10 में से पाठ 7 · पर्यावरण और पारिस्थितिकी

जलवायु परिवर्तन, ग्रीनहाउस प्रभाव और ओज़ोन क्षरण

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ग्रीनहाउस प्रभाव

सूर्य का प्रकाश पृथ्वी पर मुख्यतः लघु तरंग विकिरण के रूप में पहुँचकर सतह को गर्म करता है, और सतह फिर दीर्घ तरंग अवरक्त विकिरण के रूप में ऊष्मा छोड़ती है। वायुमंडल की ग्रीनहाउस (हरितगृह) गैसें इस अवरक्त विकिरण का कुछ भाग अवशोषित करके वापस भेजती हैं और ग्रह को गर्म रखती हैं। यह प्राकृतिक प्रभाव आवश्यक है: इसके बिना पृथ्वी की सतह का औसत तापमान लगभग 15 डिग्री सेल्सियस के स्थान पर शून्य से लगभग 18 डिग्री सेल्सियस नीचे होता। समस्या संवर्धित ग्रीनहाउस प्रभाव की है, यानी औद्योगिक क्रांति के बाद से मानव गतिविधियों द्वारा जोड़ी गई गैसों से होने वाली अतिरिक्त तपन। स्वीडिश वैज्ञानिक स्वान्ते अरहेनियस ने 1896 में गणना की थी कि कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तन से पृथ्वी का तापमान बदल सकता है, और 1958 से हवाई के मौना लोआ पर चार्ल्स डेविड कीलिंग के मापन कार्बन डाइऑक्साइड में उसके लगभग 280 भाग प्रति दस लाख (ppm) के पूर्व-औद्योगिक स्तर से ऊपर लगातार वृद्धि (कीलिंग वक्र) दर्ज करते आ रहे हैं।

ग्रीनहाउस गैसें

जलवाष्प सबसे प्रचुर प्राकृतिक ग्रीनहाउस गैस है, पर चिंता उन गैसों की है जिन्हें मानव गतिविधियाँ जोड़ती हैं। कार्बन डाइऑक्साइड कोयला, तेल और गैस जलाने तथा वनों की कटाई से; मीथेन धान के खेतों, मवेशियों, लैंडफिल और आर्द्रभूमियों से; नाइट्रस ऑक्साइड नाइट्रोजन उर्वरकों से; और क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFC), हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFC), परफ्लोरोकार्बन (PFC) और सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) उद्योगों से आते हैं। क्योटो प्रोटोकॉल की मूल टोकरी में छह गैसें हैं: CO2, CH4, N2O, HFC, PFC और SF6; 2012 के दोहा संशोधन ने उसकी दूसरी अवधि के लिए नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड (NF3) जोड़ी। NCERT पाठ्यपुस्तक तपन में सापेक्ष योगदान इस प्रकार देती है: कार्बन डाइऑक्साइड 60 प्रतिशत, मीथेन 20, CFC 14 और नाइट्रस ऑक्साइड 6 प्रतिशत। हर गैस की वैश्विक तापन क्षमता (GWP) कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में मापी जाती है, जिसे 1 माना जाता है, और क्योटो गैसों में SF6 की GWP सबसे अधिक है।

वैश्विक तापन के प्रभाव

तपन से हिमनद और हिम चादरें पिघलती हैं और समुद्री जल फैलता है, जिससे समुद्र तल ऊपर उठता है और मालदीव तथा तुवालु जैसे निचले द्वीपों, सुंदरबन जैसे डेल्टाओं और तटीय नगरों के लिए खतरा बनता है। गंगोत्री जैसे हिमालयी हिमनद पीछे हट रहे हैं, जिससे उनसे पोषित नदियाँ प्रभावित होती हैं। लू, सूखा, अत्यधिक भारी वर्षा और तीव्र चक्रवात अधिक बार आते हैं; मानसून का स्वरूप कम भरोसेमंद होता जाता है; और फसलें तथा मत्स्य पालन प्रभावित होते हैं। महासागर कार्बन डाइऑक्साइड का कुछ भाग सोखकर अधिक अम्लीय हो जाते हैं, जो गर्म जल के साथ मिलकर प्रवाल विरंजन का कारण बनता है।

