आईआईटी खड़गपुर के नेतृत्व में किए गए अध्ययन से पुष्टि होती है कि उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में कोई ओजोन छिद्र नहीं है और इससे स्वास्थ्य संबंधी कोई खतरा नहीं है
कोलकाता, भारत – 9 अगस्त, 2024 – भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान खड़गपुर (आईआईटी-खड़गपुर) के महासागर, नदी, वायुमंडल और भूमि विज्ञान केंद्र (कोरल) के प्रोफेसर जयनारायण कुट्टीपुरथ के नेतृत्व में एक अभूतपूर्व अध्ययन। अंतरराष्ट्रीय शोधकर्ताओं के साथ, उष्णकटिबंधीय समताप मंडल में गंभीर ओजोन छिद्र के पिछले दावों का खंडन किया है। अध्ययन यह आश्वासन देता है कि उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में ओजोन की कोई महत्वपूर्ण कमी नहीं है और स्वास्थ्य संबंधी कोई खतरा नहीं है।
हाल के दशकों में उष्णकटिबंधीय समताप मंडल में कोई गंभीर ओजोन क्षय नहीं शीर्षक वाला हालिया अध्ययन उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में साल भर बड़े पैमाने पर ओजोन छिद्र के पहले के दावों को चुनौती देता है। पिछले शोध में सुझाव दिया गया था कि इस तरह का ओजोन छिद्र उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में रहने वाली दुनिया की लगभग आधी आबादी के स्वास्थ्य पर संभावित प्रभाव डाल सकता है।
समतापमंडलीय ओजोन वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण घटक है। इसकी सांद्रता में महत्वपूर्ण बदलावों का पर्यावरण, पारिस्थितिकी तंत्र और सार्वजनिक स्वास्थ्य पर बहुत अच्छा प्रभाव पड़ता है। शोधकर्ताओं ने पिछले 5 दशकों (1980-2022) के दौरान उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में ओजोन की कमी और ओजोन में स्पेटियोटेम्पोरल रुझानों की जांच करने के लिए जमीन-आधारित, ओजोनसॉन्डे और उपग्रह ओजोन माप का विश्लेषण किया। उच्च और मध्य अक्षांशों की तुलना में उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में स्तंभ ओजोन की मात्रा अपेक्षाकृत कम है। इसके अलावा, 1998-2022 की अवधि के अनुमान के अनुसार उष्णकटिबंधीय कुल ओजोन प्रवृत्ति बहुत कम है। हाल के दावे के विपरीत उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में गंभीर समतापमंडलीय ओजोन रिक्तीकरण के संकेत या हस्ताक्षर के संबंध में कोई अवलोकन संबंधी साक्ष्य नहीं मिला है। इसके अलावा, वर्तमान समझ और अवलोकन संबंधी साक्ष्य वर्तमान समय के समतापमंडलीय हैलोजन स्तरों के संबंध में अंटार्कटिका के बाहर होने वाले ओजोन छिद्र की संभावना के लिए कोई समर्थन प्रदान नहीं करते हैं।
चित्र 1: कुल कॉलम ओजोन (डीयू में टीसीओ) का वितरण 1978 से 2022 तक विभिन्न उपग्रहों से उष्णकटिबंधीय (30 डिग्री एस-30 डिग्री एन) पर औसत रहा। हल्की रेखाएं मासिक वितरण दिखाती हैं, जबकि अंधेरे रेखाएं वार्षिक औसत दिखाती हैं टीसीओ का मूल्य. बिंदीदार रेखा MERRA-2 और ERA-5 से TCO के दशकीय वितरण को दर्शाती है।
आईआईटी-खड़गपुर अध्ययन के मुख्य निष्कर्ष:
ओजोन छिद्र का कोई साक्ष्य नहीं: अध्ययन में भू-आधारित, उपग्रह और पुनर्विश्लेषण डेटा की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग किया गया, जिससे पता चला कि उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण ओजोन छिद्र के लिए कोई मजबूत अवलोकन संबंधी साक्ष्य नहीं है। इन क्षेत्रों में औसत ओजोन स्तर ओजोन छिद्र को परिभाषित करने के लिए उपयोग की जाने वाली 220 डॉब्सन इकाइयों की महत्वपूर्ण सीमा से काफी ऊपर रहता है।
पिछले डेटा में खामियाँ: पहले के अध्ययन में बताया गया था कि ओजोन छिद्र अपर्याप्त डेटा पर निर्भर था, मुख्य रूप से सतह से 11 किमी की ऊंचाई तक, जो महत्वपूर्ण 15-20 किमी की ऊंचाई पर ओजोन के स्तर का सटीक आकलन करने के लिए अपर्याप्त है। इस अध्ययन ने पिछले शोधकर्ता द्वारा उपयोग किए गए डेटासेट में उच्च अनिश्चितता और अंतराल की भी पहचान की, जिसके कारण गलत निष्कर्ष निकले।
