Dry Cloud-to-Ground Lightning Is Increasing in Northern Canada Due to the Increasing Prevalence of Favorable Thermodynamic Environments

आसमान की जंगली आग (Wildfires) के लिए गुप्त रेसिपी

कल्पना कीजिए कि वायुमंडल एक विशाल, अदृश्य रसोई है जहाँ मौसम तूफ़ान पकाता है। इस रसोई में, दो मुख्य सामग्रियाँ आमतौर पर तय करती हैं कि क्या परोसा जाएगा: गर्मी और नमी। जब ज़मीन के पास की हवा गर्म और शुष्क हो जाती है, तो यह एक गर्म हवा के गुब्बारे की तरह ऊपर उठती है। यदि आसमान में ऊपर की ओर पर्याप्त जलवाष्प (water vapor) हो, तो वह उठती हुई हवा गरज के साथ आने वाले तूफ़ान (thunderstorm) में बदल सकती है। आमतौर पर, ये तूफ़ान एक भारी बौछार की तरह होते हैं जो उनके द्वारा शुरू की गई किसी भी आग को बुझा देते हैं। लेकिन कभी-कभी, यह रसोई थोड़ी अजीब हो जाती है। ज़मीन के पास की हवा झुलसा देने वाली और बेहद सूखी होती है, जबकि ऊपर की हवा आश्चर्यजनक रूप से नम होती है। यह एक "शुष्क गर्जना वाला तूफ़ान" (dry thunderstorm) बनाता है। इसमें बिजली चमकती है लेकिन लगभग कोई बारिश नहीं होती क्योंकि बूंदें ज़मीन तक पहुँचने से पहले ही वाष्पित हो जाती हैं।

यह उत्तरी कनाडा के जंगलों जैसी जगहों के लिए एक बड़ी बात है। दशकों तक, वैज्ञानिकों का मानना था कि वहाँ की जंगली आग (wildfires) मुख्य रूप से बिजली के कितने बड़े प्रहारों (lightning bolts) से होने वाले यादृच्छिक हादसों के कारण होती है। यदि आपके पास बहुत अधिक बिजली थी, तो आपके पास बहुत अधिक आग थी। लेकिन 2023 के अग्नि सत्र ने इस विचार में एक अड़चन डाल दी। यह जले हुए भूभाग के लिए एक रिकॉर्ड तोड़ वर्ष था, फिर भी बिजली गिरने की कुल संख्या बहुत अधिक नहीं थी। यह रहस्य बताता है कि यह केवल इस बारे में नहीं है कि कितने बिजली के कड़कने वाले बोल्ट गिरते हैं, बल्कि यह इस बारे में है कि जब वे गिरते हैं तो किस प्रकार का मौसम हो रहा होता है। शोध पत्र जिसे आप अब पढ़ने जा रहे हैं, गर्मी और आर्द्रता की इसी विशिष्ट "रेसिपी" में गहराई से उतरता है ताकि यह देखा जा सके कि क्या आसमान हमेशा के लिए अपनी खाना पकाने की शैली बदल रहा है।

शोध पत्र की बड़ी खोज: बदलती आसमान की रेसिपी

जिनील बे, साइमन वांग, जिन्हो यून और रकुन सोन के नेतृत्व में किए गए इस अध्ययन में जांच की गई है कि उत्तरी कनाडा में 2023 में कम बिजली गिरने के बावजूद इतना बड़ा वाइल्डफायर सीजन क्यों हुआ। वे जानना चाहते थे: क्या 2023 केवल एक भाग्यशाली (या दुर्भाग्यपूर्ण) संयोग था, सिस्टम में एक एक बार की गड़बड़ी? या यह इस बात का संकेत था कि पूरे क्षेत्र का जलवायु बदलकर ऐसी स्थितियों की ओर बढ़ रहा है जो आग लगने की संभावना को बहुत अधिक बढ़ा देती है?

टीम ने "शुष्क बिजली" (dry lightning) पर ध्यान केंद्रित किया, जिसे वे ऐसी बिजली के प्रहार के रूप में परिभाषित करते हैं जो 2.5 मिमी से कम बारिश के साथ होता है। इसे ऐसे समझें जैसे कि एक बिजली का झटका जो बिना गंदगी साफ करने के तौलिए के आता है; यह सूखे ईंधन पर गिरता है और तुरंत आग लगा देता है। 1999 से 2023 तक के डेटा को देखते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि इन खतरनाक शुष्क तूफ़ानों का रहस्य केवल इस बारे में नहीं है कि हवा कितनी अस्थिर है, बल्कि यह मौसम की एक विशिष्ट ऊर्ध्वाधर संरचना (vertical sandwich) के बारे में है।

उन्होंने पाया कि शुष्क बिजली के लिए आदर्श स्थिति तब होती है जब दो चीजें एक साथ होती हैं:

