காலநிலை மாற்றத்தில் அல்பீடோ விளைவு |Albedo effect on climate change

காலநிலை மாற்றத்தில் அல்பீடோ விளைவு |Albedo effect on climate change

 

சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் புவி வெப்ப உயர்வு

நாம் வெயில் காலத்தில் வெப்பத்தின் தாக்கத்தைக் குறைக்க வெளிர் நிற ஆடைகளை அணிகிறோம். ஏனென்றால் வெளிர் நிற ஆடைகள் அதிக அல்பீடோ மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும். அல்பீடோ என்றால் என்ன?.

அல்பீடோ என்றால் லத்தீனில் வெண்மை என்று பொருள். அல்பீடோ மதிப்பு என்பது வெளியில் ஒரு பொருளின் பிரதிபலிக்கும்/ எதிரொளிக்கும் திறனைக் குறிக்கிறது. அதாவது ஒரு பொருள் எந்த அளவிற்கு சூரிய ஒளிக்கதிரை பிரதிபலிக்கிறது, எந்த அளவு உட்கிரகிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கும். இதன் மதிப்பு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஒன்று வரை இருக்கும். ஒரு சிறந்த எதிரொளிக்கும் தளத்தின் அல்பீடோ மதிப்பு 1. முழுக் கரும் பொருளின் அல்பீடோ மதிப்பு 0. இயற்கையில் யாவும் கருப்பு, வெள்ளையாக மட்டும் இல்லையே. அதனால் அவற்றின் அல்பிடோ மதிப்பு 0விலிருந்து 1 வரை வேறுபட்ட பல மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும். பூமியின் அல்பீடோ விளைவு, புவிப்பரப்பின் எதிரொளிக்கும் திறன் அதன் காலநிலையில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். புவிப்பரப்பின் எதிரொளிப்பு திறன் குறையும் போது, சூரியனிலிருந்து வரும் வெப்பக் கதிர்வீச்சை அதிக அளவில் பூமி உட்கிரகிப்பதால் உலகின் வெப்பம் அதிகரிக்கும்.

sun reflectionபளபளப்பான வெண்பனி சூழ்ந்த பகுதிகள் பெருமளவில் வெப்பத்தை எதிரொளிக்கும். ஆனால் அந்தப் பகுதியின் பனி உருகும் போது அல்பீடோ குறைந்து விடும். இது அதனால் அதிக அளவு சூரிய ஒளி உட்கிரகிக்கப்படுவதால் அப்பகுதியின் வெப்பம் அதிகரிக்கும். புவி வெப்பமயமாதலால் உருகும் துருவப் பனிப்பாறைகள் புவி வெப்பமாதலை மேலும் அதிகரிக்கும். இது பனி வெப்ப பின்னுட்டம் (snow temperature feedback) என்றழைக்கப்படுகிறது. மேகங்கள் சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கும், அதே நேரத்தில் புவியிலிருந்து வெப்பத்தை வெளியேர விடாமல் தக்க வைக்கும். எந்நேரத்திலும் பூமியை சுற்றிலும் பாதி அளவிற்கு மேகங்கள் சூழ்ந்துள்ளதால் அது கால நிலையில் முக்கிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

அல்பீடோ விளைவு புவி வெப்பமாதலில் எப்படி தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்று பார்ப்போம். ஆர்டிக் குறித்து கவலை அளிப்பது என்னவென்றால், இப்பொழுது அது பூமியின் மற்ற பகுதிகளைக் காட்டிலும் இருமடங்கு விரைவாக வெப்பமயமாகிறது. இதை விஞ்ஞானிகள் ஆர்டிக் பெருக்கம் (Arctic amplification) என்று அழைக்கிறார்கள். உலகின் மற்ற பகுதிகள் தொழிற்மயமாக்கம் ஏற்படுவதற்கு முன்னிருந்த வெப்பநிலையை விட ஒரு டிகிரி அதிகமாகும் போது, ஆர்க்டிக்கில் 2 டிகிரி அதிகமாகியுள்ளது, கிரன்லாந்தில் சில பகுதிகளிலும், சைபீரியாவிலும் இதே போல் உள்ளது. இதில் இரு கவலைக்குரிய விசயங்கள் உள்ளன. ஆர்க்டிக்கைச் சூழ்ந்துள்ள பனி, கடலில் மிதக்கும் பனி, வட துருவத்திலிருந்து ஆர்க்டிக்கை சுற்றிலும் உள்ள பனிப்பாறைகள் கடந்த 20 ஆண்டு காலத்தில் மிகவும் குறைந்துள்ளது.

