বজ্রপাত সৃষ্টিকর্তার সুপরিকল্পিত সৃষ্টির মাঝে একটি অদৃশ্য শক্তির অসাধারণ ঘটনা। প্রকৃতির বিস্ময়কর এক ভয়ংকর রহস্যময় সৌন্দর্য হলো ‘বজ্রপাত'। মূলত বজ্রপাতের মধ্যে আকাশের উপর মেঘের চার্জ বা আধানের এক প্রাকৃতিক বৈজ্ঞানিক রহস্য অন্তর্নিহত অবস্থায় থাকে। বজ্রপাত আসলে আয়নিত জলকণার ফলে ঘটে।বজ্রপাতের মূল কারণ নির্ভর করে মূলত ভৌগোলিক অবস্থানের উপর।
ভূ-পৃষ্ঠের পানি যখন বাষ্প হয়ে উপরের দিকে উঠতে থাকে তখন মেঘের নিচের দিকে ভারী অংশের সাথে জলীয়বাষ্পের সংঘর্ষ হয়। এর ফলে অনেক জলকণা ইলেকট্রন ত্যাগ কৃত হয়ে ধনাত্মক চার্জ এ পরিণত হয় এবং অনেক জলকণা সে ইলেকট্রন গ্রহণ করে ঋণাত্মক চার্জে পরিণত হয়। এ চার্জিত জলীয় বাষ্প মেঘে পরিণত হলে মেঘে বিপুল পরিমাণ স্থির তড়িৎ উৎপন্ন হয়।
এ সময় অপেক্ষাকৃত হালকা ধনাত্মক আধান মেঘের উপরে এবং অপেক্ষাকৃত ভারী ঋণাত্মক চার্জ নিচে অবস্থান করে। মেঘে এই দুই বিপরীত চার্জের পরিমাণ যথেষ্ট হলে ডিসচার্জ প্রক্রিয়া শুরু হয়। একই মেঘের ধনাত্মক ও ঋণাত্মক চার্জের মধ্যে মিশে একত্রিত হয়ে ডিসচার্জ প্রক্রিয়া সম্পন্ন হতে পারে। আবার একটি মেঘের ধনাত্মক চার্জ এর সাথে অন্য মেঘের ঋণাত্মক আবার অন্য মেঘের ধনাত্মক চার্জ এর সাথে ওই মেঘের ঋণাত্মক চার্জ এর মধ্যে মিশে একত্রিত হয়ে ডিসচার্জ প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়।
অন্যদিকে ক্লাউড টু গ্রাউন্ড ডিসচার্জিং অর্থাৎ মেঘের পজেটিভ আধানের ও ভূমির মধ্যে এই ডিসচার্জ প্রক্রিয়া সম্পন্ন হতে পারে। ডিসচার্জিং এর ফলে বাতাসের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক স্পার্ক প্রবাহিত হয়। এ বৈদ্যুতিক স্পার্কের প্রবাহই ‘বজ্রপাত’। সব বজ্র ভূপৃষ্ঠে পড়ে না। শুধু ক্লাউড টু গ্রাউন্ড ডিসচার্জিং এর ফলে সৃষ্ট বজ্রই ভূপৃষ্ঠে আঘাত হানে। এদিকে বায়ু বিদ্যুৎ অপরিবাহী তবে মেঘে থাকা স্থির তড়িৎ প্রায় দশ (১০) মিলিয়ন ভোল্ট পর্যন্ত শক্তি উৎপন্ন পড়ার ক্ষমতা রাখে। যা বাতাসের একটি অংশকে আয়নিত করে। এই আয়নিত পরিবাহী অংশ দিয়ে চার্জ প্রবাহিত হয়।
