Extreme early-spring polar jet shifts reduce warm-season runoff in the snow-dominated upper Colorado River Basin

अमेरिकी पश्चिम में पानी की कहानी समय (टाइमिंग) की है। सात राज्यों और उत्तरी मेक्सिको के लाखों लोगों के लिए, कोलोराडो नदी वह जीवन रेखा है जो शहरों, खेतों और पारिस्थितिकी तंत्रों का समर्थन करती है। फिर भी यह नदी किसी स्थिर नल से नहीं बहती; इसे सर्दियों के दौरान ऊंचे पहाड़ों में गिरने वाली बर्फ से पोषण मिलता है जो वसंत और गर्मियों में सूरज के मजबूत होने पर धीरे-धीरे पिघलती है। यह पिघला हुआ पानी वह जलाशय है जो गर्म, शुष्क महीनों के दौरान नदी को भरता है जब मांग सबसे अधिक होती है। यदि बर्फ बहुत जल्दी गायब हो जाती है या पहली बार में पर्याप्त रूप से नहीं गिरती है, तो नदी कम हो जाती है, जिससे समुदायों के पास उनकी आवश्यकता से कम पानी बचता है। इस नाजुक संतुलन को वास्तव में क्या नियंत्रित करता है, इसे समझना महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से जैसे-जैसे जलवायु बदल रही है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि गर्म वसंत और शुष्क सर्दियाँ स्नोपैक (बर्फ के स्तर) को नुकसान पहुँचाती हैं, लेकिन एक नया अध्ययन एक छिपे हुए चालक (ड्राइवर) का खुलासा करता है जो इन स्थितियों के लिए मंच तैयार करता है: उच्च ऊंचाई पर हवा की एक नदी जो दुनिया के चारों ओर घूमती है।

हवा की इस अदृश्य नदी को ध्रुवीय जेट स्ट्रीम (पोलर जेट स्ट्रीम) कहा जाता है। यह वायुमंडल में ऊपर स्थित तेज़ गति से चलने वाली हवा की एक संकीर्ण पट्टी है जो मौसम प्रणालियों के लिए एक स्टीयरिंग व्हील की तरह कार्य करती है। जब यह उत्तर की ओर बहुत दूर बहती है, तो यह दक्षिणी क्षेत्रों से तूफानों को दूर धकेल देती है, जिससे वे शुष्क और गर्म हो जाते हैं। जब यह दक्षिण की ओर झुकती है, तो यह निचले अक्षांशों में ठंडी हवा और वर्षा लाती है। दशकों से, शोधकर्ताओं ने इस जेट स्ट्रीम को देखा है, लेकिन एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी और यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए एक हालिया अन्वेषण ने एक विशिष्ट, चरम व्यवहार का पता लगाया है जो ऊपरी कोलोराडो नदी बेसिन की जल आपूर्ति के लिए खतरा पैदा करता है। 1979 से 2025 तक के डेटा को देखते हुए, टीम ने उन पाँच वर्षों की पहचान की जब इस जेट स्ट्रीम ने मार्च में एक नाटकीय, असामान्य उत्तर की ओर उछाल लिया था। उन वर्षों में, जेट स्ट्रीम, जो आमतौर पर बेसिन के काफी दक्षिण में रहती है, लगभग 20 डिग्री अक्षांश और उत्तर की ओर चली गई, अमेरिकी दक्षिण-पश्चिम के बजाय बेसिन के काफी उत्तर में मंडराने लगी।

इस उत्तर की ओर बदलाव के परिणाम तत्काल और गंभीर थे। उन पाँच वर्षों में जब जेट स्ट्रीम इतनी दूर उत्तर की ओर स्थानांतरित हुई, ऊपरी कोलोराडो नदी बेसिन में औसत से काफी अधिक गर्म और शुष्क स्थितियाँ देखी गईं। हवा सामान्य से लगभग दो और आधा डिग्री सेल्सियस अधिक गर्म थी, और वर्षा और हिमपात लगभग चालीस प्रतिशत कम था। चूंकि मार्च वह महत्वपूर्ण महीना है जब वसंत के पिघलाव से पहले स्नोपैक (बर्फ का स्तर) बनने की उम्मीद होती है, इसलिए ये स्थितियाँ बर्फ के लिए विनाशकारी थीं। वजन बढ़ने के बजाय, स्नोपैक ने द्रव्यमान खो दिया। इन चरम वर्षों के दौरान औसत शुद्ध बर्फ की हानि क्षेत्र के दीर्घकालिक औसत से पांच गुना अधिक थी। जो बर्फ गिरी थी, वह गर्मी के कारण तेजी से पिघल गई और नई बर्फ की कमी का मतलब था कि इसकी भरपाई के लिए कुछ भी नहीं बचा।

यह समझने के लिए कि वास्तव में कितना पानी कम हुआ, शोधकर्ताओं ने नदी के प्रवाह का अनुकरण करने के लिए एक कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने उन पाँच चरम वर्षों में वास्तव में जो हुआ था, उसकी तुलना उस स्थिति से की जो तब होती यदि मौसम सामान्य होता। परिणामों ने दिखाया कि जेट स्ट्रीम के उत्तर की ओर स्थानांतरण ने गर्म मौसम (मई से अगस्त तक) के दौरान नदी में बहने वाले पानी की मात्रा को लगभग सत्रह प्रतिशत कम कर दिया। यह एक ऐसी नदी के लिए एक बड़ी कमी है जो पहले से ही पानी की कमी का सामना कर रही है। अध्ययन ने कारणों को भी विभाजित किया ताकि यह देखा जा सके कि कौन सा कारक अधिक महत्वपूर्ण था: गर्मी या वर्षा की कमी। निष्कर्ष स्पष्ट थे। हालांकि गर्म तापमान ने भूमिका निभाई क्योंकि इससे बर्फ तेजी से पिघली और मिट्टी सूख गई, लेकिन वर्षा की कमी मुख्य अपराधी थी। वर्षा और हिमपात में बदलाव ने कुल जल हानि के आधे से अधिक, और कुछ परिदृश्यों में ८३ प्रतिशत तक हिस्सेदारी निभाई। गर्मी एक महत्वपूर्ण माध्यमिक कारक थी, लेकिन आसमान से पानी की अनुपस्थिति ही मुख्य कारण थी कि नदी का स्तर कम हो गया।

