जलवायु विज्ञान

प्रमुख ढांचा: वैश्विक जलवायु = वायुमंडल + जलमंडल + हिमांक मंडल + भूपृष्ठ + जीवमंडल की परस्पर क्रियात्मक प्रणाली

पिछले वर्षों के प्रश्न

जलवायु विज्ञान PYQs

वर्ष	प्रश्न
2022	मौसम प्रक्रियाओं में क्षोभमंडल का महत्व
2022	चक्रवात-प्रवण क्षेत्रों के लिए रंग-कोडित मौसम चेतावनियाँ
2020	वन संसाधनों की स्थिति एवं जलवायु परिवर्तन पर प्रभाव
2017	मानसून की विशेषताएँ और मानसून एशिया में 50%+ जनसंख्या का पोषण
2016	वायु राशि की अवधारणा और वृहत जलवायवी परिवर्तनों में भूमिका
2015	भूदृश्य के मानवीकरण के कारण मानसून व्यवहार में परिवर्तन
2014	एल नीनो और असामान्य जलवायवी घटनाएँ
2013	नगरीय ताप द्वीप निर्माण
2013	तापमान व्युत्क्रमण परिघटना

क्षोभमंडल एवं वायुमंडलीय परतें

PYQ 2022: क्षोभमंडल एवं मौसम प्रक्रियाएँ

विशेषताएँ:

• वायुमंडलीय भार का 85%
• सामान्य ताप ह्रास दर (ऊँचाई के साथ तापमान घटता है)
• गैसों, वाष्प, धूल कणों से बना
• ध्रुवों बनाम भूमध्य रेखा पर परिवर्तनशील ऊँचाई
• क्षोभसीमा → समतापमंडल के साथ सीमा (ऊपर ऋणात्मक ताप ह्रास दर → उठती गर्म हवा आगे नहीं उठेगी)

मौसम प्रक्रिया व्याख्या:

• संवहन → अशांति, बादल निर्माण की ओर ले जाता है
• अभिवहन → क्षैतिज ऊष्मा स्थानांतरण
• बादल निर्माण → गर्जन, वर्षण की ओर ले जाता है
• त्रि-कोशिकीय मॉडल → हेडली, फेरल, ध्रुवीय कोशिकाएँ क्षोभमंडल में कार्य करती हैं
• परिघटनाएँ → चक्रवात, वर्षा, जेट धाराएँ

निष्कर्ष → जीवन निरंतरता के लिए महत्वपूर्ण; आज GHGs से प्रभावित जिन पर तत्काल कार्रवाई की आवश्यकता

PYQ 2022: चक्रवात रंग-कोडित चेतावनियाँ

उद्देश्य: जागरूकता बढ़ाना, जीवन/संपत्ति बचाना, बचाव/पुनर्वास के लिए प्रशासन को तैयार करना

चेतावनी के 4 चरण:

1. पूर्व-चक्रवात निगरानी
2. चक्रवात सतर्कता → जब प्रणाली तीव्र हो
3. चक्रवात चेतावनी
4. भू-पतन पश्चात दृष्टिकोण → प्रभावित होने वाले क्षेत्र

रंग कोड प्रणाली:

रंग	स्थिति	कार्रवाई
हरा	कोई गंभीर मौसम नहीं	पूर्वानुमान से अपडेट रहें
पीला	सावधान रहें	सतर्क रहें, नवीनतम पूर्वानुमान
नारंगी	तैयार रहें	सजग रहें, सावधानी बरतें
लाल	कार्रवाई करें	अतिरिक्त सतर्क, अधिकारियों का पालन करें

प्रमुख कारक:

• पवन वेग महत्वपूर्ण → तूफान ज्वार निर्धारित करता है (तटीय बाढ़, नदी नाले की बाढ़)
• चक्रवात-प्रवण क्षेत्र: गुजरात, भरूच, गोवा, संपूर्ण पूर्वी तटरेखा

