वैश्विक तापमान वृद्धि का विश्लेषण, 200 वर्षों का अनुमान।

परिचय: मानव युग और जलवायु प्रक्षेपवक्रों में विचलन

वैश्विक जलवायु प्रणाली एक अभूतपूर्व और तेजी से अस्थिरता के दौर में प्रवेश कर चुकी है, जो मानवजनित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण है। मानव गतिविधियों ने निर्विवाद रूप से वैश्विक तापमान में वृद्धि का कारण बना है, और वैश्विक सतह का तापमान पहले से ही 1850-1900 के पूर्व-औद्योगिक आधार रेखा से लगभग 1.1°C से 1.5°C तक बढ़ चुका है। यह वार्मिंग भौगोलिक रूप से समान नहीं है; यह भूमि क्षेत्रों पर अधिक वार्मिंग और आर्कटिक में अत्यधिक तेजी से वार्मिंग की विशेषता है, जो वैश्विक औसत से चार गुना तेजी से गर्म हो रहा है। पेरिस समझौते जैसे अंतर्राष्ट्रीय ढांचे के बावजूद, जिसका उद्देश्य वैश्विक औसत तापमान में वृद्धि को 2°C से भी कम रखना है, वर्तमान वैश्विक शमन नीतियां और राष्ट्रीय स्तर पर निर्धारित योगदान (एनडीसी) अभी भी बहुत अपर्याप्त हैं। मौजूदा नीति प्रक्षेपवक्र और लागू किए गए कार्यों से पता चलता है कि दुनिया 21वीं शताब्दी के अंत तक 2.4°C से 3.0°C तक के तापमान में वृद्धि का अनुभव करने की ओर बढ़ रही है। इसके अतिरिक्त, वैज्ञानिक साहित्य में उच्चतम उत्सर्जन परिदृश्य, जो तेजी से आर्थिक विकास, जीवाश्म ईंधन पर निरंतर निर्भरता और व्यापक जलवायु नीति विफलताओं पर आधारित हैं, 2100 तक वैश्विक तापमान में 5°C से अधिक की वृद्धि का अनुमान लगाते हैं और आने वाली शताब्दियों में यह और भी तेजी से बढ़ता रहेगा।

वैज्ञानिकों का बढ़ता हुआ मत यह है कि पृथ्वी प्रणाली तेजी से महत्वपूर्ण वैश्विक सीमाओं के करीब पहुंच रही है। क्वार्टनरी काल के दौरान पृथ्वी प्रणाली के ऐतिहासिक व्यवहार से "सीमा चक्र" का पता चलता है, जो विशिष्ट हिमयुग और अहिमयुग की चरम सीमाओं से घिरा हुआ है।9 हालांकि, वर्तमान में मानवीय गतिविधियों के कारण होने वाली तीव्र गति पृथ्वी को इस चक्रीय स्थिरता से पूरी तरह से बाहर करने का खतरा पैदा करती है। समकालीन पृथ्वी प्रणाली विज्ञान में एक प्रमुख और तेजी से मान्य चिंता "गर्म गृह पृथ्वी" (Hothouse Earth) का सिद्धांत है।9 यह सिद्धांत बताता है कि एक विशिष्ट तापमान सीमा को पार करना - संभवतः 2.0°C जितना कम - विभिन्न जैव-भौतिक प्रतिक्रिया चक्रों को सक्रिय कर सकता है।9 ये स्व-प्रबलित प्रतिक्रियाएं पृथ्वी को स्थायी रूप से गर्म अवस्था में धकेल सकती हैं, जिससे जलवायु प्रणाली मानव हस्तक्षेप की क्षमता से परे हो जाएगी, भले ही मानवीय उत्सर्जन को बाद में पूरी तरह से शून्य कर दिया जाए।9

हालांकि एक वास्तविक "अनियंत्रित ग्रीनहाउस प्रभाव"—जो कि ऐतिहासिक रूप से शुक्र ग्रह को शुष्क बनाने वाले जल वाष्प के हाइड्रोडायनामिक पलायन के समान है—पृथ्वी द्वारा अवशोषित होने वाली दीर्घतरंग विकिरण और स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम की सीमाओं के कारण, मानवजनित गतिविधियों के कारण होने की बहुत कम संभावना है। फिर भी, "गर्म ग्रह" की स्थिति एक अत्यधिक संभावित और विनाशकारी परिणाम बनी हुई है। ऐसी स्थिति में, निकट भविष्य में वैश्विक औसत तापमान पहले औद्योगिक युग के तापमान से 4°C से 5°C अधिक होगा, और समुद्र का स्तर 10 से 60 मीटर तक बढ़ जाएगा। इस परिदृश्य का मानव समाजों पर बहुत बड़ा, कभी-कभी अचानक, और निस्संदेह विघटनकारी प्रभाव पड़ेगा, जो वैश्विक स्तर पर एकीकृत सभ्यता की व्यवहार्यता को मौलिक रूप से चुनौती देगा।

इस अस्तित्वगत खतरे की गंभीरता को पूरी तरह से समझने के लिए, यह आवश्यक है कि अपर्याप्त कार्रवाई के परिणामों को केवल वर्ष 2100 तक ही न देखा जाए, जो कि एक मनमाना समय सीमा है, बल्कि भविष्य में बहुत गहराई तक देखा जाए। 200 वर्षों की अवधि का मूल्यांकन करना, विशेष रूप से वर्ष 2200 से 2300 तक, चरम तापमान परिदृश्यों के तहत, एक ऐसे पृथ्वी का स्पष्ट चित्रण प्रदान करता है जिसे मौलिक रूप से पुनर्गठित किया गया है। यह रिपोर्ट इन दीर्घकालिक प्रवृत्तियों का एक विस्तृत वैश्विक विश्लेषण प्रदान करती है। यह 2°C और 3°C के तापमान सीमांकन की तुलनात्मक मूल्यांकन से शुरू होती है, cascading (क्रमिक) टिपिंग पॉइंट्स और पृथ्वी प्रणाली के फीडबैक की जटिल प्रक्रियाओं का पता लगाती है, भविष्य की स्थितियों को मॉडल करने के लिए पुराजीवाश्मीय जलवायु अनुरूपताओं का उपयोग करती है, और 23वीं शताब्दी में ग्रह के व्यापक भौगोलिक, जैविक और सामाजिक-आर्थिक अनुमानों के साथ समाप्त होती है।

निकट भविष्य में जलवायु परिवर्तन के भौतिक और ऊष्मागतिक कारण।

"हॉथहाउस अर्थ" की ओर बढ़ते प्रक्षेपवक्र को समझने के लिए, अंतर्निहित थर्मोडायनामिक कारकों और उन प्रभावों का विश्लेषण करना आवश्यक है जो वर्तमान में मानव-जनित कारकों के पूर्ण विस्तार को अस्पष्ट करते हैं। वर्तमान तापमान वृद्धि का मुख्य कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, नाइट्रस ऑक्साइड और क्लोरोफ्लोरोकार्बन का संचय है। कार्बन डाइऑक्साइड का लंबे समय तक वातावरण में बना रहना इस बात को दर्शाता है कि उत्सर्जन तुरंत बंद होने पर भी, सिस्टम में पहले से मौजूद गर्मी सदियों तक बनी रहेगी, क्योंकि पृथ्वी के महासागर और वातावरण धीरे-धीरे एक नए तापीय संतुलन की तलाश करेंगे। मॉडलों से पता चलता है कि उन परिदृश्यों में जहां उत्सर्जन शून्य हो जाता है, वैश्विक तापमान कुछ दशकों में स्थिर हो सकता है, लेकिन सैकड़ों वर्षों तक ऐतिहासिक औसत से ऊपर बना रहेगा, और 2300 तक केवल आधा डिग्री तक ही ठंडा होगा।

हालाँकि, वर्तमान में तापमान में वृद्धि की दर को कृत्रिम रूप से कम किया जा रहा है, जो कि मानवजनित वायु प्रदूषण, विशेष रूप से सल्फर एरोसोल द्वारा बनाए गए एक छिपे हुए "सूर्यछाया" प्रभाव के कारण है। ये एरोसोल आने वाली सौर विकिरण को वापस अंतरिक्ष में परावर्तित करते हैं, जिससे वर्तमान में वैश्विक तापमान में लगभग 0.5°C की कमी आती है। जैसे-जैसे वैश्विक स्तर पर वायु प्रदूषण को कम करने के प्रयास, विशेष रूप से जहाजों के लिए सल्फर उत्सर्जन को कम करने के उद्देश्य से बनाए गए नियम, लागू होते जा रहे हैं, यह सुरक्षात्मक एरोसोल शीतलन तेजी से कम हो रहा है। इस सूर्यछाया प्रभाव की समाप्ति, साथ ही ग्रीनहाउस गैसों का संचय और कम बादल आवरण में कमी, ने 2020 के मध्य दशक में देखे गए अत्यधिक तापमान वृद्धि में योगदान दिया है, जिससे पता चलता है कि पृथ्वी के तापमान में वृद्धि की दर रैखिक अनुमानों से अधिक तेजी से बढ़ रही है।

