आयआयटी मुंबईमधील संशोधनातून शेतीला उपलब्ध असलेल्या पाण्याचे प्रमाण वायूजन्य प्रदूषकांमुळे घटत असल्याचा निष्कर्ष

भारतातील सुमारे दोन तृतीयाश लोक आपल्या उदरनिर्वाहासाठी शेती करतात. बऱ्याचश्या प्रमाणात शेती पावसावर अवलंबून असल्यामुळे पाऊस कमी जास्त झाल्याने शेतकऱ्यांना सर्वाधिक झळ जाणवते. मागील ६०-७० वर्षांत पावसाच्या कमतरतेमुळे अन्नधान्य उत्पादनात घट झाली आहे. पावसाळ्यातसुद्धा सातत्याने पाऊस न पडण्याचे कारण वाढते प्रदूषण असेल का? भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथे करण्यात आलेल्या एका संशोधनात संशोधकांनी हाच दावा केला आहे. श्री. प्रशांत दवे, प्रा. मणीभूषण आणि प्रा. चंद्रा वेंकटरमण म्हणतात की एरोसोलमुळे पावसाळ्यात सलग काही दिवा पाऊस न पडण्याच्या घटनांमध्ये वाढ होते, त्यामुळे दुष्काळी परिस्थिती निर्माण होऊ शकते व शेतीवरही त्याचा परिणाम होऊ शकतो.

हवेत पसरलेल्या सूक्ष्म घनघटक, द्रावणाचे थेंब किंवा घन-द्रावण घटकांच्या मिश्रणाला एरोसोल्स म्हणतात. धूळ, समुद्राचे मीठ, जैविक इंधने जाळल्यामुळे उत्सर्जित होणारे सूक्ष्मघटक, वाहनातून होणारे ऊत्सर्जन हे सर्व वातावरणातील एरोसोलची पातळी वाढवण्यास कारणीभूत असतात. सूर्यप्रकाश शोषून घेणारी काजळी आणि सल्फेट आणि नायट्रेट यांच्यासारखी प्रकाश विखुरणारी संयुगे सुद्धा वातावरणातील एरोसोलचे प्रमुख घटक असतात.
आधीच्या संशोधनांमधून वातावरणातील एरोसोल्सचा संबंध पाऊस कमी जास्त होण्याशी जोडला गेला असला तरी निरीक्षणातून आलेल्या माहितीद्वारे कारणमीमांसा केलेली नाही.

“आपण आंतरसंबंधांच्या पलीकडे जाऊन मुख्यत्वे निरीक्षणातून आलेल्या माहितीचा वापर करून वातावरणासारख्या गुंतागुंतीच्या परिस्थितीत कारणमीमांसा देऊ शकतो का, असा विचार आम्ही केला,” असे प्रा. मणीभूषण म्हणाले.

“नेचर” समूहाच्या सायंटिफिक रिपोर्ट्समध्ये प्रकाशित या अभ्यासात संशोधकांनी २००० ते २००९ या कालावधीसाठी उपग्रहाद्वारे उपलब्ध झालेल्या माहितीवरून काढलेल्या एअरोसोल्सच्या पातळ्या आणि ढगांचे गुणधर्म आणि पावसाच्या प्रत्यक्ष नोंदी यांचे विश्लेषण करून प्रादेशिक पातळीवर एअरोसोल्सचा पावसावर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास केला.

वरवर पाहता हवामानातील बदल अनियमीत, अनाकलनीय वाटले तरी ते काही दृश्य आणि अदृश्य, मूलभूत, पुनरावर्ती प्रक्रियांचे परिणाम आहेत. हवामानतज्ञ वातावरणाचा अभ्यास चार पातळ्यांवर करतात- सूक्ष्म (मायक्रो), मध्य (मेसोस्केल), सारांशी (सिनॉप्टिक) आणि सार्वत्रिक (ग्लोबल). प्रक्रियांचा आवाका आणि कालावधी यांच्यावर पातळी ठरते. एक कि.मी. किंवा कमी अंतरामध्ये ढगांमधील घटनांचा अभ्यासाला सूक्ष्म पातळीवरील अभ्यास म्हणतात. सार्वत्रिक अभ्यासाची व्याप्ती १००० किमिपेक्षा अधिक आणि काळ एका महिन्यापेक्षा जास्त असतो.