ओजोन रुझान और गतिशीलता: आईआईटी के नेतृत्व वाले शोध से पता चलता है कि उष्णकटिबंधीय ओजोन के स्तर में कोई भी कमी वायुमंडलीय गतिशीलता के कारण है, न कि रासायनिक कमी के कारण। पहले के दावों के विपरीत, अध्ययन में उष्णकटिबंधीय निचले समताप मंडल में ओजोन के स्तर में या तो मामूली वृद्धि या कोई महत्वपूर्ण प्रवृत्ति नहीं पाई गई।
कोई स्वास्थ्य खतरा नहीं: वर्तमान वायुमंडलीय हैलोजन स्तरों के आधार पर, अध्ययन पुष्टि करता है कि ध्रुवीय क्षेत्रों के बाहर ओजोन छिद्र बनने का कोई तत्काल खतरा नहीं है, और इस प्रकार, उष्णकटिबंधीय आबादी के लिए कोई संबंधित स्वास्थ्य खतरा नहीं है।
“पिछले दावे के विपरीत, हमारे अध्ययन से पता चलता है कि उष्णकटिबंधीय में कोई ओजोन छिद्र नहीं है और इसलिए, इससे कोई स्वास्थ्य खतरा नहीं जुड़ा है। इसके अलावा, वर्तमान हैलोजन के संबंध में उष्णकटिबंधीय में ओजोन छिद्र होने की बहुत संभावना नहीं है। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में औसत ओजोन मान हमेशा लगभग 260 डीयू होता है, जो कि 220 डीयू के ओजोन छिद्र मानदंड से काफी ऊपर है। हाल के दशकों में उष्णकटिबंधीय ओजोन में देखी गई मामूली कमी वायुमंडलीय गतिशीलता में बदलाव के कारण है रसायन विज्ञान, और यह वैज्ञानिक समुदाय भी लंबे समय से जानता है,” अध्ययन के प्रमुख लेखक प्रोफेसर जयनारायणन कुट्टीपुरथ, कोरल, आईआईटी खड़गपुर ने कहा।
“जिस अध्ययन में उष्णकटिबंधीय ओजोन छिद्र का दावा किया गया था, उसमें सतह से 11 किमी की ऊंचाई तक के डेटा का उपयोग किया गया था, जो वायुमंडल में मुख्य ओजोन क्षेत्र, 15-20 किमी पर ओजोन वितरण का आकलन करने के लिए अपर्याप्त है। इसके अलावा, उस अध्ययन में उपयोग किए गए डेटासेट में उच्च अनिश्चितता है और बड़े अंतराल, जो किसी भी वैज्ञानिक खोज का दावा करने के लिए अयोग्य बनाते हैं। दूसरी ओर, हमने उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में सभी उपलब्ध डेटासेट का उपयोग किया है और पाया है कि कोई गंभीर ओजोन कमी नहीं है,” शोध विद्वान और अध्ययन के लेखक ने कहा। जीएस गोपीकृष्णन, कोरल, आईआईटी खड़गपुर।
“अत्यधिक ठंडे तापमान, मजबूत ध्रुवीय भंवर और 4-5 महीनों के लिए ध्रुवीय समतापमंडलीय बादलों की उपस्थिति जैसी अनूठी स्थिति के कारण ओजोन छिद्र अंटार्कटिका तक ही सीमित हैं, और वायुमंडल की यह विशेष स्थिति उष्णकटिबंधीय में अनुपस्थित है। उष्णकटिबंधीय में ओजोन की गतिशीलता मुख्य रूप से वायुमंडलीय परिसंचरण पैटर्न से प्रभावित होता है, इस प्रकार, उष्णकटिबंधीय ओजोन छिद्र का दावा करने वाला अध्ययन एक त्रुटिपूर्ण सैद्धांतिक ढांचे और अपर्याप्त माप पर आधारित है,” प्रोफेसर कुट्टीपुरथ ने कहा।
रॉल्फ मुलर, सोफी गोडिन-बीकमैन, और जेरोम ब्रिउडे, जिन्होंने क्रमशः जर्मनी, फ्रांस और फ्रांस से सहयोग किया, ने इस बात पर भी जोर दिया कि अध्ययन के परिणाम ओजोन गतिशीलता और वायुमंडलीय स्थितियों के संबंध में वर्तमान वैज्ञानिक सहमति के अनुरूप हैं।
IIT Kharagpur led study confirms there is no ozone hole in the tropics and no associated health threat
Kolkata, India – August 9, 2024 – A ground-breaking study led by Prof. Jayanarayanan Kuttippurath from the Centre for Ocean, River, Atmosphere and Land Sciences (CORAL) at the Indian Institute of Technology Kharagpur (IIT-Kharagpur), in collaboration with international researchers, has refuted previous claims of a severe ozone hole in the tropical stratosphere. The study provides reassurance that there is no significant ozone depletion in the tropics and no associated health threat.