ओज़ोन परत

ओज़ोन (O3) ऑक्सीजन के तीन परमाणुओं का अणु है। इसका अधिकांश भाग समताप मंडल में, पृथ्वी से लगभग 15 से 35 km ऊपर, है, जहाँ पराबैंगनी किरणें ऑक्सीजन अणुओं को तोड़ती हैं और मुक्त परमाणु अन्य ऑक्सीजन अणुओं से जुड़कर ओज़ोन बनाते हैं। यह परत सूर्य के हानिकारक पराबैंगनी-B (UV-B) विकिरण का अधिकांश भाग सोख लेती है, इसलिए इसे अच्छी ओज़ोन कहते हैं, जबकि भू-स्तर पर ओज़ोन स्मॉग का एक हानिकारक प्रदूषक है। ओज़ोन को डॉब्सन इकाई (DU) में मापा जाता है; सामान्य स्तंभ लगभग 300 DU होता है, और जिस क्षेत्र में यह 220 DU से नीचे गिर जाए उसे ओज़ोन छिद्र कहते हैं। ज़मीन तक अधिक UV-B पहुँचने से त्वचा कैंसर, मोतियाबिंद और हिम अंधता होती है, प्रतिरक्षा कमज़ोर होती है, और पादप प्लवक तथा फसलों को हानि होती है।

ओज़ोन क्षरण और ओज़ोन छिद्र

रेफ्रिजरेटरों, एयर कंडीशनरों, एरोसोल स्प्रे और फ़ोम में कभी प्रयुक्त CFC ज़मीन के पास स्थिर रहते हैं और धीरे-धीरे समताप मंडल तक पहुँच जाते हैं। वहाँ पराबैंगनी किरणें उन्हें तोड़कर क्लोरीन परमाणु मुक्त करती हैं, जो श्रृंखला अभिक्रिया में ओज़ोन को नष्ट करते हैं, इसलिए एक क्लोरीन परमाणु हज़ारों ओज़ोन अणुओं को नष्ट कर सकता है। अग्निशामकों के हैलोन ब्रोमीन छोड़ते हैं, जो और भी अधिक विनाशकारी है, और कार्बन टेट्राक्लोराइड, मिथाइल क्लोरोफॉर्म तथा मिथाइल ब्रोमाइड भी ओज़ोन का क्षरण करते हैं। मारियो मोलिना और एफ. शेरवुड रोलैंड ने 1974 में CFC के बारे में चेतावनी दी और पॉल क्रुट्ज़न के साथ 1995 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार साझा किया। अंटार्कटिका के ओज़ोन छिद्र की सूचना 1985 में ब्रिटिश अंटार्कटिक सर्वे के जोसेफ़ फ़ारमैन और उनके सहयोगियों ने दी। यह हर दक्षिणी वसंत में, सितंबर और अक्टूबर में, बनता है, क्योंकि ध्रुवीय भंवर के भीतर के अत्यंत ठंडे ध्रुवीय समतापमंडलीय बादल क्लोरीन की अभिक्रियाओं को तेज़ कर देते हैं। 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने CFC को चरणबद्ध रूप से समाप्त किया, और 16 सितंबर विश्व ओज़ोन दिवस है।

कार्बन फुटप्रिंट

कार्बन फुटप्रिंट (कार्बन पदचिह्न) किसी व्यक्ति, संगठन, आयोजन या उत्पाद द्वारा प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से किया गया कुल ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन है, जिसे टन कार्बन डाइऑक्साइड समतुल्य में व्यक्त किया जाता है। इसे ऊर्जा बचाकर, सार्वजनिक परिवहन अपनाकर, नवीकरणीय बिजली की ओर जाकर और अपशिष्ट घटाकर कम किया जा सकता है। परीक्षा से जुड़े संबंधित शब्द: काला कार्बन अपूर्ण दहन से बनी कालिख है, जो बर्फ़ और हिम को काला करके पिघलना तेज़ करती है; हरा कार्बन वनों में संग्रहित कार्बन है; नीला कार्बन मैंग्रोव, समुद्री घास और लवणीय दलदलों में संग्रहित कार्बन है।

