जलवायु विज्ञान एवं समुद्र विज्ञान: वायुमंडल, पवनें, चक्रवात और महासागर
सूर्यातप, ऊष्मा बजट और तापमान व्युत्क्रमण
किसी स्थान को मिलने वाले सूर्यातप की मात्रा सूर्य की किरणों के कोण, दिन की लंबाई, वायुमंडल की पारदर्शिता (बादल, धूल, जलवाष्प) और भूमि के ढाल-दिशा (aspect) पर निर्भर करती है। दूरी का प्रभाव सबसे कम है: पृथ्वी उपसौर (लगभग 3 जनवरी) पर सूर्य के सबसे निकट और अपसौर (लगभग 4 जुलाई) पर सबसे दूर होती है, फिर भी उत्तरी गोलार्ध की सर्दी जनवरी में होती है — ऋतुएँ झुकाव से बनती हैं, दूरी से नहीं। एक तथ्य अधिकांश पाठकों को चौंकाता है: सतह पर अधिकतम सूर्यातप उपोष्ण गर्म मरुस्थलों पर मिलता है, विषुवत् रेखा पर नहीं, क्योंकि विषुवतीय पेटी लगभग हर दोपहर बादलों से ढकी रहती है जबकि मरुस्थल का आकाश साफ़ रहता है।
दीर्घकाल में पृथ्वी का तापमान स्थिर रहता है क्योंकि वह अंतरिक्ष को ठीक उतनी ही ऊर्जा लौटाती है जितनी पाती है — ऊष्मा बजट। आने वाले सौर विकिरण को 100 इकाई मानें। क्लासिक पाठ्यपुस्तकीय बजट में लगभग 35 इकाइयाँ सीधे अंतरिक्ष में परावर्तित या प्रकीर्णित हो जाती हैं, अधिकतर बादलों से, कुछ हिम व बर्फ़ तथा स्वयं वायु से; यह परावर्तित अंश पृथ्वी का ऐल्बिडो है (उपग्रह माप इसे लगभग 30 प्रतिशत बताते हैं)। शेष 65 इकाइयों में से 14 वायुमंडल और 51 सतह अवशोषित करती है। सतह अपनी 51 इकाइयाँ दीर्घ-तरंग पार्थिव विकिरण के रूप में ऊपर भेजती है: 17 सीधे अंतरिक्ष में निकल जाती हैं और 34 वायुमंडल अवशोषित करता है — कुछ विकिरण के रूप में, कुछ संवहन व विक्षोभ से, और सबसे बड़ा भाग जलवाष्प के संघनन पर मुक्त गुप्त ऊष्मा के रूप में। फिर वायुमंडल अपनी 48 इकाइयाँ (14 + 34) अंतरिक्ष में विकिरित करता है। 17 + 48 = 65, जो अवशोषित 65 को संतुलित करता है।
- अक्षांशीय असंतुलन — लगभग 40°उ और 40°द के बीच पृथ्वी जितना विकिरण खोती है उससे अधिक पाती है (अधिशेष); उससे ध्रुवों की ओर वह अधिक खोती है (घाटा)। उष्णकटिबंध लगातार अधिक गर्म और ध्रुव लगातार अधिक ठंडे केवल इसलिए नहीं होते कि पवनें और महासागरीय धाराएँ अधिशेष को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं। यही एक तथ्य इस अध्याय की शेष सभी बातों का कारण है।
- वायु कैसे गर्म होती है — वायुमंडल मुख्यतः नीचे से, भूमि द्वारा गर्म होता है: सबसे निचली परत में चालन से, संवहन (गर्म वायु का ऊर्ध्वाधर उठना, जो क्षोभमंडल तक सीमित है) से और अभिवहन (क्षैतिज स्थानांतरण, जो मध्य अक्षांशों में अधिकांश दैनिक परिवर्तन लाता है; उत्तर भारत की लू अभिवहित ऊष्मा है) से। लघु-तरंग सूर्य-प्रकाश वायु से आसानी से गुज़र जाता है; वायु वास्तव में दीर्घ-तरंग पार्थिव विकिरण को अवशोषित करती है।
- समताप रेखाएँ और ऊष्मीय विषुवत् रेखा — उच्चतम तापमान की पेटी भौगोलिक विषुवत् रेखा के थोड़ा उत्तर में है, क्योंकि उत्तरी गोलार्ध में भूमि अधिक है। जहाँ भूमि समुद्र से मिलती है वहाँ समताप रेखाएँ तीव्रता से मुड़ती हैं, और सबसे बड़ा वार्षिक तापांतर — 60 °C से अधिक — उत्तर-पूर्वी यूरेशिया में मिलता है, जो किसी भी संतुलनकारी महासागर से बहुत दूर है।
सामान्यतः तापमान ऊँचाई के साथ घटता है। तापमान व्युत्क्रमण में यह बढ़ता है, जिससे भूमि के पास की ठंडी वायु के ऊपर गर्म वायु की परत बैठ जाती है। व्युत्क्रमण साफ़ आकाश और शांत वायु वाली लंबी शीत रातों में बनता है, जब भूमि विकिरण से तेज़ी से ऊष्मा खोकर ठीक ऊपर की वायु को ठंडा कर देती है; हिमावरण इसे और प्रबल करता है। चूँकि ठंडी वायु सघन होती है, व्युत्क्रमण निचली वायु को स्थिर बनाता है: यह ऊपर उठती धाराओं को दबा देता है, जिससे कोहरा, पाला और धूम-कोहरा भूमि के पास फँस जाते हैं — उत्तर भारतीय नगरों का शीतकालीन धूम-कोहरा उत्सर्जन जितनी ही व्युत्क्रमण की भी समस्या है। पहाड़ों में रात को ठंडी वायु ढाल से नीचे खिसककर घाटी के तल में भर जाती है (वायु अपवाह), अतः घाटी का तल जम सकता है जबकि ऊपर के ढाल पाला-मुक्त रहते हैं। इसीलिए पहाड़ी क्षेत्रों में बाग़ और बागान ढालों पर लगाए जाते हैं, नीचे की पाला-घाटियों में नहीं।
पवन को क्या दिशा देता है: बल, कोशिकाएँ और पेटियाँ
माध्य समुद्र-तल वायुदाब लगभग 1013 मिलीबार है, और निचले वायुमंडल में यह हर 10 m ऊँचाई पर लगभग 1 mb घटता है। तीन बल तय करते हैं कि वायु उच्च व निम्न दाब के बीच वास्तव में कैसे चलती है।
| बल | यह क्या करता है | मुख्य बात |
|---|---|---|
| दाब प्रवणता बल | वायु को उच्च से निम्न दाब की ओर धकेलता है; यही पवन को आरंभ करता है | समदाब रेखाएँ जितनी पास, प्रवणता उतनी तीव्र और पवन उतनी प्रबल |
