ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग

ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग (Green House Effect and Global Warming)

ग्रीनहाउस प्रभाव एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें पृथ्वी की सतह और वायुमंडल वातावरण में मौजूद सूर्य की रेडिएशन, कणों और गैसों की जटिलताओं से गर्म होती है। सूरज की गर्मी का एक हिस्सा अंतरिक्ष में वापस चला जाता है लेकिन ग्रीनहाउस गैसों द्वारा गठित परत के कारण इनमें से किरणों का कुछ हिस्सा वापिस नहीं जा पाता और वही हिस्सा गर्मी के शेष भाग को अवशोषित कर लेता है। वायुमंडल में पाई जाने वाली ग्रीनहाउस गैसें एक मोटा सर्कल बनाती हैं जिसके परिणामस्वरूप सूरज की गर्मी अंतरिक्ष में वापस नहीं जाती और पृथ्वी पर तापमान बढ़ जाता है।

पृथ्वी के बढ़ते तापमान ने ग्लोबल वार्मिंग की घटना को जन्म दिया है। इसने दुनिया भर में जलवायु परिवर्तन में अभूतपूर्व अंतर पैदा किया है। इसने तटीय स्थानों और द्वीपों के अस्तित्व के लिए ख़तरा उत्पन्न कर दिया है। ग्लोबल वार्मिंग के कारण पीने और सिंचाई के लिए पानी की उपलब्धता भी प्रभावित हो सकती है। यदि रेगिस्तान में बाढ़ आ सकती है तो घने वर्षा वाले क्षेत्रों में भी सूखा पड़ सकता है। बर्फ के क्षेत्र के ग्लेशियर बढ़ते तापमान के साथ पिघल रहे हैं। इसके अलावा सिंचाई पर आधारित भारत जैसे विकासशील देशों में फसलों के चक्र में बदलाव का खतरा है।

ग्लोबल वार्मिंग के असर के मद्देनजर दुनिया के कई देशों ने यूएन के तहत ग्रीनहाउस गैसों के संचरण को कम करने की दिशा में एक संधि पर हस्ताक्षर किए हैं जिसे U.N. फ्रेमवर्क कन्वेंशन ऑन क्लाइमेट चेंज (यूएनएफसीसीसी) कहा गया है।

ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग में अंतर

जब सूर्य की रेडिएशन पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करती हैं तो ये रेडिएशन वेवलेंथ की एक श्रृंखला बनाती है। पृथ्वी के आसपास की ग्रीनहाउस गैसें - कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प, नाइट्रस ऑक्साइड, मीथेन, क्लोरोफ्लोरोकार्बन, आदि – रेडिएशन की बड़ी मात्रा को अवशोषित करने की क्षमता रखते हैं और इसे इन्फ्रारेड रेडिएशन के रूप में फ़ैलाते हैं। कुछ रेडिएशन अंतरिक्ष में चली जाती हैं लेकिन इन इन्फ्रारेड रेडिएशन में से अधिकांश पृथ्वी की सतह, सागर और वायुमंडल द्वारा अवशोषित होती हैं। रेडिएशन के इस आदान-प्रदान से पृथ्वी पर वातावरण जीवित प्राणियों के लिए उपयुक्त हो जाता है। इसे ग्रीन हाउस प्रभाव कहा जाता है।

दूसरे शब्दों में ग्रीनहाउस प्रभाव के बिना पृथ्वी का औसत तापमान 15 डिग्री सेल्सियस के वर्तमान सामान्य माध्य के बजाय 18 डिग्री सेल्सियस हो जाएगा। इस परिदृश्य में सामान्य जीवन संभव नहीं है। पृथ्वी का सामान्य तापमान बनाए रखने का श्रेय ग्रीनहाउस गैसों के समुचित संतुलन को जाता है। समस्या तब होती है जब उनकी मात्रा बढ़ जाती है। ग्रीनहाउस गैसों में असामान्य वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में असंतुलन के साथ पृथ्वी की सतह का और वातावरण का तापमान धीरे-धीरे बढ़ रहा है जिससे ग्लोबल वार्मिंग बढ़ती है। औद्योगिक क्रांति के बाद से ग्रीनहाउस गैसों की बढ़ती हुई मात्रा ने ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ा दिया है जिससे ग्लोबल वार्मिंग बढ़ रहा है।