বজ্রপাতের চার্জ ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক হতে পারে। ক্ষয়ক্ষতির বিবেচনায় ধনাত্মক আধানের বজ্রপাত বেশি মারাত্মক এবং ধ্বংসাত্মক। পৃথিবীর মধ্যাকর্ষণ শক্তি অক্ষুণ্ন রাখার জন্য বজ্রপাত প্রাকৃতিক চার্জ হিসেবে কাজ করে। প্রাকৃতিকভাবে বাতাস যখন জোরে ছুটে আসে তখন তার মধ্যে উৎক্ষেপ থাকে। এই উৎক্ষেপ থেকে মেঘের ওপরের অংশে পজিটিভ বিদ্যুৎ আর নিচের দিকে নেগেটিভ বিদ্যুৎ জমতে থাকে। এই দুই বিদ্যুৎবাহী মেঘ কাছাকাছি এলেই একটির পজিটিভ ও অন্যটির নেগেটিভ মিশে যায়। তখন যে আলোর ঝলক দেখা যায় সেটাই বিদ্যুৎ চমকানি।
মেঘের নিচের স্তরে ঋণাত্মক চার্জ থাকে যা পৃথিবী পৃষ্ঠের ধনাত্মক চার্জে আকৃষ্ট হয়। ফলে পৃথিবী পৃষ্ঠ ও মেঘ স্তরের মধ্যে প্রচণ্ড বিদ্যুৎ বিভর ঘটে। পদার্থের একটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য হলো এর পরমাণুতে থাকা ইলেকট্রন তাপ গ্রহণ করে নিম্ন শক্তিস্তর থেকে উচ্চ শক্তিস্তরে যায়। পরবর্তীতে এই তাপ অনেক বেশি হলে তা কক্ষপথ থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে পরে। ফলে পরমাণুটি ধনাত্মক আধানে পরিণত হয়। এদিকে পৃথিবীর সম্মিলিত চার্জ শূন্য (০) হলেও পৃথিবীর পৃষ্ঠে ও কেন্দ্রে ভিন্ন ভিন্ন চার্জ থাকে। পৃথিবীর কেন্দ্রে তীব্র চাপ ও তাপ থাকে। পৃথিবীর কেন্দ্রে তাপমাত্রা অনেক বেশি থাকায় অনুরূপ ঘটে। ফলে পৃথিবীর কেন্দ্র ধনাত্মক চার্জ এবং ভূপৃষ্ঠে বা তার সামান্য নিচে থাকা বস্তুর পরমাণু ওই ইলেকট্রন গ্রহণ করে ঋণাত্মক চার্জ এ পরিনত হয়।
এই ঋণাত্মক চার্জ এর সাথে ডিসচার্জ প্রক্রিয়া সম্পন্ন করার জন্য মেঘের উপরের পৃষ্ঠের ধনাত্মক চার্জ-ই ভূপৃষ্ঠে নেমে আসে।পৃথিবী পৃষ্ঠের উঁচু টাওয়ার, দালান-কোঠা, গাছ-পালা, সুপরিবাহী বস্তু পেলেই মেঘের ঋণাত্মক চার্জ আকর্ষণ করে এবং বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়ে মাটিতে পড়ে। তাত্ত্বিকভাবে বজ্র সঞ্চয় করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়। তবে এটি বড় আকারে করা সম্ভব নয়। একটি বজ্রপাতের শক্তির পরিমাণ খুব বড় এবং এটি খুব সংক্ষিপ্ত। বজ্রপাত থেকে শক্তি সঞ্চয় করার জন্য এটি সংরক্ষণ করা এবং আরও ব্যবহারযোগ্য আকারে রূপান্তর করা প্রয়োজন। বজ্রপাত হতে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে হলে এর প্রয়োগ সম্পর্কে ভালোভাবে ধারণা থাকা খুবই প্রয়োজন।