1. एक गर्म, शुष्क फर्श: ज़मीन के पास की हवा (बाउंड्री लेयर) गहराई से मिश्रित, बहुत गर्म और अत्यंत शुष्क होती है। यह एक विशाल स्पंज की तरह काम करती है जो बादलों से गिरने वाली किसी भी वर्षा की बूंदों को सोख लेती है, जिससे वे जंगल के फर्श तक पहुँचने से पहले ही वाष्पित हो जाती हैं।
2. एक नम छत: इस बीच, आसमान के मध्य भाग (mid-troposphere) में हवा आश्चर्यजनक रूप से नम होती है। यह नमी बादलों को ऊर्जा देती है, जिससे वे ऊँचा उठ पाते हैं और शक्तिशाली विद्युत आवेश (बिजली) उत्पन्न कर पाते हैं।

शोध पत्र सुझाव देता है कि यह विशिष्ट संयोजन—नीचे एक शुष्क, गर्म परत और ऊपर एक नम परत—शुष्क बिजली के लिए "गोल्डन टिकट" है, जो आग को बुझाने के बजाय उसे भड़काने का काम करती है। 2023 में, उत्तरी कनाडा के ऊपर का वायुमंडल इस रेसिपी का एक चरम संस्करण था। गर्मी तीव्र थी, ज़मीन की परत बेहद सूखी थी, और मध्य-स्तर की हवा नमी से भरी थी। इसने एक ऐसी स्थिति पैदा की जहाँ बिजली आग लगाने में अविश्वसनीय रूप से कुशल थी, भले ही बिजली गिरने की कुल संख्या रिकॉर्ड ऊंचाई पर नहीं थी।

यह किस बारे में नहीं है

यह ध्यान देना महत्वपूर्ण है कि यह शोध पत्र क्या नहीं कहता है। शोधकर्ताओं ने स्पष्ट रूप से इस विचार को खारिज कर दिया है कि आग में वृद्धि केवल इसलिए है क्योंकि कुल मिलाकर अधिक गरज के साथ तूफान आ रहे हैं। वास्तव में, 2023 में कुल बिजली गिरने की संख्या कनाडा के दीर्घकालिक औसत से कम थी। उन्होंने यह भी पाया कि अन्य पारंपरिक मौसम मेट्रिक्स, जैसे कि उच्च ऊंचाई पर हवा कितनी तेज़ चलती है या ऊंचाई के साथ तापमान कितनी तेज़ी से गिरता है, का शुष्क बिजली में वृद्धि के साथ कोई मजबूत संबंध नहीं दिखा। अपराधी केवल "अधिक तूफान" नहीं है; बल्कि यह है कि जो तूफान आते हैं, वे अब अधिक शुष्क और आग लगाने वाले प्रकार के होने की अधिक संभावना रखते हैं।

भविष्य: दुर्लभ घटना से नया सामान्य

अध्ययन का सबसे चौंकाने वाला हिस्सा भविष्य की ओर देखता है। शोधकर्ताओं ने विभिन्न उत्सर्जन परिदृश्यों के तहत आसमान कैसा दिखेगा, इसका अनुकरण करने के लिए जलवायु मॉडल (CMIP6) का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि "शुष्क फर्श, नम छत" की रेसिपी केवल एक बार की घटना नहीं है।

एक उच्च-उत्सर्जन परिदृश्य (जहाँ ग्रीनहाउस गैसों का स्तर तेजी से बढ़ता रहता है) के तहत, शोध पत्र सुझाव देता है कि यह विशिष्ट थर्मोडायनामिक अवस्था बहुत अधिक सामान्य हो जाएगी। वर्ष 2100 तक, वे स्थितियाँ जिन्होंने 2023 को इतना खतरनाक बनाया था, वे एक दुर्लभ, चरम घटना से बदलकर उत्तरी कनाडा के लिए औसत गर्मी के मौसम में बदल सकती हैं।

मॉडल अनुमान लगाते हैं कि 2100 तक, इस क्षेत्र में शुष्क बिजली की क्षमता आज की तुलना में लगभग 50% बढ़ सकती है। विशेष रूप से युकोन क्षेत्र में, यह वृद्धि 100% तक हो सकती है। इसका मतलब है कि जिसे हम वर्तमान में एक "बुरा फायर ईयर" मानते हैं, वह भविष्य के लिए मानक बन सकता है। शोध पत्र निष्कर्ष निकालता है कि हम अग्नि व्यवस्था (fire regime) में एक मौलिक बदलाव देख रहे हैं। यह केवल यह नहीं है कि आग बड़ी होती जा रही है; बल्कि वायुमंडल स्वयं बदल रहा है ताकि वह बिजली के अनुकूल हो सके जो बिना बारिश के गिरती है, जिससे आसमान बोरियल जंगलों के लिए एक अधिक बार होने वाला इग्निशन स्रोत बन जाता है।

संक्षेप में, शोध पत्र सुझाव देता है कि 2023 का अग्नि सत्र कोई संयोग नहीं था। यह भविष्य की एक झलक थी, जहाँ तूफ़ानों के लिए आसमान की रेसिपी बदल रही है ताकि शुष्क बिजली को बढ़ावा मिल सके, जिससे वाइल्डफायर उत्तरी कनाडा के लिए एक अधिक निरंतर और प्रणालीगत खतरा बन जाता है।