मानसून प्रणाली

PYQ 2017: मानसून विशेषताएँ एवं कृषि महत्व

संदर्भ → किसी भी महाद्वीप में मानसून जीवन को उतना प्रभावित नहीं करता जितना एशिया में; मुख्यतः 20°N से 20°S

मानसून आगमन के प्रमुख कारक:

1. ITCZ उत्तर की ओर स्थानांतरण (सूर्य NH में)
2. पश्चिमी जेट धारा वापस → भारत में निम्न दाब
3. उष्णकटिबंधीय पूर्वी जेट (TEJ) तिब्बत से प्रवेश → मानसून का प्रस्फोट

तंत्र:

• ग्रीष्म में सूर्य का उत्तरवर्ती संचलन
• तिब्बती पठार का तापन → निम्न दाब
• उठती वायु → तिब्बत के ऊपर TEJ बनाता है
• TEJ मास्करेन उच्च की ओर गति करता है
• मास्करेन उच्च दाब कोशिका को मजबूत करता है

मानसून वर्षा की विशेषताएँ:

• कालिक → जून से सितंबर
• स्थानिक → NE/पश्चिमी घाट > राजस्थान; कोलकाता 119 cm > इलाहाबाद 76 cm > दिल्ली 56 cm
• वर्षा में विराम → बंगाल की खाड़ी के शीर्ष पर चक्रवाती अवदाबों से संबंधित
• दो शाखाएँ → अरब सागर शाखा + बंगाल की खाड़ी शाखा
• पैटर्न → NE में कमजोर वर्षा = मध्य भारत में अधिक वर्षा

जीवन पर प्रभाव:

• कृषि → 64% कृषि पर निर्भर; समृद्धि समय पर वर्षा पर निर्भर
• फसल विविधता → खरीफ फसलें, ज्वार, बाजरा, रागी; रबी फसलों के लिए शीतकालीन वर्षा
• जल संसाधन → बांध, जलाशय पुनर्भरण → जल विद्युत शक्ति
• सांस्कृतिक → फसल त्योहार, भोजन, वस्त्र, गृह प्रकार क्षेत्रवार भिन्न
• नकारात्मक → परिवर्तनशीलता सूखा/बाढ़ लाती है; मृदा अपरदन; भूस्खलन; शहरी बाढ़

लौटते मानसून:

• अक्टूबर गर्मी → फंसी गर्मी निकलती है
• NE मानसून → तमिलनाडु में वर्षा (कोरोमंडल तट)
• अक्टूबर-नवंबर आंध्र-तमिलनाडु में सबसे अधिक वर्षा
• अंडमान सागर से चक्रवाती अवदाब → विनाशकारी चक्रवात

PYQ 2015: भूदृश्य के मानवीकरण से मानसून व्यवहार परिवर्तन

मानसून पर जलवायु परिवर्तन प्रभाव:

• दिनों की संकीर्ण पट्टी में केंद्रित वर्षा
• स्वैपिंग प्रवृत्ति (कुछ जिलों में कमी, अन्य में वृद्धि)
• बार-बार निम्न दाब क्षेत्र → भारी वर्षा
• जैवभार जलाना → एरोसोल → कम-तीव्रता वर्षा कम, भारी वर्षा में वृद्धि (IIT गुवाहाटी)
• वैश्विक परिघटनाओं का अधिक प्रभाव (MJO, IOD, ENSO)

मानसून पूर्वानुमान चुनौतियाँ:

• निगरानी स्टेशनों की कमी
• पश्चिमी-विकसित मॉडल भारत के लिए सूक्ष्म-समायोजित नहीं
• सुपरकंप्यूटरों की कमी
• मृदा नमी, धूल, समुद्री स्थितियों की अपर्याप्त निगरानी
• बदलते मानसून कारक (विदर्भ लगातार सूखा)

भारतीय पहल:

