Probability Distributions and Return Periods of Extreme Rainfall Events in the Zagros Mountains: Karkheh Basin Floods

वर्षा जीवन का एक मौलिक हिस्सा है, लेकिन जब यह बहुत अधिक या बहुत तेज़ी से गिरती है, तो यह एक जीवन देने वाले संसाधन से एक विनाशकारी शक्ति में बदल जाती है। जल विज्ञान (हाइड्रोलॉजी) की दुनिया में, जो पानी की गति का विज्ञान है, शोधकर्ता केवल यह नहीं गिनते कि कितनी वर्षा हुई; वे यह समझने की कोशिश करते हैं कि सबसे चरम तूफान कितनी बार होते हैं। यह "रिटर्न पीरियड" (वापसी अवधि) के अध्ययन का विषय है, जो एक अवधारणा है जो यह अनुमान लगाती है कि एक विशिष्ट आकार की वर्षा की घटना दोबारा होने में कितने वर्ष बीत सकते हैं। यह पुलों और बांधों को डिजाइन करने वाले इंजीनियरों के लिए, और घरों के निर्माण के लिए स्थान तय करने वाले समुदायों के लिए एक महत्वपूर्ण गणना है। जब जलवायु बदलती है, तो ये पैटर्न बदल सकते हैं, जिससे जोखिम के पुराने मानचित्र अविश्वसनीय हो जाते हैं। यह समझना कि क्या कोई बाढ़ एक दुर्लभ विसंगति है या एक नए सामान्य (न्यू नॉर्मल) का संकेत है, गर्म होती दुनिया में जीवन और बुनियादी ढांचे की सुरक्षा के लिए आवश्यक है।

पश्चिमी ईरान के ऊबड़-खाबड़ ज़ाग्रोस पहाड़ों में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने हाल ही में अपना ध्यान कर्क नदी बेसिन की ओर लगाया, जो 2019 की वसंत ऋतु में विनाशकारी बाढ़ का सामना कर चुका था। शोधकर्ताओं ने इस क्षेत्र में होने वाली अत्यधिक तीव्रता को निर्धारित करने और भविष्य की आपदाओं की भविष्यवाणी करने का सबसे अच्छा तरीका खोजने के लिए इस क्षेत्र के वर्षा डेटा का विश्लेषण करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने बेसिन में फैले कई मौसम केंद्रों पर दर्ज की गई एक ही दिन की सबसे भारी वर्षा पर ध्यान केंद्रित किया। दशकों के ऐतिहासिक डेटा को देखकर, उन्होंने उस गणितीय पैटर्न को खोजने का प्रयास किया जो इन दुर्लभ, उच्च-तीव्रता वाली घटनाओं का सबसे अच्छा वर्णन करता है। उनका लक्ष्य सरल औसत से आगे बढ़कर सबसे खतरनाक तूफानों की वास्तविक प्रकृति को समझना था, जो अक्सर सामान्य मौसम के नियमों का पालन नहीं करते हैं।

अध्ययन से पता चला कि हालांकि पूरे वर्ष में इस क्षेत्र में गिरने वाली कुल वर्षा में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं आया है, लेकिन सबसे भारी दैनिक मूसलाधार बारिश की तीव्रता बढ़ रही है। यह सुझाव देता है कि क्षेत्र में अत्यधिक घटनाएं अधिक बार हो रही हैं, भले ही साल की कुल नमी स्थिर बनी रहे। शोधकर्ताओं ने सात निगरानी केंद्रों के डेटा की जांच की, लेकिन उन्होंने चार स्थानों पर अपना विस्तृत विश्लेषण केंद्रित किया जिनके पास सांख्यिकीय रूप से विश्वसनीय पर्याप्त लंबे रिकॉर्ड थे। इन स्थानों पर, उन्होंने पाया कि वर्षा का डेटा एक मानक, बेल-आकार के वक्र (बेल-शेप्ड कर्व) का पालन नहीं करता है। इसके बजाय, डेटा विषम (skewed) था, जिसका अर्थ है कि एक साधारण औसत की तुलना में चरम मान (extreme values) अधिक आम थे। यह विषमता इंगित करती है कि क्षेत्र अचानक, हिंसक वर्षा के लिए संवेदनशील है जो परिदृश्य को अभिभूत कर सकती है।

सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्षों में से एक मार्च और अप्रैल 2019 में आए विशिष्ट तूफानों से संबंधित था। नदी के स्रोत के पास ऊपरी क्षेत्र में स्थित पोल्डोख़्तर स्टेशन पर, मार्च के एक दिन में 139.4 मिलीमीटर वर्षा हुई। बेसिन के एक अन्य स्थान, नूरबाद स्टेशन पर, अप्रैल में 101 मिलीमीटर वर्षा हुई। ये केवल भारी दिन नहीं थे; ये सांख्यिकीय आउटलेयर (विचलनों) की श्रेणी में थे। जब शोधकर्ताओं ने गणना की कि ऐसी घटनाएं कितनी बार होनी चाहिए, तो उन्होंने पाया कि ये तूफान संभवतः 70 से 200 वर्षों में केवल एक बार आते हैं। यह 2019 की बाढ़ को अत्यधिक, दुर्लभ आपदाओं की श्रेणी में मजबूती से रखता है। विश्लेषण ने दिखाया कि नदी का डिस्चार्ज, या नदी के माध्यम से बहने वाले पानी की मात्रा, घटना के शिखर के दौरान लगभग 4,700 घन मीटर प्रति सेकंड तक बढ़ गई, एक ऐसा स्तर जिसने कई प्रांतों में व्यापक बाढ़ और क्षति पहुंचाई।

