Transpirational cooling (biological)
ٹرانسپیریشنل کولنگ وہ ٹھنڈک ہے جو فراہم کی جاتی ہے جب پودے پانی کو منتقل کرتے ہیں۔ شمسی تابکاری سے پیدا ہونے والی زیادہ گرمی پودوں کے خلیوں کو نقصان پہنچاتی ہے اور خشک سالی کے دوران یا جب تیزی سے اخراج ہوتا ہے جس سے مرجھاو پیدا ہوتا ہے تو تھرمل چوٹ ہوتی ہے۔ سبز پودے ملحقہ ننگی زمین یا تعمیر شدہ علاقوں سے ٹھنڈے ہو کر آب و ہوا کو معتدل کرنے میں معاون ہیں۔ جیسے جیسے پودوں کے پتے منتقل ہوتے ہیں وہ توانائی کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو بخارات میں تبدیل کرتے ہیں جو ہر روز عالمی سطح پر بہت زیادہ مقدار میں جمع ہوتا ہے۔ 100 لیٹر پانی منتقل کرنے والا ایک انفرادی درخت 70 کلو واٹ فی گھنٹہ کی کولنگ پاور کے برابر ہے۔ شہری گرمی جزیرے کے اثرات کو تعمیر شدہ سطحوں کے ذریعہ پودوں کی تبدیلی سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ جنگلات کی کٹائی والے علاقے ملحقہ برقرار جنگل سے زیادہ درجہ حرارت ظاہر کرتے ہیں۔ جنگلات اور دیگر قدرتی ماحولیاتی نظام آب و ہوا کے استحکام میں مدد کرتے ہیں۔ زمین کا توانائی کا بجٹ آب و ہوا کی تبدیلی کو کم کرنے کے راستوں کو ظاہر کرتا ہے جس میں پودوں کو ٹھنڈا کرنے اور علم کے ثابت شدہ مقامی اور روایتی ذرائع کے ساتھ مغربی طریقوں کو معتدل کرنے کے بارے میں ہمارے علم کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹرانسپیریشن اور کولنگ ایواپوٹرانسپیریشن وہ مشترکہ عمل ہے جو پانی کو زمین کی سطح سے ماحول میں منتقل کرتا ہے۔ ٹرانسپیریشن کسی پودے کے ذریعے اور اس کے پتوں اور دیگر فضائی حصوں سے پانی کی فضا میں نقل و حرکت ہے۔ یہ حرکت شمسی توانائی سے چلتی ہے۔ سب سے اونچے درختوں میں، جیسے کہ سیکوئیا سیمپرویرینز، پانی جڑ کی نوک سے چھتری کے پتوں تک 100 میٹر سے زیادہ بلند ہوتا ہے۔ ایسے درخت سطح کو ٹھنڈا رکھنے کے لیے بخارات کا بھی فائدہ اٹھاتے ہیں۔ ہوا کے ساتھ ملے ہوئے بخارات سے پانی کا بخارات سیچوریشن کے مقام تک اوپر کی طرف بڑھتا ہے اور پھر کلاؤڈ کنڈینسیشن نیوکلئی کے اخراج کی مدد سے بادل بنتے ہیں۔ گاڑھا پانی کا ہر گرام مالیکیول (مول) 1200 گنا نمایاں اضافہ کرے گا اور volume.The میں کمی کے ساتھ ساتھ پوشیدہ حرارت کی بیک وقت رہائی جزوی خلا کو پر کرنے کے لیے نیچے سے ہوا کو چلائے گی۔ آس پاس کی ہوا کے اندر جانے کے لیے درکار توانائی کا حساب درجہ حرارت میں ہونے والی چھوٹی (پوشیدہ حرارت کا پندرہواں حصہ) کمی سے آسانی سے لگایا جاتا ہے۔ اس پانی کی تھوڑی مقدار نشوونما اور میٹابولزم کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ فوٹو سنتھیسز پودوں اور دیگر حیاتیات جیسے طحالب کے خلیوں میں ہوتی ہے، جن میں کلوروفل ہوتا ہے۔ یہ عمل پانی کے مالیکیولز کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تقسیم کرنے کے لیے سورج کی تابکار توانائی کا استعمال کرتا ہے جو کاربن ڈائی آکسائیڈ سے حاصل ہونے والے کاربن کے ساتھ مل کر شکر پیدا کرتا ہے۔ لہذا فوٹو سنتھیسز تقریبا تمام کھانے کی پیداوار کی بنیاد ہے اور ضمنی مصنوع کے طور پر آکسیجن پیدا کرتی ہے۔ پتیوں کے بہت سے کام ہوتے ہیں۔ جڑوں سے پانی حاصل کرنے اور فوٹو سنتھیسز کے لیے خام مال بنانے کے علاوہ، ان کے پاس گیسوں کے تبادلے کو قابل بنانے کے لیے ایک بڑا اندرونی سطح کا رقبہ بھی ہوتا ہے۔ ان کا اسٹوماتا پتی سے پانی کے بخارات اور پتی میں ہوا کے بہاؤ کو کنٹرول کرتا ہے۔ بہت سے پودوں میں، یہ ایک ایسی ساخت میں حاصل کیا جاتا ہے جو اتنی پتلی ہو کہ نیم شفاف ہو، تاکہ کچھ روشنی پڑوسی پتوں تک جا سکے۔ جو پانی چینی کی پیداوار کے لیے خام مال بن جاتا ہے، وہ بھی پتی کو ٹھنڈا کرتا ہے اور کشیدگی کے دباؤ کے ذریعے اس کی ساخت کو سہارا دیتا ہے۔ 2022 میں، اس عمل کو نقل کرنے اور ہائیڈروجن بنانے کے لیے مصنوعی پتوں کو بڑے پیمانے پر پیدا کرنے کی کوششیں اب بھی ترقی کے مرحلے میں تھیں۔ تمام نامیاتی مادے، زندہ اور مردہ، شکر کے طور پر پیدا ہوئے۔ ان شکروں کو بنانے کے عمل کا ایک حصہ پانی کے مالیکیول کو اس کے اجزاء کے حصوں میں تقسیم کرنا تھا۔ نباتات کا آب و ہوا پر بہت بڑا اثر پڑتا ہے، جسے فوٹو سنتھیسز کے ذریعے نافذ کیا جاتا ہے اور transpiration.Botanists نے حساب لگایا ہے کہ ایک پتی کے اندر اس کے ہر کیوبک انچ [16.38 cm3] کے لیے تقریبا 600 مربع انچ [3,871 cm2] سطح ہوتی ہے اور یہ کہ ایک بڑے ایلم کے درخت کے کسی علاقے میں تقریبا 15 ملین پتے ہوتے ہیں، اگر یہ پوری طرح پھیل جائے تو تقریبا 10 ایکڑ [4.05 ہیکٹر] یا، اگر تمام اندرونی کلوروپلاسٹ کی ہوا سے سانس لینے والی روشنی جذب کرنے والی سطحوں کے مجموعے میں کھول دیا جائے تو کچھ 25 مربع میل [64.75 مربع کلومیٹر] کی طرح ہوتا ہے۔ پودے جب منتقل ہوتے ہیں تو ٹھنڈے ہوتے ہیں۔ پانی کو بخارات میں بدلنے اور اسے پتی کے اسٹوماتا کے ذریعے منتقل کرنے کے لیے بہت زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ فریڈ پیئرس کا کہنا ہے کہ "ایک دن میں سو لیٹر پانی منتقل کرنے والے ایک درخت میں ٹھنڈک کی طاقت دو گھریلو ایئر کنڈیشنگ یونٹوں کے برابر ہوتی ہے" (صفحہ 29)۔ ایک انفرادی درخت روزانہ سینکڑوں لیٹر پانی منتقل کر سکتا ہے۔ 100 لیٹر ٹرانسپائرنگ 70 کلو واٹ کی کولنگ پاور کے برابر ہے۔ جان پوکورنی کا خیال ہے کہ 5 میٹر قطر کے تاج والا درخت تقریبا 20 میٹر 2 کے رقبے پر محیط ہے۔ تاج پر گرنے والے 150 کلو واٹ میں سے 1 فیصد فوٹو سنتھیسز کے لیے استعمال ہوتا ہے، 10 فیصد ہلکی توانائی کے طور پر ظاہر ہوتا ہے، 5 سے 10 فیصد حساس حرارت کے طور پر اور باقی 79 سے 84 فیصد ٹرانسپیریشن کے عمل میں داخل ہوتا ہے۔ اگر کسی بڑے درخت میں پانی کی کافی فراہمی ہو تو وہ ایک دن میں 100 لیٹر سے زیادہ پانی کو بخارات میں تبدیل کر سکتا ہے۔ 100 لیٹر پانی کو بخارات میں تبدیل کرنے کے لیے تقریبا 70 کلو واٹ (250 ایم جے) شمسی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ توانائی پانی کے بخارات میں پوشیدہ حرارت کے طور پر چھپی ہوتی ہے اور مائع water.Extrapolated کو ایک ہیکٹر تک گاڑھا کرنے کے عمل کے دوران دوبارہ جاری کی جاتی ہے، بند چھتری کی ٹھنڈک کی طاقت ایک دن میں 35,000 کلو واٹ ہے۔ تعمیر شدہ سطحوں اور نباتات والے شہر عام طور پر ملحقہ دیہی علاقوں سے زیادہ گرم ہوتے ہیں۔ اس مظاہر کو اربن ہیٹ آئی لینڈز کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ٹوکیو کے ستمبر کے اوسط درجہ حرارت میں تقریبا 2 ڈگری سیلسیس کا اضافہ ہوا ہے۔ 100 سال سے زیادہ۔ موسم گرما کے مہینوں میں یہ فرق بڑھ جائے گا۔ ڈھاکہ جیسے مدارینی علاقوں میں شہروں کے لیے نمایاں اضافے کا تخمینہ لگایا گیا ہے، جو شہری ترقی اور شدت سے تیز ہوتا ہے۔ میلبورن شہر "شہری جنگل کی لچک کو بڑھانے اور ہمارے شہر کو 4 ڈگری سینٹی گریڈ تک ٹھنڈا کرنے کے لیے ہر سال میلبورن میں 3000 درخت لگانے کا ارادہ رکھتا ہے۔" درختوں کے احاطے میں اضافہ اور بخارات کا اخراج ایک مقامی تخفیف حل فراہم کرتا ہے۔ بڑے پیمانے پر، مغربی کینیا میں ماؤ فاریسٹ کمپلیکس 1986 میں 5,200 مربع کلومیٹر سے 2009 میں 3,400 مربع کلومیٹر تک جنگلات کی کٹائی کی گئی تھی۔ سیٹلائٹ کی تصاویر سے پتہ چلتا ہے کہ جنگلات کی کٹائی والے علاقوں میں 20 ڈگری سیلسیس یا اس سے زیادہ گرم ہونے سے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے۔ سیارے پر تقریبا چھ کھرب درخت تھے، لیکن انسانی سرگرمیوں نے تقریبا نصف کو تباہ کر دیا ہے۔ زمینی بائیو ماس میں اضافہ سیارے کو ٹھنڈا کرے گا۔ بادل کی سطح پر دوبارہ سنکشیپن پر نکلنے والی پوشیدہ گرمی میں سے نصف ماحول کو خلا میں چھوڑ دیتا ہے، کیونکہ فوٹون سپیکٹرم کے ایک حصے میں فرار ہو جاتے ہیں جو گرین ہاؤس گیسوں کے ذریعے دوبارہ جذب نہیں ہوتے ہیں۔ سیٹلائٹ امیجری کا استعمال کرتے ہوئے، بنجر علاقوں میں پودوں کی بحالی کے عمل کا اثر خلا سے نظر آتا ہے اور وقت کے ساتھ اس کا سراغ لگایا جا سکتا ہے۔ Tanzania.Seeing افریقی بحالی سے خلا: سیارہ اور جسٹ ڈگٹ میں پینباموٹو پروجیکٹ کی تصاویر میں نباتات کی بحالی واضح طور پر نظر آتی ہے۔ ان تصاویر سے وابستہ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اوپر کی مٹی میں 0.75 ڈگری سیلسیس تک درجہ حرارت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ درجہ حرارت میں یہ کمی چار سالوں میں حاصل کی گئی۔ جیسے جیسے پودوں کا احاطہ بڑھتا ہے ہم اس میں بڑی کمی کی توقع کر سکتے ہیں۔ ماحول میں آبی بخارات اور تھرمل توانائی کی نقل و حرکت آبی بخارات میں موجود حرارت کی نقل و حرکت جیسے ہی یہ پودوں کو چھوڑتی ہے حرکیات کی پیچیدگی کو دیکھتے ہوئے اچھی طرح سے سمجھ میں نہیں آتی ہے۔ اگرچہ بخارات کی منتقلی اور اس کے نتیجے میں ٹھنڈک کے ذریعے ماحول میں پانی کی نقل و حرکت کو وسیع پیمانے پر قبول کیا جاتا ہے، لیکن ماحول میں پانی کی مزید نقل و حرکت زیادہ متنازعہ ہے۔ ایسے قابل مشاہدہ مظاہر ہیں جو کچھ اشارے فراہم کرتے ہیں ؛ ابر آلود آسمان کے بعد کی صبح ابر آلود راتوں کے مقابلے میں ٹھنڈی ہوگی، اور صحرا دن میں بہت گرم اور رات میں تیزی سے ٹھنڈے ہو جاتے ہیں۔ حرارت کی منتقلی کی طبیعیات پیچیدہ ہوتی ہے، اور اس میں فوٹون سمیت توانائی کے کیریئر شامل ہوتے ہیں۔ جب گاڑھا ہونے پر توانایٔی آزاد ہوتی ہے، تو فوٹون خارج ہوتے ہیں، جو توانایٔی کو فضا میں اوپر اور نیچے دونوں طرف منتقل کرتے ہیں۔ سمندر ماحولیاتی حرکیات کی مزید پیچیدگی کا اضافہ کرتے ہیں۔ 2022 ورلڈ ریسورسز انسٹی ٹیوٹ کی ایک رپورٹ میں کہا گیا ہے کہ البیڈو، سطح کی کھردری، اور ایروسول، بخارات کے ساتھ ساتھ بادل پیدا کرتے ہیں جو البیڈو کولنگ اثر کو بڑھاتے ہیں۔ وہ حساب لگاتے ہیں کہ اشنکٹبندیی جنگلات کے نقصان سے کم ہونے والے اخراج سے ہر سال 2.8 گیگاٹن کاربن ڈائی آکسائیڈ حاصل ہو سکتی ہے، اور ان البیڈو اثرات کے ذریعے ہر سال اضافی 1.4 گیگاٹن کاربن ڈائی آکسائیڈ اضافی ٹھنڈک حاصل ہو سکتی ہے۔ ٹرانسپیریشنل کولنگ تھرمل امیجنگ کی وضاحت کے لیے تھرمل امیجنگ کا استعمال کسی شے سے خارج ہونے والی اورکت تابکاری کو پکڑتا ہے۔ مائیکل کراوک، جان پوکورنی اور شریک مصنفین نے آب و ہوا کی بازیابی کے لیے اپنے 2007 کے واٹر میں پودوں اور تعمیر شدہ سطحوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو ظاہر کرنے کے لیے تھرمگراف کا استعمال کیا-پانی کا ایک نیا نمونہ۔ دائیں طرف کی تصاویر حوالہ پوائنٹس کے لیے بصری تصاویر کے ساتھ موبائل فون پر نصب تھرمل لینس سے لی گئی تھیں۔ 20 ڈگری سیلسیس۔ اس کے علاوہ پودوں اور پودوں کے درمیان درجہ حرارت کا فرق اکثر ریکارڈ کیا جاتا تھا۔ یہاں کی تینوں تصاویر تھرمل امیجز اور بصری امیجز کو جوڑتی ہیں۔ وہ نباتاتی اور ننگی سطحوں کے درمیان درجہ حرارت کے نمایاں فرق کو ظاہر کرتے ہیں۔ کورونیشن ریزرو کی تصویر ٹرف کے علاقوں اور مقامی جنگل کے حاشیے کو جڑی بوٹیوں کی پٹی سے الگ کرتی ہے۔ نیچے کی تصویر ایک تھرمل تصویر ہے جس کا نقطہ نظر قدرے مختلف ہے، جو بنیادی طور پر مختلف کیمرے کے لینس کی وجہ سے ہے۔ ان تصاویر سے نکالی گئی کلیدی معلومات درجہ حرارت کے فرق ہیں۔ گھاس اور جنگل کے حاشیے میں گرمی کے اشارے ایک جیسے ہیں۔ درجہ حرارت 29 سے 37 ڈگری سیلسیس تک ہوتا ہے۔ جبکہ تقسیم کرنے والی جڑی بوٹیوں کی پٹی 53 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتی ہے۔ نیچے کی تصویر میں 8 ڈگری سیلسیس کے ساتھ تقریبا قریب ترین اعلی درجہ حرارت کی ریڈنگ کے ساتھ اوپر کی تصویر میں گاڑی کے ٹریکس کو بھی نوٹ کریں۔ تفریق۔ وقت گزرنے کے ساتھ گاڑیاں مٹی کی ساخت کو کمپیکٹ کرتی ہیں جس کی وجہ سے پودوں کی نشوونما کم ہوتی ہے، خاص طور پر جب گاڑیاں گیلی مٹی پر چلتی ہیں۔ اس تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ ٹرف جنگل کی طرح ٹھنڈا ہو سکتا ہے۔ تھرمل اور بصری تصاویر کا دوسرا شانہ بہ شانہ موازنہ ٹریفک مریڈین کا ہوتا ہے۔ گراؤنڈ کور پلانٹس کوپروسما ریپینس 'پور نائٹس' ہیں۔ ملچ، سب سے زیادہ گرم، 61 ڈگری سیلسیس ہے۔ کوپروما 32 ڈگری سیلسیس جتنا ٹھنڈا ہوتا ہے۔ - 29 ڈگری سیلسیس درجہ حرارت کا فرق۔ آب و ہوا کے تخفیف کے لیے اہمیت غیر سبزی یا تعمیر شدہ سطحیں آنے والی شمسی تابکاری کو جذب کرتی ہیں جو اس توانائی پر حملہ کرتی ہیں اور اسے طویل لہر کی شکلوں کے ساتھ اورکت حرارت کے طور پر دوبارہ تابکاری کرتی ہیں۔ یہ سمجھدار گرمی ہے جس میں اسے محسوس کیا جا سکتا ہے۔ درجہ حرارت حالت کی تبدیلی کے بغیر تبدیل ہوتا ہے۔ اس کے برعکس پوشیدہ حرارت (پوشیدہ حرارت) درجہ حرارت میں تبدیلی کے بغیر حالت کی تبدیلی کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر جب تابکار توانائی پانی کے جسم کو گرم کرتی ہے تو یہ درجہ حرارت کو بڑھاتا ہے جس سے سمجھدار گرمی پیدا ہوتی ہے۔ پانی کے جسم سے بخارات بننے والا پانی پوشیدہ حرارت کے طور پر حالت بدلتا ہے۔ ایک گرام مائع پانی کو بخارات میں تبدیل کرنے کے لیے 540 کیلوری گرمی کی ضرورت ہوتی ہے، اور اگر وہ پانی کا بخارات مائع پانی میں واپس آ جائے تو 540 کیلوری خارج ہوتی ہے۔ آب و ہوا کے تخفیف کا ایک راستہ پانی کے بخارات کے لیے توانائی کو دوبارہ ماحول میں لے جانا ہے جہاں اس میں سے کچھ توانائی خلا میں ختم ہو جائے گی۔ زمین کا توانائی کا بجٹ شمسی توانائی کے زمین کی طرف جانے کے راستوں، زمین کے نظاموں اور ماحول میں اس کے سائیکلنگ، اور خلا میں واپس جانے کو ظاہر کرتا ہے۔ آنے والی توانائی کا اوسط 340.4 واٹ/m2 ہے۔ مستحکم آب و ہوا کو برقرار رکھنے کے لیے اتنی ہی توانائی خلا میں واپس آنا ضروری ہے۔ اگرچہ گرین ہاؤس گیسوں کی بڑھتی ہوئی سطح زیادہ گرمی برقرار رکھتی ہے، لیکن دوسرے راستے بھی ہیں جو اس توانائی کے توازن کو متاثر کر سکتے ہیں۔ ان حرکیات کو سمجھنا صرف اخراج میں کمی اور ضبطی پر انحصار کرنے کے بجائے آب و ہوا کو معتدل کرنے کے لیے مزید راستے فراہم کرتا ہے۔ ناسا ارتھ کے توانائی کے بجٹ کا حوالہ دیتے ہوئے، ایک مثال زمین کے احاطے کے فیصد کے طور پر زمینی اور سمندری نباتاتی احاطے کو بڑھا کر اور موسمی نمو کی لمبائی کو بڑھا کر، سطح سے خارج ہونے والے 398.2 واٹ/m2 کو کم کرنا ہے۔ یہ ایک پورے نظام کے نقطہ نظر کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے جس میں مٹی کے کاربن سپنج کو دوبارہ پیدا کرنا، موجودہ جنگلات کا تحفظ، جنگلات کی بحالی، اور بائیوٹک پمپ کی بحالی شامل ہے۔ سیارے سے خارج ہونے والی حرارت (398.2 واٹ/m2) آنے والی شمسی توانائی (340.4 واٹ/m2) سے زیادہ ہے۔ آب و ہوا میں اعتدال کے لیے مقامی قیادت مقامی حقوق کا تحفظ کرکے نباتاتی احاطے میں اضافہ کیا جائے گا۔ جنگلات کی کٹائی نوآبادیات کی نکالنے والی صنعتوں کا اظہار ہے۔ حالیہ اسکالرشپ نے اس بات کی نشاندہی کی ہے کہ آسٹریلیا اور شمالی امریکہ میں مقامی برادریوں نے بے قابو جنگل کی آگ کے واقعات کو کم کرنے اور حیاتیاتی تنوع کو برقرار رکھنے کے لیے مناظر کو برقرار رکھا۔ 12, 000 سال کی آبادی کے اعداد و شمار کے مطالعے سے پتہ چلا ہے کہ "زمینی نوعیت کے تین چوتھائی حصے طویل عرصے سے انسانی رہائش اور مقامی اور روایتی لوگوں کے استعمال کی متنوع تاریخوں سے تشکیل پائے ہیں"۔ غیر معمولی مستثنیات کے ساتھ، موجودہ حیاتیاتی تنوع کے نقصانات انسانی تبدیلی یا اچھوتے ماحولیاتی نظام کے انحطاط کی وجہ سے نہیں ہوتے ہیں، بلکہ اس سے پہلے کی آباد اور استعمال شدہ زمینوں میں تخصیص، نوآبادیات، اور استعمال کی شدت سے ہمیں مغربی علمیات میں سرایت شدہ کچھ مفروضوں کو ختم کرنے اور زیادہ موثر آب و ہوا کے عمل کی بنیاد کے طور پر علم کی نوآبادیات کو ختم کرنے کا مطالبہ کرتا ہے۔ آب و ہوا کے چکر پر آب و ہوا کی تبدیلی کے اثرات بھی دیکھیں آبی چکر حوالہ جات بیرونی روابط آب و ہوا کو ٹھنڈا کرنے اور زمین کے مناظر کو دوبارہ ہائیڈریٹ کرنے کے لیے پودوں، مٹی اور پانی کے ساتھ کام کرنا۔ اسٹیفن شوارزر، یو این ای پی پلانٹس