकिन मानवीय गतिविधियाँ उस संतुलन को बिगाड़ रही हैं, जिससे प्रतिक्रिया में हमारा ग्रह गर्म हो रहा है।
हमारे ग्रह पर चमकने वाले सूर्य के प्रकाश से विकिरण ऊर्जा पृथ्वी की प्रणाली में प्रवेश करती है। इस ऊर्जा का कुछ भाग पृथ्वी की सतह या वायुमंडल से वापस अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है। बाकी अवशोषित हो जाता है, ग्रह को गर्म करता है, और फिर थर्मल विकिरण ऊर्जा के रूप में उत्सर्जित होता है, उसी तरह जैसे काला डामर गर्म हो जाता है और धूप वाले दिन गर्मी विकीर्ण करता है। अंततः यह ऊर्जा अंतरिक्ष की ओर भी जाती है, लेकिन इसमें से कुछ बादलों और वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों द्वारा पुन: अवशोषित हो जाती है। अवशोषित ऊर्जा वापस पृथ्वी की ओर भी उत्सर्जित हो सकती है, जहां यह सतह को और भी अधिक गर्म करेगी।
अधिक घटकों को जोड़ना जो विकिरण को अवशोषित करते हैं – जैसे ग्रीनहाउस गैसों – या जो इसे प्रतिबिंबित करते हैं – जैसे एरोसोल – पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन को फेंक देते हैं, और अंतरिक्ष में भागने के बजाय पृथ्वी द्वारा अधिक ऊर्जा को अवशोषित करने का कारण बनता है। इसे विकिरण बल कहा जाता है, और यह मानव गतिविधियों का प्रमुख तरीका है जो जलवायु को प्रभावित कर रहा है।
पृथ्वी के ग्रहीय ऊर्जा संतुलन का एक सरलीकृत एनीमेशन: एक ग्रह का ऊर्जा बजट आने वाले (पीले) और बाहर जाने वाले विकिरण (लाल) के बीच संतुलित होता है। पृथ्वी पर, प्राकृतिक और मानव-जनित प्रक्रियाएं अंतरिक्ष में प्राप्त और उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा को प्रभावित करती हैं। यह अध्ययन फीडबैक प्रक्रियाओं के कारण पृथ्वी के ऊर्जा बजट में भिन्नता को फ़िल्टर करता है, जिससे एरोसोल और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण होने वाले ऊर्जा परिवर्तनों का पता चलता है। श्रेय: NASA का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर कॉन्सेप्चुअल इमेज लैब। NASA गोडार्ड के साइंटिफिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो से इस GIF में पैनल डाउनलोड करें।
जलवायु मॉडलिंग भविष्यवाणी करती है कि मानवीय गतिविधियां ग्रीनहाउस गैसों और एरोसोल की रिहाई का कारण बन रही हैं जो पृथ्वी के ऊर्जा बजट को प्रभावित कर रही हैं। अब, नासा के एक अध्ययन ने पहली बार प्रत्यक्ष टिप्पणियों के साथ इन भविष्यवाणियों की पुष्टि की है: मानव कार्यों के कारण विकिरण बल बढ़ रहे हैं, ग्रह के ऊर्जा संतुलन को प्रभावित कर रहे हैं और अंततः जलवायु परिवर्तन का कारण बन रहे हैं। पेपर 25 मार्च, 2021 को जियोफिजिकल रिसर्च लेटर्स जर्नल में ऑनलाइन प्रकाशित किया गया था।
पेपर पर पहले लेखक और ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के शोधकर्ता रयान क्रेमर ने कहा, “वैश्विक अवलोकनों का उपयोग करके पृथ्वी की कुल विकिरण बल की यह पहली गणना है, जो एरोसोल और ग्रीनहाउस गैसों के प्रभावों के लिए लेखांकन है।” , और मैरीलैंड विश्वविद्यालय, बाल्टीमोर काउंटी। “यह प्रत्यक्ष प्रमाण है कि मानवीय गतिविधियाँ पृथ्वी के ऊर्जा बजट में परिवर्तन कर रही हैं।”
नासा के बादल और पृथ्वी की दीप्तिमान ऊर्जा प्रणाली (सीईआरईएस) परियोजना पृथ्वी के वायुमंडल के शीर्ष पर विकिरण के प्रवाह का अध्ययन करती है। CERES उपकरणों की एक श्रृंखला 1997 से उपग्रहों पर लगातार प्रवाहित हुई है। प्रत्येक मापता है कि कितनी ऊर्जा पृथ्वी की प्रणाली में प्रवेश करती है और कितनी निकलती है, जिससे विकिरण में समग्र शुद्ध परिवर्तन होता है। वह डेटा, अन्य डेटा स्रोतों जैसे कि समुद्र के ताप माप के संयोजन में, यह दर्शाता है कि हमारे ग्रह पर ऊर्जा असंतुलन है।
