കൊടുംകാറ്റുണ്ടാക്കുന്നതില്‍ സഹാറക്കുള്ള പങ്ക്

subtropical അറ്റലാന്റിക്കിന് മുകളില്‍ കട്ടികൂടിയ aerosol haze ഉണ്ടാകുന്നുണ്ടെങ്കില്‍ ആ വര്‍ഷം കൊടുംകാറ്റിന്റെ ശക്തി കുറവായിരിക്കും എന്ന് ധാരാളം പഠനങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നു. സഹാറയിലേയും Sahel യും മരുഭൂമികളില്‍ നിന്ന് കാറ്റിനാലുണ്ടാകുന്ന മണ്ണൊലിപ്പ് കാരണം അന്തരീക്ഷത്തിലെത്തുന്ന മണ്‍തരികളെയാണ് haze എന്ന് പറയുന്നത്. കാറ്റ് ഈ കണികകളെ വാണിജ്യക്കാറ്റ്(Trade winds) അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഉയരത്തിലെത്തിച്ച് കരീബിയനിലേക്കും ആമസോണിലേക്കും എത്തിക്കുന്നു. ആഫ്രിക്കന്‍ തീരത്തു നിന്ന് വരുന്ന ഈ പൊടിക്കാറ്റ് ഉപഗ്രഹ ചിത്രങ്ങളില്‍ വ്യക്തമായി കാണാം. എന്തിന് ചാള്‍സ് ഡാര്‍വിന്‍ തന്റെ ബീഗിള്‍ യാത്രയില്‍ പേലും ഇതിനെക്കുറിച്ച് വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

അറ്റലാന്റിക് കുറുകെ കടക്കുന്ന പൊടിയെക്കുറിച്ച് 1960 മുതല്‍ പഠനങ്ങള്‍ നടക്കുന്നു. (Prospero യും സഹ പ്രവര്‍ത്തകരും). അത് പ്രകാരം വലിയൊരു വര്‍ദ്ധനവ് 1980 ന്റെ പകുതിക്ക് ശേഷമുണ്ടായിട്ടുണ്ട്. Sahel ലെ വരള്‍ച്ച ഏറ്റവും കൂടിയ സമയമായിരുന്നു അത്. കാറ്റ് മൂലമുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് അന്ന് ഏറ്റവും കൂടതലായിരുന്നു. 2 – 5 km ഉയരത്തിലുള്ള വായൂ പ്രവാഹമായ Saharan Air Layer (SAL) വഴിയാണ് ആഫ്രിക്കയില്‍ പൊടി അറ്റ്‌ലാന്റിക്ക് കടക്കുന്നത്. ഭൂഖണ്ഡപരമായ ജനനം കാരണം ഈ വായു പൊടിപടലം നിറഞ്ഞത് മാത്രമല്ല തീവൃമായി വരണ്ടതുമാണ്.

അറ്റ്‌ലാന്റിക്കില്‍ കൊടുംകാറ്റുള്ള ദിവസങ്ങളും ഈ പൊടിപടലങ്ങളും തമ്മില്‍ ഒരു anti-correlation കണ്ടിട്ടുണ്ട്. ഇത് കൊടുംകാറ്റില്‍ പൊടിയുടേയോ കൊടുംകാറ്റില്‍ വരണ്ട വായുവന്റേയോ നേരിട്ടുള്ള ബന്ധം വ്യക്തമാക്കുന്നതാണ്. അങ്ങനെയൊരു ബന്ധമുണ്ടെങ്കില്‍ അത് വരണ്ട SAL വായു കൊടുംകാറ്റിന്റെ ഹേതുവായി മാറുന്നതാണ്. പൊടിക്ക് നേരിട്ട് ബന്ധിമില്ല. ഇതാണ് ഒരു സിദ്ധാന്തം. പൊടിയുടെ താഴെ കുറവ് സൂര്യപ്രകാശമേ എത്തുന്നുള്ളതുകൊണ്ട് സമുദ്രോപരിതലത്തിലെ ആ പ്രദേശം മറ്റുള്ളടത്തേ അപേക്ഷിച്ച് തണുക്കുന്നു. അത് കൊടുംകാറ്റിന്റെ പ്രസിദ്ധമായ കാരണമാണ്. ദശാബ്ദത്തിലെ പൊടിയുടെ വ്യത്യാസം ദശാബ്ദത്തിലെ കൊടുംകാറ്റിന്റെ വ്യത്യാസത്തിന് കാരണമാകാം. എന്നാല്‍ എത്ര വലുതാണ് ഈ ബന്ധം?

