આંધી

 

 

આંધી(dust storm) એક એવી કુદરતી ઘટના છે જેમાં વેગીલા પવન સાથે ધૂળની ડમરીઓ ઉડે છે. યુએન ના રિપોર્ટ મુજબ dust storm ધીમેધીમે વધી રહ્યાં છે. આપને જાણીને નવાઇ લાગશે કે આંધીના કેવળ ગેરફાયદા જ નથી, ફાયદા પણ છે.

-

dust storms ને મોનિટર કરવા માટે નાસાએ 2022 માં એક સ્પેસ પ્રોગ્રામ તૈયાર કર્યો જેને EMIT(Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) કહે છે. આ મિશનમાં જે સેટેલાઇટને સ્પેસમાં મોકલવામાં આવ્યુ તેમાં એક સ્પેક્ટ્રોમીટર લાગ્યું હતું. જેનું કાર્ય ધરતી ઉપર ઉત્પન્ન થતી આંધીઓનું ઉદભવ કેન્દ્ર, તેમના રંગ વગેરેનું વિશ્લેષણ કરવાનું હતું. શું આંધીઓના વિવિધ રંગો પણ હોય છે? જી હાં, હળવા રંગની આંધીમાં રહેલ રજકણો સૂર્યના કિરણોને પરાવર્તિત કરી નાંખે છે માટે જ્યાં આ પ્રકારની આંધી આવે ત્યાંનું વાતાવરણ ઠંડુ થઇ જાય છે જ્યારે લાલ અથવા ઘાટ્ટા રંગની આંધીમાં ધાતુઓ(ખાસ કરીને લોહતત્વ) મૌજૂદ હોય છે અને તે સૂર્યના કિરણોને શોષી લે છે પરિણામે ત્યાંનું વાતાવરણ ગરમ થઇ જાય છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ).

-

આંધી નુકસાનકારક તો હોય જ છે પરંતુ તેના ફાયદા પણ છે. નજર કરીએ સહારાના રણ તરફ....સહારાના રણમાંથી જે આંધીઓ ઉઠે છે તે એમેઝોનના જંગલો તરફ જાય છે. બંન્ને વચ્ચેનું અંતર 3000 માઇલ જેટલું છે. નાસાના રિપોર્ટ અનુસાર એક વર્ષમાં સહારાના રણમાંથી લગભગ 182 મિલિયન ટન જેટલી રેતી આંધીઓ થકી દૂર-દૂર સુધી ફેલાય જાય છે. તેમાથી લગભગ 27.7 મિલિયન ટન જેટલી રેતી એમેઝોનના જંગલોમાં જમા થાય છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ). તેમજ નાસાનો સંપૂર્ણ રિપોર્ટ વાંચવા માટે નીચેની લિંક ઉપર ક્લિક કરો...આ રેતી પોતાની સાથે એવા પોષક તત્વો લઇને જાય છે જે એમેઝોનના જંગલોમાં નથી હોતાં ખાસ કરીને ફોસ્ફરસ. ફોસ્ફરસની વૃક્ષોને ખુબ જરૂર પડે છે વૃદ્ધિ કરવા માટે. તો આ રીતે આંધી ફાયદાકારક છે.

 

https://www.nasa.gov/content/goddard/nasa-satellite-reveals-how-much-saharan-dust-feeds-amazon-s-plants

 

-

ગ્લોબલ વોર્મિંગ અને ધરતીનું તાપમાન વધવાના કારણે હવે આંધી/વાવાઝોડાની સંખ્યા અને વ્યાપકતામાં ખુબ વધારો થયો છે. 2020 જુલાઇમાં આવેલ godzilla dust storm સદીનું સૌથી મોટું dust storm હતું. સહારાના રણમાંથી ઉદભવી અને સમુદ્રને ઓળંગી તે છેક અમેરિકા સુધી પહોંચ્યુ. તેની માત્રા એટલી વધુ હતી કે નજર સામેનું દ્રશ્ય પણ જોઇ શકાતું ન હતું.

 

Ultra White Paint

 

એક એવી શોધ ઉપર નજર કરીએ જેને મીડિયામાં ખુબ કવરેજ મળ્યું. કારણ? કારણકે આ શોધ એર કન્ડીશનર(AC) ઇન્ડસ્ટ્રિઝને આવનારા થોડાં જ વર્ષોમાં ખુબ મોટો ઝટકો(એમ કહો કે મરણતોલ ફટકો) આપવા જઇ રહી છે. જી હાં, એક એવો રંગ(paint) શોધાયો છે જે ભવિષ્યમાં એસીને રિપ્લેસ કરવાની ક્ષમતા રાખે છે. તેને purdue university ના પ્રોફેસર "Xiulin Ruan" એ બનાવ્યો છે. જેને Ultra White Paint કહે છે.

-

આ પેઇન્ટ તેના ઉપર પડતા સૂર્યપ્રકાશને 98.1% પરાવર્તિત(reflect) કરી નાખે છે એટલેકે ફક્ત 1.9% જેટલા ભાગને જ શોષે છે. જ્યારે એક સામાન્ય પેઇન્ટ 80 થી 90% સૂર્યપ્રકાશને પરાવર્તિત કરે છે અને 10 થી લઇને 20% જેટલા સૂર્યપ્રકાશને શોષે છે. કોઇ વસ્તુ જેટલી પ્રકાશને વધુ શોષે તે તેટલી જ વધુ ગરમ થાય છે. સાદી ગણતરી મુજબ જે સપાટી ઉપર આ પેઇન્ટ લાગ્યો હોય તેનું તાપમાન ઓછામાં ઓછું 8.8 ડીગ્રી સેન્ટીગ્રેડ જેટલું તે ઘટાડી નાંખે છે. યાદરહે આ પ્રાથમિક અવસ્થાનું પેઇન્ટ છે, જેમજેમ તેની નવી સુધારેલ આવૃત્તિ આવતી જશે તેમતેમ તેની કાર્યક્ષમતા વધતી જશે.