ग्रीनहाउस प्रभाव के नाम की उत्पत्ति

पृथ्वी के कुछ हिस्सों जैसे अंटार्कटिका में सूरज की रोशनी उतनी मात्रा में नहीं पहुंचती जितनी जरूरत है। ऐसे क्षेत्रों में पर्याप्त सूरज की किरणों के बिना फलों और सब्जियों को पैदा करने में समस्या आती है।

कुछ ठंडे क्षेत्रों में कांच के घरों (ग्रीनहाउस) में सब्जियां और फलों के पौधे उगाए जाते हैं जहां बाहरी तापमान बेहद कम है। कांच का घर अंदर से बाहर की तुलना में गर्म रहता है क्योंकि कांच से सूरज की रोशनी आ सकती है लेकिन इन शीशों से रेडिएशन बाहर नहीं जा सकती। इस ग्रीनहाउस में सूर्य की रोशनी पारदर्शी ग्लास द्वारा अंदर आती है। वापिस गई गर्मी या रेडिएशन एक-दूसरे को पार नहीं करते क्योंकि गिलास से रेडिएशन का एक विशेष भाग अवशोषित होता है। यह ग्रीनहाउस को अंदर से गर्म रखता है जो पौधों और फलों के लिए उपयोगी है।

यह एक ऐसी प्रणाली है जिसमें एक क्षेत्र ऐसे तत्वों से बना होता है जहां सूरज की रेडिएशन आसानी से घुस सकती हैं लेकिन वापिस नहीं जा सकती। इस प्रकार उस क्षेत्र के पौधों को पर्याप्त धूप मिलती है और उनका समग्र विकास होता है। चूंकि यह ग्रीनहाउस विधि उन क्षेत्रों में उपयोग में लाई जाती है जहां सूर्य का प्रकाश वर्ष के पूरे दिन उपलब्ध नहीं होता है या बहुत कम भागों तक पहुंच पाता है इसलिए 'ग्रीनहाउस प्रभाव' शब्द लोकप्रिय हो गया है। वास्तव में पृथ्वी के चारों ओर का वातावरण एक ग्रीन हाउस की तरह काम करता है। इससे सूरज की रोशनी इसे पार करने और स्थलीय रेडिएशन को अवशोषित करने की अनुमति देती है। पृथ्वी उच्च वेवलेंथ की विद्युत चुम्बकीय रेडिएशन प्रदान करता है और पृथ्वी यहाँ एक ब्लैक बॉडी की तरह कार्य करती है जो एक अच्छा रेडिएटर भी है लेकिन ग्रीनहाउस गैसों के सद्भाव में व्यवधान के साथ निम्न वातावरण में आवश्यकता से ज्यादा गर्मी अवशोषित हो रही है जिससे ग्लोबल वार्मिंग की घटना हो गई है।

ग्रीनहाउस प्रभाव का वितरण

ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं –

  1. रेडिएशन ऊर्जा (सौर ऊर्जा)
  2. थर्मल उर्जा
  3. केमिकल उर्जा (कार्बनिक यौगिकों में बांड)
  4. यांत्रिक ऊर्जा (दो प्रकार की स्टेटिक ऊर्जा (संचित ऊर्जा) और काइनेटिक ऊर्जा (उपयोगी ऊर्जा))

सूर्य पृथ्वी पर जीवित प्राणियों के लिए सभी प्रकार की ऊर्जा का स्रोत है। यह कई परमाणु संलयन पैदा करता है जो सभी दिशाओं में विद्युत चुंबकीय तरंगों की मात्रा फ़ैलाता है। रेडिएशन ऊर्जा का त्रिज्या 390 नैनो मीटर से 720 नैनो मीटर होती है जो कि सौर रेडिएशन के रूप में विकृत है जिसमें से बहुत थोड़ा भाग पृथ्वी के वायुमंडल तक पहुंच पाता है। मैग्नेटिक रेडिएशन को 1,73000 × 1012 वाट ऊर्जा प्राप्त होती है जिसमें से 30% रेडिएशन ब्रह्मांड में चली जाती है। 23% रेडिएशन पानी के वाष्प में वाटर साइकिल और नमी में उपयोग होती है; 47% रेडिएशन वायुमंडल, पृथ्वी और सागर द्वारा अवशोषित हो जाती है। हवा और वायु प्रवाह में 1% से कम रेडिएशन का उपयोग किया जाता है और प्रकाश संश्लेषण में केवल 0.01% रेडिएशन का उपयोग किया जाता है।