പൊടി, അഗ്നിപര്‍വ്വത aerosols എന്നിവ അറ്റലാന്റിക്കിലെ ചൂടാകലിനെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു എന്ന് Science മാസികയില്‍ വന്ന Evan ന്റെ ലേഖനം വിശദമാക്കുന്നുണ്ട്. Advanced Very High-Resolution Radiometer (AVHRR) ഉപഗ്രഹ ഉപകരണങ്ങളുപയോഗിച്ച് aerosols ന്റെ അളവ് കണക്കാക്കി. മേഖങ്ങളുള്ളപ്പോള്‍ പൊടിക്ക് കാര്യമായ സ്വാധീനമില്ലെന്ന് കാണാന്‍ കഴിഞ്ഞു. കടലിലെ താഴ്ന്ന മേഖങ്ങള്‍ക്ക് മുകളില്‍ SAL വരുന്നത് വിപരീത ഫലമാണുണ്ടാക്കുന്നത്. കാരണം മേഖങ്ങളേക്കാള്‍ ഇരുണ്ടതാണ് പൊടി. എന്നാല്‍ ഇത് തിട്ടപ്പെടുത്താന്‍ വിഷമമാണ്. 1982 മുതല്‍ 2007 വരെയുള്ള ഉപഗ്രഹ വിവരങ്ങളുപയോഗിച്ച് സമുദ്രോപരിതല താപനില (SST) ന്റെ മാറ്റങ്ങളില്‍ പൊടിയും അഗ്നിപര്‍വ്വത aerosols ഉം എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു എന്ന് അവര്‍ കണക്കാക്കി. ഈ കാലയളവില്‍ ആഫ്രിക്കയില്‍ നിന്ന് കയറ്റിവിടുന്ന പൊടിയും aerosol ന്റെ അളവും മാറിക്കൊണ്ടിരുന്നു. രണ്ട് അഗ്നിപര്‍വ്വതങ്ങള്‍ പൊട്ടിയത് (El Chichon 1982, Pinatubo 1991) സൌരോര്‍ജ്ജ പ്രതിഫലന ശേഷിയുള്ള സള്‍ഫേറ്റ് കണികകളെ താഴ്ന്ന stratosphere ല്‍ എത്തിച്ചത് കുറച്ച് വര്‍ഷങ്ങളില്‍ തണുപ്പിക്കലിന് കാരണമായി.

അറ്റലാന്റിക് കൊടുംകാറ്റിന്റെ genesis (15-­65°W ഉം 0­-30°N ഉം) ആയ പ്രദേശത്ത് 1982 – 2007 കാലത്തെ സമുദ്രോപരിതല താപനില ഒരു ദശാബ്ദത്തില്‍ 0.25°C എന്ന തോതില്‍ ചൂടാകുന്നതായി Evanകണക്കാക്കി. താരതമ്യത്തിനായി അഗ്നിപര്‍വ്വത aerosols ഉം പൊടിയും കാരണം ചൂടാകല്‍ ദശാബ്ദത്തില്‍ 0.18°C ആകുമെന്നാണ് താരതമ്യത്തിനായി അവര്‍ കണക്കാക്കിയത്. ചൂടാകലിന്റെ മൂന്നില്‍ രണ്ടിന് കാരണം കുറയുന്ന aerosols ആണ്. പ്രകൃതി ദത്തമായ aerosols പൊടിയുടെ ഇരട്ടി ഫലമാണുണ്ടാക്കുന്നത്.