সামগ্রিকভাবে বজ্রপাতের সময়ের ব্যাপ্তি, বজ্রপাতের প্রাপ্যতা, এর থেকে প্রাপ্ত শক্তির ব্যাপকতা, এত বিপুল পরিমাণ শক্তির তাৎক্ষণিক রুপান্তর প্রভৃতি নিয়ে ব্যাপক গবেষণার প্রয়োজন। একটা নিয়মিত বজ্রপাতের গড় দৈর্ঘ্য প্রায় ৩-৫ কি.মি.। বজ্রপাতে যে পরিমাণ বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয় সেই পরিমাণ বিদ্যুৎ অল্প সময়ের মধ্যে সংগ্রহ করাটা খুবই দুঃসাধ্য বিষয়। আবার সেই পরিমাণ বিদ্যুৎ ধারণ করার মতো বৈদ্যুতিক ধারকের পাশাপাশি বিদ্যুৎকে ব্যবহার উপযোগী করার জন্য সে অনুযায়ী ট্রান্সফরমারেও (বিদ্যুৎকে ব্যবহার উপযোগী রূপান্তরক) প্রয়োজন। এই প্রযুক্তি সফলভাবে বাস্তবায়নের জন্য আমাদের একটি অত্যাধুনিক প্রযুক্তি বাস্তবায়নের কল্পনা করতে হবে।
এই প্রযুক্তির ক্ষেত্রে সর্বপ্রথম আমাদের উন্নত তথ্য প্রযুক্তি ব্যবহার করে নিশ্চিত করতে হবে যে কখন কোন স্থানে বজ্রপাত ঘটবে। আধুনিক প্রযুক্তির সাহায্যে আমরা যদি পৃথিবীর যে স্থানে বজ্রপাত বেশি হবার সম্ভাবনা রয়েছে সেই স্থান সনাক্ত করতে পারলে বিষয়টা আমাদের কাছে অনেকটাই সহজ হয়ে দাঁড়াবে। এরপর আমরা একটি মাল্টিপ্লান কল্পনা করে বাস্তবায়ন করার চেষ্টা করবো যেখানে বজ্রপাতের বিদ্যুৎ ধারণ করার জন্য বিদ্যুৎতিক ধারক, বিদ্যুৎ সংরক্ষণের জন্য ক্যাপাসিটর, বিদ্যুৎ পরিবাহী, অর্ধপরিবাহী এবং অপরিবাহী এই তিন ধরনের ধাতব পদার্থের ব্যবস্থা থাকতে হবে।
বজ্রপাত থেকে যে পরিমাণ বিদ্যুৎ পতিত হবে সেই পরিমাণ বিদ্যুৎ থেকে যতটুকু সম্ভব বৈদ্যুতিক ধারকের মাধ্যমে ধারণ করে বাকিগুলো অন্য কোন উপায় উচ্চতর চার্জার ব্যাটারীতে সংরক্ষণ করার পর অবশিষ্ট গুলো গ্রাউন্ডে রিলিজ করে অর্থাৎ মাটিতে চলে যেতে পারে এই ধরনের উন্নত প্রযুক্তির ব্যবস্থার মাধ্যমে বিদ্যুৎ সংগ্রহ করা সম্ভব হতে পারে। বিদ্যুৎ পরিবাহী ধাতব পদার্থ বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য, অর্ধপরিবাহী ধাতব পদার্থ বিদ্যুৎকে কন্ট্রোল করার জন্য এবং অপরিবাহী ধাতব পদার্থ দুর্ঘটনা এড়ানোর জন্য ব্যবহার করা হলে যথেষ্ট সফলতা পাওয়া যাবে।
বজ্রপাতের পুরো ঘটনাটি ঘটে এক সেকেন্ডের কয়েক হাজার ভাগের এক ভাগ সময়ের মধ্যে।খুব অল্প সময়ের মধ্যে এ পরিবর্তন আশপাশের বাতাসকে প্রচন্ড গতিতে বিস্ফোরণের মতো সম্প্রসারিত করে। এর ফলে প্রবল শব্দ উৎপন্ন হয়। এই শব্দকেই আমরা গর্জন অর্থাৎ বজ্রপাতের শব্দ হিসেবে শুনতে পাই। বজ্রপাতের সময় বায়ুর তাপমাত্রা প্রায় ২৭০০০° c এবং চাপ প্রায় ১০-১০০ গুন পর্যন্ত বেড়ে যায়। বৈদ্যুতিক শক্তি পরিমাপক একক ‘কিলোওয়াট/ আওয়ার’। এদিকে ভূমি থেকে ৩ মাইল দূরত্বের বজ্রপাত প্রায় ১ বিলিয়ন থেকে ১০ বিলিয়ন জুল শক্তি উৎপন্ন করতে সক্ষম হয় ।