| कोरिऑलिस बल | पृथ्वी के घूर्णन का प्रभाव जो गतिशील वायु को उत्तरी गोलार्ध में दाईं ओर और दक्षिणी में बाईं ओर मोड़ता है | गति के समकोण पर कार्य करता है, अतः दिशा बदलता है, वेग नहीं; यह विषुवत् रेखा पर शून्य और ध्रुवों पर अधिकतम होता है |
| घर्षण | सतह के पास पवन को धीमा करता है और उसे निम्न दाब की ओर समदाब रेखाएँ पार करने देता है | खुरदरी भूमि पर सबसे अधिक, समुद्र पर सबसे कम; कुछ किलोमीटर ऊपर नगण्य, जहाँ पवन भूविक्षेपी पवन के रूप में समदाब रेखाओं के समानांतर बहती है |
चूँकि विषुवत् रेखा पर कोरिऑलिस बल शून्य हो जाता है, वहाँ घूमता तूफ़ान संगठित नहीं हो सकता: उष्णकटिबंधीय चक्रवात विषुवत् रेखा के लगभग 5° के भीतर नहीं बनते। ऊपर की ओर, सामान्य परिसंचरण को प्रत्येक गोलार्ध में त्रि-कोशिकीय मॉडल से समझाया जाता है। हैडली कोशिका (0–30°) में वायु गर्म विषुवत् रेखा पर उठती है, ऊपर ध्रुव की ओर बहती है, लगभग 30° पर नीचे उतरती है और सतह पर व्यापारिक पवनों के रूप में लौटती है — ऊष्मीय रूप से प्रत्यक्ष कोशिका। फ़ेरल कोशिका (30–60°) में सतही वायु पछुआ पवनों के रूप में ध्रुव की ओर चलती है; यह तापन से नहीं बल्कि दोनों ओर की कोशिकाओं से चलती है, इसलिए ऊष्मीय रूप से अप्रत्यक्ष कहलाती है। ध्रुवीय कोशिका ध्रुवों पर नीचे उतरती है और ध्रुवीय पूर्वी पवनों के रूप में बाहर बहती है। उष्णकटिबंधीय प्रशांत के आर-पार एक पृथक् पूर्व–पश्चिम चक्र चलता है, वॉकर परिसंचरण, जो एल नीनो की कुंजी है।
| पेटी | उत्पत्ति | क्रियाविधि |
|---|---|---|
| विषुवतीय निम्न (डोलड्रम, ITCZ) | ऊष्मीय | तीव्र तापन से वायु ऊपर उठती है |
| उपोष्ण उच्च (अश्व अक्षांश, ~30°) | गतिक | विषुवत् रेखा पर उठी वायु यहाँ नीचे उतरकर जमा होती है |
| उपध्रुवीय निम्न (~60°) | गतिक | घूर्णन तथा पछुआ पवनों व ध्रुवीय वायु के मिलन से वायु ऊपर धकेली जाती है; ध्रुवीय वाताग्र के तूफ़ान |
| ध्रुवीय उच्च | ऊष्मीय | तीव्र शीत से वायु सघन व भारी हो जाती है |
पेटियों की पूरी प्रणाली सूर्य की आभासी गति के साथ उत्तर-दक्षिण खिसकती है — ऋतुओं के साथ लगभग 5–10° — और महाद्वीपों के ऊपर यह खिसकाव कहीं अधिक होता है। यही विस्थापन जुलाई में ITCZ को गंगा मैदान के ऊपर खींच लाता है और geography-ch02 में वर्णित मानसून को चलाता है। स्थानीय पवनें मानचित्र में विवरण जोड़ती हैं; geography-ch04 में दी गई पवनों के अतिरिक्त ये प्रायः पूछी जाती हैं।
| पवन | स्वभाव | प्रदेश |
|---|---|---|
| हरमट्टन | सहारा से आने वाली शुष्क, धूल भरी उत्तर-पूर्वी पवन; उमस भरी गर्मी से राहत देने के कारण "डॉक्टर" कहलाती है | पश्चिम अफ्रीका |
| बोरा | तट की ओर उतरने वाली ठंडी, शुष्क, झोंकेदार पवन | एड्रियाटिक तट |
| सांता आना | तट की ओर बहने वाली गर्म, शुष्क पवन; दावाग्नि फैलाती है | दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया |
| ख़मसिन | वसंत में गर्म, धूल भरी दक्षिणी पवन | मिस्र |
| ज़ोंडा | एंडीज़ के पूर्वी ढालों से उतरने वाली गर्म, शुष्क पवन (फ़ॉन-प्रकार) | अर्जेंटीना |
| पर्वत व घाटी समीर | दिन में ढालों पर गर्म हुई वायु ऊपर चढ़ती है (घाटी समीर, एनाबैटिक); रात में ठंडी वायु ढाल से नीचे बहती है (पर्वत समीर, कैटाबैटिक) | कोई भी पहाड़ी प्रदेश |
जेट धाराएँ
जेट धाराएँ ऊपरी क्षोभमंडल में, क्षोभसीमा के पास अत्यंत तीव्र पवन की संकरी, घुमावदार पट्टियाँ हैं, जो प्रायः 100 km/h से कहीं अधिक वेग से बहती हैं और सर्दियों में और तेज़, जब उष्णकटिबंध व ध्रुवों के बीच तापमान का अंतर सबसे अधिक होता है। ये वहीं बनती हैं जहाँ यह अंतर सबसे तीव्र होता है। अधिकांश पश्चिम से पूर्व बहती हैं, इसीलिए जेट के साथ पूर्व की ओर जाने वाली उड़ान जल्दी और पश्चिम की ओर जाने वाली देर से पहुँचती है। इनके बड़े घुमाव, जिन्हें रॉस्बी तरंगें कहते हैं, सतही चक्रवातों व प्रतिचक्रवातों को दिशा देते हैं; जब कोई घुमाव ठहर जाता है, तो लू या शीतलहर कई दिनों तक एक प्रदेश पर टिक सकती है।
| जेट | कहाँ और कब | भूमिका |
|---|---|---|
| उपोष्ण पश्चिमी जेट | लगभग 25–30° अक्षांश; भारत के ऊपर यह सर्दियों में हिमालय के दक्षिण बहती है और ग्रीष्म के आरंभ में तिब्बती पठार के उत्तर खिसक जाती है | भूमध्य सागर से वे पश्चिमी विक्षोभ लाती है जो उत्तर-पश्चिम को शीतकालीन वर्षा देते हैं; इसकी उत्तर की ओर वापसी मानसून के अचानक आगमन से जुड़ी है |
| ध्रुवीय वाताग्र जेट | मध्य अक्षांश, ध्रुवीय वाताग्र के ऊपर; स्थिति अधिक परिवर्ती | पछुआ पेटी के शीतोष्ण चक्रवातों को दिशा देती है |
| उष्णकटिबंधीय पूर्वी जेट | केवल ग्रीष्म में, प्रायद्वीपीय भारत के ऊपर लगभग 14°उ पर, पूर्व से पश्चिम बहती है | तिब्बती पठार के गर्म होने के साथ विकसित होती है; प्रबल पूर्वी जेट सशक्त मानसून से जुड़ी है |