इस त्वरण का तात्पर्य है कि पृथ्वी की संतुलन जलवायु संवेदनशीलता (ECS) - वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने पर अपेक्षित तापमान वृद्धि की मात्रा - पारंपरिक औसत अनुमानों से काफी अधिक हो सकती है। यदि जलवायु संवेदनशीलता वितरण वक्र के उच्च अंत पर है, तो वैश्विक तापमान में वृद्धि के 2050 से पहले ही महत्वपूर्ण 2°C की सीमा को पार करने की अत्यधिक संभावना है, जिससे अनुकूलन के लिए उपलब्ध समय बहुत कम हो जाएगा और अपरिवर्तनीय बदलावों को शुरू करने की संभावना बहुत बढ़ जाएगी।

भिन्न वास्तविकताएं: 2°C बनाम 3°C तापमान सीमाएँ

1.5°C, 2.0°C और 3.0°C के वैश्विक तापमान में वृद्धि के बीच का अंतर केवल असुविधा की एक सीधी प्रगति नहीं है; यह जलवायु जोखिमों, प्रणालीगत कमजोरियों और संरचनात्मक नुकसानों का एक घातांकीय विस्तार दर्शाता है। अंतर-सरकारी पैनल ऑन क्लाइमेट चेंज (आईपीसीसी) इस बात पर जोर देता है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, एक साथ होने वाले और श्रृंखला प्रतिक्रिया वाले खतरों की आवृत्ति और तीव्रता मानव और पारिस्थितिक दोनों प्रणालियों की अनुकूलन क्षमता को पार कर जाएगी, जिससे ऐसे सीमा-पार प्रभाव पैदा होंगे जिन्हें नियंत्रित करना असंभव होगा। 2°C और 3°C के बीच के अंतर का विश्लेषण एक गंभीर रूप से तनावग्रस्त ग्रह और एक ऐसे ग्रह के बीच की सीमा को दर्शाता है जो अनियंत्रित प्रणालीगत पतन की स्थिति में प्रवेश कर रहा है।

पारिस्थितिकीय बदलाव और जैव विविधता का पतन

2°C के तापमान में वृद्धि पर, स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्रों पर गंभीर दबाव पड़ता है, लेकिन कई पारिस्थितिक तंत्र अपनी मूलभूत कार्यक्षमता बनाए रखते हैं, हालांकि वे क्षयग्रस्त अवस्था में होते हैं। हालांकि, यहां तक कि इस "कम" स्तर पर भी, जैविक प्रभाव चौंकाने वाले हैं। वर्तमान अनुमानों से पता चलता है कि 2°C की तापमान वृद्धि पर, दुनिया भर में लगभग 18% कीड़े, 16% पौधे और 8% कशेरुकी जीव अपने भौगोलिक वितरण के आधे से अधिक हिस्से को खो देंगे। लगभग 13% पृथ्वी का भूमि क्षेत्र, आर्कटिक टुंड्रा के बोरोयल जंगल में बदलने जैसे, बड़े पैमाने पर पारिस्थितिक बदलावों का अनुभव करने की संभावना है। क्रायोस्फीयर में भी प्रभाव समान रूप से गहरा है; परमाफ्रॉस्ट का पिघलना अत्यधिक स्पष्ट हो जाता है, जिसमें अनुमान है कि 2100 तक आर्कटिक के 35% से 47% परमाफ्रॉस्ट पिघल जाएगा, जो लगभग ऑस्ट्रेलिया के तीन-चौथाई आकार के क्षेत्र के बराबर है। इसके अलावा, बर्फमुक्त आर्कटिक ग्रीष्म ऋतुओं की आवृत्ति कम से कम हर दस वर्षों में एक बार हो जाती है, जो अर्ध-गोलीय मौसम के पैटर्न और शीतकालीन महासागरीय परिसंचरण को मौलिक रूप से बदल देती है।

2°C से 3°C या उससे अधिक में वृद्धि होने पर, पारिस्थितिकी तंत्र का ढांचा ध्वस्त हो जाता है और सामूहिक विलुप्ति की प्रक्रिया शुरू हो जाती है। 3°C पर, जलवायु से संबंधित खतरों से प्रभावित भौगोलिक क्षेत्र काफी बढ़ जाते हैं, जिससे क्षेत्रीय असमानताएं बढ़ जाती हैं और कई पारिस्थितिक तंत्र अपनी अनुकूलन क्षमता की सीमा से आगे निकल जाते हैं। 24 समुद्र की कार्बन को अवशोषित करने की क्षमता, अम्लीकरण और तापीय परतों में वृद्धि के कारण, तेजी से कम हो जाती है। 7 अम्लीकरण बढ़ने से अरागोनाइट और अन्य कार्बोनेट खनिजों की उपलब्धता कम हो जाती है, जिसका समुद्री जीवों पर गंभीर प्रभाव पड़ता है, समुद्री खाद्य श्रृंखला की मूलभूत संरचना बाधित होती है, और उष्णकटिबंधीय प्रवाल भित्तियों के व्यापक और अपरिवर्तनीय विनाश की शुरुआत होती है। 7 3°C पर, जलवायु परिवर्तन की गति, अधिकांश स्थलीय वनस्पतियों और जीवों के प्रवास करने की क्षमता से कहीं अधिक है, जिससे स्थानीय पारिस्थितिक परिवर्तनों से वैश्विक स्तर पर विलुप्ति की घटनाएं होने लगती हैं।

कृषि उत्पादन में कमी और खाद्य सुरक्षा का टूटना

कृषि क्षेत्र, बढ़ती गर्मी के सामने मानवीय प्रणाली की कमजोरी का एक प्रमुख संकेत है। फसल उत्पादन अत्यधिक गर्मी, अनियमित वर्षा, कीटों के वितरण में परिवर्तन और मिट्टी की नमी के क्षरण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। 2°C की वृद्धि में, कृषि अनुकूलन तेजी से कठिन और अधिक महंगा हो जाता है, खासकर अफ्रीका के सहेल क्षेत्र और दक्षिण एशिया जैसे ऐतिहासिक रूप से कमजोर क्षेत्रों में, जहाँ गेहूं जैसी फसलें पहले से ही अपनी थर्मल सीमा के करीब हैं। 26

3°C तापमान वृद्धि पर, वैश्विक खाद्य प्रणाली की संरचनात्मक अखंडता गंभीर रूप से कमजोर होने लगती है। तापमान और कृषि के बीच संबंधों को मॉडलिंग करने वाले शोध से पता चलता है कि वैश्विक तापमान में प्रत्येक अतिरिक्त डिग्री सेल्सियस वृद्धि के साथ, दुनिया की भोजन उत्पादन क्षमता प्रति व्यक्ति प्रति दिन 120 कैलोरी कम हो जाती है, जो वर्तमान दैनिक खपत में 4.4% की कमी को दर्शाता है। 3°C पर, वर्तमान में अत्यधिक उत्पादक क्षेत्र, जैसे कि अमेरिकी मध्यपश्चिम, जिसे अक्सर "मकई का बेल्ट" कहा जाता है, को भारी और व्यवस्थित रूप से उपज में कमी का सामना करना पड़ेगा, जिससे उनकी कृषि क्षमता मौलिक रूप से बदल जाएगी।

जलवायु परिवर्तन के कारण होने वाले तनावों से फसल उत्पादन में होने वाली हानि, कार्बन डाइऑक्साइड के शारीरिक प्रभावों से और बढ़ जाती है; बढ़ते CO2 स्तर आश्चर्यजनक रूप से गेहूं की उपज में 13% की कमी और चावल जैसी मुख्य फसलों के पोषण घनत्व (प्रोटीन, खनिज और विटामिन) में एक महत्वपूर्ण कमी से जुड़े हैं। इसके अलावा, जलवायु परिवर्तन कीट परागणकों की गिरावट में भी महत्वपूर्ण योगदान देता है, जो दुनिया की 75% प्रमुख खाद्य फसलों के प्रसार के लिए आवश्यक हैं। 3°C की दुनिया में, घटती हुई उपज, घटते पोषण मूल्य और परागणकों के पतन का संयोजन, लाखों लोगों को गंभीर और स्थायी खाद्य असुरक्षा में धकेलने का खतरा है, जिससे मानव अस्तित्व का आधार विकास से मात्र अस्तित्व में बदल सकता है।

जलवायु सीमांकों का तुलनात्मक मैट्रिक्स

इन महत्वपूर्ण सीमाओं के बीच गहरे अंतर को मापने और दृश्यात्मक रूप से समझने के लिए, निम्नलिखित तालिका में 2°C पर होने वाले अनुमानित प्रभावों और 3°C या उससे अधिक के उस रास्ते के प्रभावों का विवरण दिया गया है, जो अनियंत्रित वार्मिंग की ओर ले जाता है।

प्रणाली / पर्यावरणीय मापदंड

2.0°C वैश्विक वार्मिंग पर प्रभाव

3.0°C+ वार्मिंग पर प्रभाव (अनियंत्रित वार्मिंग की ओर)