शोधकर्ता यह सुनिश्चित करने के लिए सावधान थे कि यह संबंध केवल अन्य बड़े पैमाने की मौसम प्रणालियों, जैसे अल नीनो या प्रशांत दशक दोलन (पैसिफिक डेकेडल ऑसिलेशन) के कारण कोई संयोग नहीं है। उन्होंने सांख्यिकीय परीक्षण चलाए यह देखने के लिए कि क्या ये ज्ञात जलवायु मोड वास्तविक कारण थे, लेकिन पाया कि अन्य कारकों को ध्यान में रखने के बाद भी जेट स्ट्रीम की स्थिति और नदी के जल स्तर के बीच संबंध मजबूत बना रहा। यह सुझाव देता है कि जेट स्ट्रीम स्वयं इन वर्षों में जल संकट का एक सीधा और स्वतंत्र चालक है। टीम ने यह भी देखा कि जेट स्ट्रीम आखिर इतनी उत्तर की ओर क्यों उछली। उन्हें स्ट्रैटोस्फेरिक पोलर वोर्टेक्स (स्ट्रैटोस्फेरिक पोलर वोर्टेक्स) से एक लिंक मिला, जो उत्तरी ध्रुव के ऊपर स्थित ठंडी हवा का एक विशाल भंवर है। जिन वर्षों में जेट स्ट्रीम उत्तर की ओर स्थानांतरित हुई, उस दौरान यह ध्रुवीय भंवर असामान्य रूप से मजबूत था, जिसे अध्ययन इस बदलाव के लिए एक संभावित गतिशील चालक के रूप में पहचानता है। एक मजबूत भंवर जेट स्ट्रीम को ध्रुवों की ओर धकेलने की प्रवृत्ति रखता है, जिससे ठीक वही स्थितियाँ पैदा होती हैं जिन्होंने कोलोराडो नदी बेसिन को शुष्क और गर्म छोड़ दिया।

आगे देखते हुए, वैज्ञानिकों ने परीक्षण किया कि क्या यह प्रवृत्ति दुनिया के गर्म होने के साथ जारी रहेगी। उन्होंने वर्ष 2100 तक चलने वाले तेरह अलग-अलग जलवायु मॉडलों के अनुमानों का विश्लेषण किया। आश्चर्यजनक रूप से, मॉडलों ने भविष्य में जेट स्ट्रीम के उत्तर की ओर बढ़ने का कोई स्पष्ट, सुसंगत रुझान नहीं दिखाया। जबकि कुछ व्यक्तिगत मॉडलों ने बदलाव का सुझाव दिया, अधिकांश ने नहीं, और समग्र साक्ष्य इतने मजबूत नहीं थे कि यह कहा जा सके कि यह चरम उत्तर की ओर आंदोलन नया सामान्य बन जाएगा। यह अनिश्चितता एक महत्वपूर्ण बिंदु को उजागर करती है: भले ही दीर्घकालिक रुझान स्पष्ट न हो, जो चरम घटनाएं पहले ही हो चुकी हैं वे वास्तविक और विनाशकारी हैं। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि मार्च में जेट स्ट्रीम की स्थिति एक शक्तिशाली प्रारंभिक चेतावनी संकेत है। यदि शुरुआती वसंत में जेट स्ट्रीम काफी उत्तर में है, तो यह एक मजबूत संकेतक है कि क्षेत्र को शुष्क, गर्म गर्मी और नदी में काफी कम पानी का सामना करना पड़ेगा।

कोलोराडो नदी पर निर्भर लाखों लोगों के लिए, यह खोज उनके भविष्य को देखने का एक नया तरीका प्रदान करती है। यह केवल इस बारे में नहीं है कि गर्मियों में कितनी गर्मी होगी या जुलाई में कितनी बारिश होगी; यह मार्च में ऊपर हवा की एक वायुमंडलीय नदी के बारे में है। इस जेट स्ट्रीम की स्थिति को ट्रैक करके, जल प्रबंधक और समुदाय अधिक सटीकता के साथ पानी की कमी वाले वर्षों की भविष्यवाणी कर सकते हैं। यह अध्ययन पानी की कमी की समस्या को हल नहीं करता है, न ही यह गारंटी देता है कि ये चरम बदलाव हर साल होंगे। हालाँकि, यह एक विशिष्ट, अवलोकन योग्य तंत्र की पहचान करता है जो आकाश को नदी से जोड़ता है, यह दिखाते हुए कि पानी की आपूर्ति का भाग्य हजारों मील दूर हवा के एक प्रवाह की स्थिति द्वारा तय किया जा सकता है। एक ऐसी दुनिया में जहाँ पानी तेजी से कीमती होता जा रहा है, इन अदृश्य संबंधों को समझना आने वाली पीढ़ियों के लिए प्रवाह को सुरक्षित करने की दिशा में पहला कदम है।