• मानसून मिशन (2012) → IMD पूर्वानुमान कौशल में सुधार
• राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग मिशन
• ICAR → स्थानीय भाषा में जिला-स्तरीय कृषि-मौसम सलाह
• IMD-CWC सहयोग → बाढ़ चेतावनी, बांध प्रबंधन
• प्रस्ताव → बदलते पैटर्न के कारण मानसून तिथियाँ बदलना

आगे का मार्ग:

• मानसून पूर्वानुमान में अधिक निवेश
• उपयुक्त स्थानों पर मानसून जल रोकना
• बढ़ी हुई अंतर-वार्षिक परिवर्तनशीलता के लिए तैयारी
• जलवायु परिवर्तन से निपटने के लिए राष्ट्रीय + वैश्विक सहयोग

वायु राशियाँ एवं वाताग्र

PYQ 2016: वायु राशि अवधारणा एवं वृहत जलवायवी प्रभाव

परिभाषा → तापमान और नमी में अधिकतर एकसमान वायु का बड़ा आयतन

निर्माण:

• वायु समांग क्षेत्र (विशाल महासागर/मैदान) पर पर्याप्त लंबे समय तक रहती है
• ऊष्मा/नमी विनिमय द्वारा विशेषताएँ अर्जित करती है
• स्रोत क्षेत्र → समांग सतहें
• स्थिति → वायु का बड़े पैमाने पर अवतलन

प्रकार:

• उष्णकटिबंधीय समुद्री (mT) | उष्णकटिबंधीय महाद्वीपीय (cT)
• ध्रुवीय समुद्री (mP) | ध्रुवीय महाद्वीपीय (cP)

जलवायु पर प्रभाव:

• चक्रवात/प्रतिचक्रवात → वायु राशि वाताग्रों के पास तूफानी चक्रवात; गर्म समुद्री उष्णकटिबंधीय वायु द्वारा ऊर्जित उष्णकटिबंधीय चक्रवात
• तापमान व्युत्क्रमण → ठंडी सतह पर गर्म वायु ऊर्ध्वाधर शीतलन को रोकती है
• शीतलन प्रभाव → समुद्री वायु उष्णकटिबंधीय तटों पर मध्यम प्रभाव लाती है
• सूखा → गर्म, शुष्क वायु राशि वनस्पति नष्ट करती है (कैलिफोर्निया वनाग्नि)
• वर्षण → अटलांटिक पर समुद्री-उष्णकटिबंधीय वायु → रॉकीज के पूर्व में वर्षा

वाताग्र:

• परिभाषा → दो भिन्न वायु राशियों के बीच सीमा क्षेत्र
• वाताग्रजनन → वाताग्र निर्माण प्रक्रिया
• स्थान → मध्य अक्षांश (उष्णकटिबंधीय नहीं)
• विशेषताएँ → तापमान/दाब में तीव्र प्रवणता; अचानक मौसम परिवर्तन

वाताग्र प्रकार:

• उष्ण वाताग्र → गर्म वायु राशि (WAM) ठंडी वायु राशि (CAM) के ऊपर
• शीत वाताग्र → CAM WAM के नीचे जाता है
• स्थिर वाताग्र → वाताग्र स्थिर रहता है
• संवृत वाताग्र → WAM पूर्णतः भूपृष्ठ से ऊपर उठा

एल नीनो एवं ENSO

PYQ 2014: एल नीनो एवं असामान्य जलवायवी घटनाएँ

परिभाषा → ENSO का उष्ण चरण; पूर्वी उष्णकटिबंधीय प्रशांत में सतही जल का असामान्य तापन

• एल नीनो के दौरान वॉकर सेल उलट जाता है
• गिल्बर्ट वॉकर के नाम पर नामित

ला नीना → "शीत चरण"; उष्णकटिबंधीय पूर्वी प्रशांत का असामान्य शीतलन

विशेषताएँ:

• नियमित चक्र नहीं; 2-7 वर्ष के अंतराल पर अनियमित रूप से होते हैं
• एल नीनो ला नीना से अधिक बार
• प्रत्येक चरण T, P, पवनों में पूर्वानुमेय व्यवधान उत्पन्न करता है

