Separating secular depletion from drought: a detrended storage-deficit characterization of groundwater across Arizona’s Active Management Areas from GRACE observations (2002–2023)

पानी एरिजोना की जीवनधारा है, एक ऐसा राज्य जहाँ सूरज विशाल रेगिस्तानों पर तपता है और कोलोराडो नदी एक दूरस्थ, कभी-कभी अविश्वसनीय वादा मात्र है। दशकों से, वहाँ रहने वाले लोग अपने पैरों के नीचे छिपे पानी पर बहुत अधिक निर्भर रहे हैं, जिसे वे पीने, भोजन उगाने और अपने शहरों को चलाने के लिए गहरे भूमिगत जलाशयों से पंप करते हैं। लेकिन यह छिपा हुआ भंडार अनंत नहीं है, और यह उन तरीकों से बदल रहा है जिन्हें सतह से देखना कठिन है। यह समझने के लिए कि क्या हो रहा है, वैज्ञानिकों ने एक अनूठे उपकरण की ओर रुख किया है: ऐसे उपग्रह जो पृथ्वी को तौल सकते हैं। GRACE नामक मिशन का हिस्सा ये उपग्रह जमीन की तस्वीरें नहीं लेते; इसके बजाय, वे पानी की हलचल के कारण होने वाले गुरुत्वाकर्षण के सूक्ष्म परिवर्तनों को मापते हैं। जब किसी क्षेत्र में पानी की भारी मात्रा कम होती है, तो भूमि थोड़ी हल्की हो जाती है, और उपग्रह उस बदलाव का पता लगा सकते हैं। पूरे परिदृश्य में पानी के अदृश्य प्रवाह को देखने की इस क्षमता ने हमारे ग्रह की जल प्रणालियाँ कैसे व्यवहार कर रही हैं, इसके लिए एक नया झरोखा खोल दिया है।

हालाँकि, इस डेटा को देखना एक पेचीदा पहेली पेश करता है। जब वैज्ञानिक बीस वर्षों में भूजल स्तर में निरंतर गिरावट देखते हैं, तो यह बताना कठिन होता है कि क्या सूखा केवल एक अस्थायी दौर है—सामान्य की तुलना में एक अल्पकालिक कमी—या यह एक बहुत बड़ी, दीर्घकालिक समस्या का हिस्सा है जहाँ पानी बस हमेशा के लिए गायब हो रहा है। कल्पना कीजिए कि आप एक ऐसे गीत में एक एकल ढोल की थाप को सुनने की कोशिश कर रहे हैं जो हर सेकंड धीमी होती जा रही है; बिना घटते वॉल्यूम के समायोजन के, आपको लग सकता है कि हर थाप कमजोर है, जबकि वास्तव में, कुछ थापें उतनी ही तेज थीं जितनी पहले थीं, लेकिन पृष्ठभूमि का शोर बदल गया है। एरिजोना में, यह भ्रम महत्वपूर्ण है क्योंकि अस्थायी सूखे के समाधान और स्थायी जल हानि के समाधान बहुत अलग होते हैं। यदि प्रबंधक एक दीर्घकालिक गिरावट को अस्थायी सूखा मानकर चलते हैं, तो वे उस बारिश का इंतजार कर सकते हैं जो कभी नहीं आती। यदि वे एक अस्थायी सूखे को स्थायी हानि मान लेते हैं, तो वे घबरा सकते हैं और पानी की आपूर्ति में अनावश्यक कटौती कर सकते हैं।

बांग्लादेश इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी यूनिवर्सिटी के एमडी रहमान के नेतृत्व में एक नया अध्ययन ठीक इसी समस्या को संबोधित करता है, जो एरिजोना के छह विशिष्ट क्षेत्रों को देखता है जिन्हें 'एक्टिव मैनेजमेंट एरिया' कहा जाता है। इन क्षेत्रों में फीनिक्स और टस्कॉन जैसे प्रमुख शहर और डगलस और प्रेस्कॉट जैसे ग्रामीण क्षेत्र शामिल हैं, जहाँ राज्य पानी के उपयोग को कड़ाई से नियंत्रित करता है। शोधकर्ता ने 2002 से 2023 तक के इक्कीस वर्षों के डेटा का विश्लेषण किया, ताकि सूखे के कारण होने वाली तीव्र, अस्थायी गिरावट को भूजल की धीमी, स्थिर गिरावट से अलग किया जा सके। अध्ययन इस बात की पुष्टि करता है जो कई लोग संदिग्ध मान रहे थे: इन छह क्षेत्रों में से प्रत्येक में भूजल की महत्वपूर्ण दर से कमी हो रही है। जल स्तर प्रति वर्ष लगभग पाँच से आठ मिलीमीटर की दर से गिर रहा है, एक निरंतर गिरावट जो बारिश हो या न हो, होती रहती है। यह 'सेक्युलर डिप्लेशन' (सांकेतिक रिक्तीकरण) है, भंडारण की वह दीर्घकालिक हानि जो समय के साथ जमा होती है।