कार्बन क्रेडिट और ऑफ़सेट

एक कार्बन क्रेडिट एक व्यापार योग्य प्रमाणपत्र है, जो घटाए या हटाए गए एक टन कार्बन डाइऑक्साइड, या उसके समतुल्य, के बराबर होता है। 'कैप एंड ट्रेड' व्यवस्था में सरकार कुल उत्सर्जन की सीमा तय करती है; जो कंपनी अपनी अनुमत सीमा से कम उत्सर्जन करती है, वह बचत उस कंपनी को बेच सकती है जो अधिक उत्सर्जन करती है। क्योटो प्रोटोकॉल ने तीन बाज़ार तंत्र बनाए: अंतरराष्ट्रीय उत्सर्जन व्यापार, संयुक्त कार्यान्वयन और स्वच्छ विकास तंत्र (CDM), जिसके तहत विकसित देशों ने भारत जैसे विकासशील देशों में स्वच्छ परियोजनाओं को धन देकर प्रमाणित उत्सर्जन कटौती (CER) अर्जित की; भारत CDM परियोजनाओं का एक प्रमुख मेज़बान रहा। कार्बन ऑफ़सेट से कोई अपने उत्सर्जन को कहीं और उतनी ही कटौती का भुगतान करके संतुलित कर सकता है। कार्बन तटस्थ या नेट ज़ीरो का अर्थ है कि उत्सर्जन, हटाए गए कार्बन से संतुलित हो।

मुख्य तथ्य

प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव के बिना पृथ्वी की सतह का औसत तापमान लगभग 15 डिग्री सेल्सियस के स्थान पर शून्य से लगभग 18 डिग्री सेल्सियस नीचे होता।
कीलिंग वक्र: 1958 से हवाई के मौना लोआ पर कार्बन डाइऑक्साइड का मापन; पूर्व-औद्योगिक स्तर लगभग 280 ppm; अरहेनियस ने 1896 में CO2 और तापमान को जोड़ा।
क्योटो की मूल छह गैसों की टोकरी: CO2, CH4, N2O, HFC, PFC, SF6 (दोहा संशोधन, 2012 से NF3 जुड़ी); इनमें SF6 की वैश्विक तापन क्षमता सबसे अधिक है।
NCERT के अनुसार तपन में हिस्सा: CO2 60 प्रतिशत, मीथेन 20, CFC 14, नाइट्रस ऑक्साइड 6 प्रतिशत; मीथेन धान के खेतों, मवेशियों और लैंडफिल से आती है।
ओज़ोन परत: समताप मंडल में, लगभग 15 से 35 km ऊपर; UV-B सोखती है; डॉब्सन इकाई में मापी जाती है (सामान्य लगभग 300 DU; ओज़ोन छिद्र 220 DU से नीचे)।
ओज़ोन नष्ट करने वाले: CFC (क्लोरीन), हैलोन (ब्रोमीन), कार्बन टेट्राक्लोराइड, मिथाइल क्लोरोफॉर्म, मिथाइल ब्रोमाइड; एक क्लोरीन परमाणु हज़ारों ओज़ोन अणु नष्ट करता है।
अंटार्कटिका के ऊपर ओज़ोन छिद्र की सूचना 1985 में (फ़ारमैन, ब्रिटिश अंटार्कटिक सर्वे); मोलिना, रोलैंड और क्रुट्ज़न को 1995 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार।
कार्बन के प्रकार: काला कार्बन = कालिख; हरा कार्बन = वन; नीला कार्बन = मैंग्रोव, समुद्री घास और लवणीय दलदल।
एक कार्बन क्रेडिट = एक टन CO2 समतुल्य; क्योटो तंत्र: उत्सर्जन व्यापार, संयुक्त कार्यान्वयन, स्वच्छ विकास तंत्र (CER)।

एक नज़र में दोहराव

प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव पृथ्वी को शून्य से 18 डिग्री नीचे के स्थान पर लगभग 15 डिग्री सेल्सियस पर रखता है; अरहेनियस 1896; कीलिंग वक्र 1958 से, पूर्व-औद्योगिक CO2 280 ppm; क्योटो की मूल छह गैसें; NCERT हिस्सा CO2 60, CH4 20, CFC 14, N2O 6 प्रतिशत; ओज़ोन समताप मंडल में 15-35 km, डॉब्सन इकाई, छिद्र 220 DU से नीचे; CFC क्लोरीन, हैलोन ब्रोमीन; ओज़ोन छिद्र 1985; नोबेल 1995; कार्बन क्रेडिट = 1 टन CO2e; CDM से CER।

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