एल नीनो प्रभाव:

दक्षिण अमेरिका:

• वर्षा में काफी वृद्धि → तटीय बाढ़, अपरदन
• SA तट पर मत्स्य पालन प्रभावित

ऑस्ट्रेलिया/पश्चिमी प्रशांत:

• सूखा जल आपूर्ति, कृषि को खतरा
• वनाग्नि → श्वसन समस्याएँ

भारत:

• तीव्र एल नीनो → कमजोर मानसून, सूखा
• मास्करेन उच्च संबंध को प्रभावित करता है
• अरब सागर में चक्रवात ↑, बंगाल की खाड़ी में ↓

उत्तरी अमेरिका:

• दक्षिणी USA में ठंडा, गीला मौसम

सकारात्मक प्रभाव:

• अटलांटिक में तूफान कम करता है

ला नीना प्रभाव (एल नीनो का विपरीत):

• भारत में अधिक तीव्र मानसून
• अटलांटिक में अधिक तूफान
• प्रशांत में ठंडी स्थितियाँ

संबंधित परिघटनाएँ:

• IOD (हिंद महासागर द्विध्रुव) → भारत को स्वतंत्र रूप से प्रभावित करता है
• MJO (मैडेन-जूलियन दोलन) → 30-60 दिन का चक्र मानसून को प्रभावित करता है
• एल नीनो मोडोकी → मध्य प्रशांत तापन प्रकार

नगरीय ताप द्वीप

PYQ 2013: नगरीय ताप द्वीप निर्माण

परिभाषा → आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में शहरी क्षेत्रों में काफी अधिक तापमान (>2°C अंतर)

• उदाहरण: बेंगलुरु, हैदराबाद, न्यूयॉर्क
• मुंबई ने 1991-2018 में 40% हरित आवरण खोया → 2°C वृद्धि

कारण:

• निर्माण सामग्री → कंक्रीट, टार, ईंटों में खुली भूमि से अधिक ऊष्मा अवशोषण
• वनोन्मूलन → मुंबई ने 40% हरित आवरण खोया
• आर्द्रभूमि अतिक्रमण → बेंगलुरु उदाहरण
• शहरी कैनियन प्रभाव → इमारतों से घिरी सड़कें ऊष्मा फंसाती हैं
• कम वाष्पोत्सर्जन → वृक्षों की कमी
• एयर कंडीशनर → अधिक ऊर्जा मांग → अधिक बिजली संयंत्र → अधिक प्रदूषण/तापन का चक्र
• व्यक्तिगत परिवहन → सामूहिक परिवहन की तुलना में अधिक वाहन

प्रभाव:

• ग्रीष्मकालीन ऊर्जा मांग में वृद्धि
• वायु प्रदूषण और GHG उत्सर्जन
• गर्मी से संबंधित बीमारी और मृत्यु दर
• उच्च एयर कंडीशनिंग लागत

समाधान:

• भूरी/गुलाबी सड़क सतहें (USA मॉडल)
• हरी छतें
• पोषण के साथ अधिकतम वृक्षारोपण
• वास्तुकला में अच्छा वेंटिलेशन
• इंडिया कूलिंग एक्शन प्लान कार्यान्वयन
• परावर्तक पेंट (एल्बिडो प्रभाव)
• इमारतों पर ताप भार कम करना

PYQ 2013: तापमान व्युत्क्रमण

परिभाषा → ऊँचाई के साथ तापमान बढ़ता है (सामान्य ताप ह्रास दर का विपरीत)

कारण:

• स्वच्छ रातों में विकिरण शीतलन
• ठंडी सतह पर गर्म वायु का संचलन
• प्रतिचक्रवातों में अवतलन
• घाटी/बेसिन स्थलाकृति

मौसम पर प्रभाव:

• कोहरा निर्माण
• धूम्र कोहरा फंसना (वायु प्रदूषण)
• घाटियों में पाला
• स्थिर वायुमंडलीय स्थितियाँ
• बादल निर्माण को रोकता है