The recent study entitled “No Severe Ozone Depletion in the Tropical Stratosphere in Recent Decades”, challenges earlier assertions of a year-round massive ozone hole in the tropics. The previous research suggested that such an ozone hole could potentially impact the health of about half of the world’s population residing in tropical regions.
Stratospheric ozone is an important constituent of the atmosphere. Significant changes in its concentrations have great consequences for the environment, ecosystems and public health. The researchers analysed ground-based, ozonesonde and satellite ozone measurements to examine the ozone depletion and the spatiotemporal trends in ozone in the tropics during the past 5 decades (1980–2022). The amount of column ozone in the tropics is relatively small compared to high and mid-latitudes. In addition, the tropical total ozone trend is very small as estimated for the period 1998–2022. No observational evidence is found regarding the indications or signatures of severe stratospheric ozone depletion in the tropics in contrast to a recent claim. Also, the current understanding and observational evidence do not provide any support for the possibility of an ozone hole occurring outside Antarctica today with respect to the present-day stratospheric halogen levels.
Figure 1: The distribution of Total Column Ozone (TCO in DU) averaged over the tropics (30° S–30° N) from different satellites from 1978 to 2022. The light lines show the monthly distribution, whereas dark lines show the annually averaged value of TCO. The dotted line shows the decadal distribution of TCO from MERRA–2 and ERA–5.
Key Findings of the IIT-Kharagpur Study:
- No Evidence of Ozone Hole: The study utilized an extensive array of ground-based, satellite, and reanalysis data, revealing that there is no robust observational evidence for a significant ozone hole in the tropics. Average ozone levels in these regions remain well above the critical threshold of 220 Dobson Units used to define the ozone hole.
- Flaws in Previous Data: The earlier study that reported the ozone hole relied on inadequate data, primarily from surface to 11 km altitude, which is insufficient to accurately assess the ozone levels at the critical 15–20 km altitude. This study also identified high uncertainty and gaps in the dataset used by the previous researcher, which led to the inaccurate conclusions.
- Ozone Trends and Dynamics: The IIT-led research demonstrates that any observed decrease in tropical ozone levels is due to atmospheric dynamics, not chemical depletion. Contrary to earlier claims, the study found either a small increase or no significant trend in ozone levels in the tropical lower stratosphere.
- No Health Threat: Based on current atmospheric halogen levels, the study confirms that there is no immediate risk of an ozone hole forming outside the Polar Regions, and thus, no associated health threat to the tropical population.
“In contrast to a previous claim, our study finds that there is no ozone hole in the tropics and therefore, no health threat associated with that. Also, it is very unlikely to have an ozone hole in the tropics with respect to the current halogen levels. The average ozone values are always about 260 DU in the tropics, which is well above the ozone hole criterion of 220 DU. The slight decrease observed in the tropical ozone in recent decades is due to the changes in atmospheric dynamics, not because of chemistry, and this has also been known to scientific community for long,” said the lead author of the study, Prof. Jayanarayanan Kuttippurath, CORAL, IIT Kharagpur.
“The study that claimed a tropical ozone hole used data from surface to 11 km altitude, which are insufficient to assess ozone distribution at 15–20 km, the core ozone region in the atmosphere. Also, the dataset used in that study has high uncertainty and large gaps, which make it unfit to claim any scientific finding. On the other hand, we have used all then available datasets in the tropical region and found that there is no severe ozone depletion,” stated the research scholar and author of the study GS Gopikrishnan, CORAL, IIT Kharagpur.
“Ozone holes are confined to Antarctica due to unique condition such as extreme cold temperatures, strong polar vortex and presence of polar stratospheric clouds for 4-5 months, and this particular state of the atmosphere is absent in the tropics. Ozone dynamics in the tropics is primarily influenced by atmospheric circulation patterns. Thus, the study that claimed a tropical ozone hole is based on a flawed theoretical framework and inadequate measurements,” added, Prof. Kuttippurath.
Rolf Müller, Sophie Godin-Beekmann, and Jerome Brioude, who collaborated from Germany, France, and France, respectively, also emphasized that the study’s results align with the current scientific consensus regarding ozone dynamics and atmospheric conditions.
For more details, please refer to the full study: “No Severe Ozone Depletion in the Tropical Stratosphere in Recent Decades” published in Atmospheric Chemistry and Physics.
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