उत्तर भारत में उत्सर्जित एरोसोल न केवल उस क्षेत्र में प्रदूषण के स्तर को बढ़ाते हैं, बल्कि एंटीसाइक्लोनिक पवन परिसंचरण के कारण उत्सर्जित एरोसोल भारत के दक्षिण -पूर्वी तट और बंगाल की खाड़ी की ओर ले जाते हैं।
उत्तर भारत से दक्षिण -पूर्व तटीय भारत तक एरोसोल का क्षेत्रीय परिवहन दिसंबर से मार्च की अवधि के दौरान महीने में दो बार या तीन बार खिंचाव पर होता है। स्वयं द्वारा परिवहन किया गया एरोसोल और सतह से चार-पांच किमी की ऊंचाई तक वायुमंडलीय स्तंभ की थर्मल संरचना को बदलकर, दक्षिण-पूर्व तट के साथ PM2.5 लोड को बढ़ाता है।
सैटेलाइट डेटा, ग्राउंड-आधारित LIDAR सेंसर, रेडियोसॉन्डे माप, और बैक प्रक्षेपवक्र विश्लेषण के आधार पर, चेन्नई के बाहरी इलाके में स्थित IIT मद्रास और SRM इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (SRM IST) के शोधकर्ता दिसंबर के दौरान भारत के पूर्वी तट पर 204 के दौरान क्षेत्रीय एरोसोल परिवहन की जांच और विशेषता करने में सक्षम थे।
जबकि एसआरएम इंस्टीट्यूट में एलआईडीएआर सेंसर एरोसोल प्रोफाइल प्रदान करने में मदद करता है, रेडियोसॉन्डे माप तापमान और नमी प्रोफ़ाइल प्रदान करने में मदद करते हैं, और बैक ट्रैक्टरी विश्लेषण यह जानने में मदद करता है कि वायु द्रव्यमान कहां से आ रहा है। इसके अलावा, PM25 माप नियमित रूप से अमेरिकी दूतावास में किए गए और चेन्नई में एक घंटे के आधार पर वाणिज्य दूतावास का उपयोग अध्ययन में किया गया था।
शोधकर्ताओं ने हवा के तापमान प्रोफाइल में संबद्ध परिवर्तनों को भी निर्धारित किया, जिससे कम-ट्रोपोस्फीयर की स्थिरता में वृद्धि हुई, और वायुमंडलीय सीमा परत (एबीएलएच) की ऊंचाई में कमी आई और चेन्नई के ऊपर सतह PM2.5 में वृद्धि को मापा।
“परिवहन किया गया एरोसोल 1 किमी और 3 किमी की ऊंचाई के बीच मौजूद हैं और मुख्य रूप से अवशोषित प्रकार हैं – काले कार्बन और वृद्ध कार्बनिक कार्बन। अवशोषित एरोसोल के महत्वपूर्ण विकिरणक प्रभाव हैं जो सीमा परत को बदलते हैं,” डॉ। चंदन सरंगी ने आईआईटी मद्रास में सिविल इंजीनियरिंग से कहा और हाल ही में प्रकाशित एक पेपर के संगत लेखक और एक पेपर के लेखक और भौतिकी में प्रकाशित किया।
एरोसोल एकाग्रता उन दिनों के दौरान अधिक होती है जब उत्तर भारत से एरोसोल ले जाया जाता है जो दक्षिण -पूर्वी तट पर पहुंचता है और 5 किमी की ऊंचाई तक विच्छेदित होता है, जबकि अन्य दिनों के दौरान, एरोसोल 1.5 किमी से कम ऊंचाई तक सीमित होते हैं।
कम वातावरण का स्थिरीकरण
आने वाले सौर विकिरण के अवशोषण से, काले कार्बन और वृद्ध कार्बनिक कार्बन एरोसोल सतह पर तापमान में एक गिरावट को प्रेरित करते हैं, जबकि वे पाए जाने वाले ऊंचाई के आसपास और ऊपर के तापमान को बढ़ाते हैं।
जबकि वायुमंडल में मौजूद एरोसोल सतह पर ठंडा होने के परिणामस्वरूप स्पष्ट दिनों के दौरान भी, उन्होंने पाया कि जब उत्तर भारत से ले जाया गया एरोसोल पूर्वी तट पर पहुंच जाता है, तो सतह को ठंडा करने से 20-40 वाट प्रति वर्ग मीटर बढ़ जाता है।
“तापमान में वृद्धि के साथ तापमान में कमी होनी चाहिए। लेकिन एरोसोल के क्षेत्रीय परिवहन में गतिशीलता बदल जाती है, जैसे कि वातावरण उच्च ऊंचाई पर अपेक्षाकृत गर्म हो जाता है और सतह पर ठंडा होता है,” डॉ। सरंगी कहते हैं।
जब तापमान उच्च ऊंचाई पर बढ़ता है और सतह पर घट जाता है, तो बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान ढाल कम वातावरण के स्थिरीकरण के लिए अग्रणी होता है। इससे पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच गर्मी विनिमय को कमजोर करना पड़ता है, जो संवहन प्रक्रिया को परेशान करता है।
“यह वायुमंडलीय सीमा परत की ऊंचाई में कमी के परिणामस्वरूप होता है-जहां प्रदूषक वातावरण के साथ मिश्रण करते हैं-क्षेत्रीय परिवहन घटनाओं के दौरान 200-400 मीटर तक,” वे कहते हैं। उन्होंने कहा, “मिक्सिंग लेयर की कम ऊंचाई से एरोसोल और पीएम 2.5 कणों की एकाग्रता होती है, जो सतह पर गंभीर धुंधला एपिसोड बढ़ जाती है।