आवासों पर प्रभाव:

• प्रदूषण सांद्रता → श्वसन समस्याएँ
• कृषि पाला क्षति
• विमान बर्फ जमाव खतरे

वन संसाधन एवं जलवायु परिवर्तन

PYQ 2020: वन संसाधन स्थिति एवं जलवायु परिवर्तन प्रभाव

स्थिति (ISFR 2021):

• कुल वन + वृक्ष आवरण: भौगोलिक क्षेत्र का 24.56%
• वन आवरण: 21.67% | वृक्ष आवरण: 2.89%
• लक्ष्य: 33% (राष्ट्रीय वन नीति 1988)
• वृद्धि: ISFR 2017 से 0.65%
• मैंग्रोव आवरण: +1.10% (54 वर्ग km)
• सर्वाधिक वन आवरण: मध्य प्रदेश
• सबसे बड़ी आर्द्रभूमि: गुजरात
• सबसे बड़े मैंग्रोव: पश्चिम बंगाल

वनों के लिए खतरे:

• वनोन्मूलन, कृषि विस्तार
• खनन, बांध निर्माण
• वनाग्नि (ऑस्ट्रेलियाई झाड़ी आग, अमेज़न आग)

जलवायु परिवर्तन पर वनों का प्रभाव:

• कार्बन भंडार → कार्बन सिंक के रूप में वन
• मैंग्रोव → आपदा जोखिम न्यूनीकरण
• वायु प्रदूषण → वन निपटने में मदद करते हैं

वनों पर जलवायु परिवर्तन का प्रभाव:

• वनाग्नि में वृद्धि
• वनों और आर्द्रभूमियों का सूखना
• GLOFs पर्वतीय वनों को प्रभावित करते हैं
• जनजातियों की आजीविका प्रभावित

सरकारी उपाय:

• सामाजिक वानिकी, CAMPA
• बॉन चुनौती, वृक्षारोपण अभियान
• हरित हरम, ट्री सिटी
• वनों पर न्यूयॉर्क घोषणा

आगे का मार्ग:

• विकेंद्रीकृत वनरोपण दृष्टिकोण
• अंतर्राष्ट्रीय सहयोग
• पेरिस समझौता + SDG 13 लक्ष्यों के लिए राज्य साझेदारी

उत्तर लेखन ढांचा

जलवायु विज्ञान मुख्य परीक्षा ढांचा

प्राकृतिक जलवायु कारक:

• अक्षांश/देशांतर, सौर विकिरण, ऊँचाई
• वायुमंडलीय परिसंचरण (दाब पेटियाँ, पवनें)
• समुद्री धाराएँ, स्थलाकृति, वनस्पति
• ज्वालामुखी गतिविधि, मिलानकोविच चक्र

मानवजनित कारक:

• कृषि, उद्योग, वनोन्मूलन
• नगरीकरण, प्रदूषण

प्रभाव आयाम:

• आपदाएँ (चक्रवात, बाढ़, सूखा)
• कृषि (फसल पैटर्न, उपज)
• मानव स्वास्थ्य (लू, वेक्टर-जनित रोग)
• जैव विविधता (प्रजाति वितरण, विलुप्ति)
• प्राकृतिक संसाधन (जल, वन स्वास्थ्य)
• भूमि उपयोग (नगरीय ताप द्वीप, मरुस्थलीकरण)
• तटीय अर्थव्यवस्था (मछली पकड़ना, समुद्र स्तर वृद्धि)
• प्रवास (जलवायु शरणार्थी)
• सांस्कृतिक (त्योहार, व्यंजन, वास्तुकला)

उपयोग करने के लिए निष्कर्ष:

• IPCC मूल्यांकन रिपोर्ट
• पेरिस समझौता प्रतिबद्धताएँ
• SDG 13 (जलवायु कार्रवाई)
• IMD सुधार पहल
• संविधान के अनुच्छेद 48A एवं 51A(g)