समुद्र स्तर में वृद्धि (2100 तक)

लगभग 0.46 मीटर, 1986-2005 के स्तर के सापेक्ष। 23. तटीय क्षेत्रों में बाढ़ का खतरा 79 मिलियन लोगों तक है। 23

1.0 से 2.0 मीटर तक पहुंच सकता है, जो ध्रुवीय बर्फ की चादरों के तेजी से संरचनात्मक टूटने के कारण है। 28. करोड़ों लोग विस्थापित होंगे।

बर्फमंडल और परमाफ्रॉस्ट

2100 तक 35% से 47% आर्कटिक परमाफ्रॉस्ट पिघल जाएगा। 23. आर्कटिक में ग्रीष्मकालीन समुद्री बर्फ प्रति दशक कम से कम एक बार गायब हो जाएगी। 23

ग्रीष्मकालीन आर्कटिक समुद्री बर्फ का लगभग पूर्ण और स्थायी नुकसान। ग्रीनलैंड और पश्चिमी अंटार्कटिक बर्फ की चादरों के लिए अपरिवर्तनीय महत्वपूर्ण बिंदुओं को पार करने का अत्यधिक जोखिम। 9

जैव विविधता और पारिस्थितिकी तंत्र

18% कीड़े, 16% पौधे और 8% कशेरुकी अपने भौगोलिक क्षेत्र का 50% से अधिक खो देंगे। 23. 13% भूमि में पारिस्थितिकी तंत्र में बदलाव होगा। 23

बड़े पैमाने पर विलुप्ति की गति तेज हो जाएगी। पारिस्थितिकी तंत्र में होने वाले बदलाव अधिकांश स्थलीय प्रजातियों के प्रवास की गति से कहीं अधिक होंगे। व्यापक रूप से मूंगा चट्टानों का विनाश होगा। 7

कृषि और खाद्य प्रणालियाँ

कम अक्षांशों में मत्स्य पालन के लिए मध्यम से उच्च जोखिम। 17. अनुकूलन की बढ़ती लागत, स्थानीय स्तर पर मुख्य फसलों क��� पैदावार में गिरावट। 26

सिस्टमगत वैश्विक फसल उत्पादन में विफलता। प्रति व्यक्ति प्रतिदिन अनुमानित ~360 कैलोरी का नुकसान। प्रमुख कृषि क्षेत्र (जैसे, अमेरिकी मध्यपश्चिम, भारत) मुख्य फसलों के लिए अव्यवहार्य हो जाते हैं।27

मानव आवास और गर्मी

अत्यधिक गर्मी की लहरें आम हो जाती हैं। अत्यधिक विकसित क्षेत्रों में अनुकूलन कठिन है, लेकिन ज्यादातर बना रहता है।31

गीले बल्ब का तापमान भूमध्य रेखा और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में तेजी से 35°C के शारीरिक सीमा को छूता या उससे अधिक हो जाता है, जिससे विशाल क्षेत्र घातक हो जाते हैं।32

मैक्रोइकॉनॉमिक प्रभाव

जीडीपी में महत्वपूर्ण गिरावट; बीमा प्रीमियम में वृद्धि; बाढ़ संभावित क्षेत्रों में स्थानीय स्तर पर बीमा कवरेज की कमी।21

सिस्टमगत वित्तीय संकुचन। वैश्विक बीमा बाजारों का पतन। "ग्रह की दिवालियापन" का जोखिम, क्योंकि नुकसान गैर-रैखिक और गैर-मापने योग्य हो जाते हैं।18

अत्यधिक वार्मिंग की वास्तुकला: झरना प्रभाव वाले महत्वपूर्ण मोड़।

स्थिर 2°C के वातावरण से एक अनियंत्रित 4°C या उससे अधिक के "हॉथौस अर्थ" वातावरण में परिवर्तन होने की संभावना बहुत कम है, और यह प्रक्रिया सुगम, क्रमिक या रैखिक होने की संभावना नहीं है। पृथ्वी का तंत्र जटिल जैवभौतिक फीडबैक लूपों के एक जटिल जाल द्वारा संचालित होता है। ये "टिपिंग तत्व" एक ग्रह मशीनरी की तरह काम करते हैं, जो एक बार जब किसी महत्वपूर्ण तनाव सीमा को पार कर जाती है, तो प्रणाली को मौलिक रूप से, तेजी से और अपरिवर्तनीय रूप से एक नए संचालन मोड में बदल सकती है।10 "हॉथौस अर्थ" परिकल्पना का सबसे चिंताजनक पहलू यह है कि इन तत्वों का आपस में अटूट संबंध है; एक तत्व को प्रभावित करने से एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हो सकती है जो अन्य तत्वों को उनकी संबंधित सीमाओं से आगे धकेलती है, जिससे जलवायु प्रणाली पूरी तरह से मानवीय नियंत्रण से बाहर हो जाती है।10

क्रायोस्फेयर-महासागर परिसंचरण संबंध

इस ग्रह संबंधी श्रृंखला प्रतिक्रिया की शुरुआत में, डोमिनो प्रभाव मुख्य रूप से ध्रुवीय क्षेत्रों में दिखाई देता है। वैश्विक तापमान में वृद्धि के साथ, ग्रीनलैंड के बर्फ के विशाल भंडार का तेजी से और निरंतर पिघलना उत्तरी अटलांटिक महासागर में बड़ी मात्रा में ठंडे, ताजे पानी को प्रवाहित करता है। इस ताजे पानी के प्रवाह से अटलांटिक मेरिडियननल ओवरटर्निंग सर्कुलेशन (AMOC) को चलाने वाले तापमान और लवणता घनत्व के नाजुक संतुलन में बदलाव आता है। AMOC समुद्र की धाराओं का एक विशाल तंत्र है जो गर्मी के वैश्विक संवहन प्रणाली के रूप में कार्य करता है। यद्यपि इस बात में मध्यम निश्चितता है कि AMOC 2100 से पहले पूरी तरह से और अचानक ढह नहीं जाएगा, लेकिन इसके बाद इसके गंभीर रूप से कमजोर होने या ढहने से क्षेत्रीय और वैश्विक मौसम के स्वरूपों में कट्टरपंथी और अचानक बदलाव आ सकते हैं।

यदि एएमओसी (AMOC) में काफी कमजोरी आती है या वह बंद हो जाता है, तो यह इंटरट्रोपिकल कन्वर्जेंस ज़ोन (intertropical convergence zone) को मौलिक रूप से बाधित करता है, जो दुनिया भर में उष्णकटिबंधीय वर्षा के वितरण को निर्धारित करता है। यह व्यवधान अमेज़ॅन वर्षावन के जल चक्र को प्रत्यक्ष और गंभीर रूप से प्रभावित करता है। वर्षा में कमी और कृत्रिम रूप से लंबे शुष्क मौसम अमेज़ॅन को उसकी अपनी सीमा से आगे धकेल देते हैं, जिससे वर्षावन में बड़े पैमाने पर, व्यवस्थित रूप से विनाश होता है।10 अमेज़ॅन, जो वर्तमान में ग्रह के सबसे महत्वपूर्ण कार्बन सिंकों में से एक के रूप में कार्य करता है, तेजी से एक विशाल कार्बन स्रोत में परिवर्तित हो जाएगा। मरते हुए जंगल का क्षरण और दहन अरबों टन संग्रहीत कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ देगा, जिससे वैश्विक तापमान में और तेजी आएगी और उन सटीक तंत्रों को मजबूत किया जाएगा जिन्होंने इसके विनाश को जन्म दिया।36

परमाफ्रोस्ट का पिघलना और मीथेन फीडबैक लूप

उसी समय, उच्च उत्तरी अक्षांशों में तापमान में वृद्धि, जहाँ आर्कटिक का तापमान वैश्विक औसत से चार गुना अधिक गति से बढ़ रहा है, उत्तरी परमाफ्रोस्ट के पिघलने को तेज करता है।3 आर्कटिक के आसपास फैली हुई परमाफ्रोस्ट मिट्टी, जो अलास्का से लेकर कनाडा और साइबेरिया तक फैली हुई है, में भारी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ जमा हैं, जिनका अनुमान सैकड़ों अरब टन है - जो वर्तमान में पूरी वायुमंडल में मौजूद कार्बन की मात्रा का लगभग दोगुना है।39 जैसे ही ये प्राचीन मिट्टी पिघलती है, कार्बनिक पदार्थों का सूक्ष्मजीवों द्वारा अपघटन तेज होता है, जिससे बड़ी मात्रा में ग्रीनहाउस गैसें निकलती हैं।40

