Human impacts on the 2015 equatorial Asia drought: the role of air-sea coupling in the event attribution study
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि घटना एट्रिब्यूशन (event attribution) मॉडलों में वायु-समुद्र युग्मन (air-sea coupling) की उपेक्षा करने से 2015 के भूमध्यरेखीय एशिया के सूखे में मानव योगदान का अतिरंजित अनुमान लगाया जाता है, क्योंकि केवल वायुमंडल-आधारित सिमुलेशन उन महत्वपूर्ण समुद्र सतह तापमान फीडबैक को पकड़ने में विफल रहते हैं जो गणना किए गए एट्रिब्यूटेबल रिस्क (attributable risk) के अंश को कम करते हैं।
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जब वैज्ञानिक यह समझने की कोशिश करते हैं कि कोई विशिष्ट चरम मौसम की घटना क्यों हुई, तो वे अक्सर एक सरल लेकिन गहरा प्रश्न पूछते हैं: मानव-जनित जलवायु परिवर्तन ने इस घटना को कितना अधिक संभावित बनाया? यह क्षेत्र, जिसे 'इवेंट एट्रिब्यूशन' (घटना का श्रेय निर्धारण) कहा जाता है, पृथ्वी के जलवायु के जटिल कंप्यूटर मॉडल चलाने पर निर्भर करता है। उत्तर प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ता आमतौर पर सिमुलेशन के दो सेट चलाते हैं। एक सेट उस दुनिया की नकल करता है जैसी वह आज है, जिसमें वे सभी ग्रीनहाउस गैसें शामिल हैं जो मनुष्यों ने उत्सर्जित की हैं। दूसरा सेट एक "काउंटरफैक्चुअल" (प्रति-तथ्यात्मक) दुनिया की कल्पना करता है जहाँ वे उत्सर्जन कभी हुए ही नहीं थे, जो प्राकृतिक जलवायु परिवर्तनशीलता के आधार का प्रतिनिधित्व करता है। इन दो अलग-अलग दुनियाओं में एक विशिष्ट आपदा, जैसे कि भीषण सूखा, कितनी बार आती है, इसकी तुलना करके, वैज्ञानिक इस घटना के जोखिम में मानवीय योगदान की गणना कर सकते हैं।
हालाँकि, पृथ्वी एक ऐसी प्रणाली है जहाँ वायुमंडल और महासागर एक निरंतर, गतिशील बातचीत में बंधे होते हैं। समुद्र की सतह का तापमान उसके ऊपर की हवा को प्रभावित करता है, और हवा तथा वर्षा बदले में महासागर को ठंडा या गर्म करती है। कई वर्षों तक, शोधकर्ताओं ने अक्सर इन एट्रिब्यूशन अध्ययनों के लिए एक सरल प्रकार के मॉडल का उपयोग किया है। ये मॉडल महासागर को एक स्थिर पृष्ठभूमि के रूप में देखते हैं, जो वायुमंडल को एक निश्चित तापमान मानचित्र प्रदान करता है बिना यह अनुमति दिए कि वायुमंडल बदले में महासागर को बदल सके। हालाँकि यह दृष्टिकोण समय और कंप्यूटिंग शक्ति बचाता है, लेकिन यह उस दो-तरफा फीडबैक (प्रतिपुष्टि) की अनदेखी करता है जो हमारे मौसम को संचालित करता है। प्रश्न यह बना हुआ है: क्या यह गायब हुई बातचीत उस समय मायने रखती है जब हम किसी विशिष्ट आपदा के कारणों को सटीक रूप से निर्धारित करने की कोशिश कर रहे होते हैं?
