पूर परिस्थितीवर मात करण्यासाठी ‘तज्ञ’ तोडगा

चेन्नईमधील पूरस्थितीचे पूर्वानुमान वर्तविण्यासाठी भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथील संशोधकांनी नवी प्रणाली विकसित केली 

२०१५ च्या अखेरीस चेन्नई मध्ये आलेल्या महापुरामुळे ५०० लोकांना प्राण गमवावे लागले आणि ५० हजार कोटी  रुपयांची वित्तहानी झाली. जनजीवन ठप्प करणाऱ्या ह्या पुराला खरे तर पाण्याच्या व्यवस्थापनातील हलगर्जीपणा व जलद शहरीकरण यामुळे ओढवलेली मानव निर्मित आपत्तीच म्हणावे लागेल. त्यावर्षी ईशान्य मोसमी पावसामुळे दक्षिण भारतात सर्वत्र भीषण पूरस्थिती निर्माण झाली. आपली शहरे अशा प्रकारच्या संकटांना तोंड देण्यास किती असमर्थ आहेत हे ही यावरून दिसून आले.

“अश्या परिस्थितींचा सामना करण्यासाठी (पंतप्रधानांच्या) प्रमुख वैज्ञानिक सल्लागारांनी पूर परिस्थितीचा अंदाज वर्तवणारी एक वास्तविक व एकात्मिक यंत्रणा विकसित करण्यासाठी पुढाकार घेतला. भारताकडे आतापर्यंत अशी यंत्रणा नव्हती. ती निर्माण करण्यासाठी अनेक सरकारी आणि शैक्षणिक संस्थांमधील तज्ज्ञ एकत्र आले,” असे ह्या प्रकल्पाची पार्श्वभूमी सांगताना प्रा. सुबिमल घोष म्हणातात. ते भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, मुंबई येथील स्थापत्य विभागात प्राध्यापक म्हणून कार्यरत आहेत. त्यांनी देशभरातील विविध संस्थांमधील संशोधकांच्या साथीने, पूर परिस्थितीचा अंदाज वर्तवण्यासाठी देशातील सर्वात पहिली तज्ज्ञ प्रणाली विकसित करण्यास सुरुवात केली. 

उपलब्ध माहितीच्या आधारे पूर्वानुमान देणारी ही तज्ज्ञ प्रणाली संशोधकांनी केवळ दीड वर्षाच्या विक्रमी वेळेत विकसित केली.

“हे काम करण्यासाठी विविध शास्त्र शाखेच्या तज्ज्ञांना एकत्र येऊन काम करणे आवश्यक होते. आठ संस्थांमधील तीस संशोधकांचा सहभाग असलेल्या ह्या प्रकल्पाचे नेतृत्व करणे हा माझ्या आयुष्यातील एक अतिशय समृद्ध करणारा अनुभव आहे,” असे सुबिमल घोष सांगतात.

करंट सायन्स  या जर्नलमध्ये नुकत्याच प्रकाशित एका अभ्यासात, संशोधकांनी पूर पूर्वानुमान वर्तवणाऱ्या स्वयंचलित तज्ज्ञ प्रणालीवर प्रकाश टाकला. ह्या अभ्यासाला भारत सरकारच्या प्रमुख वैज्ञानिक सल्लागार कार्यालयाने अर्थ सहाय्य दिले आहे. यासाठी पृथ्वी विज्ञान मंत्रालयाचे (मिनिस्टरी ऑफ अर्थ सायन्सेस) माजी सचिव डॉ. शैलेश नायक यांच्या अध्यक्षतेखाली तज्ज्ञांची समिती नियुक्त  करण्यात आली होती. ह्या संशोधन पथकात भारतीय विज्ञान संस्था, बंगळुरू, भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मद्रास, चेन्नई (आयआयटी मद्रास), अण्णा विद्यापीठ, भारतीय हवामान विभाग (आयएमडी), राष्ट्रीय मध्यावधी हवामान पूर्वानुमान केंद्र , नोएडा, राष्ट्रीय तटीय संशोधन संस्था (एनसीसीआर) चेन्नई; भारतीय राष्ट्रीय महासागर सूचना सेवा केंद्र (आयएनसीओआयएस), हैदराबाद, भारतीय अवकाश संशोधन संस्था (इसरो), हैदराबाद या संस्थांमधील वैज्ञानिकांचा समावेश होता.

संशोधकांनी बनवलेल्या ह्या तज्ज्ञ प्रणालीचे स्वतंत्रपणे किंवा एकमेकांच्या सहाय्याने काम करणारे एकूण सहा घटक आहेत. यात प्रादेशिक हवामान, वादळ तसेच भरती-ओहोटीतील उल्लोल यांचे पूर्वानुमान देऊ शकणाऱ्या संगणकीय प्रतिमानांचा समावेश आहे. सेन्सर ने मोजलेली नद्यांच्या व जलाशयांमधील पाण्याची पातळी या गोष्टी लक्षात घेणारी जलविद्या प्रतिमाने, नद्या व पुरामुळे जलमय होण्याची शक्यता असणाऱ्या परिसराची माहिती देणारी प्रणाली यांचाही समावेश आहे. या प्रणाली द्वारे पूर्वानुमानित पुराचे चित्र नकाशात दर्शविले जाते. ह्या सर्व गोष्टी स्वयंचलित असून, कुठेही मानवी हस्तक्षेपाची गरज भासत नाही.