इस संस्करण का एक महत्वपूर्ण घटक मीथेन (CH4) है, जो एक ग्रीनहाउस गैस है। यह कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में बहुत कम समय तक वातावरण में रहता है, लेकिन 100 वर्षों के पैमाने पर, प्रति अणु 28 गुना अधिक कुशलता से गर्मी को फंसाता है। जलवायु विज्ञान समुदाय में ऐतिहासिक रूप से, अक्सर "क्लाथ्रेट बंदूक परिकल्पना" पर चिंताएं रहती थीं, जिसके अनुसार गर्म समुद्र उथले, भूमिगत मीथेन हाइड्रेट्स के अचानक और विस्फोटक विघटन को ट्रिगर कर सकते हैं, जिससे वायुमंडल में विनाशकारी और तत्काल वार्मिंग हो सकती है। हालांकि, NOAA जैसी संस्थाओं द्वारा किए गए हालिया व्यापक मॉडलिंग और अनुसंधान से पता चलता है कि जबकि क्लाथ्रेट बंदूक परिदृश्य एक सैद्धांतिक जोखिम बना हुआ है, पिघलते परमाफ्रॉस्ट से ग्रीनहाउस गैसों का एक अधिक क्रमिक, दीर्घकालिक और घातक उत्सर्जन वर्तमान वास्तविकता है।

यह क्रमिक रूप से होने वाली बर्फ पिघलना, "मीथेन बम" जैसी अचानक घटनाओं की तरह नाटकीय नहीं हो सकती है, लेकिन इसका दीर्घकालिक तापीय प्रभाव पूरी तरह से विनाशकारी बना रहता है। 2100 तक, परमाफ्रॉस्ट के पिघलने से होने वाले कुल कार्बन उत्सर्जन 32 से 104 पेटोग्राम कार्बन (PgC) तक हो सकते हैं, जो विशिष्ट तापमान नियंत्रण के तरीके पर निर्भर करता है।43 इसके अलावा, अचानक पिघलने की प्रक्रियाएं, जहां बड़ी मात्रा में बर्फ से भरपूर परमाफ्रॉस्ट पिघल जाता है और जमीन को थर्मोकारस्ट झीलों में ढहने का कारण बनता है, स्व-स्थायी, स्थानीय स्तर पर होने वाली स्थितियां बन सकती हैं जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 40% तक बढ़ा सकती हैं।35 एक अत्यधिक गर्म होने की स्थिति में, परमाफ्रॉस्ट कार्बन फीडबैक वायुमंडल में कार्बन की मात्रा को बढ़ाने वाला एक लगातार, स्वतंत्र तंत्र के रूप में कार्य करता है, जो प्रभावी रूप से पारंपरिक उत्सर्जन में कमी के माध्यम से जलवायु को स्थिर करने के लिए किए जा रहे मानवीय प्रयासों को निष्प्रभावी कर देता है।11

बर्फ की चादरों की अस्थिरता और वापसी का कोई रास्ता नहीं.

अंतिम, और संभवतः सबसे अधिक भौतिक रूप से परिवर्तनकारी, तत्व जो "टिपिंग" की श्रृंखला में शामिल हैं, वे हैं अंटार्कटिक और ग्रीनलैंड के बर्फ के विशालकाय चादरें। ये विशाल बर्फ के भंडार पहले से ही अस्थिर होने के संकेत दिखा रहे हैं, जो आईपीसीसी द्वारा अनुमानित सबसे खराब परिदृश्यों के अनुरूप हैं। 1992 और 2020 के बीच, ध्रुवीय बर्फ के विशालकाय चादरों ने 7,560 अरब टन बर्फ खो दी, और पिघलने की उच्चतम दरें हाल के दशक में दर्ज की गई हैं। ग्रीनलैंड और पश्चिमी अंटार्कटिक में "टिपिंग" की प्रक्रियाएं संभवतः पहले से ही शुरू हो चुकी हैं। जब इन समुद्री-आधारित बर्फ के विशालकाय चादरों की "ग्राउंडिंग लाइनें" महत्वपूर्ण उप-ग्लेशियल रिज से पीछे हट जाती हैं, तो चट्टानों का ज्यामितीय आकार यह सुनिश्चित करता है कि बर्फ का नुकसान एक अनियंत्रित और आत्मनिर्भर प्रक्रिया बन जाती है, जो महासागरीय गर्मी से संचालित होती है, चाहे वायुमंडलीय तापमान में बाद में कोई भी बदलाव हो। इन सीमाओं को पार करने का मतलब है कि ग्रह को सहस्राब्दियों तक अनियंत्रित समुद्र स्तर में वृद्धि का सामना करना पड़ेगा।

प्राचीन जलवायु के अनुरूप: अतीत को देखकर भविष्य को समझना।

जलवायु की स्थिति, जैविक वितरण और एक ऐसे ग्रह के भौतिक भूगोल को सटीक रूप से समझने के लिए, जिस पर अत्यधिक ग्रीनहाउस प्रभाव पड़ रहा है, पृथ्वी प्रणाली वैज्ञानिक और प्राचीन जलवायु विज्ञानी भूवैज्ञानिक सादृश्य पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। आधुनिक, मानव-जनित प्रभावों की अभूतपूर्व दर का मतलब है कि हम एक अज्ञात क्षेत्र में प्रवेश कर रहे हैं; हालांकि, अनुमानित निकट भविष्य और दूर के भविष्य की जलवायु की तुलना पिछले 50 मिलियन वर्षों के भूवैज्ञानिक अवधियों से करके, शोधकर्ता अत्यधिक गर्म हुए ग्रह के लिए मजबूत अनुभवजन्य आधार स्थापित कर सकते हैं।49

मध्य प्लियोसीन गर्म अवधि (3.3 - 3.0 मिलियन वर्ष पहले)

मध्य प्लियोसीन गर्म अवधि (mPWP) 2°C से 3°C तक गर्म हुए एक ग्रह के लिए सबसे निकटतम भूवैज्ञानिक सादृश्य के रूप में कार्य करती है।50 इस युग के दौरान, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगभग 400 पार्ट्स प्रति मिलियन वॉल्यूम (ppmv) था—एक सांद्रता जो वर्तमान स्तरों के समान है—लेकिन पृथ्वी प्रणाली को एक तापीय और गतिशील संतुलन की स्थिति तक पहुंचने के लिए पर्याप्त समय दिया गया था।49 नतीजतन, वैश्विक औसत वार्षिक सतह तापमान, औद्योगिक क्रांति से पहले के स्तरों से 1.8°C से 3.6°C अधिक था।49

मध्य प्लायोसीन युग में, ग्रह का भौतिक भूगोल और जैविक वितरण, होलोसीन युग की तुलना में काफी भिन्न था, इसके मुख्य कारण थे ग्लेशियरों का बहुत कम विस्तार और समुद्री जल चक्रण में बदलाव। मॉडल सिमुलेशन और जीवाश्म वनस्पति डेटा से पता चलता है कि मध्य और उच्च अक्षांशों पर तापमान में भारी वृद्धि हुई थी, जो 70° उत्तर अक्षांश से ऊपर आज की तुलना में 10°C से 20°C तक अधिक था। यह अत्यधिक उच्च अक्षांशीय गर्मी उत्तरी वनों को आर्कटिक क्षेत्र में गहराई तक फैलने में सक्षम बनाती है, जिससे उन प्रजातियों जैसे कि तीन-उंगली वाले घोड़े और विशाल ऊंटों के लिए वन पारिस्थितिक तंत्र का निर्माण हुआ। टुंड्रा और ताइगा के सीमाएं नाटकीय रूप से उत्तर की ओर स्थानांतरित हो गई, जबकि अफ्रीका और ऑस्ट्रेलिया में विशाल घास के मैदान और उष्णकटिबंधीय वन फैल गए। इसके अतिरिक्त, सबूत बताते हैं कि मध्य प्लायोसीन गर्म अवधिनियम (mPWP) के दौरान उष्णकटिबंधीय चक्रवातों की तीव्रता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई थी, जो भविष्य के मानवजनित तापन के अनुमानों के अनुरूप है। यदि वर्तमान उत्सर्जन लक्ष्यों को पूरा किया जाता है, लेकिन उनसे अधिक नहीं, तो 2100 तक पृथ्वी की जलवायु और जीवमंडल का वितरण मध्य प्लायोसीन युग के समान होगा।

प्रारंभिक ईओसीन जलवायु इष्टतम (लगभग 50 मिलियन वर्ष पहले)

यदि पृथ्वी प्रणाली "हॉथौस अर्थ" की सीमा को पार कर जाती है और एक अनियंत्रित, तीव्र-उत्सर्जन परिदृश्य (जैसे कि विस्तारित प्रतिनिधि सांद्रता पथ 8.5, या एसएसपी5-8.5) के तहत 2200 से 2300 तक के अनुमानों के लिए, प्रारंभिक ईओसीन जलवायु चरम (ईईसीओ) ग्रह के चरम ऊष्मागतिकी को समझने के लिए सबसे सटीक प्राचीन जलवायु अनुरूपता है।