सोलर रेडिएशन छोटी तरंगों के रूप में होता है। सूर्य के वायुमंडल में प्रवेश करने पर उसके कुछ हिस्से अंतरिक्ष में विकीर्ण हो जाते हैं और कुछ भाग वायुमंडल द्वारा अवशोषित हो जाते हैं और बाकी पृथ्वी की सतह तक पहुंच जाते हैं। पृथ्वी पर गर्मी का सूक्ष्म संतुलन है। सूर्य के प्रकाश की 100 इकाइयों में से 35 इकाईयां बदल जाती हैं और अंतरिक्ष में मिल जाती हैं, 17 इकाइयां पृथ्वी की सतह से आसवित होती हैं और वातावरण में 48 इकाइयां होती हैं। इस प्रकार गर्मी प्राप्त होने की मात्रा और उसका इस्तेमाल बराबर हो जाता है।

वातावरण सूर्य के प्रकाश के 14 इकाइयों को अवशोषित करता है और 34 इकाइयां स्थलीय रेडिएशन से आती हैं। एयरवेव इन 48 इकाइयों को अंतरिक्ष में वापस वितरित करता है। पृथ्वी की सतह सूर्य के प्रकाश की 21 इकाइयों को अवशोषित करती है और उतनी ही मात्रा को वितरित करती है इसलिए यह कहा जा सकता है कि वातावरण सूर्य से सीधे गर्म नहीं होता है बल्कि यह स्थलीय रेडिएशन से गर्म होता है।

ग्रीन हाउस गैसों के प्रकार

  • कार्बन डाई ऑक्साइड (CO2)

यह मुख्य ग्रीनहाउस गैस है। इसके मुख्य स्रोत में कोयला दहन, वनों की कटाई और सीमेंट उद्योग शामिल हैं।

  • मीथेन (CH4)

यह दूसरी सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है। इसके मुख्य स्रोत में कृषि प्रथा, बैक्टीरिया की प्रक्रिया, कार्बनिक पदार्थों के एनोरोबिक अपघटन, बिजली संयंत्रों में कोयला और तेल का दहन और ऑटोमोबाइल में गैसोलीन का दहन शामिल हैं।

  • नाइट्रस ऑक्साइड (N2O)

यह गैस ग्रीनहाउस प्रभाव में 6% योगदान देती है। इसका मुख्य स्रोत हैं: उर्वरक, मिट्टी और महासागरों में बैक्टीरिया और फंगी और कोयला दहन।

  • हेलो कार्बन

यह एक मानव निर्मित रासायनिक यौगिक है जिसमें हेलोजन परिवार, कार्बन और अन्य गैसों के तत्व शामिल हैं जिनमें हाइड्रोकार्बन (HFC) प्रतिफ्लोरोकार्बन (PFC) और सल्फर-हेक्साफ्लोराइड (SF6) शामिल हैं।

  • सल्फ़र ओज़ोन

यह ट्रोपोस्फीयर में मौजूद एक महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है जो औद्योगिक गतिविधियों से आता है।

  • जलवाष्प

जलवाष्प की स्थिति प्राकृतिक श्वसन और वाष्पीकरण से प्राप्त होती है। जब पृथ्वी का तापमान बढ़ता है तो वायुमंडल में इसकी मात्रा बढ़ जाती है।