இது மனிதன் தோற்றத்திற்கு பின் புவிச் சூழலில் ஏற்படுத்திய மிகப் பெரும் இயற்கை மாறுபாடு. ஆர்க்டிகின் பனி குறைந்த போது அதன் எதிரொளிக்கும் திறனும் குறைந்தது. பனி வெண்மையாகவும், பளபளப்பாகவும் இருப்பதால் அதனால் சூரிய ஒளியை பெருமளவில் பிரதிபலிக்க முடியும்.

உறைபனியின் அல்பீடோ மதிப்பு 0. 5-0. 7 என்பதால் 70% வரை ஒளிக்கதிரை பிரதிபலிக்க முடியும். புதுப்பனி அல்பீடோ மதிப்பு 0. 9 வரை இருக்கும் என்பதால் 90%ஒளிக்கதிரை பிரதிபலிக்க முடியும்

ஆனால் உறைபனி உருகியதால் வெளிப்பட்ட கடல்பரப்பானது அதிக ஒளியை உட்கிரகித்துக் கொள்ளும். கடல் நீரின் அல்பீடோ மதிப்பு 0. 06, அதாவது கடல் நீரால் 6% ஒளிக்கதிரை மட்டுமே பிரதிபலிக்க இயலும் என்பதால் அது ஒரு பின்னூட்ட விளைவை ஏற்படுத்தும். அதிகமான கடல் நீர் பரப்பு உறைபனியுடன் ஒப்பிடுகையில் மிகக் குறைந்த அளவே ஒளிக்கதிரை பிரதிபலிக்கிறது என்பதால் வெப்பத்தை அதிகரிக்கும். வெப்பம் அதிகரிப்பதால், அதிக அளவில் ஆர்க்டிக் பனியை இழப்பது இன்னும் அதிக அளவில் ஆர்க்டிக் பனியிழப்பை ஏற்படுத்தும். 2019ல் இது வரை வரலாறு காணாத அளவிற்கு ஆர்க்டிக் பனி உருகியுள்ளது.

ஒவ்வொரு ஆண்டும் இது போல் அதிக அளவில் ஆர்க்டிக் பனி குறைந்து வருகிறது. கடல் பனி உருகுவதால் கடல் மட்டம் அதிகரிப்பதில்லை எனினும் இதனால் கிரீன்லாந்தின் பனிப் பாறைகள் பெருமளவு உருகியுள்ளது. இதனால் கடல்மட்டம் மற்றும் கடல்பரப்பும் அதிகரித்துள்ளது. இது பெருமளவு வெள்ள அபாயத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது. இதே போல் தான் அண்டார்க்டிக், பூமியின் மற்ற பகுதிகளும் பாதிக்கப்பட உள்ளது. ஆர்டிக்கில் போல் கிரீன்லாந்திலும் பின்னூட்ட விளைவால் பனி அதிகரிக்கும் அபாயம் உள்ளது. கிரீன்லாந்து பெரும் பனிப்பாறைகள் உருகும் போது அதன். உயர மட்டம் குறையும். குறைந்த உயரமட்டத்தில் வெப்பம் அதிகம் என்பதால், கிரீன்லாந்தின் மேல்பரப்பு உருகும் போது, அதன் பனிப்பாறைகளின் உயரமட்டம் குறைவதால் அது வெயில் காலத்தில் மேலும் அதிகமாக உருகும்

விஞ்ஞானிகள் கடந்த சில ஆண்டுகளில் பனிப் பாறைகளின் நிறம் கருமையடைவதைக் கண்டுள்ளனர். பனிப்பொழிவுகள் குறைவதாலும், பாக்டீரியா, ஆல்கே போன்றவை வளர்வதாலும், புகைக்கரி படிவதாலும் பனியின் நிறம் மங்குவதால் அதன் பிரதிபளிக்கும் திறன் குறைகிறது. இந்தப் பின்னூட்ட விளைவால் கிரீன்லாந்து அதிகம் உருகுவது மேலும் கிரீன்லாந்து அதிகம் உருகுவதையே தூண்டுவதாக அமைகிறது

நகர் வெப்பத் தீவு விளைவு (Urban heat island effect)