इन भविष्यवाणियों को करने के लिए, टीम ने कई अलग-अलग गणितीय मॉडलों का परीक्षण किया, जो अनिवार्य रूप से वर्षा डेटा में एक वक्र (कर्व) को फिट करने के विभिन्न तरीके हैं। उन्होंने पाया कि कोई भी एकल मॉडल हर स्थान के लिए पूरी तरह से काम नहीं करता है। 72 वर्षों के लंबे रिकॉर्ड वाले स्टेशन के लिए, 'गुमेल डिस्ट्रीब्यूशन' (Gumbel distribution) नामक मॉडल सबसे सटीक फिट प्रदान करता है। हालांकि, कम रिकॉर्ड वाले स्टेशनों के लिए, 'इनवर्स गामा डिस्ट्रीब्यूशन' (Inverse Gamma distribution) नामक एक अलग मॉडल अधिक सटीक साबित हुआ। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि गलत मॉडल का उपयोग करने से बाढ़ के जोखिम का कम आकलन हो सकता है। शोधकर्ताओं ने "प्रोबेबल मैक्सिमम प्रिसिपिटेशन" (संभावित अधिकतम वर्षा) की भी गणना की, जो एक अनुमान है कि सबसे चरम स्थितियों में क्षेत्र में भौतिक रूप से कितनी भारी बारिश हो सकती है। एक परिष्कृत पद्धति का उपयोग करते हुए, उन्होंने अनुमान लगाया कि पोल्डोख़्तर में एक दिन में 161 मिलीमीटर तक वर्षा हो सकती है, जो 2019 में वास्तव में दर्ज की गई वर्षा से थोड़ा अधिक है।

अध्ययन ने 2019 की तबाही के कारणों को भी संबोधित किया। जबकि भूमि उपयोग में बदलाव और नदी के किनारों पर निर्माण ने निश्चित रूप से नुकसान को बदतर बना दिया, प्राथमिक कारण भारी वर्षा का आयतन था। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि ये तूफान एक बड़ी वायुमंडलीय घटना का हिस्सा थे जिसने पहाड़ों में रिकॉर्ड तोड़ नमी पहुँचाई थी। इसका समय विशेष रूप से क्रूर था; भारी बारिश वसंत में हुई जब जमीन सर्दियों के बर्फ पिघलने से पहले से ही संतृप्त (saturated) थी, जिससे मिट्टी और अधिक पानी सोखने में असमर्थ हो गई थी। तीव्र वर्षा और संतृप्त परिदृश्य के इस संयोजन ने कर्क बेसिन को फ्लैश फ्लड ज़ोन में बदल दिया। डेटा बताता है कि जबकि कुल वार्षिक वर्षा में नाटकीय बदलाव नहीं आया है, उच्च-तीव्रता वाली, कम अवधि की तूफानों की आवृत्ति बढ़ रही है, जो चरम मौसम को तीव्र करने के बारे में व्यापक जलवायु परिवर्तन संबंधी चिंताओं के अनुरूप है।

अंततः, यह शोध ज़ाग्रोस पहाड़ों के सामने बाढ़ के जोखिमों की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है। यह पहचानकर कि इस क्षेत्र में छोटे डेटा सेटों के विश्लेषण के लिए 'इनवर्स गामा डिस्ट्रीब्यूशन' सबसे विश्वसनीय उपकरण है, अध्ययन भविष्य के जोखिम मूल्यांकन के लिए एक बेहतर तरीका प्रदान करता है। निष्कर्ष पुष्टि करते हैं कि 2019 की बाढ़ वास्तव में दुर्लभ, 70-से-200-वर्षीय घटनाएं थीं, लेकिन वे एक चिंताजनक प्रवृत्ति को भी उजागर करते हैं: दैनिक अधिकतम वर्षा बढ़ रही है। इसका अर्थ है कि जिसे कभी एक सदी में एक बार आने वाला तूफान माना जाता था, वह अब अधिक सामान्य हो सकता है। बेसिन में रहने वाले समुदायों के लिए, यह ज्ञान केवल शैक्षणिक नहीं है; यह योजना और उत्तरजीविता के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है, जो उन्हें याद दिलाता है कि परिदृश्य बदल रहा है और अतीत के नियम भविष्य के तूफानों के लिए अब लागू नहीं हो सकते हैं।