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An unusually delayed and persistent atmospheric CO₂ response to the 2023/24 El Niño

यह अध्ययन प्रकट करता है कि 2023/24 के अल नीनो ने एक लंबे समय तक चलने वाले भूमि-वायुमंडल कार्बन असंतुलन द्वारा संचालित एक असामान्य रूप से विलंबित और निरंतर वायुमंडलीय CO₂ वृद्धि प्रतिक्रिया को प्रेरित किया, जिसके परिणामस्वरूप 2015/16 की घटना की तुलना में कमजोर प्रारंभिक बल के बावजूद संचयी कार्बन विसंगति दोगुनी बड़ी रही।

मूल लेखक: Xiaoyu Sun, Denghui Ji, Sharon Patris, Darko Dubravica, Mathias Palm, Frank Hase, Minqiang Zhou, Marcus Rex, Justus Notholt

प्रकाशित 2026-08-07

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Xiaoyu Sun, Denghui Ji, Sharon Patris, Darko Dubravica, Mathias Palm, Frank Hase, Minqiang Zhou, Marcus Rex, Justus Notholt

मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

पृथ्वी के वायुमंडल की कल्पना एक विशाल, अदृश्य बाथटब के रूप में करें। सामान्यतः, नल से पानी अंदर आता है (ईंधन जलाने से निकलने वाली कार्बन डाइऑक्साइड) और पाइपों के माध्यम से बाहर निकल जाता है (पौधे और महासागर इसे सोख लेते हैं)। पानी का स्तर धीरे-धीरे और लगातार बढ़ता है। लेकिन कभी-कभी, मौसम अजीब हो जाता है। हर कुछ वर्षों में, प्रशांत महासागर 'एल नीनो' नामक एक तमाशा करता है। इसे समुद्र की ओर से एक विशाल, गर्म आलिंगन के रूप में समझें जो हर जगह मौसम को बदल देता है। जब ऐसा होता है, तो ग्रह के "निकासी पाइप"—विशेष रूप से जंगल और महासागर की सतह—जाम होने लगते हैं या यहाँ तक कि उलट जाते हैं, जिससे वे कार्बन को निगलने के बजाय हवा में वापस उगलने लगते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि इन मौसम के तमाशों के कारण हमारे वायुमंडलीय बाथटब में पानी का स्तर कुछ समय के लिए तेजी से बढ़ जाता है। बड़ा सवाल यह है कि वह अतिरिक्त पानी वहाँ कितने समय तक रहता है, और क्यों वह कभी-कभी तमाशे के खत्म होने के बाद भी बहुत अधिक समय तक बना रहता है?

यह शोध पत्र हाल ही में हुए एक अजीबोगरीब तमाशे की जांच करता है जो 2023 और 2024 में हुआ था। शोधकर्ता, जो कार्बन डाइऑक्साइड को ट्रैक करने वाले ब्रह्मांडीय जासूसों की तरह काम करते हैं, उन्हें कुछ आश्चर्यजनक मिला। आमतौर पर, जब एल नीनो का "पीक" (घटना का सबसे गर्म, सबसे तीव्र हिस्सा) गुजर जाता है, तो हवा में अतिरिक्त कार्बन काफी जल्दी शांत होने लगता है। लेकिन 2023/24 की घटना के लिए, वायुमंडल एक जिद्दी किशोर की तरह व्यवहार कर रहा था जो पार्टी खत्म होने के बाद भी सोने से इनकार कर देता है। कार्बन का स्तर केवल बढ़ा ही नहीं; यह चौंकाने वाली अवधि के लिए ऊँचा बना रहा, काफी समय बीत जाने के बाद भी जब समुद्र ठंडा हो गया था और मौसम सामान्य हो गया था।

टीम ने इस हालिया घटना की तुलना पिछले कुछ दशकों के दो सबसे बड़े "सुपर एल नीनो" (1997/98 और 2015/16) से की। उन्हें उम्मीद थी कि 2023/24 की घटना कमजोर होगी क्योंकि समुद्र का गर्म होना उन पिछले दिग्गजों जितना चरम नहीं था। और वे सही थे: समुद्र ने उतना कार्बन नहीं छोड़ा, और 2015/16 की तुलना में वहां बहुत कम भीषण जंगल की आग लगी थी। तो, हवा में कार्बन इतना अधिक और इतना स्थायी क्यों था?