பூமியின் சராசரி வெப்பநிலையை இரண்டு முக்கியக் காரணிகள் நிர்ணயிக்கிறது. முதலாவது வளிமண்டலத்தில் கரியமில வாயு போன்ற பசுங்குடில் வாயுக்களின் அளவு, இவை வளிமண்டலத்தில் பிரதிபலிக்கப்படும் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சின் அளவைக் குறைப்பதால் புவியின் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கிறது. இரண்டாவது. பூமியின் பிரதிபலிக்கும் தன்மை, அல்பீடோ மதிப்பு அது பூமி எந்த அளவிற்கு சூரிய ஒளியை உட்கிரகிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. சூரியஒளி வளிமண்டலத்தில் உள்ள துகள்களாலும், மேகமூட்டங்களாலும் பிரதிபலிக்கப்படுகிறது.

மிகவும் வளர்ச்சி பெற்ற நகரங்களில் அல்பீடோ விளைவால், புறநகர், கிராமப் பகுதிகளைக் காட்டிலும் அதிக வெப்பநிலை காணப்படுகிறது. இதையே நகர் வெப்பத் தீவு விளைவு என்கிறோம். குறைந்த மரம், செடி, கொடிகள், அதிகமான மக்கள் அடர்த்தி, வெயில் காலங்களில் அதிக வெப்பத்தை உள்வாங்கும் அடர்நிற உள்கட்டமைப்புகள் நிலக்கீல் சாலைகள், செங்கல் கட்டிடங்கள். கொண்டிருப்பதால் நகர்புறங்கள் சுற்றுபுறங்களைக் காட்டிலும் 6-8 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட் அதிக வெப்பநிலையைக் கொண்டிருக்கும். சாலைகள், மேற்கூரைகள், வாகன நிறுத்துமிடங்களின் குறைந்த பிரதிபலிப்புத் திறன் கொண்டிருப்பது அதிக வெப்பத்திற்கான முக்கியக் காரணியாக உள்ளது.

கோடையில் நகரங்களில் சுற்றுபுறங்களை விட கடும் வெப்பத்தைக் கொண்டிருக்கும். காலநிலை மாற்றத்தாலும், நகரமயமாக்கலினாலும் இந்த நகர வெப்பத் தீவு விளைவின் தாக்கம் மேலும் அதிகரிக்கும் என்பதால் அதற்கேற்ற கட்டமைப்புகளை ஏற்படுத்துவது அவசியம். நகர வெப்பத் தீவு விளைவு என்ற காலநிலை நிகழ்வு 19ஆம் நூற்றாண்டில் பெரும் நகரங்கள் உருவெடுத்துதலிருந்தே அறியப்படுகிறது. நகரக் கட்டமைப்பு, சாலைகளுக்கு தேவையான பொருட்கள் மிகக் குறைந்த அளவே சூரிய ஒளிக்கதிரை பிரதிபலிக்கிறது அவை பதிலீடு செய்த மரம், செடி தாவர வெளிகளைக் காட்டிலும் அதிக வெப்பத்தை உட்கிரகித்து அந்த வெப்பக் கதிர்வீச்சை சுற்றிலும் உள்ள வளிமண்டலத்தில் வெளியிடுகிறது. அடர்நிறப் பரப்புகளை வெண்மைப்படுத்தினால் வெப்ப அலையின் தாக்கத்தை 2 பாகைக்கு மேல் குறைக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

மாலை நேரங்களில் சில நகரங்களில் சராசரி காற்றின் வெப்பம் சுற்றியுள்ள பகுதிகளைக் காட்டிலும் 5. 5 டிகிரி செல்சியஸ் அளவிற்கு அதிகமாகக் காணப்படுகிறது. இதனால். நகரங்களில் வாழ்வோர் வெப்பம் சார்ந்த உடல் நலக் கோளாறுகளால் கடுமையாக பாதிக்கப்படும் அபாயம் உள்ளது.