प्रणाली मध्ये उपयोग केलेल्या माहिती मध्ये चेन्नई चे पर्जन्यमान आणि हवामान, अड्यार, कोउम व कोशस्थलैयार या नद्यांच्या मुखाजवळची समुद्राची खोली आणि तेथील लाटांविषयी माहिती, वरील नद्यांच्या पाण्याची पातळी, चेम्बरांबक्कम आणि पुंडी सरोवरातील पाण्याची पातळी, तेथील पर्जन्यमानाचा इतिहास, जमिनीचे स्वरूप, वापर व  पाणीनिचरा क्षमता अशा अनेक गोष्टींचा समावेश होतो. ही प्रणाली पुढील ६ ते ७२ तासांसाठी प्रभागनिहाय पूरपातळी आणि त्याची व्याप्ती यांचे त्रिमितीय नकाशाच्या स्वरूपात पूर्वानुमान देते.

वरील घटकांवर आधारित जटिल गणिती समस्या ह्या तज्ज्ञ प्रणाली मध्ये क्षणार्धात सोडविल्या जातात.

“राष्ट्रीय मध्यावधी हवामान पूर्वानुमान खात्याकडून दुपारी ३ च्या सुमारास पूर्वानुमान घोषित केले जाते. त्यानंतर २ तासांत आमची तज्ज्ञ प्रणाली पुढील ३ दिवसांचे प्राथमिक पूर्वानुमान घोषित करते. त्यात महापुराचे पूर्वानुमान वर्तवले असेल तर सद्यकाल प्रणाली कार्यान्वित केली जाते आणि त्यानुसार दर ६ तासांनी पूर्वानुमान अद्ययावत केले जाते,” असे प्राध्यापक घोष सांगतात. ह्यातून उपलब्ध सखोल तपशीलांमुळे बचाव कार्य करणे आणि सतर्कता मोहीम राबविणे सुकर होऊ शकते.

तज्ज्ञ यंत्रणेत पूर्वानुमान जलद वर्तविण्यासाठी एक डेटा बँक देखील उपलब्ध आहे. त्यात पूर्वी झालेला पाऊस, पाण्याच्या प्रवाहाच्या व लाटांच्या वेगवेगळ्या तीव्रतेमुळे निर्माण झालेल्या ७९६ स्थितींच्या नोंदी नमूद केल्या आहेत. “मोठ्या शहरांकरिता पुराचे अनुरूपण करण्यास खूप वेळ लागतो. म्हणूनच आम्ही डेटा बँकमध्ये शक्यता असलेल्या अतिविषम स्थितींच्या नोंदी करून ठेवल्या आहेत,” असे प्राध्यापक घोष सांगतात. प्राथमिक पूर्वानुमान मिळल्यावर एका शोध ऍल्गोरिदम च्या सहाय्याने डेटा बँक मधील सर्वाधिक अनुरूप स्थिती शोधली जाते आणि प्रथम पूर्वानुमान घोषित केले जाते. 

डिसेंबर २०१५ मधील पुराचI माहिती वापरून संशोधकांनी ही प्रणाली विधिग्राह्य केली. प्रणालीने भाकीत केलेली, नकाशात दर्शविलेली पूर पातळी आणि २०१५ च्या पुराच्या वेळेस प्रत्यक्ष मोजलेली पूर पातळी यांत नाममात्र १ मीटरचा फरक असून ८० टक्क्यांपर्यंत अंदाज बरोबर आहे असे संशोधकांना आढळले.

“चेन्नईतील हिवाळी मोसमी पावसाच्या वेळेस आम्ही ह्या प्रणालीची प्रयोगात्मक पडताळणी केली. प्रायोगिक निरीक्षणे व आमचे पूर्वानुमान जुळते आहे असे आम्हाला आढळले,” असे प्राध्यापक घोष सांगतात.

ही संपूर्ण तज्ज्ञ प्रणाली आता राष्ट्रीय तटीय संशोधन संस्था (एनसीसीआर) चेन्नई यांच्याकडे सुपूर्त करण्यात आली असून, त्याच्या परिरक्षणाची जबाबदारी त्यांच्याकडे राहील. सध्या ही प्रणाली प्रायोगिक तत्वावर सुरु असून १ वर्षानंतर पूर्णपणे कार्यान्वित होईल. ह्या प्रणालीचा वापर इतर शहरांतील पूर पूर्वानुमानासाठी देखील करता येऊ शकेल असा विश्वास संशोधकांना वाटतो.

“आम्ही प्रस्तावित केलेली ही चौकट प्रभावशाली असून पृथ्वी विज्ञान मंत्रालय (मिनिस्टरी ऑफ अर्थ सायन्सेस) तिचा वापर मुंबईतील पूर पूर्वानुमान वर्तवण्याची प्रणाली विकसित करण्यासाठी करीत आहे. आमचा हा दृष्टिकोन पृथ्वी विज्ञान मंत्रालयाला उपयोगी वाटतो आहे ह्याचा आम्हाला आनंद आहे आणि इतर शहरांसाठी देखील ते याचा वापर करत आहेत,” प्राध्यापक घोष यांनी संतोष व्यक्त केला.