वातावरणातील धुळीचा बर्फाच्या ढगांच्या निर्मितीवर होणारा परिणाम पुष्टी झाला आहे.

हे ज्ञात आहे की बर्फाच्छादित ढगांचे प्रमाण ढगांमधील धुळीच्या कणांवर अवलंबून असते जे बर्फाच्या स्फटिक निर्मितीसाठी केंद्रक म्हणून काम करतात. तथापि, मोठ्या डेटा सेटचा वापर करून हे स्पष्टपणे सिद्ध झाले नाही. ३१ जुलै २०२५ रोजी प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात, संशोधकांनी या संबंधाची पुष्टी केली आहे.३५ वर्षांच्या उपग्रह डेटावरून त्यांनी दाखवून दिले आहे की प्रमाण बर्फाच्छादित ढगांचे (उदा., (क्लाउड-टॉप आइस-टू-टोटल फ्रिक्वेन्सी किंवा ITF) in उत्तर गोलार्ध -१५° आणि -३०°C दरम्यान ढगांमधील धुळीच्या कणांच्या विपुलतेशी याचा जोरदार संबंध आहे. हवामान मॉडेलिंगसाठी हे महत्त्वाचे आहे कारण ढगांवर बर्फाचा थर आहे की पाण्याचा ढगांचा थर आहे यावर त्यांचे रेडिएटिव्ह फोर्सिंग आणि पर्जन्यमान अवलंबून असेल. 

"धूळ" हा शब्द गैरसोयीची आणि अस्वस्थतेची भावना निर्माण करतो, जे योग्य आहे कारण नैसर्गिक स्रोतांपासून आणि मानवी क्रियाकलापांपासून (जसे की बांधकाम, औद्योगिक प्रक्रिया आणि वाहनांची हालचाल) निघणारी धूळ हवेत कणयुक्त घटक निर्माण करते ज्यामुळे वायू प्रदूषण होते ज्याचा श्वसन आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी प्रणालींवर आरोग्यावर प्रतिकूल परिणाम होतो. शुष्क आणि अर्ध-शुष्क प्रदेशात, वाळू आणि धुळीची वादळे हवेत मोठ्या प्रमाणात खनिज धूळ कण बाहेर टाकतात. परिणामी वायू प्रदूषण सार्वजनिक आरोग्य, पर्यावरण आणि रेडिएशन बजेटवर परिणाम करते.  

हवामान प्रणालीमध्ये हवेतील खनिज धूळ देखील महत्त्वाची भूमिका बजावते. ते सौर आणि औष्णिक किरणोत्सर्ग शोषून घेते आणि विखुरते त्यामुळे पृथ्वीच्या ऊर्जा संतुलनावर थेट परिणाम होतो. वातावरणातील खनिज धूलिकण भारातील कोणताही बदल एखाद्या प्रदेशाच्या किरणोत्सर्ग संतुलनात बदल करतो (म्हणजेच, धूळ किंवा धूळ किरणोत्सर्ग शक्तीमुळे किरणोत्सर्ग प्रवाहात निव्वळ बदल). ०.२ μm आकाराच्या श्रेणीपर्यंत हवेतील कण पदार्थ ढगांच्या थेंबांच्या निर्मितीसाठी बियाणे म्हणून देखील काम करतात जेव्हा पाण्याची वाफ त्यांच्यावर संक्षेपित होते. क्लाउड कंडेन्सेशन न्यूक्ली (CCN) म्हणतात, हे कण ढगांच्या थेंबांसाठी पाया म्हणून काम करतात आणि ढगांच्या थेंबांच्या निर्मितीच्या सुरुवातीसाठी आणि ढग आणि पावसाच्या विकासासाठी आवश्यक असतात. ते अप्रत्यक्षपणे पृथ्वीच्या हवामान प्रणालीवर परिणाम करते, ज्यामध्ये रेडिएटिव्ह फोर्सिंगचा समावेश आहे. CCN म्हणून काम करणाऱ्या हवेतील कणांच्या सांद्रतेतील बदलांचा ढगांच्या गुणधर्मांवर, रेडिएटिव्ह फोर्सिंगवर आणि हवामानावर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. 

ढगांचे प्रकार आणि मीएकूण वारंवारता (ITF) 