अकीरा हसेगावा के नेतृत्व में टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने 2015 के शुष्क मौसम के दौरान भूमध्यरेखीय एशिया में आए भीषण सूखे का उपयोग करके इसी विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया। उस वर्ष, एक विशाल अल नीनो (El Niño) की घटना ने, जिसकी विशेषता मध्य प्रशांत में असामान्य रूप से गर्म समुद्री जल था, उन वैश्विक हवाओं के पैटर्न को कमजोर कर दिया जो आमतौर पर इस क्षेत्र में बारिश लाते हैं। इसका परिणाम विनाशकारी वर्षा की कमी थी। शोधकर्ता यह जानना चाहते थे कि क्या मानक, सरल मॉडल इस बारे में एक सटीक तस्वीर दे रहे हैं कि मानव तापन ने इस सूखे को कितना योगदान दिया, या क्या गायब हुआ महासागरीय फीडबैक परिणामों को विकृत कर रहा था।
उत्तर खोजने के लिए, टीम ने बड़े पैमाने पर दो अलग-अलग प्रकार के कंप्यूटर प्रयोग चलाए। पहला प्रकार एक पूर्णतः 'कपल्ड मॉडल' (जुड़े हुए मॉडल) का उपयोग करता था, जहाँ वायुमंडल और महासागर स्वतंत्र रूप से परस्पर क्रिया कर सकते थे, गर्मी और नमी का आदान-प्रदान कर सकते थे, ठीक वैसे ही जैसे वे वास्तविकता में करते हैं। दूसरा प्रकार एक 'एटमॉस्फियर-ओनली' (केवल वायुमंडल) मॉडल का उपयोग करता था, जहाँ महासागर को पहले प्रयोग की तरह बिल्कुल वैसा ही रहने के लिए मजबूर किया गया था, जो ऊपर बदलती हवाओं और बादलों के प्रति प्रतिक्रिया करने में असमर्थ था। इन दोनों परिदृश्यों के तहत सिमुलेशन के दो सेट चलाए गए थे: एक जो 2015 की वास्तविक ऐतिहासिक स्थितियों को दर्शाता है, और दूसरा जो मानव-जनित तापन के बिना दुनिया का प्रतिनिधित्व करता है। इन चार अलग-अलग सिमुलेशन समूहों के परिणामों की तुलना करके, शोधकर्ता निष्कर्षों पर वायु-समुद्र संपर्क के विशिष्ट प्रभाव को अलग कर सके।
परिणामों ने सरलीकृत दृष्टिकोण में एक महत्वपूर्ण दोष का खुलासा किया। 'एटमॉस्फियर-ओनली' सिमुलेशन में, मॉडल ने एक निरंतर पूर्वाग्रह विकसित किया: इसने फिलीपीन सागर के ऊपर हवा की ऊपर की ओर गति को बहुत अधिक बढ़ाकर दिखाया, जो सूखे से प्रभावित क्षेत्र के उत्तर में स्थित है। वास्तविक दुनिया में और पूर्णतः कपल्ड मॉडल में, महासागर ऊपर उठती हवा के जवाब में सतह को ठंडा करता है, जो स्वाभाविक रूप से इस ऊपर की ओर गति को कितना मजबूत हो सकता है, इसे सीमित करता है। लेकिन क्योंकि सरल मॉडल महासागर को ठंडा होने की अनुमति नहीं दे सका, इसलिए हवा बिना किसी रोक-टोक के ऊपर उठती रही। उत्तर में इस अत्यधिक ऊपर की ओर गति ने भूमध्यरेखीय एशिया के ऊपर एक क्षतिपूर्ति वाली नीचे की ओर गति को मजबूर किया, जिससे मॉडल में यह क्षेत्र वास्तव में जितना सूखा है, उससे कहीं अधिक सूखा दिखाई देने लगा।
