Quantifying the spatiotemporal coupling effects of Shrinkage development policy and climate change on surface runoff
यह अध्ययन सतह के अपवाह (सरफेस रनऑफ) पर संकुचन विकास नीतियों और जलवायु परिवर्तन के स्थानिक-कालिक युग्मन प्रभावों को मापने के लिए रैंडम फॉरेस्ट, प्लस (PLUS) और स्वैट (SWAT) मॉडलों को संयोजित करने वाला एक एकीकृत ढांचा विकसित करता है, जो यह प्रकट करता है कि जबकि पारिस्थितिक संरक्षण नीतियां जोखिमों को कम करने में मदद करती हैं, जलवायु परिवर्तन का प्रभाव केवल भूमि-उपयोग विनियमन की तुलना में अपवाह पर काफी अधिक होता है।
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पृथ्वी की कल्पना एक विशाल, लीकी (रिसाव वाले) बाथटब के रूप में करें। जब आप नल चालू करते हैं (बारिश), तो पानी का स्तर बढ़ जाता है। यदि टब स्पंज, पेड़ों और घास से भरा है, तो पानी धीरे-धीरे सोख लिया जाता है, जिससे स्तर नियंत्रण में रहता है। लेकिन यदि आप उन स्पंजों को कंक्रीट और डामर से बदल देते हैं, तो पानी के पास जाने के लिए कोई जगह नहीं बचती और वह सीधे किनारों से ऊपर बहने लगता है, जिससे बाढ़ आ जाती है। यह सतही अपवाह (surface runoff) की मूल कहानी है: कि कैसे बारिश का पानी जमीन में समाने के बजाय जमीन के ऊपर से बहता है।
अब, कल्पना करें कि दो चीजें एक साथ हो रही हैं। पहली बात यह कि "नल" को और अधिक जोर से और तेजी से खोला जा रहा है क्योंकि जलवायु परिवर्तन (climate change) के कारण हमें अधिक तीव्र वर्षा तूफान मिल रहे हैं। दूसरी ओर, शहर अपने बाथटब के आकार को बदलने की कोशिश कर रहे हैं। केवल बड़ा बनाने और विस्तार करने के बजाय, कुछ शहर अपने स्थान को "सिकुड़ने" या अनुकूलित करने की कोशिश कर रहे हैं, यानी कंक्रीट को वापस हरे पार्कों और जंगलों में बदल रहे हैं। इसे सिकुड़न विकास नीति (shrinkage development policy) कहा जाता है। बड़ा सवाल जो वैज्ञानिक पूछ रहे हैं वह यह है: क्या शहर का आकार बदलना (नीति) पानी को ओवरफ्लो होने से रोक सकता है, भले ही नल को अधिकतम क्षमता पर चालू कर दिया गया हो (जलवायु)?
यह शोध पत्र इसी सटीक प्रश्न की जांच करने के लिए बीजिंग, चीन के नॉर्थ कैनाल बेसिन का अध्ययन करता है। शोधकर्ताओं ने इस क्षेत्र का एक अत्यंत स्मार्ट 'डिजिटल ट्विन' बनाया, जिसमें तीन शक्तिशाली उपकरणों का संयोजन किया गया: एक मशीन लर्निंग मस्तिष्क (रैंडम फॉरेस्ट) यह पता लगाने के लिए कि सबसे महत्वपूर्ण क्या है, एक भूमि-उपयोग संबंधी भविष्य बताने वाला यंत्र (प्लस मॉडल) यह अनुमान लगाने के लिए कि 2035 में शहर कैसा दिखेगा, और एक जल-प्रवाह सिम्युलेटर (स्वैट - SWAT) यह गणना करने के लिए कि वास्तव में कितना पानी बह जाएगा। वे देखना चाहते थे कि क्या बीजिंग की विस्तार रोकने और हरित क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करने की योजना वास्तव में शहर को बाढ़ से बचा सकती है, या क्या बदलता हुआ जलवायु इन प्रयासों को बहा ले जाएगा।
यहाँ उन्हें क्या मिला। सबसे पहले, उन्होंने पाया कि प्रकृति ही बॉस है। जब उन्होंने अपने सिमुलेशन चलाए, तो उन्होंने पाया कि मौसम (विशेष रूप से कितनी बारिश होती है) का बाढ़ पर शहर के लेआउट की तुलना में बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है। वास्तव में, विभिन्न जलवायु परिदृश्यों के कारण जल प्रवाह में अंतर बहुत बड़ा था। उदाहरण के लिए, एक मध्यम जलवायु परिदृश्य जिसे SSP2-4.5 कहा जाता है, के तहत जुलाई में चरम अपवाह (peak runoff) 65.92 m³/s होने का अनुमान था। लेकिन एक हल्के जलवायु परिदृश्य (SSP1-2.6) के तहत, वही चरम अपवाह घटकर केवल 11.68 m³/s रह गया। मौसम के कारण पानी की मात्रा लगभग छह गुना बढ़ गई!