“लेकिन यह हमें नहीं बताता कि कौन से कारक ऊर्जा संतुलन में परिवर्तन कर रहे हैं,” क्रेमर ने कहा।
नासा के CERES उपकरण पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन की निगरानी करते हैं। यह छवि दिखाती है कि आने वाली और परावर्तित शॉर्टवेव ऊर्जा – अवशोषित सौर ऊर्जा – के बीच के अंतर की तुलना पृथ्वी की ऊर्जा में शुद्ध परिवर्तन को निर्धारित करने के लिए उत्सर्जित लॉन्गवेव विकिरण से कैसे की जा सकती है। श्रेय: नासा का वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो
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इस अध्ययन ने यह पता लगाने के लिए एक नई तकनीक का इस्तेमाल किया कि कुल ऊर्जा परिवर्तन का कितना हिस्सा मनुष्यों के कारण होता है। शोधकर्ताओं ने गणना की कि प्राकृतिक रूप से होने वाले कारकों में उतार-चढ़ाव के कारण कितना असंतुलन हुआ, जैसे कि जल वाष्प, बादल, तापमान और सतह अल्बेडो (अनिवार्य रूप से पृथ्वी की सतह की चमक या परावर्तन)। उदाहरण के लिए, नासा के एक्वा उपग्रह पर वायुमंडलीय इन्फ्रारेड साउंडर (AIRS) उपकरण पृथ्वी के वायुमंडल में जल वाष्प को मापता है। जल वाष्प ऊष्मा के रूप में ऊर्जा को अवशोषित करता है, इसलिए जल वाष्प में परिवर्तन इस बात को प्रभावित करेगा कि अंततः पृथ्वी की प्रणाली से कितनी ऊर्जा नि
कलती है। शोधकर्ताओं ने इन प्राकृतिक कारकों में से प्रत्येक के कारण होने वाले ऊर्जा परिवर्तन की गणना की, फिर मूल्यों को कुल से घटाया। बचा हुआ भाग विकिरणकारी बल है।
टीम ने पाया कि मानव गतिविधियों ने 2003 से 2018 तक पृथ्वी पर विकिरण बल में लगभग 0.5 वाट प्रति वर्ग मीटर की वृद्धि की है। वृद्धि ज्यादातर बिजली उत्पादन, परिवहन और औद्योगिक निर्माण जैसी चीजों से ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन से हुई है। कम परावर्तक एरोसोल भी असंतुलन में योगदान दे रहे हैं।
नई तकनीक पिछले मॉडल-आधारित विधियों की तुलना में कम्प्यूटेशनल रूप से तेज़ है, जिससे शोधकर्ताओं को लगभग वास्तविक समय में विकिरण बल की निगरानी करने की अनुमति मिलती है। विधि का उपयोग यह ट्रैक करने के लिए किया जा सकता है कि मानव उत्सर्जन जलवायु को कैसे प्रभावित कर रहा है, निगरानी करें कि विभिन्न शमन प्रयास कितने अच्छे हैं, और जलवायु में भविष्य के परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने के लिए मॉडल का मूल्यांकन करें।
न्यू यॉर्क शहर में नासा के गोडार्ड इंस्टीट्यूट ऑफ स्पेस स्टडीज (जीआईएसएस) के निदेशक गेविन श्मिट ने कहा, “अवलोकन से गणना की गई विकिरण बल का प्रत्यक्ष रिकॉर्ड बनाने से हमें यह मूल्यांकन करने की अनुमति मिल जाएगी कि जलवायु मॉडल इन मजबूरियों को कितनी अच्छी तरह अनुकरण कर सकते हैं।” “यह हमें भविष्य में जलवायु कैसे बदलेगा, इस बारे में अधिक आश्वस्त अनुमान लगाने की अनुमति देगा।”
हैडर छवि कैप्शन: नासा सुपरकंप्यूटर मॉडल दिखाता है कि कैसे कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) जैसी ग्रीनहाउस गैसें – ग्लोबल वार्मिंग का एक प्रमुख चालक – पूरे वर्ष पृथ्वी के वायुमंडल में उतार-चढ़ाव करती हैं। उच्च सांद्रता को लाल रंग में दिखाया गया है। श्रेय: NASA का वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो / NASA का वैश्विक मॉडलिंग और आत्मसात कार्यालय। इस छवि को नासा गोडार्ड के वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो से डाउनलोड करें।
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