वायुराशियाँ और वाताग्र
वायुराशि वायु का विशाल पिंड है जिसका तापमान और आर्द्रता क्षैतिज रूप से लगभग एक-से होते हैं, जो एक समरूप उद्गम क्षेत्र — गर्म महासागर, ठंडा हिमक्षेत्र, गर्म मरुस्थल — पर ठहरने से प्राप्त होते हैं। वायुराशियों का नाम आर्द्रता (c महाद्वीपीय, शुष्क; m समुद्री, आर्द्र) और तापमान (T उष्णकटिबंधीय, P ध्रुवीय, A आर्कटिक) से रखा जाता है। पाँच मानक प्रकार हैं समुद्री उष्णकटिबंधीय (mT), महाद्वीपीय उष्णकटिबंधीय (cT), समुद्री ध्रुवीय (mP), महाद्वीपीय ध्रुवीय (cP) और महाद्वीपीय आर्कटिक (cA)। महासागरों के ऊपर की उष्णकटिबंधीय वायुराशियाँ अधिकांश भारी वर्षा का नमी स्रोत हैं; साइबेरिया और उत्तरी कनाडा से आने वाली cP वायु शीतकालीन शीतलहर लाती है।
जब दो विपरीत वायुराशियाँ मिलती हैं, तो वे आसानी से नहीं मिलतीं; उनके बीच की सीमा वाताग्र है, और इसके बनने की प्रक्रिया वाताग्र-जनन है। वाताग्र मध्य अक्षांशों की विशेषता हैं, जहाँ ठंडी ध्रुवीय और गर्म उष्णकटिबंधीय वायु मिलती है; उष्णकटिबंध में वायुराशियाँ तापमान में इतनी समान होती हैं कि वाताग्र नहीं बनते।
| वाताग्र | क्या होता है | मौसम |
|---|---|---|
| शीत वाताग्र | ठंडी वायु आगे बढ़कर गर्म वायु के नीचे घुसती है और उसे तीव्रता से ऊपर उठाती है | ऊँचे कपासी-वर्षी मेघ, तड़ित-झंझा, अल्पकालिक भारी बौछारें, फिर तापमान में तीव्र गिरावट |
| उष्ण वाताग्र | गर्म वायु आगे बढ़कर पीछे हटती ठंडी वायु के ऊपर धीरे-धीरे चढ़ती है | बादलों का लंबा क्रम — पक्षाभ मेघ, फिर नीची व मोटी परतें, वर्षास्तरी मेघ तक — और लंबी हल्की वर्षा |
| अचर वाताग्र | कोई भी वायुराशि दूसरी को धकेल नहीं पाती | एक क्षेत्र पर कई दिनों तक बादल व वर्षा ला सकता है |
| अधिविष्ट वाताग्र | तेज़ शीत वाताग्र उष्ण वाताग्र को पकड़ लेता है, जिससे गर्म वायु पूरी तरह भूमि से ऊपर उठ जाती है | शीतोष्ण चक्रवात की परिपक्व, समाप्त होती अवस्था का सूचक |
उष्णकटिबंधीय और शीतोष्ण चक्रवात
उष्णकटिबंधीय चक्रवात एक प्रचंड तूफ़ान है जो गर्म उष्णकटिबंधीय समुद्रों पर बनता है और नम वायु के संघनन पर मुक्त गुप्त ऊष्मा से ऊर्जा लेता है। इसके लिए आवश्यक हैं: लगभग 27 °C से अधिक गर्म विशाल समुद्री सतह; इसे घुमाने के लिए पर्याप्त कोरिऑलिस बल (इसीलिए विषुवत् रेखा के पास नहीं); ऊँचाई के साथ पवन वेग में कम परिवर्तन (निम्न ऊर्ध्वाधर पवन अपरूपण), ताकि उठता स्तंभ टूटे नहीं; पहले से विद्यमान कमज़ोर निम्न दाब या चक्रवाती परिसंचरण; और उठती वायु को हटाने के लिए ऊपरी वायु में अपसरण। इसकी नमी की आपूर्ति काट दीजिए — स्थल-प्रवेश (लैंडफ़ॉल) से या ठंडे जल पर बहने से — और यह शीघ्र कमज़ोर हो जाता है।
केंद्र में आँख (चक्षु) है: नीचे उतरती वायु का शांत, प्रायः साफ़ क्षेत्र। इसके चारों ओर चक्षु भित्ति ऊँचे बादलों का वलय है जहाँ वायु सबसे प्रचंडता से सर्पिल रूप में ऊपर उठती है — सबसे प्रबल पवनें और सबसे भारी वर्षा यहीं होती हैं, आँख में नहीं। सर्पिल वर्षा पट्टियाँ बाहर की ओर फैली होती हैं। तट पर सबसे घातक प्रभाव प्रायः तूफ़ानी महोर्मि (स्टॉर्म सर्ज) होता है, समुद्री जल का गुंबद जिसे पवन और निम्न दाब तट पर धकेलते हैं। उत्तर हिंद महासागर में बंगाल की खाड़ी अरब सागर की तुलना में कई गुना अधिक चक्रवात उत्पन्न करती है, जिनके शिखर मानसूनोत्तर (अक्टूबर–नवंबर) और मानसून-पूर्व (अप्रैल–मई) महीनों में होते हैं। दक्षिण अटलांटिक और दक्षिण-पूर्वी प्रशांत में, जहाँ ठंडी धाराएँ और प्रबल पवन अपरूपण रहते हैं, चक्रवात दुर्लभ हैं।
| श्रेणी | नॉट | km/h |
|---|---|---|
| अवदाब | 17–27 | 31–49 |
| गहन अवदाब | 28–33 | 50–61 |
| चक्रवाती तूफ़ान | 34–47 | 62–88 |
| प्रचंड चक्रवाती तूफ़ान | 48–63 | 89–117 |
| अति प्रचंड चक्रवाती तूफ़ान | 64–89 | 118–166 |
| अत्यंत प्रचंड चक्रवाती तूफ़ान | 90–119 | 167–221 |
| महा चक्रवाती तूफ़ान | 120 व अधिक | 222 व अधिक |
कोई तूफ़ान चक्रवाती तूफ़ान की शक्ति तक पहुँचते ही नामित होता है। उत्तर हिंद महासागर के लिए नाम भारत मौसम विज्ञान विभाग द्वारा संचालित नई दिल्ली स्थित क्षेत्रीय विशिष्ट मौसम विज्ञान केंद्र द्वारा दिए जाते हैं, जो WMO/ESCAP उष्णकटिबंधीय चक्रवात पैनल के 13 सदस्य देशों द्वारा दी गई सूची से क्रम से लिए जाते हैं।
| विशेषता | उष्णकटिबंधीय चक्रवात | शीतोष्ण (बहिरुष्णकटिबंधीय) चक्रवात |
|---|---|---|
| उत्पत्ति | गर्म समुद्रों पर, लगभग 5° और 30° के बीच; कोई वाताग्र नहीं | ध्रुवीय वाताग्र के साथ, लगभग 35°–65°, जहाँ गर्म व ठंडी वायुराशियाँ मिलती हैं (नॉर्वेजियन ध्रुवीय-वाताग्र मॉडल) |