संशोधकांनी एरोसोलच्या सूक्ष्मकणांचे प्रमाण जास्त असलेल्या आणि पावसाचे प्रमाण कमी असलेल्या प्रदेशांमध्ये १० ते १००० किमीच्या अंतरापर्यंत मेसोस्केलवर घडणाऱ्या प्रक्रियांचा अभ्यास केला. या पातळीवर, गतिमान असलेला वारा आणि पाणी यांच्यामधील प्रक्रिया हा पाऊस पडण्यास कारणीभूत असलेला अत्यंत महत्त्वाचा घटक आहे. सूर्याच्या उष्णतेमुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग गरम झाल्याने त्यावरील हवा गरम होऊन वर जाते. हवेसोबत वर गेलेले बाष्प वर असलेल्या कमी तापमानामुळे द्रवीकृत होऊन पाणी असलेले ढग तयार होतात. कालांतराने पुरेसे पाणी साठल्यावर त्या वजनामुळे पाणी खाली पडून पाऊस पडतो.

मात्र वातावरणातील एरोसोलच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे हा समतोल बिघडतो. एरोसोलमुळे  सूर्यप्रकाश शोषला किंवा विखुरला जातो. त्यामुळे जमिनीवर पोहोचणारा सूर्यप्रकाश कमी होतो, आणि जमिनीचा पृष्ठभाग थंडच राहतो. जमिनीपासून थोडे वर, एरोसोल असलेल्या पट्ट्यात सूर्यप्रकाश शोषून घेतला जातो आणि तो पट्टा गरम होतो. त्याचा परिणाम म्हणून पाण्यातील बाष्प ढगांच्या निर्मितीसाठी वर जाण्याऐवजी आडवे पसरते. हवेची व बाष्पाची खालून वरच्या दिशेने हालचाल होतच नाही त्यामुळे पाऊस पडत नाही.

संशोधकांनी एरोसोलचे प्रमाण जास्त असलेल्या क्षेत्रांमध्ये पाऊस सातत्याने थांबणे, एका ऋतूत आठवड्यापेक्षा जास्त काळ पाऊस न पडणे अशा विविध गोष्टी नोंदवल्या आहेत. हे असेच सुरू राहिल्यास पाऊस न पडण्याचे काही दिवसांचे कालखंड अखंड येऊन दुष्काळ पडू शकतो.

सूक्ष्म पातळीवर जेव्हा धुळीच्या कणांभोवती वाफ साचते  तेव्हा पावसाचे थेंब तयार होतात. एरोसोलचे प्रमाण वाढल्यामुळे पावसाच्या प्रत्येक थेंबांचा आकार बदलून पावसाचे प्रमाण कमी होते की काय हे संशोधकांनी शोधायचा प्रयत्न केला.  मात्र त्यांना अद्याप या दोन्हींमधे  लक्षणीय संबंध दिसून आला नाही.

या संशोधनानुसार, एरोसोल्स सूर्याची उष्णता शोषून घेत असल्यामुळे वाफेच्या आणि हवेच्या खालून वरच्या हालचालीत अडथळे निर्माण होतात व वाफ व हवा आडवे पसरतात हेच पावसाचे प्रमाण कमी होण्याचे कारण आहे. एरोसोलची पातळी वाढल्यापासून एका दिवसात हे परिणाम दिसतात आणि दोन किंवा जास्त दिवस टिकतात.

या संशोधनातून प्रादेशिक पावसाच्या संदर्भात वायूप्रदूषण आणि हवामानबदल यांच्यामध्ये महत्त्वाचे संबंध दाखवून दिले आहेत. भविष्यात मानवी प्रगतीमुळे एरोसोल ऊत्सर्जनाचे प्रमाण वाढणे अपेक्षित  असताना पावसावर कसा परिणाम होईल हे समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे, असे मत प्रा. चंद्रा वेंकटरमण यांनी व्यक्त केले.

या संशोधनाला भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई, सेंटर ऑफ एक्सलन्स इन क्लायमेट चेंज (आयआयटीबी- सीईसीएस), डिपार्टमेंट ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीचा प्रकल्प (डीएसटी,), नवी दिल्ली, भारत यांनी सहकार्य केले आहे.