ईईसीओ, काइनोzoic युग की सबसे गर्म और निरंतर अवधि थी। यह तीव्र अति-तापीय घटनाओं की एक श्रृंखला से शुरू हुआ था - जिसमें संभवतः विशाल ज्वालामुखी विस्फोट या समुद्री मीथेन हाइड्रेट्स का अस्थिर होना शामिल था - जिसके परिणामस्वरूप वातावरण में कार्बन का भारी और निरंतर प्रवाह हुआ। ईईसीओ के दौरान, वैश्विक औसत वार्षिक सतह तापमान ने आश्चर्यजनक स्तर तक पहुंच गया, जो कि 20वीं शताब्दी के अंत के तापमान से 13°C ± 2.6°C अधिक होने का अनुमान है। वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता लगभग 1,400 पीपीएम तक बढ़ गई। इन परिस्थितियों में, ग्रह पर स्थायी ध्रुवीय बर्फ बिल्कुल नहीं थी, और समुद्र का स्तर आज की तुलना में काफी अधिक था।

विस्तारित आरसीपी8.5 परिदृश्य के तहत, अनुमान है कि वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता वर्ष 2250 तक लगभग 2,000 पीपीएम तक पहुंच जाएगी, जो औद्योगिक युग से पहले के स्तर से लगभग सात गुना अधिक है। यह अत्यधिक विकिरण बल वैश्विक औसत तापमान में 7.8°C की वृद्धि का कारण बनेगा (संभावित रेंज 3.0°C से 12.6°C तक)। 23वीं सदी के अंत (2281-2300) में, इन उच्च स्तरों पर, जलवायु संवेदनशीलता (ईसीएस) गैर-रेखीय रूप से बढ़ जाती है। ईओसीन की स्थितियों का अनुकरण करने वाले उन्नत जलवायु मॉडल से पता चलता है कि जैसे-जैसे आधार तापमान बढ़ता है, जलवायु प्रणाली कार्बन डाइऑक्साइड में बाद की वृद्धि के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाती है, जिससे ईओसीन संवेदनशीलता 6.6°C प्रति कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने की दर से अधिक होने का संकेत मिलता है। इसलिए, 2250 से 2300 के वर्षों के बीच, कार्बन उत्सर्जन का एक अनियंत्रित मार्ग एक ऐसे पृथ्वी का निर्माण करेगा जो ईईसीओ (EECO) के समान परिस्थितियों का अनुभव करेगा, जिसमें बर्फ से रहित पृथ्वी, गहरे समुद्री तापीय पटल, एक अत्यधिक सक्रिय जल चक्र और मौलिक रूप से परिवर्तित जैवमंडल शामिल होंगे।

200-वर्षीय परिदृश्य

: वर्ष 2200-2300 में पृथ्वी का भौतिक भूगोल।

अनुमानित जलवायु प्रवृत्तियों को 200 वर्षों के लिए आगे बढ़ाकर, एक ऐसी स्थिति में जहां तापमान तेजी से बढ़ता है (RCP8.5 / SSP5-8.5), पता चलता है कि पृथ्वी, लगभग हर उस भौतिक मापदंड में, जो हम वर्तमान में माप सकते हैं, आधुनिक मानव सभ्यता से बिल्कुल अलग होगी। ग्रह का भौतिक भूगोल, ध्रुवीय बर्फ की चादरों के विनाशकारी विघटन और समुद्रों के लगातार, तीव्र विस्तार के कारण पूरी तरह से बदल जाएगा।

बर्फीले क्षेत्र का विनाश और अटूट समुद्र स्तर में वृद्धि

23वीं सदी में पृथ्वी की सतह में सबसे गहरा, स्थायी और दृश्यमान परिवर्तन वैश्विक औसत समुद्र स्तर में विनाशकारी वृद्धि होगी, जो ध्रुवीय बर्फ की चादरों के संरचनात्मक टूटने के कारण होगी। जबकि सार्वजनिक नीति और मीडिया की चर्चा आमतौर पर 2100 तक समुद्र स्तर में वृद्धि पर ध्यान केंद्रित करती है—अक्सर 0.6 से 2.0 मीटर के बीच अनुमानित— थर्मोडायनामिक वास्तविकता यह है कि समुद्रों की विशाल तापीय जड़ता और बर्फ की चादरों की गतिशीलता के अपरिवर्तनीय निर्णायक बिंदु यह सुनिश्चित करते हैं कि समुद्र स्तर हजारों वर्षों तक तेजी से बढ़ते रहेंगे।

अत्यधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन परिदृश्य (SSP5-8.5) के तहत, ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका से बर्फ के पिघलने की गति सबसे खराब संभावित मॉडलिंग मापदंडों के अनुरूप है। 2200 तक, अनुमान है कि पश्चिमी अंटार्कटिक बर्फ की चादर (WAIS) लगभग पूरी तरह से पिघल जाएगी। WAIS विशेष रूप से कमजोर है क्योंकि इसके अधिकांश द्रव्यमान शुष्क भूमि पर नहीं, बल्कि चट्टानी नींव पर स्थित है जो अंदर की ओर ढलान बनाती है और समुद्र तल से 2.5 किलोमीटर तक नीचे तक जाती है। गर्म परिधिपूर्ण गहरे पानी (Circumpolar Deep Water) जब बर्फ की चादरों के अंदर प्रवेश करता है, तो यह बर्फ को नीचे से तेजी से पिघलाता है, जिससे "ग्राउंडिंग रेखा" गहराई में समुद्र के बेसिनों की ओर पीछे हटती है। यह प्रक्रिया, जिसे "समुद्री बर्फ की चादर अस्थिरता" (Marine Ice Sheet Instability - MISI) कहा जाता है, एक बार शुरू होने के बाद एक अटूट, स्व-निरंतर भौतिक प्रक्रिया बन जाती है, जो समुद्र में तेजी से बर्फ के बहाव को बढ़ावा देती है।

वर्ष 2300 तक, लगातार 4.5°C से अधिक तापमान वृद्धि के परिदृश्य में, तापीय प्रभाव इतना तीव्र हो जाता है कि पूर्वी अंटार्कटिक हिमखंड (ईएआईएस) में भी अस्थिरता आ जाती है, जिसमें ग्रह के अधिकांश ताज़ा पानी जमा है। 16 संयुक्त हिमखंड मॉडलों से प्राप्त दीर्घकालिक अनुमानों से पता चलता है कि 2300 तक, केवल अंटार्कटिका के पिघलने से समुद्र का स्तर लगभग 10 मीटर तक बढ़ सकता है। जब इसे ग्रीनलैंड के हिमखंड (जिसमें लगभग 7 मीटर समुद्र स्तर के बराबर पानी है) के पूर्ण विघटन और गर्म समुद्री पानी के महत्वपूर्ण तापीय विस्तार के साथ जोड़ा जाता है, तो अनुमान है कि 2300 तक वैश्विक औसत समुद्र स्तर 15 मीटर से अधिक हो सकता है। इसके अलावा, इससे अगले सहस्राब्दियों में समुद्र स्तर में 40 मीटर तक की दीर्घकालिक वृद्धि होगी, प्रभावी रूप से पृथ्वी को हिमयुग से पहले की स्थलाकृति पर वापस ले जाया जाएगा।

वैश्विक तटरेखाओं का पुनर्गठन

2300 तक वैश्विक समुद्र स्तर में 15 मीटर की वृद्धि वर्तमान में मानव सभ्यता की भौगोलिक संरचना को प्रभावी रूप से डुबो देगी। बड़े जल निकायों के किनारे स्थित समतल तटीय भूमि और चौड़े नदी डेल्टा पूरी तरह से और स्थायी रूप से डूब जाएंगे।

इस स्तर की जलमग्नता के साथ, सभी सात महाद्वीपों के मानचित्रों को पूरी तरह से फिर से बनाने की आवश्यकता होगी। उत्तरी अमेरिका में, फ्लोरिडा राज्य का पूरा भाग, खाड़ी तट का संपूर्ण क्षेत्र और घनी आबादी वाला पूर्वी तट जलमग्न हो जाएगा, जिससे तटरेखा सैकड़ों मील अंदर तक धकेल दी जाएगी और प्रमुख आर्थिक केंद्र नष्ट हो जाएंगे। एशिया में, गंगा, मेकांग और यांग्त्ज़ी नदियों के घनी आबादी वाले और कृषि के लिए महत्वपूर्ण डेल्टा क्षेत्र समुद्र की लहरों के नीचे गायब हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप सैकड़ों लाखों लोग स्थायी रूप से विस्थापित हो जाएंगे। बहामास, मालदीव, तुवालु और मार्शल द्वीप जैसे द्वीप राष्ट्र पूरी तरह से अस्तित्व में नहीं रहेंगे। वैश्विक स्तर पर, कृषि भूमि के विशाल क्षेत्र और प्रमुख शहरी केंद्र, जिनमें बैंकॉक, मियामी, शंघाई और कोलकाता शामिल हैं, उथले समुद्री पारिस्थितिक तंत्र में बदल जाएंगे। मानव सभ्यता को लगातार, अराजक, सदियों तक उच्च स्थानों की ओर पीछे हटने के लिए मजबूर होना पड़ेगा, जिससे खरबों डॉलर के बुनियादी ढांचे को त्यागना पड़ेगा।