এ হিসেবে এ শক্তি ২৭,৮৪০ কিলোওয়াট/আওয়ার। অতি ক্ষুদ্র সময় এত বিপুল পরিমাণ তাপ, চাপ এবং শক্তিকে ধারণ করার মতো বৈজ্ঞানিক ব্যবস্থা উদ্ভাবন করে বজ্রপাতের বৈদ্যুতিক শক্তিকে বস করতে পারলে বিনা পয়সায় বিদ্যুৎ ব্যাবহারের সুযোগ পাওয়ার যাবে। তবে সে ক্ষেত্রে বজ্রপাতের শক্তিকে আয়ত্ত করতে সময় পাওয়া যাবে এক সেকেন্ডেরও কম। ক্ষুদ্র এই সময়ের মধ্যে বজ্রপাত থেকে উৎপন্ন বিপুল পরিমাণ তড়িৎ শক্তিকে ধারণ করে বিভিন্ন কাজে ব্যবহারের বিষয়ে বিজ্ঞানীরা বহু বছর আগের থেকেই পরীক্ষা নিরীক্ষা করে তা বাস্তবায়িত করে তোলার লক্ষ্যে বিভিন্ন ধরনের গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছেন। প্রথমেই বজ্রপাতের পূর্বাভাস জানা খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
কোথায় বা কোন এলাকায় বজ্রপাত হতে পারে। অথবা বজ্রসহ বৃষ্টি হতে পারে অত্যাধুনিক প্রযুক্তির মাধ্যমে এরকম ধারণা করে বলা যায়। কিন্তু কখন সংঘটিত হবে আর ঠিক কোন স্থানে হবে তাৎক্ষণিকভাবে এটা একেবারে সুনির্দিষ্ট করে আগে থেকে বলা সম্ভব নয়। তাৎক্ষণিক সতর্কতার এই বিষয়টাকে বলা হয় নাউকাস্টিং। যেটা আবহাওয়ার পূর্বাভাস হতে জানা একেবারেই অসম্ভব। ঝড়/জলোচ্ছ্বাসের মতো প্রাকৃতিক দূর্যোগে মানুষের মৃত্যুর হার যতটা তার চেয়ে অনেক বেশি মৃত্যুর হার বজ্রপাতে। বজ্রপাত থেকে কেবল প্রাণ ক্ষয় এড়িয়ে একে আয়ত্ত্ব করে নিয়ে এর বৈদ্যুতিক শক্তিকে কাজে লাগাতে পারলে বজ্রপাত কিন্তু সার্বিকভাবে উপকারী।
ভূমির উর্বরা শক্তিতে এর অবদান রয়েছে। বজ্রপাতের পূর্বাভাস জানার প্রযুক্তিটা সফলভাবে সম্পূর্ণরূপ কার্যকর নয়। এজন্য আমাদের দরকার স্ট্রং রাডার নেটওয়ার্ক ও স্যাটেলাইট নেটওয়ার্ক প্রযুক্তি। সুনির্দিষ্ট পূর্বাভাস পেতে হলে রাডারের সাথে স্যাটেলাইট প্রযুক্তির উন্নয়ন করতে হবে। এ ধরণের ফ্রিকোয়েন্সিয়াল ব্যবস্থাপনার জন্য অনেক উচ্চ প্রযুক্তি দরকার। মোটামুটিভাবে সারাবছর যে পরিমাণ বজ্রপাত সংঘটিত হয় এর শতকরা ২৫% মাত্র ভূ-পৃষ্ঠে আঘাত হানে। একটা বড়সড় বজ্রপাতের মোট শক্তি একটি পারমাণবিক বোমার চেয়েও বেশি।
