સૂક્ષ્મ તરલ દ્રવ્યો (Aerosols)

સૂક્ષ્મ તરલ દ્રવ્યો (Aerosols) : હવામાં તરતા રહેતા અતિસૂક્ષ્મ કણો. આ પૈકીનું ઘણુંખરું કણદ્રવ્ય જ્વાળામુખી પ્રસ્ફુટનમાંથી, ઊડી આવેલી રજમાંથી, જંગલમાં લાગેલા દવ કે ઘાસભૂમિમાં લાગેલી આગમાંથી, જીવંત વનસ્પતિમાંથી તેમજ સમુદ્રજળશીકરોના છંટકાવમાંથી ઉદભવીને (કુદરતી રીતે) એકત્રિત થયેલું હોય છે. કેટલાક કણો માનવસર્જિત પણ હોઈ શકે છે, જેવા કે કોલસો બળવાથી બનેલી રાખ કે પેટ્રોલ-ડીઝલ-કેરોસીન જેવાં ઇંધન બળવાથી ઉત્પન્ન થતી રજકણિકાઓ. એ જ રીતે ભૂપૃષ્ઠની પરિવર્તન-પેદાશ પણ આવા કુદરતી રજકણો તૈયાર કરે છે. પૃથ્વીની આજુબાજુ વીંટળાયેલા વાતાવરણમાં આવા કણદ્રવ્ય પૈકી, સરેરાશના સંદર્ભમાં જોતાં, માનવસર્જિત કણો આશરે 10 % જેટલા હોવાનો અંદાજ મુકાયો છે; એટલું જ નહિ, આ 10 % પૈકીનું મોટાભાગનું દ્રવ્ય ઉત્તર ગોળાર્ધમાં સંકેન્દ્રિત થયેલું છે.

કદની દૃષ્ટિએ જોતાં, આશરે 1 માઇક્રોમીટર(એક મીટરનો દસ લાખમો ભાગ)થી મોટા કદના દ્રવ્યકણો પવનથી ઊડી આવતી રજમાંથી તથા જળશીકરોના છંટકાવથી ઉદભવતા રહેતા સૂક્ષ્મ પરપોટાના વિસ્ફોટમાંથી તૈયાર થાય છે. એક માઇક્રોમીટરથી નાના કદના દ્રવ્યકણો મુખ્યત્વે તો ઘનીભવનની પ્રક્રિયામાંથી તૈયાર થતા હોય છે – જેમ કે જ્વાળામુખી પ્રસ્ફુટનમાંથી મુક્ત થતા સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ(SO₂)નું સલ્ફેટ દ્રવ્યકણોમાં થતું રૂપાંતર તેમજ દ્રવ્યદહન દરમિયાન ઉદભવતા ધુમાડા અને મેશ(soot)ના સૂક્ષ્મકણો. વાતાવરણમાં એકત્રિત થતા આવા દ્રવ્યકણોનું પવન દ્વારા અન્યોન્ય મિશ્રણ અને વહન થતું રહે છે; જો કે તે પૈકીના મોટાભાગના દ્રવ્યકણો તેમના પ્રાથમિક તબક્કામાં જ વાદળોના બંધારણમાં વપરાઈ જાય છે, બીજા કેટલાક વર્ષાપાતમાં ધોવાઈને જતા રહે છે.

સૂક્ષ્મ તરલ દ્રવ્યો જ્યાં, જ્યારે ઉદભવે છે ત્યાં તેમના પડની નીચે તરફના ભૂપૃષ્ઠના હવામાનને ઠંડું કરે છે, કારણ કે મોટાભાગનું દ્રવ્ય, ઉપર તરફથી આવતા સૂર્યપ્રકાશને અવકાશમાં પરાવર્તિત કરી દે છે, અર્થાત્ ભૂપૃષ્ઠની સપાટી પર પહોંચતા સૌરવિકિરણના પ્રમાણને ઘટાડી દઈને સીધેસીધી ઠંડા હવામાનની સ્થિતિનું નિર્માણ કરે છે. ઠંડીની આ અસરની તીવ્રતા આ દ્રવ્યકણોનાં કદ અને બંધારણ પર તથા ભૂપૃષ્ઠની પરાવર્તન કરવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. એવો પણ એક ખ્યાલ રજૂ થયેલો છે કે માનવ-નિર્મિત ક્રિયા-પ્રક્રિયાઓમાંથી ઉદભવતો રહેતો કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ કે જે વૈશ્ર્વિક ગરમીમાં વૃદ્ધિ કરે છે તેમાં આ દ્રવ્યકણોને કારણે ઉત્પન્ન થતી ઠંડીથી અમુક અંશે ઘટાડો થાય છે. તેમ છતાં વાતાવરણમાં રહેલા કાર્બન, મેશ વગેરે જેવા દ્રવ્યકણો કાળા છે તે સૌરવિકિરણને શોષી લે છે અને વૈશ્ર્વિક ગરમીમાં વૃદ્ધિ કરે છે.