| ऊर्जा | गर्म जल पर संघनन की गुप्त ऊष्मा | वायुराशियों के बीच तापमान का अंतर |
| कहाँ बनता है | केवल समुद्र पर; भूमि पर समाप्त होता है | भूमि व समुद्र दोनों पर |
| आकार व पवनें | छोटा, कहीं अधिक प्रबल पवनों व आँख के साथ | बड़ा, मंद पवनों के साथ और बिना आँख |
| गति | व्यापारिक पवनों के साथ पूर्व से पश्चिम, प्रायः ध्रुव की ओर मुड़ते हुए | पछुआ पवनों के साथ पश्चिम से पूर्व |
| वर्षा | मूसलाधार, अल्प समय के लिए | लंबी व मंद; भारत के पश्चिमी विक्षोभ इसी परिवार के हैं |
टॉरनेडो पूर्णतः भिन्न पैमाने के हैं: गरज वाले बादलों से उतरती अत्यंत निम्न दाब की छोटी, तीव्रता से घूमती कीप, जो वसंत में मध्य संयुक्त राज्य अमेरिका के मैदानों में सबसे सामान्य हैं। जल के ऊपर यही जल-स्तंभ (वॉटरस्पाउट) कहलाता है।
एल नीनो, ला नीना, ENSO और हिंद महासागर द्विध्रुव
सामान्य वर्ष से आरंभ करें। दक्षिण-पूर्वी व्यापारिक पवनें विषुवतीय प्रशांत के आर-पार गर्म सतही जल को पश्चिम की ओर धकेलती हैं, जिससे इंडोनेशिया व उत्तरी ऑस्ट्रेलिया के पास गहरा गर्म जल-कुंड बनता है, जहाँ वायु ऊपर उठती है और भारी वर्षा होती है। पेरू और इक्वाडोर के तट पर हटाए गए जल का स्थान नीचे से उत्प्रवाह (अपवेलिंग) द्वारा आने वाला ठंडा, पोषक-समृद्ध जल लेता है — जो विश्व के सबसे समृद्ध मत्स्य क्षेत्रों में से एक को पोषित करता है। वायु पश्चिम में उठती है, ऊपर पूर्व की ओर बहती है और ठंडे पूर्वी प्रशांत पर नीचे उतरती है: वॉकर परिसंचरण।
एल नीनो में व्यापारिक पवनें कमज़ोर पड़ती हैं (कभी-कभी उलट जाती हैं), गर्म जल-कुंड पूर्व की ओर खिसकता है, पेरू तट पर उत्प्रवाह दब जाता है और तटीय मत्स्य उद्योग ध्वस्त हो जाता है। वर्षा गर्म जल के साथ खिसकती है: पेरू व इक्वाडोर के सामान्यतः शुष्क तटों पर बाढ़ आती है, जबकि इंडोनेशिया व ऑस्ट्रेलिया सूखे का सामना करते हैं, और भारतीय मानसून कमज़ोर रहने की प्रवृत्ति रखता है। नाम, "शिशु", पेरू के मछुआरों से आया जिन्होंने क्रिसमस के आसपास गर्म धारा देखी। ला नीना इसका विपरीत है: प्रबल व्यापारिक पवनें, असामान्य रूप से ठंडा पूर्वी प्रशांत, और अच्छे भारतीय मानसून की प्रवृत्ति। ये घटनाएँ अनियमित रूप से, हर दो से सात वर्ष में, दोहराई जाती हैं। NOAA जैसी संस्थाएँ एल नीनो तब घोषित करती हैं जब मध्य विषुवतीय प्रशांत (नीनो 3.4 क्षेत्र) का समुद्री सतह तापमान लगातार सामान्य से कम से कम 0.5 °C ऊपर बना रहे।
महासागरीय परिवर्तन का एक वायुमंडलीय जुड़वाँ है, दक्षिणी दोलन — पूर्वी और पश्चिमी उष्णकटिबंधीय प्रशांत के बीच सतही वायुदाब का झूला, जिसे सर गिल्बर्ट वॉकर ने 1920 के दशक में भारतीय मानसून के पूर्वानुमान के उपाय खोजते हुए पहचाना। इसे दक्षिणी दोलन सूचकांक (SOI) से मापा जाता है, जो वायुदाब का अंतर ताहिती घटा डार्विन है। लगातार ऋणात्मक SOI (डार्विन की तुलना में ताहिती पर सामान्य से कम दाब) एल नीनो के साथ होता है; धनात्मक SOI ला नीना के साथ। महासागर और वायुमंडल को मिलाकर ENSO (एल नीनो–दक्षिणी दोलन) कहते हैं।
हिंद महासागर का अपना झूला है, हिंद महासागर द्विध्रुव (IOD), जिसका वर्णन 1999 में हुआ। यह पश्चिमी हिंद महासागर (अरब सागर की ओर, पूर्वी अफ्रीका के पास) के समुद्री सतह तापमान की तुलना इंडोनेशिया के दक्षिण में पूर्वी हिंद महासागर से करता है। धनात्मक IOD में पश्चिम सामान्य से गर्म और पूर्व ठंडा होता है: संवहन पश्चिम की ओर खिसकता है, जो भारतीय मानसून व पूर्वी अफ्रीकी वर्षा के अनुकूल है जबकि इंडोनेशिया व ऑस्ट्रेलिया को सुखाता है। ऋणात्मक IOD इसका उलटा करता है। चूँकि दोनों प्रणालियाँ स्वतंत्र हैं, धनात्मक IOD एल नीनो की भरपाई कर सकता है — 1997 में एक अत्यंत प्रबल एल नीनो के साथ लगभग सामान्य भारतीय मानसून रहा। तीसरा प्रभाव, मैडेन–जूलियन दोलन, बादल व वर्षा का पूर्व की ओर बढ़ता स्पंद है जो हर 30–60 दिनों में उष्णकटिबंध का चक्कर लगाता है और मानसून के सक्रिय व विराम चरण तय करने में सहायक होता है।
| चरण | महासागरीय संकेत | भारतीय मानसून पर सामान्य प्रवृत्ति |
|---|---|---|
| एल नीनो | गर्म मध्य व पूर्वी विषुवतीय प्रशांत; ऋणात्मक SOI | कमज़ोर — सूखे का अधिक जोखिम |
| ला नीना | ठंडा पूर्वी प्रशांत; प्रबल व्यापारिक पवनें; धनात्मक SOI | प्रबल |
| धनात्मक IOD | पश्चिमी हिंद महासागर गर्म, पूर्वी ठंडा | प्रबल — एल नीनो की भरपाई कर सकता है |
| ऋणात्मक IOD | पश्चिमी हिंद महासागर ठंडा, पूर्वी गर्म | कमज़ोर |
कोपेन का जलवायु वर्गीकरण