बायोम परिवर्तन: अंटार्कटिका का हरा-भरा होना और बंजर उष्णकटिबंधीय क्षेत्र।

जैसे-जैसे भूमध्य रेखा और मध्य अक्षांशों के क्षेत्र जीवन के लिए तेजी से प्रतिकूल होते जा रहे हैं, ध्रुवीय क्षेत्रों में अभूतपूर्व जैविक पुनरुद्धार होगा। "अंटार्कटिका का हरियाण" एक ऐसी घटना है जो आज से ही देखी जा सकती है; उपग्रह डेटा से पता चलता है कि 1986 से अंटार्कटिक प्रायद्वीप पर वनस्पति आवरण में दस गुना से अधिक वृद्धि हुई है, और 2016 के बाद से यह वृद्धि बहुत तेज हुई है। वर्तमान में, यह क्षेत्र धीरे-धीरे बढ़ने वाली काई, लाइकेन और शैवाल से आच्छादित है, लेकिन 2300 तक अंटार्कटिक प्रायद्वीप में अनुमानित 4°C से 8°C तक की गर्मी में वृद्धि महाद्वीप के जीव विज्ञान में मौलिक और स्थायी परिवर्तन लाएगी। जैसे-जैसे बर्फ पिघलेगी और चट्टानें उजागर होंगी, मिट्टी बनने लगेगी, जिससे आक्रामक, विदेशी पौधों की प्रजातियों को पनपने का अवसर मिलेगा। 200 से अधिक वर्षों में, अंटार्कटिका के किनारों को समशीतोष्ण, खरपतवार युक्त पारिस्थितिक तंत्रों में बदल दिया जाएगा, जो आधुनिक पैटागोनिया या आइसलैंड के टुंड्रा के समान होंगे, और इस क्षेत्र के प्राचीन पारिस्थितिकी तंत्र में मूलभूत परिवर्तन आएगा।

इसके विपरीत, उन स्थानों में जिनका सांस्कृतिक और पारिस्थितिक समृद्धि का लंबा इतिहास रहा है, वहां विनाशकारी रेगिस्तानीकरण और पतन होगा। अमेज़ॅन बेसिन, जो परिवर्तित जल चक्रों और एएमओसी (AMOC) व्यवधान के कारण हरे-भरे वर्षावन से शुष्क सवाना में बदल गया है, अंततः पूरी तरह से बंजर भूमि बन सकता है, जो कम जल स्तर और घटते जैव विविधता की विशेषता होगी। भूमध्य रेखा क्षेत्र, जहां से पेड़ों की आवरण हट जाएगी और जो लगातार उच्च तापमानों का सामना करेगा, वहां जटिल स्थलीय जैव विविधता का लगभग पूर्ण पतन होगा, जिससे यह एक प्रतिकूल बंजर भूमि बन जाएगा।

मानव रहने योग्य क्षेत्र और जलवायु के अनुकूलन में बदलाव

200 वर्षों से अनियंत्रित वैश्विक तापमान वृद्धि का अंतिम और अनिवार्य परिणाम ग्रह की सतह पर मानव रहने योग्य क्षेत्र में गहरा प्रतिबंध है। पिछले 6,000 वर्षों से, होलोसीन युग में, मानव सभ्यता, कृषि और आर्थिक केंद्र एक विशेष "मानव जलवायु क्षेत्र" में फले-फूले हैं। इस अनुकूलतम क्षेत्र की विशेषता लगभग 11°C से 15°C (52°F से 59°F) का औसत वार्षिक तापमान है। अत्यधिक तापमान वृद्धि के कारण यह क्षेत्र अभूतपूर्व तरीके से उच्च अक्षांशों की ओर तेजी से स्थानांतरित होगा, जिसके परिणामस्वरूप वर्तमान में जहां मानव आबादी रहती है और जहां वे शारीरिक रूप से जीवित रह सकते हैं, वहां एक गंभीर और अपरिहार्य स्थानिक बेमेल पैदा होगी।

मानव अस्तित्व की तापीय सीमा: गीली-बल्ब सीमा।

किसी क्षेत्र की रहने की क्षमता केवल निरपेक्ष शुष्क-बल्ब तापमान से ही निर्धारित नहीं होती है, बल्कि यह गर्मी और आर्द्रता के महत्वपूर्ण संयोजन पर निर्भर करती है, जिसे गणितीय रूप से गीले-बल्ब तापमान (Twb) के रूप में मापा जाता है। मानव शरीर पसीने के वाष्पीकरण के माध्यम से मुख्य रूप से चयापचय गर्मी को फैलाकर लगभग 37°C का आंतरिक तापमान बनाए रखता है। हालांकि, जब परिवेशी वायुमंडलीय गीले-बल्ब तापमान मानव त्वचा के तापमान (लगभग 35°C) के करीब पहुंच जाता है, तो वाष्पीकरण के माध्यम से गर्मी को हटाने के लिए आवश्यक ऊष्मागतिकीय अंतर पूरी तरह से समाप्त हो जाता है।

35°C के गीले-बल्ब तापमान के संपर्क में लंबे समय तक रहना मनुष्यों और अन्य सभी स्तनधारियों के लिए घातक है, क्योंकि इसमें क्षतिपूर्ति न कर सकने वाला अतिताप शामिल है। यह शारीरिक सीमा लागू होती है, चाहे व्यक्ति शारीरिक रूप से कितना भी स्वस्थ हो, कितना भी अनुकूलित हो, छाया उपलब्ध हो या पानी का सेवन किया गया हो। इसके अतिरिक्त, हाल के अनुभवजन्य शारीरिक अध्ययनों से पता चलता है कि सैद्धांतिक 35°C की सीमा वास्तविक दुनिया में अनुकूलन को अधिक आंकाती है; युवा, स्वस्थ वयस्कों में न्यूनतम शारीरिक गतिविधि के दौरान क्षतिपूर्ति न कर सकने वाले गर्मी तनाव के लिए वास्तविक महत्वपूर्ण सीमा और भी कम होती है, जो गर्म-नम वातावरण में 30°C से 31°C तक होती है।

ऐतिहासिक रूप से, परिवेशीय गीले बल्ब तापमान कभी भी 31°C से अधिक नहीं हुआ है। हालांकि, तेजी से बदलती जलवायु ने पहले ही इस सीमा को पार कर लिया है। 2005 से, अत्यधिक आर्द्रता और गर्मी की घटनाओं के कारण, अरब खाड़ी, दक्षिण एशिया और मेक्सिको के उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में अस्थायी गीले बल्ब तापमान मान 35°C के करीब या उससे अधिक तक पहुंचने लगे हैं, और यह स्थिति कुछ समय के लिए बनी रहती है।33 यदि तापमान में अनियंत्रित रूप से वृद्धि होती है और यह औद्योगिक क्रांति से पहले के स्तर से 7°C ऊपर चला जाता है, तो 35°C का गीले बल्ब तापमान सीमा व्यापक क्षेत्रों में लंबे समय तक पार कर जाएगा, जिससे पूरे उपमहाद्वीपों के रहने योग्य होने की बुनियादी क्षमता पर सवाल उठेंगे।32 यदि तापमान 23वीं सदी के अंत तक 11°C या 12°C तक बढ़ जाता है - जो कि जीवाश्म ईंधन के अनियंत्रित दहन और सक्रिय कार्बन फीडबैक के कारण संभव है - तो घातक गर्मी की स्थिति मानव आबादी के अधिकांश हिस्सों तक फैल जाएगी, जैसा कि वर्तमान में उनका भौगोलिक वितरण है।32

महान प्रवास और राज्य का पतन

सर्वोत्तम जलवायु अनुकूलन क्षेत्र में बदलाव और घातक गीली-बल्ब क्षेत्रों के विस्तार से ग्रह के इतिहास में सबसे बड़ी सामूहिक प्रवास की शुरुआत होगी। वर्तमान में, वैश्विक भूमि क्षेत्र का केवल 0.8% ही औसत वार्षिक तापमान 29°C (84°F) से अधिक अनुभव करता है। RCP8.5 परिदृश्य के तहत, वर्ष 2070 तक, यह अत्यधिक शुष्क, खतरनाक रूप से गर्म क्षेत्र 19% वैश्विक भूमि क्षेत्र तक फैल जाएगा, जिसका सीधा और गंभीर प्रभाव अनुमानित 3.5 बिलियन लोगों पर पड़ेगा। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि तापमान में प्रत्येक डिग्री की वृद्धि के साथ, लगभग एक अरब लोग अपने अनुकूल तापमान क्षेत्र से बाहर धकेल दिए जाएंगे।

21वीं शताब्दी के मध्य से लेकर देर के वर्षों तक, अनुमानों से पता चलता है कि 1.2 बिलियन से अधिक लोग जलवायु शरणार्थी बन जाएंगे, जिन्हें समुद्र के स्तर में वृद्धि, रेगिस्तान बनने और असहनीय गर्मी के संयोजन के कारण जबरन विस्थापित किया जाएगा। वैश्विक दक्षिण और भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में कृषि उत्पादकता के पतन और असहनीय गीली-बल्ब तनाव के कारण, पूरी आबादी को जीवित रहने के लिए ध्रुवीय क्षेत्रों की ओर पलायन करने के लिए मजबूर किया जाएगा।

उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, भारी जनसांख्यिकीय बदलावों के कारण दक्षिणी और खाड़ी तट राज्यों में लोग कम हो जाएंगे, जिससे 130°F के तापमान, फसल उत्पादन में गिरावट और तटीय जलमग्नता का विनाशकारी संयोजन होगा। अमेरिकी जनसंख्या का केंद्र उत्तरी मध्यपश्चिम, प्रशांत उत्तर-पश्चिम और कनाडा की सीमा के क्षेत्रों की ओर स्थानांतरित हो जाएगा, जो अधिक समशीतोष्ण क्षेत्रों में बदल जाएंगे।

वर्ष 2200 तक, भू-राजनीतिक परिदृश्य अत्यधिक उत्तरी और दक्षिणी अक्षांशों में मानवता की तीव्र और हताश सांद्रता से परिभाषित होगा। साइबेरिया, उत्तरी कनाडा, ग्रीनलैंड और संभवतः अंटार्कटिका के नए, बर्फ-मुक्त, और हरे-भरे क्षेत्रों जैसे, वर्तमान में अत्यधिक ठंड के कारण हाशिए पर रहने वाले या ज्यादातर निर्जन क्षेत्रों, मानव सभ्यता के नए जनसांख्यिकीय, आर्थिक और कृषि केंद्र बन जाएंगे। इसके विपरीत, पृथ्वी के विशाल उष्णकटिबंधीय और उप-उष्णकटिबंधीय क्षेत्र बड़े पैमाने पर परित्यक्त हो जाएंगे, जिन पर केवल स्वचालित रोबोट प्रणालियों या अत्यधिक व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों (पीपीई) से लैस व्यक्तियों द्वारा ही काम किया जाएगा ताकि वे घातक परिवेशी गर्मी से बच सकें।57

कृषि पुनर्गठन

ग्रीनहाउस दुनिया में

23वीं सदी में शेष मानव आबादी का अस्तित्व पूरी तरह से वैश्विक खाद्य प्रणाली के एक कट्टरपंथी, तकनीकी रूप से संचालित और अभूतपूर्व पुनर्गठन पर निर्भर करेगा। जैसे-जैसे वैश्विक तापमान 7°C से 10°C की सीमा तक बढ़ता है, पिछले 10,000 वर्षों में होलोसीन के दौरान प्रचलित पारंपरिक कृषि, ग्रह के अधिकांश ऐतिहासिक रूप से उपजाऊ भूमि पर शारीरिक रूप से असंभव हो जाएगी।27

कृषि का भौगोलिक वितरण मानव जनसंख्या के अनुरूप होगा, और यह पूरी तरह से ध्रुवों की ओर स्थानांतरित हो जाएगा। वर्तमान में कम फसल अवधि वाले क्षेत्र, जैसे कि उत्तरी डकोटा, कनाडाई मैदान और रूसी स्टेप, में तापमान में भारी वृद्धि होगी, जिससे फसल की अवधि बढ़ जाएगी और ये प्रभावी रूप से नए वैश्विक कृषि केंद्र बन जाएंगे। हालांकि, यह परिवर्तन कई चुनौतियों से भरा होगा; उच्च अक्षांश वाले क्षेत्रों (जैसे कि चट्टानी कनाडाई शील्ड या अम्लीय साइबेरियाई जंगल) की मिट्टी पोषक तत्वों में गरीब होती है और इसकी संरचना गहन, उच्च-उत्पादकता वाली एक प्रकार की फसल उगाने के लिए उपयुक्त नहीं है, जो ऐतिहासिक अमेरिकी मध्यपश्चिम या यूक्रेनी स्टेप की गहरी, उपजाऊ मिट्टी की विशेषता थी।

2200 के दशक में, कृषि आधुनिक खेती से बहुत अलग होगी, क्योंकि उत्तम कृषि भूमि का विनाशकारी नुकसान हुआ है और फसलों के शारीरिक क्रियाकलापों पर अत्यधिक गर्मी के लगातार और बढ़ते दबाव का प्रभाव है। पूर्व में समशीतोष्ण क्षेत्रों में, जैसे कि मध्य-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका या भारतीय उपमहाद्वीप, कृषि को "उप-उष्णकटिबंधीय कृषि वानिकी" में परिवर्तित होना होगा, जिसमें विशेष फसलें जैसे कि तेल के फल और शुष्क क्षेत्रों से प्राप्त अत्यधिक गर्मी-प्रतिरोधी रसीले पौधे शामिल होंगे। चूंकि बाहरी वातावरण में गीली बुल्स तापमान अक्सर मनुष्यों के लिए घातक होगा, इसलिए इन कृषि क्षेत्रों में मानवीय श्रम संभव नहीं होगा। इसके बजाय, इन गर्मी-अनुकूलित फसलों के विशाल क्षेत्रों का प्रबंधन, कटाई और परिवहन पूरी तरह से स्वायत्त एआई ड्रोन और भारी रोबोट सिस्टम द्वारा किया जाएगा।

इसके अलावा, गर्म और शुष्क दुनिया में खेती करने के प्रयास से जुड़े विशाल कार्बन उत्सर्जन, जैव विविधता के नुकसान और अत्यधिक सिंचाई की मांगों को कम करने के लिए, कृषि उत्पादन को पारंपरिक भूमि उपयोग से पूरी तरह से अलग होने के लिए मजबूर किया जा सकता है। नियंत्रित वातावरण में कृषि, विशाल ऊर्ध्वाधर खेती परिसरों और सिंथेटिक जीव विज्ञान (जैसे प्रोटीन का सटीक किण्वन और प्रयोगशाला में उगाए गए सेलुलर कृषि) वैश्विक खाद्य उत्पादन के प्रमुख तरीके बन जाएंगे, खासकर घनी आबादी वाले, ध्रुवीय मेगा-शहरों में जहां शेष आबादी केंद्रित है।

जलवायु का अंतिम चरण: आर्थिक दिवालियापन और भू-राजनीतिक विघटन

एक अनियंत्रित "हॉथहाउस अर्थ" परिदृश्य के कारण होने वाले गहन भौतिक और जैविक परिवर्तनों से मैक्रोइकॉनॉमिक्स और वैश्विक भू-राजनीति में एक पूर्ण और विनाशकारी बदलाव आएगा। 21वीं सदी की शुरुआत में नीति निर्माताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले मौजूदा एकीकृत मूल्यांकन मॉडल जलवायु परिवर्तन के अनियंत्रित प्रभावों से जुड़े व्यवस्थित वित्तीय जोखिमों को कम करके आंकते थे, जो कि एक गंभीर खतरा है। ऐतिहासिक रूप से, मानक आर्थिक मॉडल ने अनुमान लगाया था कि 3°C से 6°C तक के तापमान में वृद्धि से वैश्विक जीडीपी में मामूली कमी आ सकती है, जो कि 2.1% से 7.9% के बीच होगी।21 हालांकि, इन रैखिक मॉडलों ने "कैस्केडिंग टिपिंग पॉइंट्स" (एक के बाद एक होने वाली गंभीर बदलाव), समुद्र के स्तर में विनाशकारी वृद्धि की बढ़ती लागत, मानव स्वास्थ्य के पतन और प्रकृति के महत्वपूर्ण सहायक तंत्रों के विफल होने की वास्तविकता को नजरअंदाज कर दिया।21 हाल के, अधिक यथार्थवादी आकलन दर्शाते हैं कि कंपनियों को एक गंभीर जलवायु और प्राकृतिक आपदा के कारण वैश्विक जीडीपी में 15% से 20% तक की कमी की संभावना पर विचार करना चाहिए।

ग्रह-स्तरीय दिवालियापन और पूंजी बाजारों का ठहराव

जैसे-जैसे दुनिया 3 डिग्री सेल्सियस के तापमान की सीमा को पार कर रही है और 22वीं और 23वीं सदी के चरम तापमानों की ओर तेजी से बढ़ रही है, वैश्विक वित्तीय प्रणाली "ग्रहीय दिवालियापन" के आसन्न और व्यवस्थित जोखिम का सामना कर रही है। इस वित्तीय पतन का प्राथमिक और प्रारंभिक कारण वैश्विक बीमा बाजार की विफलता है। जैसे-जैसे चरम मौसम की घटनाओं—महा-बाढ़, अत्यधिक तूफान और महाद्वीपीय स्तर पर लगने वाली आग—की आवृत्ति और गंभीरता तेजी से बढ़ रही है, एक्चुअरी जोखिम पूल के मूलभूत गणित पूरी तरह से विफल हो जाते हैं। तटीय बुनियादी ढांचे, वैश्विक शिपिंग और कृषि उत्पादन का बीमा करने के लिए आवश्यक प्रीमियम, व्यक्तिगत, निगम या नगरपालिका द्वारा चुकाई जा सकने वाली राशि से कहीं अधिक होंगे, जिसके परिणामस्वरूप कुछ भौगोलिक क्षेत्र पूरी तरह से बीमा योग्य नहीं रहेंगे।