അവര്‍ എങ്ങനെയാണ് ഈ കണക്കുകൂട്ടല്‍ നടത്തിയത്? ആദ്യമായി, താരതമ്യേനെ ലളിതമായി മോഡലുപയോഗിച്ച് കാലാവസ്ഥാമാറ്റത്തിന് മുമ്പുള്ള SST യെ സമുദ്രോപരിതലത്തിലെത്തുന്ന വികിരണത്തിന്റെ മൊത്തം കുറവിനെ ബന്ധപ്പെടുത്തി. AVHRR data യില്‍ നിന്ന് കണ്ടെത്തിയ മൊത്തം aerosol അളവിനെ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിലെ കണക്കാക്കിയത്. സമുദ്ര ജല പ്രവാഹങ്ങളും diffusion ഉം താപം കൊണ്ടുപോകുന്നതിലെ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ അവഗണിച്ചു. എന്നാല്‍ ബാഷ്പീകരണത്തിലെ വ്യത്യാസം, turbulent transfer, ഉപരിതല വികിരണം എന്നിവ കടല്‍-വായൂ താപനിലയിലെ വ്യത്യാസത്തെ മാറ്റുന്നത് പരിഗണിക്കുകയും ചെയ്തു. aerosols കാരണമുള്ള തണുപ്പിക്കല്‍ അതുകൊണ്ട് കടലില്‍ നിന്ന് വായുവിലേക്ക് താപം നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനെ അനിസരിച്ചാവണം.

വായൂ-കടല്‍ താപനിലയിലെ anomalous മാറ്റം കണക്കാക്കുന്നതില്‍ അവര്‍ക്കുണ്ടായ പിഴവ് ഒരു പ്രധാന ലളിതവത്കരണമാണെന്ന് അവര്‍ മനസിലാക്കി. അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ മുകള്‍തട്ടിലെ(top of the atmosphere TOA) aerosol നെ കണക്കാക്കുന്ന ഒരു atmospheric model അതിന്. സമുത്രോപരിതലത്തിലെ വായുവിന്റെ ചൂടും TOA forcing ഉം തമ്മില്‍ ശക്തമായ ബന്ധമുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് സമുദ്ര-അന്തരൂക്ഷ flux ഉപരിതലത്തിലുള്ള forcing നെ മാത്രമല്ല TOA യിലുള്ള forcing നേയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. മാറ്റങ്ങളുടെ ഫലത്തെ തള്ളിക്കണയുന്നത്,ഉപരിതല വായൂ താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങളെ, aerosols ന്റെ ഫലത്തെ underestimating ചെയ്യുകയാണ്. അഗ്നിപര്‍വ്വത aerosols ന് പ്രത്യേകിച്ചും ബാധകമാണ്. അവയുടെ TOA forcing ഉപരിതല forcing നേക്കാള്‍ ശക്തമാണ്. പൊടി പോലുള്ള aerosols ന്റെ വിപരീതം. അവിടെ ഉപരിതല forcing ആണ് വലുത്. ഈ ഫലത്തിന്റെ തുലനം സമുദ്രത്തെ തണുപ്പിക്കുന്ന thermocline നിലേക്കുള്ള താപ diffusion നെ അവഗണിക്കുന്ന ഫലമാണ്. lateral heat transport നെ adjust ചെയ്തുകൊണ്ട് അന്തരീക്ഷത്തിന് forcing നെ തുലനപ്പെടുത്താം. അതും ഉപരിതല വായൂ താപനിലയെ വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകമാണ്.