புதிதாய் போட்ட நிலக்கீல் சாலை 95% வரை சூரிய ஒளியை உட்கிரகிக்கிறது. ஆனால் போக போக அதன் உட்கிரகிக்கும் தன்மை குறைகிறது. இதற்கு மாறாக புதிய காங்கிரீட் 40-50% வரை சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கும், ஆனால் போக போக அதன் பிரதிபலிக்கும் திறன் குறைந்து விடுகிறது. கீல் சாலையின் மேல் 2 இன்ச் அளவிற்கு காங்கிரீட் போட்டால் அது புதிய காங்கிரீட் தளங்களைப் போல் ஒளியை பிரதிபலிக்கும். ஒரே நேரத்தில் இந்த மூன்று விதமான சாலைகளின் வெப்பநிலையைக் கணக்கிட்டால் புது கீல் சாலை, பழைய கீல் சாலை, காங்கிரீட் மேலிட்ட கீல் சாலை முறையே 123, 115, 88 டிகிரி ஃபாரன் ஹீட் வெப்பநிலையைக் கொண்டிருக்கும். மேற்கூரைகள் அவற்றின் நிறத்தைப் பொறுத்து பூமியைக் குளிர்விக்கவோ, வெப்பப்படுத்தவோ செய்யும். கருப்பு நிறத்தில் அடிக்கும் போது அதிக சூரிய ஒளியை உட்கிரகிக்கும். வெள்ளை நிறத்தில் அடிக்கும் போது புதுப்பனியைப் போல் பெருமளவில் சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கும்.

அறுவடை செய்த நிலத்தை உடனே உழுவதால் மண்ணின் கரிய நிறப்பரப்பு 20% அளவிற்கு சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கிறது என்பதால் 1 டிகிரி அளவிற்கு வெப்பத்தை அதிகரிக்கும், ஆனால் அறுவடைக்குப் பின் உழாமல் பயிர்த்தாளை அப்படியே விட்டுவிட்டால் நிலத்தால் 30% அளவிற்கு சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்க முடியும்.

வெளிப்பரப்பின் நிறத்தின் அடர்தன்மை அதிகமாக அதிகமாக வெப்பமும் அதிகமாகிறது. புதிய நிலக்கீல் (Asphalt) 4% சூரிய ஒளியை மட்டுமே பிரதிபலிக்கிறது, புல்வெளி 25% சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கும், புதுப்பனி 90% அளவிற்கு சூரிய ஒளியை பிரதிபலிக்கும். வெளிர்நிறங்களைக் கொண்ட நிலப்பரப்புகளால் அதிக வெப்பத்தை 2-3 டிகிரி அளவிற்குக் தணிக்க முடியும். இதனால் மாறுவது புறப்பரப்பின் நிறம் மட்டுமல்ல அதன், பிரதிபலிப்புத் திறன் அதாவது அல்பீடோவும் மாறுகிறது.

நியூயார்க் நகரத்தில் 7 மில்லியன் சதுர அடி அளவில் மேற்கூரைகளில் வெள்ளை நிறம் அடிக்கப்பட்டது.

உலகளவில் நகர்புறங்கள் பூமியின் நிலப்பரப்பில் ஒரு சதவீதம் உள்ளது. கூரைகளும், நடைபாதைகளும் நகரங்களில் முறையே 25%, 35% அளவிற்கு காணப்படுகிறது. அவற்றை வெள்ளையடிப்பதன் மூலம் 44கிகா டன் கரியமில வாயுவை நீக்கும் அளவிற்கு பூமியைக் குளிரூட்ட முடியும். கூரை, நடைபாதைகளின் அல்பீடோவை மாற்றுவதன் மூலம் அடுத்த 11 ஆண்டுகளில் பசுங்குடில் வாயுக்கள் அதிகரிப்பால் ஏற்படும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பைத் தணிக்க முடியும்.

வெள்ளை நிற மேற்கூரைகள் வெப்பமயமாதலைத் தணிக்கும், கண்ணாடி போன்ற அதிக அளவில் ஒளியை எதிரொளிக்கக் கூடியத் தளங்களுடன் கூடிய கட்டமைப்புகளும் வெப்பமயமாதலை குறைக்கும்.

ஐக்கிய அமெரிக்க நாடுகளில் ஒவ்வொரு ஆண்டும் பல மில்லியன் சதுர அடிக்கு குளிரூட்டும் கூரைகளாக வெண் சவ்வு கூரைகள் (White membrane roof) இடப்படும் முயற்சி மேற்கொள்ளப்படுகிறது. அதனால் அறை குளிரூட்டக் குறைந்த ஆற்றலே தேவைப்படுகிறது. 10 சதுர மீட்டர் அளவிலான கருப்பு வண்ணக் கூரைகளை வெண்மையாக்கும் பொழுது, 630 கிகி கரியமில வாயுவை வளிமண்டலத்திலிருந்து நீக்கும் அளவிற்கு பூமி குளிரூட்டப்படுகிறது. ஒரு சதுர கிலோமீட்டர் சாலையில் காங்கிரீட் இடுவதாலோ, வெண்மைப்படுத்துவதாலோ 38 கிகி கரியமில வாயுவை ஆண்டு முழுவதும் நீக்குவதற்கு சமம்.