-

આ પેઇન્ટની એવરેજ કૂલિંગ પાવર(સરેરાશ ઠંડક કરવાની ક્ષમતા) 113 watts/sq. meter છે. અર્થાત જો કોઇ છત કે જેનું ક્ષેત્રફળ 1000 સ્કવેર મીટર છે અને તેની ઉપર આને પેઇન્ટ કરવામાં આવે તો તેની ઠંડક કરવાની ક્ષમતા 10 કિલોવોટ હશે. આનો અંદાજો એ રીતે લગાવો કે એક દોઢ ટનનું એસી આપણને 1 થી મહત્તમ 2 કિલોવોટનું કૂલિંગ પાવર આપી શકે છે. મતલબ દોઢ ટનના પાંચ એસી કરતાં પણ આની ક્ષમતા વધુ છે. આ પેઇન્ટને ચકાસવા માટે આજ યુનિવર્સિટિ કે જે ઇન્ડિયાના(અમેરિકા) માં મૌજૂદ છે તેની છત ઉપર લગાવવામાં આવ્યો. પરીક્ષણમાં જણાયું કે દિવસે બહારના તાપમાન કરતા અંદરનું તાપમાન 8 ડીગ્રી ઓછું નોંધાયુ પરંતુ રાત્રે બહારના તાપમાન કરતા અંદરનું તાપમાન 19 ડીગ્રી જેટલુ ઓછું નોંધાયુ.

-

હવે થોડું સાયન્સ સમજી લઇએ....સૂર્યપ્રકાશ જ્યારે આપણા ઘરની દિવાલ સાથે ટકરાય છે ત્યારે મોટાભાગે તે પરાવર્તિત થઇ જાય પરંતુ જેટલો શોષાય છે તે ગરમી સ્વરૂપે કેદ થઇ જાય છે. અત્યારસુધી જેટલા પણ ગરમી અવરોધક પેઇન્ટ બનાવવામાં આવ્યા તેમાં એક ખાસ તત્વનો ઉપયોગ થતો હતો જેને titanium dioxide કહે છે. આ તત્વ visible light સાથે infrared light નજીકના(સમગ્ર infrared નહીં પરંતુ infrared નજીકના) સ્પેક્ટ્રમને પરાવર્તિત કરતા હતાં પરંતુ ultraviolet rays ને શોષી લેતા હતાં(જુઓ નીચેની ઇમેજ).

-

જ્યારે ultra white paint ની વાત કરીએ તો, તે infrared અને ultraviolet બંન્ને કિરણોને પરાવર્તિત કરે છે. આ પેઇન્ટ બનાવવા માટે સાત વર્ષ સુધી સો તત્વોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યુ. જેમાંથી એક તત્વ એવું મળ્યુ જેની પરાવર્તન ક્ષમતા સૌથી વધુ હતી. તેનું નામ છે barium sulphate. આ તત્વ પહેલેથી જ આપણે સૌંદર્ય પ્રસાધનો(cosmetics)માં વાપરીએ છીએ પરંતુ તેની concentration ફક્ત 10% જ હતી જ્યારે આ પેઇન્ટમાં તેની માત્રા 60% કરવામાં આવી. સાથેસાથે તેના કણોના કદને પણ નાના-મોટાં કરવામાં આવ્યા જેથી જ્યારે કિરણો તેમની ઉપર પડે તો વધુથી વધુ વિખેરાય(scatter થાય).

-

એસીના ગેરફાયદા જોઇ લઇએ. એસી ઘરની ગરમી લઇ તેને બાહરી વાતાવરણમાં ઠાલવે છે. આનું એક બહુ મોટું નુકસાન છે. એસી ચલાવવાના કારણે આપણા શહેરો ગરમ થઇ રહ્યાં છે, શહેરો ગરમ થઇ રહ્યાં છે માટે ઓર વધુ એસી ચલાવવા પડશે. ટૂંકમાં આ એક દુષચક્ર છે જેને urban heat island કહે છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ). આ દુષચક્રને નાથવા માટે આપણને આ પેઇન્ટની ખુબ જરૂર છે. આ પેઇન્ટની પધરામણી બે વર્ષની અંદર જ થવાની છે કેમકે તેની પેટન્ટ થઇ ચૂકી છે. રિસર્ચ કહે છે કે આ પેઇન્ટ શહેરોના 70% જેટલા એસીને રિપ્લેસ કરી નાંખશે, ગ્લોબલ વોર્મિંગ ઘટાડવામાં ખુબજ મદદરૂપ થશે. આની કિંમત 30 થી 40 ડોલર પ્રતિ ગેલન હશે અર્થાત લગભગ સામાન્ય પેઇન્ટ જેટલીજ.

નોટ:- રિસર્ચ પેપરની લિંક નીચે મૌજૂદ છે, જેથી હરકોઇ ખરાઇ કરી શકે.

 

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c02368