ग्लोबल वार्मिंग के कारण

तेजी से औद्योगिकीकरण और वनों की कटाई के कारण पर्यावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ रही है। कार्बन डाइऑक्साइड की एक परत वायुमंडल में बन जाती है और सूरज से आने वाली इन्फ्रा रेड रेडिएशन को रोकती है। वायुमंडल में इस थर्मल ऊर्जा के कारण गर्मी बनती है जिससे पृथ्वी का औसत तापमान बढ़ता है जिसे 'ग्लोबल वार्मिंग' या 'ग्लोबल हीटिंग' कहा जाता है। ग्लोबल वार्मिंग वर्तमान में एक सार्वभौमिक समस्या है। इस दुनिया में कोई भी देश इस खतरे से अछूता नहीं है। ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन के साथ पृथ्वी का तापमान लगातार बढ़ रहा है।

ग्रीनहाउस गैसों में कार्बन डाइऑक्साइड सबसे महत्वपूर्ण गैस है। कार्बन चक्र के माध्यम से इसका स्तर वातावरण में सामान्य रहता है लेकिन पिछले कुछ दशकों से ऐसा नहीं हो रहा है। इसकी मात्रा वायुमंडल में लगातार बढ़ रही है। बहुत अधिक जीवाश्म ईंधन का उपयोग, वनों की कटाई और भूमि उपयोग में बदलाव इस वृद्धि के मुख्य कारण हैं। 1880-1890 में जलवायु परिवर्तन पर इंटर गवर्नमेंटल पैनल ऑन क्लाइमेट चेंज (आईपीसीसी) की एक रिपोर्ट के मुताबिक कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री लगभग 290 पार्ट पर मिलियन (पीपीएम) थी जो 1990 में बढ़कर 340 पीपीएम और 2000 में 400 पीपीएम हो गई।

कार्बन डाइऑक्साइड ग्लोबल वार्मिंग के लिए प्रमुख रूप से जिम्मेदार है लेकिन मीथेन, क्लोरोफ्लोरोकार्बन, नाइट्रस ऑक्साइड, ओजोन, सल्फर डाइऑक्साइड और जल वाष्प भी इसे बढ़ा रहे हैं। ग्लोबल वार्मिंग में कार्बन डाइऑक्साइड का योगदान 50 प्रतिशत, मीथेन 18 प्रतिशत, क्लोरोफ्लूरोकार्बन 14 प्रतिशत और नाइट्रस ऑक्साइड 6 प्रतिशत है। 1930-31 में संयुक्त राज्य अमेरिका में क्लोरोफ्लोरोकार्बन का आविष्कार हुआ था। ज्वलनशील, रासायनिक रूप से निष्क्रिय और गैर विषैले होने के कारण इसकी आदर्श रेफ्रिजेरेंट के रूप में पहचान की गई है। यह व्यापक रूप से रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनिंग उपकरण, इलेक्ट्रिक, प्लास्टिक, फार्मास्युटिकल उद्योगों और एरोसोल में उपयोग किया जाता है।

वातावरण में मीथेन गैस की मात्रा भी केंद्रित रूप में बढ़ रही है। पिछले 100 वर्षों में मीथेन गैस की एकाग्रता दोगुनी से अधिक हो गई है। क्लोरोफ्लोरोकार्बन, नाइट्रस ऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड जैसी गैसों की मात्रा भी तेजी से बढ़ रही है। ग्रीनहाउस गैसों में वृद्धि के साथ वातावरण में रेडिएशन को अवशोषित करने की उनकी क्षमता लगातार बढ़ रही है। इसलिए पृथ्वी का तापमान लगातार बढ़ रहा है जिससे 'ग्लोबल वार्मिंग' जैसी घटनाएं जन्म ले रही है।

CFC -14 (टेट्रा फ्लोरो मिथेन) और CFC -16 (टेट्रा फ्लोरो मीथेन) एल्यूमीनियम उद्योग द्वारा उत्सर्जित होता है। पृथ्वी की गर्म करने की इसकी क्षमता कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 800 गुना ज्यादा है। औसतन 1 टन एल्यूमीनियम का उत्पादन 1.6 किलो CFFC-14 और 0.2 किलो CFFC-16 गैसों का उत्पादन करता है। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय से जुड़े शेरवुड रॉलैंड और मैरियो मोबीना ने 1974 में अपने अनुसंधान से यह बताया कि CFC में उपस्थित क्लोरीन ओजोन अणुओं के विघटन का कारण बनता है और वायुमंडल में मौजूद ओजोन परत को नुकसान पहुंचाता है।

