गर्मियों की किसी रात शहर के केंद्र से काम खत्म करके उपनगर में अपने घर पहुँचने पर कभी-कभी हवा ही अलग महसूस होती है। एक ही दिन और एक ही आसमान के नीचे होने के बावजूद, डामर और इमारतों से भरी सड़कें सूर्यास्त के बाद भी तपती रहती हैं, जबकि जंगलों और खेतों वाले मोहल्ले कहीं अधिक ठंडे होते हैं। इस अंतर को समझाने वाली प्रमुख नगरीय जलवायु परिघटना ही ‘नगरीय ऊष्मा द्वीप प्रभाव (Urban Heat Island)’ है।
सरल शब्दों में, ऊष्मा द्वीप प्रभाव का अर्थ है ‘शहरी क्षेत्रों का तापमान आसपास के उपनगरीय या ग्रामीण क्षेत्रों से अधिक होना’। समताप रेखाएँ खींचने पर गर्म शहरी केंद्र आसपास के ठंडे क्षेत्रों के बीच एक द्वीप की तरह दिखाई देता है, इसलिए इसे यह नाम दिया गया। जलवायु परिवर्तन के कारण लू की घटनाएँ बढ़ने के इस दौर में ऊष्मा द्वीप का विषय स्वास्थ्य और ऊर्जा की समस्याओं से भी सीधे जुड़ा है।
इस सामग्री में हम ऊष्मा द्वीप प्रभाव के सटीक अर्थ और उसकी खोज के इतिहास से शुरू करके, शहरों में गर्मी फँसने की प्रक्रिया, दिन और रात में उसके बदलते स्वरूप, तथा शहरों को ठंडा करने के उपायों और उनकी सीमाओं तक को क्रम से समझेंगे।
शहर की अपनी पैदा की हुई गर्मी: ऊष्मा द्वीप प्रभाव
ऊष्मा द्वीप प्रभाव क्या है?
शहर अपने आसपास के क्षेत्रों से अधिक गर्म होते हैं, इस तथ्य को सबसे पहले वैज्ञानिक रूप से दर्ज करने वाले व्यक्ति ब्रिटिश मौसम विज्ञानी ल्यूक हॉवर्ड (Luke Howard) थे। उन्होंने 1818 में प्रकाशित अपनी पुस्तक ‘लंदन की जलवायु (The Climate of London)’ में बताया कि लंदन का केंद्रीय क्षेत्र उपनगरों से हमेशा अधिक गर्म रहता है और यह अंतर खासकर रात में स्पष्ट होता है। उनका मानना था कि अधिक आबादी और गर्म रखने के लिए जलाई जाने वाली आग शहर के केंद्र की ऊष्मा में इजाफा करती हैं। इस तरह उन्होंने पहली बार आँकड़ों के माध्यम से दिखाया कि शहरी गतिविधियाँ स्वयं जलवायु को बदलती हैं। ये वही व्यक्ति हैं जो बादलों के वर्गीकरण के लिए प्रसिद्ध हैं।
आज शोधकर्ता मापन के विषय के आधार पर ऊष्मा द्वीप को दो प्रकारों में बाँटते हैं।
- सतही ऊष्मा द्वीप (Surface Heat Island): छतों और सड़कों जैसी सतहों के स्वयं गर्म होने की परिघटना, जो तेज धूप वाले दिन के समय सबसे अधिक तीव्र होती है।
- वायुमंडलीय ऊष्मा द्वीप (Atmospheric Heat Island): जिस ऊँचाई पर लोग साँस लेते हैं, वहाँ हवा का तापमान बढ़ने की परिघटना, जो सूर्यास्त के बाद अधिक स्पष्ट होती है।
अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA) द्वारा संकलित जानकारी के अनुसार, अमेरिकी शहरों का तापमान आसपास के क्षेत्रों से दिन में लगभग 0.5~4°C और रात में लगभग 1~3°C अधिक होता है। अधिक आबादी और घने बसाव वाले शहरों में यह अंतर भी अधिक होने की प्रवृत्ति रहती है।
शहरों में ऊष्मा फँसने की प्रक्रिया
ऊष्मा द्वीप किसी एक कारण का परिणाम नहीं, बल्कि शहर की सामग्रियों, आकार और गतिविधियों के संयुक्त प्रभाव से बनता है। प्राकृतिक धरातल के कृत्रिम संरचनाओं में बदलने की प्रक्रिया में ऊष्मा ग्रहण करने और छोड़ने का तरीका ही बदल जाता है।
(1) अभेद्य सतहें और हरियाली की कमी
वन और मिट्टी छाया प्रदान करते हैं तथा पत्तियों के वाष्पोत्सर्जन और धरातल से होने वाले वाष्पीकरण के जरिए गर्मी कम करते हैं। इसके विपरीत, सड़कों, पार्किंग स्थलों और छतों जैसी अभेद्य सतहों में पानी नहीं समाता। इसलिए उन्हें वाष्पीकरण से ठंडा होने का अवसर लगभग नहीं मिलता और वे तपती रहती हैं।
(2) कम एल्बीडो और ऊष्मा संचय
एल्बीडो किसी सतह द्वारा सूर्य के प्रकाश को परावर्तित करने का अनुपात है। नए डामर जैसी गहरे रंग की सामग्रियाँ अधिकांश धूप सोख लेती हैं, और कंक्रीट तथा ईंटें उस ऊष्मा को लंबे समय तक संचित रखने के बाद धीरे-धीरे छोड़ती हैं।
(3) शहर की ज्यामितीय संरचना