सभी में, संवहन प्रक्रिया में गड़बड़ी और कम मिश्रण परत के परिणामस्वरूप निकट-सतह पर एरोसोल को अवशोषित करने की एकाग्रता में वृद्धि हुई है, जो कम वायुमंडल वार्मिंग और सतह को ठंडा करने के लिए अग्रणी है, डॉ। संजय मेहता ने एसआरएम आईएसटी में भौतिकी विभाग और कागज के एक कोआथोर से कहा है।
अध्ययन में कोलकाता, भुवनेश्वर, विजागापट्टम, चेन्नई और करिकल पर भारत मौसम विज्ञान विभाग (IMD) द्वारा एकत्र किए गए ऊपरी वायु रेडियोसोंडे माप का उपयोग किया गया था; LiDAR माप केवल SRM IST से चेन्नई से किए गए थे। कोलकाता, भुवनेश्वर, और चेन्नई जैसे मेगासिटी में हवा की गुणवत्ता पर परिवहन किए गए एरोसोल का प्रभाव विजागापतम और करिकाल जैसे छोटे शहरों से अधिक है, जो स्थानीय उत्सर्जन की भूमिका का सुझाव देता है। “चेन्नई के मामले में, उन दिनों के दौरान PM2.5 एकाग्रता में 50% से अधिक वृद्धि हुई है जब एरोसोल को उत्तर भारत से ले जाया जाता है,” डॉ। मेहता कहते हैं।
कम मिश्रण परत की ऊंचाई
शोधकर्ताओं ने एक सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप की पहचान की, जिसमें एरोसोल को ले जाने के कारण वायुमंडलीय सीमा परत की ऊंचाई (एबीएलएच) कम हो गई। इसके कारण स्थानीय प्रदूषण में वृद्धि हुई क्योंकि प्रदूषकों को कम होने की संभावना कम होने की संभावना थी, जो एबीएचएच को और एरोसोल संचय के कारण कम होने के कारण बिखरे हुए थे, ”डॉ। सरंगी बताते हैं।
कोलकाता के मामले में, उत्तर भारत से एरोसोल के क्षेत्रीय परिवहन के कारण तापमान में सापेक्ष वृद्धि 300 मीटर की ऊंचाई से शुरू होती है और 2 किमी तक फैली हुई है, जबकि भुवनेश्वर और विजागापतम में, यह 500 मीटर की ऊंचाई से शुरू होती है और 2.5 किमी तक फैली हुई है। चेन्नई और करिकाल (जो चेन्नई के दक्षिण में है) के मामले में, यह 500 मीटर की ऊंचाई से शुरू होता है और 3 किमी तक फैलता है। कोलकाता से चेन्नई और करिकल तक ले जाने वाले एरोसोल के कारण वायुमंडल के वार्मिंग की ऊंचाई में वृद्धि इस तथ्य के अनुरूप है कि लंबी दूरी के परिवहन वाले एरोसोल प्लम डाउनविंड स्थानों पर ऊंचा हो जाते हैं।
इसकी तुलना में, उन दिनों की तुलना में जब एरोसोल को उत्तर भारत से नहीं ले जाया जाता है, मिश्रण की परत की ऊंचाई कोलकाता, भुवनेश्वर और विजागापतम के मामले में 1.5 किमी और 2 किमी के बीच भिन्न होती है, और चेन्नई और करिकाल में 2 किमी और 2.5 किमी के बीच है, जो कि 300-400 मीटर तक कम हो जाती है, चेन्नई और कारिकाल के लिए किमी।
चेन्नई के मामले में, शोधकर्ताओं ने देखा कि वार्मिंग पूरे स्तंभ में चेन्नई और करिकल दोनों पर 3 किमी तक होती है। “यह बताता है कि एरोसोल-प्रेरित वार्मिंग न केवल ऊँचाई पर तापमान को बढ़ाता है जहां एरोसोल होते हैं, बल्कि सतह के पास हवा के तापमान को भी प्रभावित कर सकते हैं,” डॉ। सरंगी कहते हैं।
24-27 जनवरी, 2018 को स्पष्ट दिनों (23 जनवरी, 2018 और जनवरी 28-29, 2018) की तुलना में, जब एरोसोल को उत्तर भारत से चेन्नई तक ले जाया गया, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि परिवहन एरोसोल की संख्या 1 किमी और 2.5 किमी की ऊंचाई के बीच 50-60% अधिक थी। और 24 जनवरी और 25 जनवरी, 2018 के बीच मिक्सिंग लेयर की ऊंचाई 1.4 किमी से घटकर सिर्फ 300 मीटर (78% की कमी) हो गई।
अध्ययन का क्या अर्थ है
“हमारे अध्ययन से पता चलता है कि चेन्नई में वायु गुणवत्ता प्रबंधन को ट्रांसबाउंडरी एरोसोल परिवहन पर विचार करना चाहिए। क्षेत्रीय उत्सर्जन को कम करने के लिए रणनीति बनाना आवश्यक है, विशेष रूप से मजबूत उत्तर-दक्षिण प्रवाह के साथ मौसम के दौरान,” डॉ। सारांगी कहते हैं। “अध्ययन एकीकृत मॉडलिंग ढांचे की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है जिसमें सटीक वायु गुणवत्ता पूर्वानुमान के लिए एरोसोल-विकिरण इंटरैक्शन शामिल हैं।”