हालाँकि, शहर की "सिकुड़ने" और हरित क्षेत्रों को बचाने की योजना ने मदद तो की, लेकिन अकेले मौसम को हराने के लिए पर्याप्त नहीं थी। शोधकर्ताओं ने 2035 के लिए तीन अलग-अलग भविष्यों का सिमुलेशन किया:
- इनर्शियल डेवलपमेंट (Inertial Development): शहर उसी तरह बढ़ता रहता है जैसे वह अब तक बढ़ा है।
- क्रॉपलैंड प्रोटेक्शन (Cropland Protection): शहर कृषि भूमि को बचाने पर ध्यान केंद्रित करता है।
- इकोलॉजिकल प्रोटेक्शन (Ecological Protection): शहर आक्रामक रूप से जंगलों, घास के मैदानों और जल निकायों की रक्षा करता है।
परिणामों ने दिखाया कि इकोलॉजिकल प्रोटेक्शन परिदृश्य पानी के स्तर को कम रखने में सबसे अच्छा था। इस "सबसे हरे" भविष्य में, चरम अपवाह 65.72 m³/s था, जो "बिजनेस एज़ यूज़ुअल" (सामान्य स्थिति) वाले परिदृश्य में देखे गए 65.92 m³/s से थोड़ा कम है। हालाँकि यह अंतर छोटा लग सकता है, लेकिन यह साबित करता है कि कंक्रीट को वापस हरित स्थान में बदलना सतह से बहने वाले पानी की मात्रा को कम करता है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि कृषि भूमि की तुलना में जंगल और घास के मैदान पानी को सोखने में बेहतर होते हैं, इसलिए इन विशिष्ट प्रकार के हरित स्थानों की रक्षा करना महत्वपूर्ण है।
लेकिन यहाँ एक मोड़ है: शोध पत्र सुझाव देता है कि केवल शहर को सिकोड़ने और अधिक पेड़ लगाने पर निर्भर रहना कोई जादुई समाधान नहीं है। लेखक तर्क देते हैं कि यदि जलवायु खराब होती है और भारी बारिश लाती है, तो इन हरित नीतियों के लाभ पूरी तरह से खत्म किए जा सकते हैं। यह एक नाव से छोटे कप की मदद से पानी निकालने की कोशिश करने जैसा है जबकि कोई उसमें फायरहोस (तेज धार वाला पाइप) से पानी डाल रहा हो; कप मदद तो करता है, लेकिन अगर पाइप बहुत मजबूत है तो वह बाढ़ को नहीं रोक सकता।
संक्षेप में, अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि जबकि "सिकुड़न" नीतियां और पारिस्थितिक संरक्षण पानी के प्रबंधन के लिए अच्छे उपकरण हैं, वे जलवायु परिवर्तन द्वारा लाई जाने वाली अत्यधिक वर्षा के मामले में अकेले समस्या को पूरी तरह से हल नहीं कर सकते। लेखक सुझाव देते हैं कि सबसे प्रभावी रणनीति इन भूमि-उपयोग परिवर्तनों को अन्य उपायों के साथ जोड़ना है जो जलवायु परिवर्तन द्वारा लाए जाने वाले पानी के भारी आयतन को संभालने में सक्षम हों। शहर बाथटब को अधिक स्पंज जैसा बना सकता है, लेकिन यदि नल एक फायरहोस में बदल जाता है, तो बेहतरीन स्पंज भी पर्याप्त नहीं हो सकते।
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