जब संकरी सड़कों के किनारे ऊँची इमारतें कतार में खड़ी होती हैं, तो घाटी जैसा स्थान बन जाता है। ऐसी जगहों पर हवा धीमी पड़ जाती है और आसमान का बहुत छोटा हिस्सा दिखाई देता है, जिससे दिन में जमा हुई ऊष्मा का रात के आकाश में निकल पाना कठिन होता है।
(4) मानवजनित अपशिष्ट ऊष्मा
कारें, एयर कंडीशनर की बाहरी इकाइयाँ, इमारतें और कारखाने लगातार ऊष्मा छोड़ते रहते हैं। कभी-कभी ऐसा दुष्चक्र भी बन जाता है कि गर्मी में एयर कंडीशनर जितना अधिक चलाया जाता है, बाहर उतनी ही अधिक गर्मी बढ़ती है।
दिन, रात और मौसम के अनुसार बदलता ऊष्मा द्वीप
ऊष्मा द्वीप की तीव्रता पूरे दिन एक जैसी नहीं रहती। दोपहर में सीधी धूप पाने वाली छतों और सड़कों की सतह का तापमान बहुत बढ़ जाता है। EPA के अनुसार, सामान्य छतें आसपास की हवा से अधिकतम लगभग 37°C अधिक गर्म हो सकती हैं।
सूर्यास्त के बाद स्थिति बदल जाती है। उपनगरों के मैदान जल्दी ठंडे हो जाते हैं, लेकिन शहर की इमारतें और सड़क की पक्की सतहें दिन में सोखी गई ऊष्मा रात भर छोड़कर हवा को गर्म करती रहती हैं। जैसा हॉवर्ड ने 2 सौ साल पहले ही बताया था, रात में हवा के तापमान का अंतर अधिक होने का यही कारण है।
हवा धीमी होने और आसमान साफ रहने पर ऊष्मा द्वीप अधिक तीव्र होता है, जबकि बादल छाए होने या तेज हवा चलने पर कमजोर पड़ जाता है। गर्मियों की रातों में ऊष्मा द्वीप के कारण तपती रातें बढ़ती हैं और शरीर को स्वस्थ होने के लिए कम समय मिलता है। लू के दौरान यह गर्मी से जुड़ी बीमारियों और शीतलन के लिए बिजली की माँग, दोनों को बढ़ाता है।
शहरों को ठंडा करने के उपाय और उनकी सीमाएँ
ऊष्मा द्वीप शहरों द्वारा पैदा की गई परिघटना है, इसलिए शहरों के डिजाइन के तरीके से इसे काफी हद तक कम किया जा सकता है। इसे कम करने की प्रमुख रणनीतियाँ इस प्रकार हैं।
- कूल रूफ (Cool Roof): सूर्य के प्रकाश की उच्च परावर्तकता और ऊष्मा उत्सर्जन दर वाली छतें, जो इमारत के अंदर और बाहर का तापमान तथा शीतलन की माँग, दोनों घटाती हैं।
- हरित क्षेत्र और सड़क किनारे पेड़ (Urban Greening): छाया और वाष्पोत्सर्जन के जरिए सड़कों पर महसूस होने वाला तापमान घटाने का सबसे भरोसेमंद तरीका।
- शीतल सड़क सतह (Cool Pavement): अधिक परावर्तकता वाली या पानी को भीतर समाने देने वाली पक्की सतह की सामग्रियों से सड़क की सतह का तापमान कम किया जाता है।
- जलीय क्षेत्र (Blue Space): नदियाँ और जल आधारित परिदृश्य वाष्पीकरण तथा हवा के प्रवाह के मार्गों के जरिए आसपास के क्षेत्र को ठंडा करते हैं।
सियोल की चोंग्ग्येचोन जलधारा का उदाहरण अक्सर दिया जाता है। एक विश्लेषण के अनुसार, 2005 में इसके पुनरुद्धार के बाद जब ऊपरी सड़क हटाई गई और जलधारा खुली, तो उसके आसपास का वायु तापमान कुछ ब्लॉक दूर स्थित सड़कों की तुलना में लगभग 3~6°C कम दर्ज किया गया।
हालाँकि, हर स्थिति में काम आने वाला कोई एक उपाय नहीं है। ऊँची इमारतों के बीच परावर्तक सड़क सतहें प्रकाश को वापस पैदल यात्रियों और दीवारों की ओर लौटा सकती हैं, जिससे उलटे दिन में महसूस होने वाली गर्मी बढ़ सकती है या चकाचौंध हो सकती है। ठंडे क्षेत्रों में कूल रूफ सर्दियों के दौरान गर्म रखने की जरूरत भी थोड़ी बढ़ा सकती हैं, और पेड़ों को बढ़ने के लिए जमीन, पानी तथा लंबा समय चाहिए। इसलिए किसी एक तकनीक से अधिक महत्वपूर्ण है स्थानीय विशेषताओं के अनुकूल उपायों का संयोजन।
ऊष्मा द्वीप प्रभाव दिखाता है कि शहर जैसा विशाल कृत्रिम परिवेश धूप और ऊष्मा के साथ प्रकृति से अलग ढंग से व्यवहार करता है। 1818 में लंदन में पहली बार दर्ज किया गया अवलोकन अब बढ़ती लू के दौर में शहरी नियोजन और सार्वजनिक स्वास्थ्य को दिशा देने वाली एक प्रमुख अवधारणा बन गया है।
अपने मोहल्ले की छतों के रंग, पेड़ों की छाया और हवा के प्रवाह के रास्तों पर एक बार फिर ध्यान देना ही अधिक ठंडे और स्वस्थ शहर बनाने के लिए ऊष्मा द्वीप से निपटने का पहला कदम है।