इस कृत्रिम सूखे का एट्रिब्यूशन परिणामों पर सीधा और भ्रामक प्रभाव पड़ा। क्योंकि सरल मॉडल एक ऐसे बेसलाइन जलवायु से शुरू हुआ जो पहले से ही बहुत सूखा था, इसलिए 2015 का सूखा तुलनात्मक रूप से उतना चरम नहीं लगा। सांख्यिकीय शब्दों में, मॉडल ने गणना की कि मानव-जनित तापन के बिना दुनिया में ऐसी शुष्क घटना होने की संभावना बहुत कम थी। जब "नो-वार्मिंग" (बिना तापन वाली) दुनिया में किसी घटना की संभावना कम होती है, और वह घटना वास्तविक दुनिया में घटित होती है, तो गणित यह सुझाव देता है कि मानवीय प्रभाव बहुत अधिक होना चाहिए। फलस्वरूप, 'एटमॉस्फियर-ओनली' मॉडल ने अनुमान लगाया कि मानव गतिविधि 2015 के सूखे के जोखिम के लिए लगभग 44 प्रतिशत जिम्मेदार थी।
इसके विपरीत, पूर्णतः कपल्ड मॉडल ने, जिसने महासागर को सांस लेने और प्रतिक्रिया करने की अनुमति दी, एक अलग तस्वीर पेश की। फिलीपीन सागर के ऊपर कूलिंग फीडबैक को सही ढंग से सिम्युलेट करके, इसने एक अधिक सटीक बेसलाइन जलवायु बनाई जो कृत्रिम रूप से शुष्क नहीं थी। इस अधिक यथार्थवादी सिमुलेशन में, 2015 का सूखा अभी भी एक दुर्लभ घटना थी, लेकिन यह सरल मॉडल द्वारा सुझाए गए स्तर जितना दुर्लभ नहीं था। गणना किया गया मानवीय योगदान काफी गिरकर लगभग 20 प्रतिशत हो गया। अध्ययन बताता है कि महासागर की प्रतिक्रिया देने की क्षमता की अनदेखी करके, सरल मॉडल इस विशिष्ट आपदा में मानव-जनित तापन की भूमिका को दोगुने से अधिक बढ़ाकर दिखा रहे थे।
शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि दोनों मॉडलों ने सही ढंग से पहचाना कि अल नीनो घटना सूखे का प्राथमिक चालक था, सरल मॉडल इस क्षेत्र की प्राकृतिक परिवर्तनशीलता को पकड़ने में विफल रहा। 'एटमॉस्फियर-ओनली' सिमुलेशन वास्तविक दुनिया में मौजूद समुद्र की सतह के तापमान और वर्षा के बीच के जटिल संबंध को पुनरुत्पादित करने में असमर्थ थे, विशेष रूप से भूमध्यरेखीय एशिया जैसे क्षेत्रों में जो समुद्र से घिरे हुए हैं। इससे एक व्यवस्थित त्रुटि उत्पन्न हुई जहाँ मॉडल ने स्वाभाविक रूप से होने वाले गंभीर सूखे की संभावना को कम करके आंका, जिसने बदले में जलवायु परिवर्तन के प्रभाव को बढ़ा दिया।
यह कार्य सरल मॉडलों के मूल्य को खारिज नहीं करता है, जो जलवायु अनुसंधान के कई प्रकारों के लिए उपयोगी बने हुए हैं। हालाँकि, यह उन घटनाओं के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण सीमा को रेखांकित करता है जहाँ महासागर और वायुमंडल मजबूती से जुड़े हुए हैं। अध्ययन सुझाव देता है कि भूमध्यरेखीय एशिया के 2015 के सूखे जैसे आयोजनों के लिए, केवल उन मॉडलों पर भरोसा करना जो महासागर को एक निष्क्रिय मंच के रूप में देखते हैं, मानव प्रभाव के अति-अनुमान का कारण बन सकता है। निष्कर्ष संकेत देते हैं कि जलवायु परिवर्तन के विशिष्ट आपदाओं पर उसके पदचिह्नों को वास्तव में समझने के लिए, वैज्ञानिकों को समुद्र और आकाश के बीच की पूर्ण, दो-तरफा बातचीत को ध्यान में रखना चाहिए।
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