Analysis of Dynamic and Thermodynamic Moisture Budgets for Extreme Rainfall Events in Telangana Utilizing ERA5 Reanalysis
यह अध्ययन यह प्रदर्शित करने के लिए ERA5 पुनर्मूल्यांकन डेटा का उपयोग करता है कि निम्न-स्तरीय नमी अभिसरण (moisture convergence) और ऊर्ध्वाधर संवहन (vertical advection), तेलंगाना में अत्यधिक वर्षा की घटनाओं को संचालित करने वाले महत्वपूर्ण गतिशील और ऊष्मागतिक पूर्ववर्ती हैं, जो आपदा जोखिम प्रबंधन और पूर्वानुमान क्षमताओं को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
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वर्षा केवल आकाश से गिरता हुआ पानी मात्र नहीं है; यह एक जटिल वायुमंडलीय इंजन का परिणाम है जहाँ हवा चलती है, ऊष्मा स्थानांतरित होती है और नमी एकत्रित होती है। मौसम विज्ञान के विज्ञान में, शोधकर्ता अक्सर इन तूफानों को दो मुख्य चालकों में विभाजित करते हैं: हवा की गतिशीलता (dynamics) और ऊष्मा एवं आर्द्रता की ऊष्मप्रवैगिकी (thermodynamics)। गतिशीलता को उस इंजन के रूप में सोचें जो हवा को इधर-उधर धकेलता है, जिससे ऐसे प्रवाह बनते हैं जो नमी को एक साथ खींचते हैं, जबकि ऊष्मप्रवैगिकी ईंधन है, जो यह दर्शाती है कि हवा अपने तापमान के आधार पर कितना जलवाष्प धारण कर सकती है। जब ये दोनों बल सामंजस्य में कार्य करते हैं, तो वे अपार शक्ति वाले तूफान पैदा कर सकते हैं। वे ठीक कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इसे समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से तेलंगाना जैसे क्षेत्रों में, जो मध्य भारत में एक अर्ध-शुष्क पठार है जहाँ परिदृश्य आमतौर पर सूखा रहता है लेकिन अचानक आने वाली विनाशकारी बाढ़ के प्रति तेजी से संवेदनशील होता जा रहा है, जो शहरों को जलमग्न कर देती है, फसलों को नष्ट कर देती है और बुनियादी ढांचे को तहस-नहस कर देती है।
भारतीय मौसम विज्ञान विभाग और आंध्र विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में इस विशिष्ट पहेली की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया। वे जुलाई 2021, 2022 और 2023 में तेलंगाना में आए तीन अत्यधिक वर्षा वाले आयोजनों के पीछे के सटीक तंत्र को समझना चाहते थे। प्रत्येक मामले में, विशिष्ट स्थानों पर एक ही दिन में 200 मिलीमीटर से अधिक वर्षा हुई, जो एक भारी बौछार और आपदा के बीच के अंतर को चिह्नित करती है। इसे हल करने के लिए, वैज्ञानिक केवल जमीनी अवलोकनों पर निर्भर नहीं रहे, जो इतने विशाल क्षेत्र में विरल हो सकते हैं। इसके बजाय, उन्होंने वायुमंडल के एक परिष्कृत डिजिटल पुनर्निर्माण का उपयोग किया जिसे ERA5 कहा जाता है। यह उपकरण आकाश के एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन, घंटे-दर-घंटे चलने वाले चलचित्र की तरह कार्य करता है, जो उपग्रहों और मॉडलों से प्राप्त डेटा के माध्यम से मौसम केंद्रों के बीच के अंतराल को भरता है ताकि यह दिखाया जा सके कि उन महत्वपूर्ण दिनों के दौरान हवा और नमी कैसे चलती थी।
शोधकर्ताओं ने नमी के बजट (moisture budget) पर ध्यान केंद्रित किया, जो हवा के एक स्तंभ के भीतर प्रवेश करने, बाहर जाने या ऊपर उठने वाली पानी की हर बूंद का हिसाब रखने का एक तरीका है। उन्होंने तीन विशिष्ट घटकों को देखा: हवा में मौजूद कुल जलवाष्प की मात्रा, उस नमी को क्षेत्र में धकेलने वाली क्षैतिज हवा, और उस नमी को बादल बनाने के लिए ऊपर उठाने वाली ऊर्ध्वाधर गति। पिछले पांच वर्षों के जुलाई महीने के औसत मौसम पैटर्न के साथ इन तीन तूफानों की तुलना करके, वे यह अलग कर सके कि ये विशिष्ट दिन इतने भिन्न क्यों थे। उन्होंने पाया कि प्रत्येक मामले में, तूफानों से पहले निचले वायुमंडल में नमी का एक विशाल संचय हुआ था और अरब सागर तथा बंगाल की खाड़ी से तीव्र हवाएं आ रही थीं, जो राज्य में जलवाष्प को प्रवाहित कर रही थीं। हालाँकि, इस नमी के वर्षा में बदलने का तरीका हर घटना के लिए एक समान नहीं था।