वनस्पति-विज्ञान में प्रशिक्षित जलवायुविद् व्लादिमीर कोपेन ने अपनी योजना (पहली बार 1900 में प्रकाशित और 1936 तक उनके द्वारा संशोधित) इस विचार पर बनाई कि वनस्पति जलवायु का सर्वोत्तम सार है। उन्होंने मासिक औसत तापमान और वर्षण से सीमाएँ खींचीं, जिन्हें अक्षरों से चिह्नित किया। बड़े अक्षर प्रमुख समूह बताते हैं; छोटे अक्षर वर्षा की ऋतुनिष्ठता और ऊष्मा या शीत की मात्रा जोड़ते हैं।
| समूह | मानदंड | उदाहरण |
|---|---|---|
| A — उष्णकटिबंधीय आर्द्र | सबसे ठंडा महीना 18 °C या अधिक | Af वर्षावन (अमेज़न, कांगो, इंडोनेशिया); Am मानसूनी; Aw सवाना |
| B — शुष्क | संभावित वाष्पीकरण वर्षण से अधिक | BW मरुस्थल (सहारा, थार); BS स्टेपी; h गर्म, k ठंडा |
| C — उष्ण शीतोष्ण | सबसे ठंडा महीना 18 °C से कम पर −3 °C से अधिक | Cs भूमध्यसागरीय; Cfa आर्द्र उपोष्ण (दक्षिण-पूर्वी USA, पूर्वी चीन); Cfb समुद्री पश्चिमी तट (उत्तर-पश्चिमी यूरोप); Cw शुष्क शीत |
| D — शीत हिम-वन | सबसे ठंडा महीना −3 °C या कम, सबसे गर्म 10 °C से ऊपर | Dfc साइबेरिया व कनाडा का टैगा |
| E — ध्रुवीय | सबसे गर्म महीना 10 °C से कम | ET टुंड्रा; EF हिमटोपी |
| H — उच्चभूमि | बाद के जलवायुविदों द्वारा पर्वतों के लिए जोड़ा गया | हिमालय, एंडीज़, तिब्बती पठार |
छोटे अक्षर: f — कोई शुष्क ऋतु नहीं; m — मानसूनी, छोटी शुष्क ऋतु के साथ भारी वर्षा; w — शुष्क शीत ऋतु; s — शुष्क ग्रीष्म ऋतु; g — "गंगा प्रकार", जहाँ सबसे गर्म महीना ग्रीष्म संक्रांति और मानसूनी वर्षा से पहले आता है। (कुछ आधुनिक संस्करण C/D रेखा −3 °C के बजाय 0 °C पर खींचते हैं।) भूमध्यसागरीय (Cs) प्रकार अलग टिप्पणी का पात्र है क्योंकि यह सामान्य प्रतिरूप को उलट देता है: यह महाद्वीपों के पश्चिमी भागों में लगभग 30° और 40° के बीच स्थित है — भूमध्यसागरीय बेसिन, कैलिफ़ोर्निया, मध्य चिली, दक्षिण-पश्चिमी केप और दक्षिण-पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया — और इसे वर्षा सर्दियों में पछुआ पवनों से मिलती है, जबकि ग्रीष्म में उपोष्ण उच्च दाब के नीचे यह शुष्क रहता है।
| प्रकार | अर्थ | प्रदेश |
|---|---|---|
| Amw | छोटी शुष्क ऋतु वाला मानसूनी | गोवा के दक्षिण का पश्चिमी तट |
| As | शुष्क ग्रीष्म वाला मानसूनी | तमिलनाडु का कोरोमंडल तट |
| Aw | उष्णकटिबंधीय सवाना | कर्क रेखा के दक्षिण में प्रायद्वीपीय पठार का अधिकांश भाग |
| BShw | अर्ध-शुष्क स्टेपी | उत्तर-पश्चिमी गुजरात, पश्चिमी राजस्थान व पंजाब के भाग |
| BWhw | गर्म मरुस्थल | सुदूर पश्चिमी राजस्थान |
| Cwg | शुष्क शीत वाला मानसूनी, गंगा प्रकार | गंगा मैदान, पूर्वी राजस्थान, उत्तरी मध्य प्रदेश, अधिकांश पूर्वोत्तर |
| Dfc | ठंडी आर्द्र सर्दी, छोटी गर्मी | अरुणाचल प्रदेश |
| E | ध्रुवीय | जम्मू-कश्मीर, लद्दाख, हिमाचल प्रदेश व उत्तराखंड का उच्च हिमालय |
महासागरीय तल का उच्चावच
महासागरीय तल में भूमि जितना ही उच्चावच है। इसके प्रमुख विभाग तट से बाहर की ओर चलते हैं। महाद्वीपीय मग्नतट महाद्वीप का मंद ढाल वाला जलमग्न किनारा है, जो मग्नतट विच्छेद पर समाप्त होता है, सामान्यतः लगभग 100–200 m गहराई पर; इसकी औसत चौड़ाई लगभग 80 km है, पर चिली तट और सुमात्रा के पश्चिमी तट पर यह लगभग अनुपस्थित है और आर्कटिक के साइबेरियाई मग्नतट में लगभग 1,500 km तक पहुँचता है, जो विश्व में सबसे चौड़ा है। इसके आगे महाद्वीपीय ढाल अधिक तीव्रता से (लगभग 2–5°) लगभग 3,000 m गहराई तक उतरता है और अंतःसमुद्री कंदराओं (कैनियन) से कटा होता है। लगभग 3,000 और 6,000 m के बीच के गहन सागरीय (वितलीय) मैदान पृथ्वी की सबसे समतल सतहें हैं, जो महीन मृत्तिका व सिल्ट से ढकी हैं। महासागरीय गर्त या खाइयाँ सबसे गहरे भाग हैं, अधोगमन क्षेत्रों पर लंबी संकरी द्रोणियाँ, जिनमें से अधिकांश प्रशांत में हैं।
| आकृति | यह क्या है | उदाहरण |
|---|---|---|
| मध्य-महासागरीय कटक | जलमग्न पर्वतों की दोहरी शृंखलाएँ जिनके शिखर के साथ भ्रंश घाटी है, जहाँ प्लेटें अपसरित होती हैं और नई भूपर्पटी बनती है; मिलकर पृथ्वी की सबसे लंबी पर्वत प्रणाली। शिखर समुद्र से ऊपर उठ सकते हैं | मध्य-अटलांटिक कटक, जो आइसलैंड के रूप में ऊपर उभरता है; अरब सागर में कार्ल्सबर्ग कटक |
| समुद्री पर्वत (सीमाउंट) | नुकीले शिखर वाला ज्वालामुखीय पर्वत जो सतह तक नहीं पहुँचता | एम्परर समुद्री पर्वत, हवाई शृंखला का विस्तार |
| गुयोट | सपाट शीर्ष वाला समुद्री पर्वत, जिसका शिखर धँसने से पहले लहरों ने घिस दिया | प्रशांत में सामान्य |
| अंतःसमुद्री कंदरा | मग्नतट व ढाल में कटी गहरी घाटी, प्रायः किसी बड़ी नदी के समुद्र की ओर | हडसन कैनियन |