बीमा की वापसी से वित्तीय क्षेत्र के विभिन्न पहलुओं पर तेजी से और व्यापक प्रभाव पड़ता है। बीमा कवरेज की गारंटी के बिना, संपत्तियों और बुनियादी ढांचे को गिरवी नहीं रखा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप वाणिज्यिक और केंद्रीय बैंक तत्काल रूप से रियल एस्टेट और उद्योग के विशाल क्षेत्रों के लिए क्रेडिट बाजार को जमा कर देते हैं।34 समुद्र तट के क्षेत्रों की रियल एस्टेट और संवेदनशील कृषि भूमि का अचानक और अपरिवर्तनीय अवमूल्यन, जिसका वैश्विक स्तर पर अनुमानित मूल्य खरबों डॉलर है, नगरपालिका और राष्ट्रीय कर आधार को समाप्त कर देगा।79 इससे संप्रभु ऋण संकटों की एक श्रृंखला शुरू हो जाएगी, जिससे सरकारें दिवालिया होने के कगार पर पहुंच जाएंगी, क्योंकि वे अपनी विस्थापित आबादी के लिए अंतिम उपाय के रूप में बीमाकर्ता बनने की कोशिश करते हैं, लेकिन असफल रहते हैं।78 यह वित्तीय संसर्ग, 2008 के वैश्विक वित्तीय संकट के समान होगा, लेकिन यह एक स्थायी और वैश्विक स्तर पर होगा, और यह मानव समाजों से वह पूंजी और तरलता छीन लेगा जो अनुकूलन बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए आवश्यक है। 21

भू-राजनीतिकfragmentation और वैश्विक विनाश का खतरा

एक ऐसे विश्व में जहां रहने योग्य क्षेत्र तेजी से सिकुड़ रहे हैं, खाद्य प्रणालियां ध्वस्त हो रही हैं और वित्तीय समस्याएं उत्पन्न हो रही हैं, भू-राजनीतिक स्थिरता पूरी तरह से समाप्त हो जाएगी। "जलवायु एंडगेम" नामक साहित्य में इन चरम, उच्च-तापमान परिदृश्यों को "वैश्विक विनाश जोखिम" (वैश्विक आबादी का 10% नुकसान) या "वैश्विक विनाशकारी जोखिम" (25% या अधिक नुकसान) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिससे वैश्विक महत्वपूर्ण प्रणालियों में गंभीर और स्थायी व्यवधान आएग��।8

जलवायु परिवर्तन एक अंतिम खतरा है जो कई अन्य खतरों को बढ़ाता है, जिससे देशों के इरादों को लेकर अनिश्चितता बढ़ती है, अंतर्राष्ट्रीय मानदंडों को नष्ट करता है और वैश्विक सुरक्षा की समस्या को तेजी से बढ़ाता है। जैसे-जैसे आर्कटिक महासागर पूरी तरह से वर्ष भर बर्फ से रहित होता जा रहा है, उस क्षेत्र के अप्रयुक्त खनिज संसाधनों, गहरे पानी के बंदरगाहों और नए, अत्यधिक रणनीतिक समुद्री मार्गों पर भयंकर प्रतिस्पर्धा से तीव्र सैन्यीकरण और महान शक्तियों के बीच संघर्ष बढ़ेगा, खासकर उन देशों में जो जलवायु परिवर्तन के शुरुआती प्रभावों से बच जाते हैं। इसी समय, अंटार्कटिका महाद्वीप की अचानक रहने योग्य, हरियाली और रणनीतिक महत्व, सुप्त क्षेत्रीय दावों और संधियों को फिर से जगाएगा, जिससे दक्षिणी महासागर एक नया और अत्यधिक अस्थिर भू-राजनीतिक तनाव का केंद्र बन जाएगा।

भूमध्य रेखा के पास, उष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांश वाले क्षेत्रों में, राजकोषीय दिवालियापन, घातक गर्मी और कृषि विफलता के कारण राज्य की क्षमता के पतन से बड़े पैमाने पर और व्यापक रूप से अनियंत्रित क्षेत्र उत्पन्न होंगे। घने, अत्यधिक औद्योगीकृत और पहले राजनीतिक रूप से स्थिर समाज तेजी से अस्थिर होते जाएंगे, और राज्य के पतन, गृहयुद्ध और आर्थिक पतन के प्रभाव लगातार सीमाओं के पार फैलते रहेंगे।72 अरबों लोगों को जलमग्न तटों और रहने योग्य नहीं थर्मल क्षेत्रों से सुरक्षित रूप से स्थानांतरित करने की व्यावहारिक और आर्थिक असंभवता यह सुनिश्चित करती है कि मानव सभ्यता का उच्च अक्षांश वाले क्षेत्रों में परिवर्तन शांतिपूर्ण नहीं होगा। इसके बजाय, यह तीव्र सीमा विवादों, घटते ताजे पानी और उपजाऊ भूमि पर संसाधनों के लिए युद्धों, और एक गहरे और दुखद जनसांख्यिकीय संकुचन से चिह्नित होगा।8

निष्कर्ष

पृथ्वी प्रणाली के अनुभवजन्य साक्ष्य और पूर्वानुमानित मॉडल बताते हैं कि ग्रह की स्थिति एक अत्यंत नाजुक संतुलन पर टिकी हुई है। वर्तमान वैश्विक जलवायु नीतियों की यह विफलता कि वे तापमान को 1.5°C या 2.0°C के स्तर तक सीमित न कर पाएं, ग्रह को अपरिवर्तनीय जैवभौतिक सीमा बिंदुओं से आगे धकेलने का जोखिम पैदा करती है। एक बार जब ये महत्वपूर्ण सीमाएं पार हो जाती हैं, तो स्व-प्रबलन वाले फीडबैक लूपों की शुरुआत होगी—जैसे आर्कटिक परमाफ्रॉस्ट का पिघलना और अमेज़ॅन वर्षावन का नष्ट होना, साथ ही अटलांटिक méridional overturning परिसंचरण का पतन—जो मानव नियंत्रण को जलवायु प्रणाली से स्थायी रूप से अलग कर देगा, और ग्रह को एक अपरिवर्तनीय "हॉटहाउस अर्थ" स्थिति में धकेल देगा।

इस भयावह परिदृश्य को 200-वर्षीय क्षितिज में प्रक्षेपित करने से एक गहरा और भयानक वास्तविकता सामने आती है जो ऐतिहासिक मिसालें देने के लिए भी कठिन है। 2200 से 2300 के वर्षों तक, अनियंत्रित रूप से 7°C से 12°C तक की तापमान वृद्धि प्रारंभिक ईओसीन जलवायु इष्टतम की बर्फीली, अत्यधिक स्तरीकृत महासागरीय और वायुमंडलीय स्थितियों को फिर से बनाएगी। समुद्र का स्तर 15 मीटर तक बढ़ जाएगा, ऐतिहासिक तटरेखाओं को पूरी तरह से मिटा देगा, दुनिया के प्रमुख आर्थिक डेल्टाओं को डुबो देगा, और अरबों लोगों को स्थायी रूप से विस्थापित कर देगा। मानव जीवन के लिए अनुकूलतम जलवायु क्षेत्र को कठोरता से ध्रुवीय क्षेत्रों की ओर धकेल दिया जाएगा, क्योंकि भूमध्य रेखा और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में स्तनधारियों के अस्तित्व के लिए घातक 35°C के गीले बल्ब के थर्मोडायनामिक सीमा को पार कर जाएंगे, जिससे पृथ्वी के विशाल क्षेत्रों में जीवन असंभव हो जाएगा।

23वीं सदी में पृथ्वी जिस रूप में होगी, वह मानव इतिहास से बिल्कुल अलग होगा: यह एक ऐसा ग्रह होगा जो समुद्रों से घिरा होगा, जिसमें अंटार्कटिका हरा-भरा और समशीतोष्ण होगा, भूमध्य रेखा बंजर और घातक होगी, और मानव आबादी बहुत कम हो जाएगी, जो अत्यधिक उत्तरी और दक्षिणी अक्षांशों में सिमट जाएगी, और पूरी तरह से कृत्रिम बुद्धिमत्ता-संचालित, उच्च-अक्षांशीय कृषि और सिंथेटिक खाद्य उत्पादन पर निर्भर रहेगी। जलवायु परिवर्तन के इस चरम रूप को देखते हुए, एक पूर्ण और अनिवार्य अस्तित्वगत आवश्यकता उत्पन्न होती है। टिपिंग पॉइंट्स की श्रृंखला से बचना और "स्थिर पृथ्वी" का मार्ग बनाए रखना न केवल आर्थिक अनुकूलन या पर्यावरणीय प्रबंधन का विषय है; यह जटिल, वैश्विक स्तर पर एकीकृत मानव सभ्यता के निरंतर अस्तित्व के लिए एक बुनियादी और गैर-समझौते योग्य शर्त है।

उद्धृत कार्य

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• Human Health: Wet-bulb temperature limits, potential for uninhabitable zones, and climate refugees are addressed.

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