पहला तूफान, जो जुलाई 2021 में आया था, लगभग पूरी तरह से हवा द्वारा संचालित था। वायुमंडल में हवा का एक मजबूत, असामान्य प्रवाह था जिसने क्षेत्र में नमी को धकेला और उसे ऊपर की ओर मजबूर किया। हवा में जलवाष्प की मात्रा सामान्य से अधिक थी, लेकिन प्राथमिक इंजन स्वयं हवा की गतिशील गतिशीलता थी। यह एक शक्तिशाली परिसंचरण का मामला था जो उपलब्ध नमी को एक तंग स्थान में खींच रहा था और उसे तेजी से ऊपर उठा रहा था। इसके विपरीत, जुलाई 2022 की घटना एक अलग कहानी बताती है। यहाँ, हवा के पैटर्न उतने प्रभावी नहीं थे, लेकिन हवा स्वयं नमी से अत्यधिक संतृप्त थी। वायुमंडल में पिछले औसत की तुलना में जलवाष्प की सांद्रता काफी अधिक थी, विशेष रूप से उत्तर-पूर्वी जिलों में। 2022 का तूफान इस ऊष्मप्रवैगिक प्रचुरता से प्रेरित था; हवा इतनी नमी से भरी हुई थी कि थोड़े से उत्थान से भी अत्यधिक वर्षा हुई।
तीसरी घटना, जो जुलाई 2023 में हुई, दोनों बलों के एक दुर्लभ और शक्तिशाली अभिसरण (convergence) का प्रतिनिधित्व करती थी। यह तूफान केवल एक तंत्र पर निर्भर नहीं था। इसके बजाय, इसमें 2021 में देखी गई मजबूत, संगठित हवा के पैटर्न और 2022 की गहरी, नमी से भरी वायुमंडल का संयोजन था। हवाओं ने क्षेत्र में जलवाष्प की विशाल मात्रा को धकेला, और हवा पहले से ही इतनी संतृप्त थी कि उत्थान की प्रक्रिया अविश्वसनीय रूप से कुशल हो गई। इस दोहरी वृद्धि के परिणामस्वरूप सबसे भीषण वर्षा हुई, जिसमें कुछ स्टेशनों ने एक दिन में 600 मिलीमीटर से अधिक वर्षा दर्ज की। शोधकर्ताओं ने पाया कि मजबूत पवन गतिशीलता और उच्च नमी लोडिंग के इस सह-अस्तित्व ने एक 'परफेक्ट स्टॉर्म' की स्थिति पैदा की, जिससे अत्यधिक वर्षा का सबसे विस्तृत क्षेत्र बना और सबसे अधिक स्थानों को एक साथ प्रभावित किया।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि तेलंगाना में अत्यधिक वर्षा के लिए हमेशा नमी की आपूर्ति और उसे उठाने के तंत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन विशिष्ट 'नुस्खा' (recipe) प्रत्येक घटना के साथ बदल जाता है। कभी हवा भारी काम करती है, कभी नमी की मात्रा मुख्य कारक होती है, और कभी-कभी दोनों मिलकर सबसे विनाशकारी परिणामों को जन्म देते हैं। यह अंतर भविष्य के लिए महत्वपूर्ण है। यदि पूर्वानुमान लगाने वाले केवल एक प्रकार के चेतावनी संकेत देखते हैं, तो वे दूसरों को चूक सकते हैं। यह समझने के बाद कि ये तूफान विभिन्न बलों के संयोजन से उत्पन्न हो सकते हैं, मौसम विज्ञानी अधिक लचीली और सटीक प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली विकसित कर सकते हैं। जैसे-जैसे जलवायु गर्म हो रही है, वायुमंडल में और अधिक नमी धारण करने की उम्मीद है, जिससे इन सह-संवर्धित (co-amplified) घटनाओं की आवृत्ति बढ़ सकती है जहाँ गतिशील और ऊष्मप्रवैगिक बल एक-दूसरे को सुदृढ़ करते हैं। तेलंगाना जैसे क्षेत्र के लिए, जहाँ जमीन अक्सर सूखी रहती है लेकिन आकाश अचानक खुल सकता है, यह जानना कि तूफान कैसे बनता है, अगले जलप्रलय के विरुद्ध लचीलापन बनाने की दिशा में पहला कदम है।
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