शोध पत्र के अनुसार, इसका उत्तर भूमि में निहित है। जबकि समुद्र और आग शांत थे, भूमि व्यवहार कर रही थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि जंगलों और मिट्टी ने न केवल कार्बन सोखना बंद किया; बल्कि उन्होंने एल नीनो के पीक के महीनों बाद भी इसे जारी रखा। यह ऐसा है जैसे भूमि ने तूफान के दौरान अपनी सांस रोक ली थी और फिर तूफान के बादल छंट जाने के बहुत बाद तक कार्बन डाइऑक्साइड की एक लंबी, धीमी आह छोड़ी।

यहाँ वास्तविक डेटा क्या दिखाता है:

विलंब (The Delay): पिछली बड़ी घटनाओं में, कार्बन वृद्धि समुद्र के सबसे गर्म होने के मात्र 2 से 4 महीने बाद चरम पर पहुँच जाती थी। 2023/24 में, पीक तब आया जब समुद्र के पीक के सात महीने बीत चुके थे।
अवधि (The Duration): कार्बन का स्तर 2023/24 में अपने अधिकतम स्तर के आधे से ऊपर 10 महीनों तक बना रहा। यह 2015/16 में देखे गए 6 महीनों की तुलना में बहुत अधिक है।
मात्रा (The Amount): भले ही समुद्र का गर्म होना कमजोर था, वायुमंडल में जमा हुआ कुल अतिरिक्त कार्बन (संचयी विसंगति) 2015/16 की घटना से लगभग दुगुना बड़ा था।
कारण (The Cause): शोध पत्र स्पष्ट रूप से समुद्र और आग को इस देरी के मुख्य कारणों के रूप में खारिज करता है। समुद्र के संकेत वास्तव में पहले से कमजोर थे, और आग के संकेत बहुत छोटे थे। इसके बजाय, साक्ष्य एक "लगातार देर से आने वाले चरण के असंतुलन" (persistent late-phase imbalance) की ओर इशारा करते हैं। भूमि ने घटना समाप्त होने के बहुत बाद तक कार्बन उगलना जारी रखा।

शोधकर्ताओं ने पैटर्न को स्पष्ट रूप से देखने के लिए 1980 से वर्तमान तक की सभी एल नीनो घटनाओं को एक क्रम में लगाने की एक चतुर विधि का उपयोग किया। उन्होंने अपने निष्कर्षों की जाँच कई अलग-अलग कंप्यूटर मॉडल और उपग्रह डेटा से की ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे केवल कोई तकनीकी त्रुटि नहीं देख रहे हैं। हालांकि वे यह नहीं कह सकते कि ठीक से कौन सा विशिष्ट पेड़ या मिट्टी का पैच इसके लिए जिम्मेदार था (डेटा सब कुछ मिला देता है), वे इस बात को लेकर बहुत आश्वस्त हैं कि भूमि ही कारण थी कि कार्बन हवा में इतने लंबे समय तक बना रहा।

संक्षेप में, यह शोध पत्र हमें बताता है कि पृथ्वी का कार्बन चक्र हमारी सोच से कहीं अधिक जटिल है। एक मौसम की घटना समाप्त हो सकती है, लेकिन भूमि की प्रतिक्रिया महीनों तक खिंच सकती है, जिससे हमारा वायुमंडलीय बाथटब लंबे समय तक भरा रहता है। यह सुझाव देता है कि जैसे-जैसे ग्रह गर्म हो रहा है, ये "हैंगओवर" प्रभाव अधिक सामान्य हो सकते हैं, जिससे हवा में कार्बन डाइऑक्साइड के बढ़ने को धीमा करना कठिन हो जाएगा।

तकनीकी सारांश: 2023/24 एल नीनो के प्रति एक असामान्य रूप से विलंबित और निरंतर वायुमंडलीय CO₂ प्रतिक्रिया

समस्या विवरण
एल नीनो-दक्षिणी दोलन (ENSO) वैश्विक कार्बन चक्र में अंतर-वार्षिक परिवर्तनशीलता का एक प्राथमिक चालक है, जो उष्णकटिबंधीय तापमान, वर्षा और पारिस्थितिकी तंत्र की उत्पादकता में परिवर्तनों के माध्यम से वायुमंडलीय CO₂ संचय को नियंत्रित करता है। जबकि ENSO–CO₂ प्रतिक्रिया का सामान्य "महासागर-प्रथम, भूमि-बाद में" (ocean-first, land-later) अनुक्रम स्थापित है, कई घटनाओं में पोस्ट-पीक (शिखर के बाद की) वायुमंडलीय प्रतिक्रिया के समय, निरंतरता और संचयी परिमाण को व्यवस्थित रूप से मापा नहीं गया है। 2023/24 का एल नीनो एक अनूठा मामला था: यह असाधारण रूप से गर्म वैश्विक पृष्ठभूमि स्थितियों के तहत हुआ और इसके बाद रिकॉर्ड वायुमंडलीय CO₂ वृद्धि देखी गई, फिर भी इसका शिखर महासागरीय नीनो इंडेक्स (ONI) फोर्सिंग 1997/98 और 2015/16 की 'सुपर एल नीनो' घटनाओं की तुलना में काफी कमजोर था। संबोधित मुख्य समस्या यह है कि क्या ENSO फोर्सिंग का शिखर आयाम (peak amplitude) वायुमंडलीय CO₂ प्रतिक्रिया के समय और एकीकृत परिमाण को निर्धारित करता है, और विशेष रूप से, वे कौन से तंत्र थे जिन्होंने 2023/24 में देखे गए असामान्य रूप से विलंबित और निरंतर CO₂ संचय को प्रेरित किया।