| भूकंप-रहित कटक | प्लेट सीमा पर न स्थित लंबा ज्वालामुखीय कटक | हिंद महासागर में उत्तर–दक्षिण फैला नाइंटी ईस्ट कटक |
| प्रवाल वलय (एटॉल) | लैगून को घेरे प्रवाल का वलय | लक्षद्वीप, मालदीव |
महासागरों का तापमान और लवणता
विषुवत् रेखा के पास महासागरों का औसत सतही तापमान लगभग 27 °C है, जो ध्रुवों की ओर लगभग 0.5 °C प्रति अक्षांश अंश घटता है। उच्चतम सतही तापमान विषुवत् रेखा के थोड़ा उत्तर में मिलते हैं, और उत्तरी गोलार्ध के महासागर कुल मिलाकर अधिक गर्म हैं, क्योंकि वे अधिक भूमि के संपर्क में हैं। निम्न अक्षांशों के लाल सागर और फ़ारस की खाड़ी जैसे घिरे सागर खुले महासागर से अधिक गर्म रहते हैं। अपतटीय पवनें सतही जल को दूर धकेलकर ठंडा जल ऊपर खींचती हैं (उत्प्रवाह), जबकि अभितटीय पवनें गर्म जल को तट पर जमा करती हैं; धाराएँ गर्म या ठंडे जल को उसके स्रोत से बहुत दूर ले जाती हैं।
- सतही परत — लगभग 500 m मोटी गर्म जल की परत, उष्णकटिबंध में लगभग 20–25 °C; उष्णकटिबंध में वर्ष भर, पर मध्य अक्षांशों में केवल ग्रीष्म में।
- ताप-प्रवणता परत (थर्मोक्लाइन) — लगभग 500–1,000 m मोटी परत जिसमें तापमान गहराई के साथ तेज़ी से घटता है; यह गर्म सतही जल और ठंडे गहरे महासागर के बीच ढक्कन का कार्य करती है।
- गहरी परत — समुद्र-तल तक फैला अत्यंत ठंडा जल, कहीं-कहीं 0 °C के निकट। उच्च अक्षांशों में सतह पहले से ठंडी होती है, अतः थर्मोक्लाइन बहुत कम या नहीं होती।
लवणता समुद्री जल में घुले कुल लवण की मात्रा है, जिसे ग्राम प्रति किलोग्राम (‰) में व्यक्त किया जाता है; खुला महासागर 35‰ के औसत के आसपास लगभग 33–37‰ रहता है, और घुले लवणों में तीन-चौथाई से अधिक साधारण नमक है। वाष्पीकरण और समुद्री हिम के जमने से यह बढ़ती है, तथा वर्षा, नदी जल के आगमन और हिम के पिघलने से घटती है। अतः खुले महासागर में अधिकतम लवणता विषुवत् रेखा पर नहीं, जो वर्षा-बहुल है, बल्कि उसके दोनों ओर की उपोष्ण पेटियों में मिलती है, जहाँ आकाश साफ़ और वाष्पीकरण अधिक है; ध्रुवों की ओर लवणता फिर घटती है। क्षेत्रीय सागरों में लाल सागर (उत्तर में लगभग 41‰) अत्यधिक लवणीय है — गर्म, शुष्क और घिरा हुआ, बिना बड़ी नदियों के — जबकि बाल्टिक बहुत कम लवणीय है। भारत के सागरों में अरब सागर बंगाल की खाड़ी से अधिक लवणीय है, जिसमें गंगा, ब्रह्मपुत्र व अन्य बड़ी नदियाँ गिरती हैं। जहाँ गहराई के साथ लवणता तेज़ी से बदलती है, वह परत लवण-प्रवणता परत (हैलोक्लाइन) कहलाती है।
तापमान और लवणता मिलकर समुद्री जल का घनत्व तय करते हैं: अधिक ठंडा और अधिक लवणीय जल अधिक सघन होता है और नीचे बैठता है। सुदूर उत्तरी अटलांटिक में, ग्रीनलैंड के पास और नॉर्वेजियन सागर में, सर्दियों में ठंडा हुआ और समुद्री हिम बनने से अधिक लवणीय हुआ सतही जल बहुत गहराई तक डूबकर तल के साथ दक्षिण की ओर फैलता है। यह धीमा, घनत्व-चालित ताप-लवणीय परिसंचरण — "वैश्विक कन्वेयर बेल्ट", जिसकी अटलांटिक शाखा अटलांटिक मेरिडियोनल ओवरटर्निंग परिसंचरण (AMOC) है — हर महासागर को जोड़ता है और सदियों के समय-पैमाने पर ऊष्मा का वहन करता है।
महासागरीय धाराएँ, महासागरवार
धाराएँ मुख्यतः ग्रहीय पवनों से गतिशील होती हैं, जो सतही जल को खींचती हैं, और कोरिऑलिस विक्षेपण, महाद्वीपों की रूपरेखा तथा तापमान व लवणता के अंतरों से आकार पाती हैं। परिणामस्वरूप हर महासागरीय बेसिन में उपोष्ण उच्च दाब पर केंद्रित एक बड़ा चक्र, गायर (वलय) बनता है: उत्तरी गोलार्ध में दक्षिणावर्त और दक्षिणी में वामावर्त। किसी गायर के साथ घूमें तो एक नियम उभरता है: महासागरों के पश्चिमी भागों (महाद्वीपों के पूर्वी तटों) की धाराएँ गर्म जल को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं, और तेज़, संकरी व गहरी होती हैं; महासागरों के पूर्वी भागों (महाद्वीपों के पश्चिमी तटों) की धाराएँ ठंडा जल विषुवत् रेखा की ओर ले जाती हैं, और धीमी व चौड़ी होती हैं।
| महासागर | गर्म धाराएँ | ठंडी धाराएँ |
|---|---|---|
| उत्तरी अटलांटिक | उत्तरी विषुवतीय, फ़्लोरिडा, गल्फ़ स्ट्रीम, उत्तरी अटलांटिक प्रवाह | लैब्रेडोर, पूर्वी ग्रीनलैंड, कैनरी |
| दक्षिणी अटलांटिक | दक्षिणी विषुवतीय, ब्राज़ील | बेंगुएला, फ़ॉकलैंड |
| उत्तरी प्रशांत | उत्तरी विषुवतीय, क्यूरोशियो, उत्तरी प्रशांत प्रवाह, अलास्का | ओयाशियो (क्यूराइल), कैलिफ़ोर्निया |
| दक्षिणी प्रशांत | दक्षिणी विषुवतीय, पूर्वी ऑस्ट्रेलियाई | पेरू (हम्बोल्ट) |
| हिंद महासागर | दक्षिणी विषुवतीय, अगुलहास, मोज़ाम्बिक | पश्चिमी ऑस्ट्रेलियाई; सोमाली धारा दक्षिण-पश्चिम मानसून में उत्प्रवाह से ठंडी हो जाती है |
| दक्षिणी महासागर | — | अंटार्कटिक परिध्रुवीय धारा (पछुआ पवन प्रवाह), अंटार्कटिका के चारों ओर पश्चिम से पूर्व बहती — आयतन में सबसे बड़ी धारा |