இரண்டாவது வழிமுறையாக மேற்கூரைகளை வெள்ளையடிப்பதற்கு பதிலாக அதைப் பசுங்கூரைகளாக்குவது. அதாவது செடி கொடிகளை வளர்ப்பது, மாடித் தோட்டங்களை வளர்ப்பதன் மூலமாகவும் அதிக வெப்பத்தைத் தணிக்க முடியும். பசுங்கூரைகள் வெயில் காலத்தில் வெப்பத்தைத் தணிப்பதுடன் குளிர்காலத்தில் வீடுகளை வெம்மையாக்கவும் செய்கிறது. 2016ல் சான்ஃபிரான்சிஸ்கோ அரசு புதிதாகக் கட்டப்படும் கட்டிடங்களில் கட்டாயமாக பசுங்கூரைகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்ற விதிமுறையைப் பிறப்பித்தது.

மூன்றாவது வழிமுறையாக மேற்கூரைகளில் சோலார் பேனல்களைப் பொருத்துவதன் மூலம் நகரத்தின் வெப்பத்தை மட்டுப்படுத்தி. பகல் வெப்பத்தைக் குறைக்க முடியும். இவை சூரிய ஒளியை உள்வாங்கி ஆற்றலை மின்சாரமாக்குவதால் இரட்டை பயன் அடைய முடியும். நகரெங்கும் சோலார் பேனல்களைப் பொருத்துவதன் மூலம் வெப்பநிலையை 1 டிகிரி குறைக்க முடியும். வெப்பம் குறைவதுடன் என சிட்னியில் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வு தெரிவிக்கிறது. பாலைவனங்களில் நிறுவப்பட்ட சோலார் மின் நிலையங்கள் மூலம் பகல் வெப்பத்தைக் குறைப்பதுடன், இரவில் பாலைவன மணல் பரப்புகள் வெப்பத்தை இழப்பதிலிருந்தும் பாதுகாக்க முடியும்.

இதன் மூலம் புவியின் பிரதிபலிப்புத் திறனை அல்பீடோவை மாற்றுவதன் மூலமே புவி வெப்பமயமாதலை சரி செய்ய முடியும் எனக் கருதுவோமானால் அது சரியான தீர்வாகாது. புவியின் அல்பீடோ மதிப்பு மேகம், நீராவி, தூசுப் படலம், நிலப்பரப்பு, கடல், பனி ஆகிய பல்வேறு கூறுகளின் அளவைப் பொறுத்து அமைகிறது. புவியின் அல்பீடோவை ஒரு குறிப்பிட்ட நிலைக்கு மேல் மாற்றினால் அது புவியின் ஆற்றல் சமநிலையை மிகவும் பாதிக்கும். இதனால் வெப்பநிலைக் குறைவதுடன் நீர் ஆவியாதலையும் குறைப்பதால், மேகங்கள் உருவாவதையும், மழைப் பொழிவையும் பாதிக்கும்.

மனித நடவடிக்கைகளால் அதிகரிக்கப்படும் பசுங்குடில் வாயுக்களால் ஏற்பட்டுள்ள புவி வெப்பமயமாதல் பல்வேறு பாதிப்புகளை உருவாக்கியுள்ளது. இவை அனைத்தையும் புவியின் அல்பீடோவை மாற்றுவதால் மட்டுமே சரி செய்ய இயலாது.

அல்பீடோவை மாற்றிப் புவியைக் குளிர்வித்தாலும் காற்று மாசுபாடும், நீர், நில மாசுபாடும் சரியாகி விடுவதில்லை. கடல் நீரில் ஏற்படும் அமிலமாக்கமும் குறையப் போவதில்லை. எனவே பசுங்குடில் வாயுக்களின் அளவைப் பெருமளவு குறைத்து, அதனுடன் அல்பீடோ மாற்றத்தையும் ஒருங்கிணைத்து செயல்படுத்துவதன் மூலமே புவிவெப்ப மயமாக்கத்தால் ஏற்பட்ட பிரச்சினைகளுக்கு தீர்வு காண முடியும்.