कार्यप्रणाली
लेखकों ने 1980 से 12 एल नीनो घटनाओं का विश्लेषण करने के लिए एक इवेंट-अलाइन्ड (घटना-संरेखित), अवलोकन-आधारित ढांचे को विकसित किया, जिसमें छह मजबूत घटनाओं (पीक ONI ≥ 1.5°C) पर ध्यान केंद्रित किया गया। अध्ययन ने चार दशकों के सतही CO₂ रिकॉर्ड और कई विशिष्ट नैदानिक मेट्रिक्स का उपयोग किया:

इवेंट अलाइनमेंट (घटना संरेखण): सभी रिकॉर्ड्स को अधिकतम ONI सीजन के केंद्रीय महीने (लैग 0) के साथ संरेखित किया गया।
वायुमंडलीय मेट्रिक्स: डिट्रेंडेड (ट्रेंड-मुक्त) CO₂ वृद्धि विसंगतियों के लिए तीन प्राथमिक नैदानिक गणना की गई:
1. पीक लैग (शिखर अंतराल): ONI शिखर से अधिकतम CO₂ वृद्धि विसंगति तक का समय (महीनों में)।
2. परसिस्टेंस (निरंतरता - $D_{0.50}$ ): वह अवधि जब विसंगति अपने शिखर अधिकतम के 50% से ऊपर रही।
3. संचयी विसंगति (Cumulative Anomaly - $I_{18}$ ): शिखर के बाद के 18 महीनों में एकीकृत डिट्रेंडेड विसंगति।
डेटा स्रोत:
- वायुमंडलीय CO₂: NOAA ग्लोबल मीन और माउना लोआ रिकॉर्ड, जिसे अमेरिकन सामोआ (SAM), केप कुमुकाही (KUM), और पलाऊ के नए EM27/SUN अवलोकनों द्वारा पूरक किया गया है।
- सैटेलाइट डेटा: कॉलम-औरेज्ड CO₂ विसंगतियों के लिए GOSAT XCO₂ रिट्रीवल्स।
- सागरीय डेटा: प्रारंभिक समुद्री योगदान का आकलन करने के लिए सतह-महासागर pCO₂ क्षेत्र (Copernicus Marine Service) और TAO बुय ऑब्जर्वेशन।
- अग्नि डेटा: पश्चिमी प्रशांत क्षेत्र में बायोमास बर्निंग योगदान का मूल्यांकन करने के लिए IASI टोटल-कॉलम CO विसंगतियाँ।
- भूमि फ्लक्स: CAMS v2.4r1 इनवर्जन सिस्टम से प्राप्त नेट बायोस्फीयर एक्सचेंज (NBE) विसंगतियाँ और इनका ग्लोबल कार्बन बजट 2025 के 13 अतिरिक्त वायुमंडलीय इनवर्जन उत्पादों के विरुद्ध क्रॉस-वैलिडेशन।