એ હકીકત છે કે વાતાવરણમાં રહેલા આ તરલ દ્રવ્યકણો વિના વાદળો બંધાવાની ક્રિયા થઈ શકે નહિ. વાદળમાંનાં ટીપાં બંધાવા માટે આવા દ્રવ્યકણો જ ‘બીજ’નું કાર્ય કરતા હોય છે. આ દ્રવ્યકણો ઘન કે પ્રવાહી સ્વરૂપના હોઈ શકે છે; તેમનાં કદ 0.01 માઇક્રોનથી માંડીને અનેક માઇક્રોન સુધીનાં હોય છે.

સામાન્ય સંજોગો હેઠળ તો મોટાભાગના આ દ્રવ્યકણો વિષમતાપમંડળ (troposphere) – વાતાવરણનું સૌથી નીચેનું પડ-માં પાતળા થરરૂપે રહેલા હોય છે, ત્યાં જ તે બધા એક સપ્તાહની અંદર અંદર જ વરસાદથી ધોવાઈ જાય છે એટલે કે હવામાં લાંબો વખત ટકી રહેતા નથી. આ ઉપરાંત, તે સમતાપમંડળના કેટલાક ભાગમાં પણ રહેલા હોય છે. 1991માં ફિલિપાઇન્સમાં માઉન્ટ પિનાટુબો ખાતે થયું હતું એવું ભીષણ જ્વાળામુખી પ્રસ્ફુટન થાય તો સમતાપમંડળમાં ઘણા મોટા જથ્થામાં આવા દ્રવ્યકણો ઉમેરાઈ શકે. વળી સમતાપમંડળ એ વાતાવરણનું સ્થિર પડ હોવાથી દ્રવ્યકણો તેમાં ઘણા મહિનાઓ સુધી જળવાઈ રહી શકે છે. આવું બને ત્યારે તેને પરિણામે શક્ય છે કે તે વિસ્તારનું ઉનાળાનું તાપમાન, સામાન્ય હોય તેના કરતાં, નીચું આવી જાય ખરું. વિજ્ઞાનીઓએ એક એવો અંદાજ કાઢ્યો છે કે માઉન્ટ પિનાટુબોમાંથી 1991માં આશરે 2 કરોડ ટન જેટલો સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ વાતાવરણમાં ઠલવાયેલો, તેનાથી તે પછીના વર્ષમાં સરેરાશ વૈશ્ર્વિક તાપમાનમાં અંદાજે અર્ધા અંશ જેટલો ઘટાડો થવા પામેલો.

છેલ્લાં 30 વર્ષ દરમિયાન (1970થી 2000) વિજ્ઞાનીઓએ આવા દ્રવ્યકણોના અનેક મુખ્ય પ્રકારો પારખી આપ્યા છે; એટલું જ નહિ, તેમણે વિવિધ સ્થળો અને ઋતુઓમાં આ દ્રવ્યકણોનું પ્રમાણ કેટલું હોય તેની સામાન્ય સંકલ્પનાઓ પણ વિકસાવી આપી છે.

આ દ્રવ્યકણો વૈશ્ર્વિક આબોહવા – એટલે કે આબોહવાનો પ્રસારક પ્રભાવ તથા પૃથ્વીનું પ્રસારક સંતુલન – માં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે.

વાતાવરણમાંના આ દ્રવ્યકણો તથા સૌરવિકિરણ પ્રવેશ વચ્ચેનો વિખેરણ અને શોષણનો સીધેસીધો આંતરસંબંધ કદાચ પ્રસારક પ્રભાવ પર આધાર રાખતો હોય; આ રીતે નિરીક્ષણ(અવલોકન)થી મળેલાં તથા આદર્શ મૉડેલો દ્વારા મળેલાં તાપમાનનાં વલણો વચ્ચેનો તફાવત પણ તેમાંથી સ્પષ્ટપણે સમજાય છે.

સેટેલાઇટ નિયમન એ દ્રવ્યકણોના ગુણધર્મોનું નિર્ણાયક ઉપકરણ છે, તેનાથી વાતાવરણમાં જ કણો પર આબોહવાત્મક અસરનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, તેમજ તે અવલોકિત વલણો અને આદર્શ નમૂનારૂપ વલણો વચ્ચેનો તફાવત પણ સમજાવે છે. માત્ર અવકાશ આધારિત અવલોકન જ આ દ્રવ્યકણોના ક્ષેત્રના અવકાશીય વિતરણ તેમજ સમયદર્શક પરિવર્તન ઉપરની આવશ્યક વૈશ્ર્વિક માહિતી મેળવી આપે છે. ઓશન સેટ I ઉપર ગોઠવેલા ભારતીય ઇન્સેટ (INSAT) તથા ઓશન કલર મોનિટર (OCM) દ્વારા આ દ્રવ્યકણો અંગેની ખૂબ અગત્યની માહિતી ઉપલબ્ધ થઈ છે.

મુથ્થુક્રિશ્ન સૌમ્ય નારાયણ

બી. એમ. રાવ

અનુ. ગિરીશભાઈ પંડ્યા