ഉപഗ്രഹത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ TOA യും ഉപരിതല forcing ഉം കണക്കാക്കുകയാണ് അന്തരീക്ഷമാറ്റങ്ങളുടെ പ്രാധാന്യം പഠിക്കാനുള്ള മറ്റൊരു വഴി. പിന്നീട് ഈ വിവരത്തെ ഒരു പൊതു circulation model ല്‍ സന്നിവേശിപ്പിക്കുക. അത് ഉപയോഗിച്ച് അന്തരീക്ഷത്തിന്റേയും കടലിന്റേയും മാറ്റങ്ങള്‍ പഠിക്കാം. അതിനും പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്. കാരണം models perfect അല്ല. എന്നാലും മാറ്റത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം മനസിലാക്കാന്‍ അത് സഹായിക്കും. മനുഷ്യന്‍ കാരണമായ വലിയ ഫലങ്ങള്‍ കണ്ടെത്താനുപയോഗിക്കുന്ന IPCC AR4 models (Santer et al, 2006) ഉപയോഗിച്ച് tropical Atlantic trends ന്റെ കാരണങ്ങള്‍ കണക്കാക്കിയാലും അത് പൊടി മൂലമുള്ള forcing ന്റെ മാറ്റങ്ങളെ ഉള്‍പ്പെടുത്തുന്നില്ല.

1982 – 2007 കാലത്ത് NH tropical Atlantic SST യില്‍ aerosols ന്റെ പങ്കാണ് ചൂടാകലിന്റെ മൂന്നില്‍ രണ്ടിനും കാരണമായതെന്ന് ഈ സങ്കേതമുപയോഗിച്ച് Evan കണ്ടെത്തി. ഇതിന്റെ പ്രധാന കാരണം രണ്ട് അഗ്നിപര്‍വ്വതങ്ങള്‍ (El Chichon, Pinatubo) പൊട്ടിയതുകൊണ്ടാണ് തുടക്കത്തില്‍ സമുദ്രത്തെ തണുപ്പിക്കുന്നത് സംഭവിച്ചത്. അതിന് മുമ്പുള്ള കാലത്ത് aerosol ന്റെ പ്രഭാവം ചെറുതാണ് എന്ന് ഉപഗ്രഹ രേഖകള്‍ കാണിക്കുന്നു. മൊത്തം trend ല്‍ നാലിലൊന്ന് മാത്രമാണ് പൊടിയുടെ മാറ്റം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന താപനിലാ വ്യത്യാസം.

SST യില്‍ എന്ത് ഫലമാണുണ്ടാക്കുന്നതെങ്കിലും പൊടി കൊടുംകാറ്റിന്റെ തീവൃതയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു ഘടകമാണ് (Emanuel, 1995). പ്രത്യേകിച്ച് വായൂ-കടല്‍ താപ ഒഴുക്കും ഉയര്‍ന്ന troposphere യിലെ താപനിലയും. എന്നാല്‍ ഇപ്പോള്‍ ആഗോള മോഡലുകള്‍ ഈ എല്ലാ ഫലങ്ങളേയും ഉള്‍ക്കൊള്ളാന്‍ തക്ക resolution ഉള്ളവയല്ല.

അവസാമായി കൊടുംകാറ്റില്‍ പൊടിയുടെ പങ്ക് വളരെ അധികമാണ്. ആഗോളതപനത്തിന്റേയും ആഫ്രിക്കയിലെ മഴയേയും അനുസരിച്ച് സമുദ്ര താപനില പോലെ ആഫ്രിക്കന്‍ പൊടി കയറ്റുമതിക്കും 21ആം നൂറ്റാണ്ടില്‍ മാറ്റങ്ങളുണ്ടാവും. ഒരു പഠനം പറയുന്നത് പൊടിയുടെ ഉത്പാദനം കുരയുമെന്നാണ് പറയുന്നത്(Mahowald and Luo, 2003). എന്നാല്‍ Sahel മഴയുടെ പ്രവചനത്തിന്റെ വ്യതിയാനങ്ങളും സസ്യജാലങ്ങളുടെ മോഡലും അനുസരിച്ച് അത് അങ്ങനെയാവണമെന്നില്ല.

SST യുടെ മാറ്റങ്ങളില്‍ പൊടിയുടെ പങ്കിനെ വ്യക്തമാക്കുനന ആദ്യത്തെ പഠനമാണ് Evan ന്റെ. എന്നാല്‍ ധാരാളം പ്രശ്നങ്ങള്‍ ഇനിയും പഠിക്കാനുണ്ട്.

— സ്രോതസ്സ് realclimate