उत्तरी हिंद महासागर गायर नियम को तोड़ता है: यह एशिया से घिरा है, अतः इसकी धाराएँ मानसून के साथ उलट जाती हैं — ग्रीष्म के दक्षिण-पश्चिम मानसून में दक्षिणावर्त और शीत के उत्तर-पूर्वी मानसून में वामावर्त बहती हैं। अन्यत्र धाराएँ जलवायु को समझाती हैं। उपोष्ण क्षेत्र में महाद्वीपों के पश्चिमी तटों की ठंडी धाराएँ वायु को नीचे से ठंडा कर उसे स्थिर व शुष्क बनाती हैं, और तटीय मरुस्थल बनाने में सहायक होती हैं: अटाकामा (पेरू धारा), नामिब (बेंगुएला), बाजा कैलिफ़ोर्निया का तट (कैलिफ़ोर्निया धारा), पश्चिमी सहारा (कैनरी) और पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया (पश्चिमी ऑस्ट्रेलियाई)। जहाँ गर्म और ठंडी धाराएँ मिलती हैं, जैसे जापान के पास क्यूरोशियो ओयाशियो से मिलती है, वहाँ कोहरा और समृद्ध मत्स्य क्षेत्र बनते हैं। उत्तरी अटलांटिक गायर के भीतर सारगैसो सागर है, बिना स्थल-तट वाला सागर, जिसका नाम उसकी तैरती सारगैसम समुद्री घास से पड़ा और जो अटलांटिक ईलों के अंडजनन स्थल के रूप में प्रसिद्ध है।
ज्वार-भाटा विस्तार से
ज्वार चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण और, कम प्रबलता से, सूर्य के खिंचाव से उठते हैं, साथ ही पृथ्वी–चंद्रमा तंत्र के अपने साझा केंद्र के चारों ओर घूमने के अपकेंद्री प्रभाव से। परिणाम जल के दो उभार हैं: एक चंद्रमा की ओर और एक विपरीत दिशा में। जैसे-जैसे पृथ्वी उनके नीचे घूमती है, अधिकांश तट दिन में दो उच्च व दो निम्न जल से गुज़रते हैं। चूँकि चंद्रमा अपनी कक्षा में उसी दिशा में आगे बढ़ता है जिसमें पृथ्वी घूमती है, किसी स्थान को चंद्रमा के नीचे लौटने में लगभग 24 घंटे 50 मिनट लगते हैं — अतः लगातार उच्च ज्वार लगभग 12 घंटे 25 मिनट के अंतर पर आते हैं, और ज्वार प्रतिदिन लगभग 50 मिनट देर से आते हैं।
- आवृत्ति के अनुसार — अर्ध-दैनिक ज्वार (प्रतिदिन लगभग समान ऊँचाई के दो उच्च व दो निम्न) सबसे सामान्य हैं; दैनिक ज्वार दिन में एक उच्च व एक निम्न देते हैं; मिश्रित ज्वारों में असमान ऊँचाई के दो उच्च होते हैं, जैसे उत्तरी अमेरिका के पश्चिमी तट और अनेक प्रशांत द्वीपों पर।
- सूर्य–चंद्र–पृथ्वी ज्यामिति के अनुसार — दीर्घ व लघु ज्वार (देखें geography-ch04); इसके अतिरिक्त, जब चंद्रमा पृथ्वी के सबसे निकट (उपभू) हो तब ज्वारीय परिसर अधिक और अपभू पर कम होता है, तथा जब पृथ्वी सूर्य के सबसे निकट (उपसौर, जनवरी का आरंभ) हो तब अधिक होता है।
- तटरेखा का आकार — कीप-आकार की खाड़ियाँ ज्वार को बढ़ा देती हैं। कनाडा की फ़ंडी की खाड़ी में विश्व का सबसे बड़ा ज्वारीय परिसर है; भारत में खंभात की खाड़ी और कच्छ की खाड़ी में सबसे बड़ा है, और सुंदरबन के साथ ये ज्वारीय ऊर्जा के लिए अध्ययन किए गए स्थल हैं। संकरे होते ज्वारनदमुख में ऊपर धकेला गया चढ़ता ज्वार जल की दीवार, ज्वारीय बोर, बना सकता है, जैसे हुगली पर।
प्रवाल भित्तियाँ: वितरण, उत्पत्ति और विरंजन
प्रवाल-भित्ति बनाने वाले प्रवालों का जीव विज्ञान — पॉलिप, उसके सहभागी शैवाल (ज़ूज़ैंथेली) और विरंजन उनके साथ क्या करता है — geography-ch07 में है। भूगोल उनकी आवश्यकताओं से निकलता है: गर्म, स्वच्छ, उथला, सूर्य-प्रकाशित, लवणीय जल। अतः भित्तियाँ अधिकतर लगभग 30°उ और 30°द के बीच हैं, और वे उष्णकटिबंधीय महाद्वीपों के पश्चिमी तटों पर प्रायः अनुपस्थित हैं, जहाँ ठंडी धाराएँ और उत्प्रवाह जल को बहुत ठंडा रखते हैं, तथा बड़ी नदियों के मुहानों पर, जहाँ मीठा जल और गाद उनका दम घोंट देते हैं। वे महाद्वीपों के पूर्वी तटों के पास — उष्णकटिबंधीय महासागरों के पश्चिमी भाग, जिन्हें गर्म धाराएँ धोती हैं — सबसे अच्छी पनपती हैं, इसीलिए विश्व की सबसे बड़ी भित्ति प्रणाली, ग्रेट बैरियर रीफ़, उत्तर-पूर्वी ऑस्ट्रेलिया के पास है।
खुले महासागर में, उन गहराइयों से उठता हुआ जहाँ प्रवाल जीवित नहीं रह सकते, वलयाकार एटॉल कैसे बनता है? चार्ल्स डार्विन का अवतलन सिद्धांत (1842) एक क्रम से उत्तर देता है: ज्वालामुखीय द्वीप के चारों ओर तटीय भित्ति बढ़ती है; जैसे-जैसे द्वीप धीरे-धीरे धँसता है, प्रवाल प्रकाश की ओर ऊपर बढ़ता रहता है, अतः भित्ति अवरोधक भित्ति बन जाती है जो सिकुड़ते द्वीप से लैगून द्वारा अलग होती है; जब द्वीप समुद्र में डूब जाता है, तो केवल वलय बचता है — एटॉल। बाद में प्रशांत एटॉलों पर किए गए वेधन में ज्वालामुखीय चट्टान पर टिकी मोटी प्रवाल परत मिली, जिसने डार्विन का समर्थन किया। प्रतिद्वंद्वी व्याख्याओं में डेली का हिमानी-नियंत्रण सिद्धांत है, जो भित्ति-वृद्धि को हिमयुग के बाद समुद्र-तल के उठने से जोड़ता है, और मरे का स्थिर-स्थल सिद्धांत, जो भित्तियों को पहले से विद्यमान जलमग्न चबूतरों पर बनाता है।