लेकिन अध्ययन की वास्तविक सफलता इस बात में है कि शोधकर्ता ने उस दीर्घकालिक गिरावट को हटाने के बाद डेटा को कैसे देखा। उस निरंतर गिरावट को गणितीय रूप से सुचारू बनाकर, वैज्ञानिक उन सूखे के वास्तविक स्वरूप को देख सके जो इसके नीचे छिपे हुए थे। इस समायोजन के बिना, सूखे को मापने का एक मानक तरीका यह सुझाव देता कि 2019 के बाद की पूरी अवधि एक एकल, अटूट आपदा थी। जब उस दीर्घकालिक रुझान को हटा दिया गया, तो एक अलग तस्वीर उभर कर आई। डेटा ने खुलासा किया कि जबकि लंबी अवधि में पानी वास्तव में गायब हो रहा है, सूखे स्वयं विशिष्ट घटनाएँ हैं जो आती हैं और जाती हैं। कुछ क्षेत्र ऐसे सूखे का अनुभव करते हैं जो बार-बार होते हैं लेकिन अपेक्षाकृत छोटे और हल्के होते हैं, जबकि अन्य कम बार होने वाले लेकिन बहुत लंबे और गंभीर सूखे का सामना करते हैं।

अध्ययन में पाया गया कि छह क्षेत्र सभी एक ही तरह से पीड़ित नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, प्रेस्कॉट और फीनिक्स के आसपास के क्षेत्र कम सूखे की घटनाओं का अनुभव करते हैं, लेकिन जब वे होते हैं, तो वे लंबे समय तक चलते हैं और गहरा प्रभाव डालते हैं। इन क्षेत्रों में सबसे गहरे सूखे के दौरान जल स्तर सामान्य भिन्नता से लगभग चार गुना नीचे गिर गया था। इसके विपरीत, डगलस, टस्कॉन और सांता क्रूज़ के क्षेत्र ऐसे सूखे का सामना करते हैं जो अक्सर होते हैं, लेकिन ये घटनाएँ छोटी और कम तीव्र होती हैं। इन अंतरों के बावजूद, अध्ययन दिखाता है कि ये क्षेत्र आपस में जुड़े हुए हैं; जब एक क्षेत्र सूखाग्रस्त होता है, तो अन्य क्षेत्र भी अक्सर उसके पीछे आते हैं, जो यह दर्शाता है कि एक बड़े पैमाने का मौसम पैटर्न पूरे राज्य को प्रभावित कर रहा है। फिर भी, स्थानीय प्रतिक्रिया भिन्न होती है, जिसका अर्थ है कि 'एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त' (वन-साइज़-फिट्स-ऑल) वाला दृष्टिकोण प्रत्येक समुदाय की विशिष्ट आवश्यकताओं को संबोधित करने में विफल रहेगा।

सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि कौन से क्षेत्र सबसे अधिक मुसीबत में हैं, इसका वर्गीकरण इस बात पर निर्भर करता है कि आप समस्या को कैसे देखते हैं। यदि आप केवल दीर्घकालिक गिरावट की गति को देखते हैं, तो डगलस सबसे तनावग्रस्त क्षेत्र है, जो किसी भी अन्य क्षेत्र की तुलना में तेजी से पानी खो रहा है। हालाँकि, यदि आप अस्थायी सूखे की गंभीरता को देखते हैं, तो फीनिक्स चिंता की सूची में ऊपर आ जाता है। फीनिक्स में दीर्घकालिक जल हानि की दर सबसे धीमी है, लेकिन दीर्घकालिक गिरावट को ध्यान में रखने पर, यह सबसे तीव्र और लंबे समय तक चलने वाली सूखे की घटनाओं का सामना करता है। यह अंतर जल प्रबंधकों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसका अर्थ यह है कि फीनिक्स जैसा शहर, जो सुरक्षित लग सकता है क्योंकि इसका जल स्तर धीरे-धीरे गिर रहा है, वास्तव में गंभीर, अस्थायी अभावों का उच्च जोखिम झेल रहा है जिसके लिए तत्काल आपातकालीन योजना की आवश्यकता है। इसके विपरीत, डगलस एक निरंतर, स्थिर क्षरण का सामना कर रहा है जिसके लिए पानी के उपयोग को स्थायी रूप से कम करने की दीर्घकालिक रणनीतियों की आवश्यकता है।

शोध ने कुल कितनी मात्रा में पानी खो गया है और कभी वापस नहीं मिला, इसे मापने का एक तरीका भी पेश किया। अब तक के उच्चतम स्तरों से वर्तमान जल स्तर कितना नीचे गिरा है, इसका पता लगाकर अध्ययन ने दिखाया कि कुछ क्षेत्रों में, विशेष रूप से प्रेस्कॉट और डगलस में, ऐतिहासिक ऊंचाइयों से दो सौ मिलीमीटर से अधिक की गिरावट आई है। यह केवल एक अस्थायी गिरावट नहीं है; यह एक संचयी हानि है जो एक्वीफर (भूजल भंडार) के स्वास्थ्य में एक मौलिक बदलाव का प्रतिनिधित्व करती है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि एरिजोना में पानी का बुद्धिमानी से प्रबंधन करने के लिए, अधिकारियों को रिक्तीकरण (डिप्लेशन) और सूखे को एक ही चीज़ मानना बंद करना होगा। उन्हें ऐसे उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता है जो एक धीमी, स्थिर रिसाव और अचानक, तीव्र सूखे के बीच अंतर बता सकें। इन दोनों प्रक्रियाओं को अलग करके, यह अध्ययन राज्य की जल आपूर्ति के सामने मौजूद जोखिमों का एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान करता है, जो उन निर्णयों के लिए एक आधार प्रदान करता है जो जनसंख्या की तत्काल जरूरतों और भूमिगत जलाशयों के दीर्घकालिक अस्तित्व दोनों की रक्षा कर सकते हैं।