ग्लोबल वार्मिंग के परिणाम

पिछले दशकों में अनियंत्रित औद्योगिकीकरण, अनियोजित शहरीकरण, जनसंख्या वृद्धि और कई अन्य गतिविधियों से पर्यावरण प्रदूषित हो रहा है। वर्तमान में आवश्यकताओं के लिए अंधाधुंध दौड़ के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में लगभग 31 प्रतिशत की वृद्धि हुई है। नतीजतन अत्यधिक वर्षा और सूखे जैसी गंभीर जलवायु परिस्थितियां उत्पन्न हो गई हैं।

वर्तमान में पृथ्वी का तापमान 0.2 डिग्री सेल्सियस से 0.6 डिग्री हो गया है। निकट भविष्य में यह 1.4 डिग्री सेल्सियस से 5.8 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है। तापमान में वृद्धि के परिणामस्वरूप ग्लेशियर तेजी से पिघल जाएंगे और समुद्र का जल स्तर बढ़ जाएगा जिसके कारण कई तटीय शहर जलमग्न हो जाएंगे। ऐसी स्थिति मानव जीवन के लिए विनाशकारी होगी।

इस तापमान वृद्धि के परिणाम भयानक होंगे। बढ़ते तापमान के साथ भयंकर गर्म हवाएं चलेंगी और ख़तरनाक तूफान उत्पन्न होंगे। तापमान में वृद्धि के कारण ध्रुवों पर जमी बर्फ़ पिघलनी शुरू हो जाएगी जो समुद्र के स्तर को ऊपर उठाएंगी। परिणामस्वरूप मालदीव और बांग्लादेश जैसे कई देश जलमग्न हो जाएंगे।

ग्रीनहाउस प्रभाव में कमी की आवश्यकता है

ग्रीनहाउस गैसों में कमी मुश्किल है लेकिन असंभव नहीं है। इस पर कई राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय स्तर के संगठन काम कर रहे हैं। कुछ महत्वपूर्ण कदम जिनके द्वारा उनके उत्सर्जन को कम किया जा सकता है वह सब इस प्रकार हैं:

  1. उपभोग और उत्पादन की ऊर्जा दक्षता में वृद्धि होनी चाहिए। यह पर्यावरण अनुकूल वाहन प्रौद्योगिकी और बिजली के उपकरणों के लिए है।
  2. वाहनों में ईंधन का बेहतर उपयोग किया जाना चाहिए ताकि वाहनों का ठीक रखरखाव संभव हो सके।
  3. सौर ऊर्जा, जलविद्युत ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा आदि जैसे ऊर्जा के नए स्रोतों के उपयोग को प्रोत्साहित किया जाना चाहिए।
  4. उद्योगों से जन्में विषैले पदार्थों का उत्सर्जन कम होना चाहिए।
  5. हेलोकार्बन का उत्पादन कम किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए चक्रीय रसायनों का इस्तेमाल रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर में फिर से किया जाना चाहिए।
  6. पेट्रोल या डीजल-चलाने वाले वाहनों का इस्तेमाल कम होना चाहिए।
  7. वनों को बढ़ावा देना चाहिए और जंगल को काटे जाने से रोका जाना चाहिए।
  8. महासागरीय शैवाल को बढ़ाया जाना चाहिए ताकि कार्बन डाइऑक्साइड को फ़ोटो सिंथेसिस द्वारा उपयोग में लाया जा सके।

निष्कर्ष

उपरोक्त वर्णित कदम केवल कुछ उदाहरण प्रदान करते हैं। इस तरह के प्रयासों को सरकार, गैर-सरकारी संगठनों, संबंधित नागरिकों और समाज द्वारा अमल में लाए जाने की आवश्यकता है। इनका मुख्य उद्देश्य ग्रीनहाउस प्रभाव को कम करना है और ग्लोबल वार्मिंग से उत्पन्न जटिल समस्याओं को रोकना है। इन क़दमों के पालन से ग्रीनहाउस प्रभाव की असामान्य वृद्धि पर असर पड़ सकता है जिससे मानव जाति के लिए एक बेहतर भविष्य तैयार करने में मदद मिल सकती है।