ढग प्रामुख्याने बर्फाच्या स्फटिकांनी बनलेले आहेत की द्रव पाण्याच्या थेंबांनी बनलेले आहेत यावर अवलंबून ते तीन प्रकारचे असू शकतात. बर्फाचे ढग हे खनिज धूळ सारख्या बर्फाच्या केंद्रक कणांभोवती (INPs) केंद्रकीकरणाद्वारे तयार होणाऱ्या बर्फाच्या स्फटिकांपासून बनलेले असतात. ते सहसा उच्च उंचीवर तयार होतात जिथे अतिशीत तापमान असते. दुसरीकडे, पाण्याचे ढग प्रामुख्याने द्रव पाण्याच्या थेंबांपासून बनलेले असतात आणि जेव्हा वातावरणातील पाण्याची वाफ थंड होते आणि धूळ किंवा मीठ कणांसारख्या क्लाउड कंडेन्सेशन न्यूक्ली (CCN) भोवती द्रव पाण्याच्या थेंबांमध्ये घनरूप होते तेव्हा तयार होतात. मिश्र-फेज ढगांमध्ये बर्फाचे स्फटिक आणि सुपरकूल्ड पाण्याचे थेंब दोन्ही असतात. जेव्हा सुपरकूल्ड पाण्याचे थेंब बर्फाच्या स्फटिकांवर किंवा इतर बर्फाच्या कणांवर गोठतात, ज्यामुळे त्यांच्या वस्तुमानात आणि घनतेत लक्षणीय वाढ होते तेव्हा या प्रक्रियेला रिमिंग म्हणतात. रिमिंग प्रामुख्याने मिश्र-फेज ढगांमध्ये -5°C आणि -25°C दरम्यान तापमानात अशा ठिकाणी दिसून येते जिथे सुपरकूल्ड पाण्याचे थेंब बर्फाच्या स्फटिकांशी टक्कर झाल्यावर गोठतात. बर्फ-टू-टोटल फ्रिक्वेन्सी (ITF) म्हणजे ढगांच्या वरच्या पातळीवर पाहिलेल्या ढगांच्या एकूण संख्येच्या तुलनेत बर्फाच्या ढगांचे प्रमाण.  

हवामान प्रणालीवर खनिज धुळीच्या परिणामांमध्ये गुंतलेल्या प्रक्रिया चांगल्या प्रकारे समजल्या आहेत, तथापि संशोधकांना संबोधित करण्यासाठी किमान दोन मुद्दे होते.  

प्रथम, जागतिक स्तरावर खनिज धुळीच्या प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष हवामान परिणामांच्या अंदाजात अनिश्चितता होती. ISS वर स्थापित NASA चे EMIT (पृथ्वी पृष्ठभाग खनिज धूळ स्रोत तपासणी) मिशन पृथ्वीच्या शुष्क प्रदेशांच्या खनिज धूळ रचनेचे मॅपिंग करून आणि हवामान मॉडेलिंगसाठी जागतिक डेटा सेट प्रदान करून हे संबोधित करते. २७ जुलै २०२२ रोजी पृथ्वीचे पहिले दृश्य प्रदान करून त्यांनी एक महत्त्वाचा टप्पा गाठला. गेल्या वर्षी २०२४ मध्ये, ते किमान २०२६ पर्यंत विस्तारित मिशन टप्प्यात रूपांतरित झाले.  

दुसरे म्हणजे, बर्फाच्या वरच्या ढगांचे प्रमाण हे बर्फाच्या स्फटिक निर्मितीसाठी केंद्रक म्हणून काम करणाऱ्या ढगांमधील धुळीच्या कणांवर अवलंबून असते हे बऱ्याच काळापासून ज्ञात आहे. तथापि, मोठ्या डेटा सेटचा वापर करून ते स्पष्टपणे सिद्ध झाले नाही. ३१ जुलै २०२५ रोजी प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात, संशोधकांनी ३५ वर्षांच्या उपग्रह डेटाचा वापर करून या संबंधाची पुष्टी केली आहे. त्यांनी असे दाखवून दिले आहे की उत्तर गोलार्धात -१५° आणि -३०°C दरम्यान बर्फाच्या वरच्या ढगांचे प्रमाण (म्हणजेच, ढगांच्या वरच्या बर्फापासून एकूण वारंवारता किंवा ITF) ढगांमधील धुळीच्या कणांच्या विपुलतेशी जोरदारपणे संबंधित आहे. हवामान मॉडेलिंगसाठी हे महत्त्वाचे आहे कारण ढगांचे रेडिएटिव्ह फोर्सिंग आणि पर्जन्यमान हे बर्फाच्या किंवा पाण्याच्या ढगांच्या थराने प्रभावित होईल.  

***

(पोचपावती:) डॉ. सच्चिदानंद सिंग, विषय आणि संपादनावरील मौल्यवान माहितीसाठी सीएसआयआर-एनपीएल, भारताचे मुख्य शास्त्रज्ञ.   

*** 

संदर्भ:  

1. व्हिलानुएवा डी., एट अल २०२५. धूळ-चालित थेंब गोठणे हे उत्तरेकडील उष्णकटिबंधीय प्रदेशात ढग-शीर्ष टप्प्याचे स्पष्टीकरण देते. विज्ञान. ३१ जुलै २०२५. खंड ३८९, अंक ६७५९ पृ. ५२१-५२५. डीओआय: https://doi.org/10.1126/science.adt5354 

*** 

संबंधित लेख 

• वातावरणातील खनिज धूलिकणांचे हवामान परिणाम: EMIT मिशनने मैलाचा दगड गाठला (1 ऑगस्ट 2022).  

***