प्रमुख परिणाम

विलंबित और निरंतर प्रतिक्रिया: 2023/24 की घटना में CO₂ वृद्धि विसंगति ENSO अधिकतम के 7 महीने बाद चरम पर पहुँची, जो अध्ययन की गई किसी भी अन्य घटना (जैसे, 1997/98 के लिए +4 महीने, 2015/16 के लिए +2 महीने) की तुलना में अधिक विलंबित थी। यह विसंगति अपने अधिकतम के आधे से 10 महीने तक ऊपर रही, जो दर्ज की गई दूसरी सबसे लंबी अवधि है।
असमान संचयी प्रभाव: कमजोर पीक ONI के बावजूद, 2023/24 के लिए संचयी 18-महीने की डिट्रेंडेड विसंगति 0.885 ppm थी, जो 2015/16 के (0.431 ppm) से लगभग दोगुनी है। यह इंगित करता है कि केवल ENSO आयाम ही एकीकृत वायुमंडलीय प्रतिक्रिया को निर्धारित नहीं करता है।
महासागर और अग्नि चालकों का अपवर्जन:
- महासागर: 2023/24 में प्रारंभिक सतह-महासागर pCO₂ में कमी (न्यूनतम ~~−15 μatm) 2015/16 (~~−43 μatm) की तुलना में कमजोर थी, जिससे विलंबित शिखर के कारण आउटगैसिंग के दमन (suppression) को खारिज किया गया।
- अग्नि: 2015/16 के प्रमुख इंडोनेशियाई दहन प्रकरण की तुलना में 2023/24 में पश्चिमी प्रशांत में अग्नि-संबंधी CO विसंगतियाँ काफी कमजोर थीं।
भूमि-फ्लक्स एट्रिब्यूशन (भूमि-प्रवाह आरोपण): विलंबित वायुमंडलीय प्रतिक्रिया एक निरंतर और स्थानिक रूप से वितरित सकारात्मक लैंड NBE विसंगति (नेट कार्बन रिलीज) के साथ मेल खाती है।
- 2015/16 के विपरीत, जहाँ अंतिम चरण में लैंड विसंगतियाँ कमजोर हो गईं, 2023/24 की घटना में एक रिवर्सल (प्रतिवर्तन) देखा गया जहाँ उष्णकटकटिबंधीय लैंड NBE शिखर के शुरुआती से देर के पोस्ट-पीक चरण में बढ़ गया।
- यह बदलाव 13 स्वतंत्र वायुमंडलीय इनवर्जन उत्पादों में सुदृढ़ था, जिनमें से सभी ने 2023/24 के लिए एक सकारात्मक वैश्विक 'लेट-माइनस-अर्ली' लैंड फ्लक्स कंट्रास्ट दिखाया। यह विसंगति उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों से लेकर उपोष्णकटिबंधीय (extra-tropical) क्षेत्रों तक फैली हुई थी।

प्रमुख योगदान

पोस्ट-पीक निरंतरता का परिमाणीकरण: यह अध्ययन ENSO पीक्स के सापेक्ष वायुमंडलीय CO₂ प्रतिक्रिया के समय और अवधि को मापने के लिए एक व्यवस्थित ढांचा पेश करता है, जो केवल वार्षिक वृद्धि दर की तुलना से आगे जाता है।
फोर्सिंग और प्रतिक्रिया का डिकपलिंग (विच्छेद): यह प्रदर्शित करता है कि यदि अंतर्निहित भूमि-कार्बन असंतुलन लंबा है, तो एक कमजोर पीक ENSO फोर्सिंग के परिणामस्वरूप बड़ा और अधिक निरंतर वायुमंडलीय CO₂ संचय हो सकता है।
एक "लेट-फेज" लैंड सिग्नल की पहचान: अनुसंधान एक विशिष्ट "लेट-फेज" लैंड-कार्बन विसंगति की पहचान करता है जो ENSO पीक के बहुत बाद तक बनी रहती है, जो पिछले आयोजनों में देखे गए अधिक तीव्र रिकवरी के विपरीत है। यह सिग्नल कई भूमि क्षेत्रों और इनवर्जन प्रणालियों में स्थानिक रूप से सुसंगत है।

महत्व और दावे
यह शोध दावा करता है कि पोस्ट-पीक निरंतरता और संचयी परिमाण इस बात का सिस्टम-लेवल रिकॉर्ड है कि जलवायु-जनित कार्बन असंतुलन कितने समय तक बने रहते हैं। लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि 2023/24 की घटना एक लंबी पोस्ट-पीक वायुमंडलीय प्रतिक्रिया द्वारा संचालित थी, जो नेट लैंड-एटमोस्फेयर कार्बन एक्सचेंज में एक निरंतर लेट-फेज असंतुलन के कारण हुई थी।

यह अध्ययन तर्क देता है कि यह विलंबित रिकवरी, जो संभावित रूप से प्रकाश संश्लेषण (photosynthesis) और श्वसन (respiration) के असिंक्रोनस रिकवरी या जल तनाव (water stress) से जुड़ी हो सकती है, CO₂ संचय को बढ़ा सकती है और सकारात्मक कार्बन-जलवायु फीडबैक को बढ़ा सकती है। लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि वे विशिष्ट प्रक्रियाओं (जैसे, विशिष्ट श्वसन बनाम प्रकाश संश्लेषण तंत्र) को अनूठे रूप से जिम्मेदार नहीं ठहराते हैं, लेकिन वायुमंडलीय टेल (tail) और लैंड-फ्लक्स इनवर्जन के बीच का टेम्पोरल कंसिस्टेंसी (सामयिक निरंतरता) इस बात का पुख्ता प्रमाण प्रदान करता है कि गर्म होती जलवायु में भूमि-कार्बन रिकवरी काफी विलंबित हो सकती है। निष्कर्ष बताते हैं कि पीक ENSO आयाम भविष्य के कार्बन-चक्र प्रभावों का भविष्यवक्ता होने के लिए अपर्याप्त है, और पोस्ट-पीक कार्बन असंतुलन की अवधि वायुमंडलीय CO₂ संचय पर एक महत्वपूर्ण, पहले से कम मापा गया नियंत्रण है।

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