বজ্রপাত হতে বিদ্যুৎ সংগ্রহ করে সে বিদ্যুৎ প্রক্রিয়াজাত করতে যে পরিমাণ খরচ হবে এর সাথে স্বাভাবিকভাবে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে যে খরচ হয় তার একটা আনুষাঙ্গিক খরচ হিসাব নিকাশ করে প্রযুক্তির যথাযথ ব্যবহার নিশ্চিত করতে পারলে এটি হবে লাভজন ব্যবস্থা। একটা বড় ধরনের বজ্রপাত হয়তো যেকোনো মুহূর্তে সরঞ্জাম গুলোর অনাকাঙ্ক্ষিত ধ্বংস ডেকে আনতে পারে। সে বিষয়ে সজাগ থাকার পাশাপাশি বিচক্ষণ ধারণা রাখতে হবে। বজ্রপাত খুব দ্রুতই চার্জ গঠন করার ক্ষমতা রাখে। সুতরাং অতি ক্ষুদ্র সময়ে প্রকান্ড বিস্ফোরণে প্রাপ্ত বিপুল পরিমাণ এই শক্তি নিমিষেই ধারণ করার জন্য খুবই শক্তিশালী এবং টেকসই প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তা অত্যাবশ্যকীয়।
প্রয়োজনানুযায়ী এই শক্তিকে নিম্ন ভোল্টেজের বিদ্যুতে রুপান্তরিত করে সঞ্চয় করতে হলে উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন বড় আকৃতির ব্যাটারি অথবা ক্যাপাসিটর দরকার যা তাৎক্ষণিকভাবে আঘাত হানা বজ্রপাতকে চার্জ আকারে সঞ্চয় করতে পারবে এবং চাহিদা মত সঞ্চিত শক্তিকে প্রক্রিয়া অনুযায়ী সরবরাহ করতে পারবে।একটি বজ্রপাতে নিহিত শক্তি ভূ-পৃষ্ঠে আঘাত হানার সময় ছিটকে পড়ে। সুতরাং বজ্রের খুব সামান্য অংশ আমরা ধারণ করা সম্ভব। এমনকি বজ্রপাতের দিক এবং স্থান নির্ণয় করা খুবই কঠিন।
সুউচ্চ ধাতব টাওয়ার তৈরি করে কিছুটা বজ্রপাতকে আকৃষ্ট করা যেতে পারে। বজ্রপাতের সময় বিপুল পরিমাণ শক্তি খুব কম সময়ে নির্গত হয় এজন্য একে ব্যবহারযোগ্য বিদ্যুতে রপান্তর করা বেশ কষ্টসাধ্য বিষয়।বজ্রপাত কখন কোথায় আঘাত হানবে সেটা বলা কঠিন। বিষয়টা হচ্ছে এমন যে বজ্রপাত অপ্রত্যাশিত এবং এলোমেলোভাবে আঘাত হানে।
এছাড়া সারাবছর অথবা প্রয়োজনমত বজ্রপাত পাওয়া যায় না। বেশিরভাগই হ্রদের ক্রান্তীয় এবং দূরবর্তী পাহাড়ীয় অঞ্চলে ঘটে থাকে। এই অবস্থায় রাষ্ট্রীয়ভাবে অত্যাধুনিক শক্তি রুপান্তর এবং স্টোরেজ সুবিধা নির্মাণ করা বেশ কষ্টসাধ্য। এমনকি জনবহুল এলাকায় শক্তি বিতরণও বড় বেশি অবজেক্টিক এবং অর্থনৈতিক চ্যালেঞ্জ যোগ করবে।
লেখক: মো. জাহিদুল ইসলাম
আইসিটি সেল, জগন্নাথ বিশ্ববিদ্যালয়