| क्षेत्र | भित्ति प्रकार | टिप्पणी |
|---|---|---|
| कच्छ की खाड़ी | तटीय व खंड भित्तियाँ | भारत की सबसे उत्तरी भित्तियाँ, जो उच्च लवणता, बड़े तापांतर और बड़े ज्वारों के साथ जीती हैं; समुद्री राष्ट्रीय उद्यान |
| मन्नार की खाड़ी व पाक खाड़ी | छोटे द्वीपों के चारों ओर तटीय व खंड भित्तियाँ | मन्नार की खाड़ी समुद्री जीवमंडल आरक्षित क्षेत्र |
| अंडमान व निकोबार द्वीप | तटीय भित्तियाँ, कहीं-कहीं अवरोधक भित्तियाँ | भारत की सबसे विस्तृत व विविध भित्तियाँ |
| लक्षद्वीप | एटॉल | चागोस–लक्षद्वीप कटक पर बने प्रवाल द्वीप |
विरंजन समुद्री ग्रीष्म लहरों — सामान्य ग्रीष्मकालीन अधिकतम से ऊपर समुद्री तापमान के सप्ताहों — के बाद होता है, और प्रबल एल नीनो वर्षों ने बार-बार महासागरीय बेसिनों के आर-पार सामूहिक विरंजन उत्पन्न किया है। NOAA का कोरल रीफ़ वॉच संचित ऊष्मा-तनाव को डिग्री हीटिंग वीक्स में मापता है: लगभग 4 °C-सप्ताह पर उल्लेखनीय विरंजन संभावित है, और लगभग 8 °C-सप्ताह पर व्यापक मृत्यु के साथ गंभीर विरंजन। अप्रैल 2024 में NOAA और अंतर्राष्ट्रीय प्रवाल भित्ति पहल ने 1998, 2010 और 2014–17 के बाद अभिलेखित चौथी वैश्विक प्रवाल विरंजन घटना की पुष्टि की।
मुख्य बिंदु
- क्षोभमंडल ध्रुवों पर लगभग 8 km, विषुवत् रेखा पर 18 km; ह्रास दर लगभग 6.5 °C/km; क्षोभसीमा ध्रुवों (−45 °C) की अपेक्षा विषुवत् रेखा पर अधिक ठंडी (−80 °C)। समतापमंडल ऊँचाई के साथ गर्म होता है (ओज़ोन); मध्यमंडल सबसे ठंडी परत है, जहाँ उल्काएँ जलती हैं; आयनमंडल रेडियो तरंगें परावर्तित करता है।
- सतह पर अधिकतम सूर्यातप उपोष्ण मरुस्थलों पर है, विषुवत् रेखा पर नहीं। ऊष्मा बजट: 100 इकाइयों में 35 परावर्तित (ऐल्बिडो), 14 वायु द्वारा, 51 सतह द्वारा अवशोषित; पृथ्वी सभी 65 लौटा देती है। 40°उ और 40°द के बीच अधिशेष। व्युत्क्रमण के लिए लंबी, साफ़, शांत शीत रातें चाहिए और यह कोहरा, पाला व धूम-कोहरा फँसाता है।
- कोरिऑलिस: उत्तर में दाईं ओर, दक्षिण में बाईं ओर; विषुवत् रेखा पर शून्य, ध्रुवों पर अधिकतम; दिशा बदलता है, वेग नहीं। तीन कोशिकाएँ: हैडली (प्रत्यक्ष), फ़ेरल (अप्रत्यक्ष), ध्रुवीय। विषुवतीय निम्न व ध्रुवीय उच्च ऊष्मीय हैं; उपोष्ण उच्च व उपध्रुवीय निम्न गतिक हैं।
- उपोष्ण पश्चिमी जेट: सर्दियों में हिमालय के दक्षिण (पश्चिमी विक्षोभ), गर्मियों में तिब्बत के उत्तर (मानसून आगमन)। उष्णकटिबंधीय पूर्वी जेट: केवल ग्रीष्म में, प्रायद्वीप के ऊपर। वायुराशियाँ mT, cT, mP, cP, cA; वाताग्र शीत, उष्ण, अचर, अधिविष्ट (शीत उष्ण को पकड़ लेता है)।
- उष्णकटिबंधीय चक्रवातों को SST >27 °C, कोरिऑलिस, निम्न पवन अपरूपण, पूर्व-विद्यमान निम्न दाब, ऊपरी अपसरण चाहिए; शांत आँख, प्रचंड चक्षु भित्ति; बंगाल की खाड़ी में अरब सागर से अधिक; RSMC नई दिल्ली 13 देशों की सूची से नाम देता है। शीतोष्ण चक्रवात वाताग्री, बड़े, मंद, पश्चिम से पूर्व चलने वाले, भूमि व समुद्र दोनों पर बनने वाले होते हैं।
- एल नीनो: कमज़ोर व्यापारिक पवनें, गर्म पूर्वी प्रशांत, पेरू तट पर उत्प्रवाह नहीं, ऋणात्मक SOI (ताहिती घटा डार्विन), कमज़ोर मानसून की प्रवृत्ति — गारंटी नहीं। ला नीना इसका उलटा। धनात्मक IOD (गर्म पश्चिमी, ठंडा पूर्वी हिंद महासागर) मानसून के अनुकूल है और एल नीनो की भरपाई कर सकता है, जैसे 1997 में।
- कोपेन: A (सबसे ठंडा ≥18 °C), B (वाष्पीकरण > वर्षण), C, D (सबसे ठंडा ≤−3 °C), E (सबसे गर्म <10 °C), H। भारत: Amw पश्चिमी तट, As कोरोमंडल (शुष्क ग्रीष्म), Aw प्रायद्वीप, BWhw पश्चिमी राजस्थान, Cwg गंगा मैदान, Dfc अरुणाचल, E उच्च हिमालय। Cs भूमध्यसागरीय: महाद्वीपों के पश्चिमी भागों में शीतकालीन वर्षा।
- महासागरीय तल: मग्नतट, ढाल, वितलीय मैदान, गर्त; मध्य-महासागरीय कटक (आइसलैंड), समुद्री पर्वत (नुकीले), गुयोट (सपाट शीर्ष), कंदराएँ; नाइंटी ईस्ट कटक। थर्मोक्लाइन 500–1,000 m। लवणता उपोष्ण क्षेत्र में शिखर पर; लाल सागर उच्च, बाल्टिक निम्न; अरब सागर बंगाल की खाड़ी से अधिक लवणीय।
- गायर उत्तर में दक्षिणावर्त, दक्षिण में वामावर्त: महासागरों के पश्चिमी भागों में गर्म धाराएँ, पूर्वी में ठंडी (गल्फ़ स्ट्रीम, क्यूरोशियो, ब्राज़ील, पूर्वी ऑस्ट्रेलियाई, अगुलहास गर्म; कैनरी, कैलिफ़ोर्निया, पेरू, बेंगुएला, पश्चिमी ऑस्ट्रेलियाई ठंडी); ठंडी धाराओं के किनारे तटीय मरुस्थल हैं। उत्तरी हिंद महासागर मानसून के साथ उलटता है। लगातार उच्च ज्वार ~12 घंटे 25 मिनट के अंतर पर; फ़ंडी की खाड़ी में सबसे बड़ा परिसर; डार्विन का अवतलन सिद्धांत एटॉल समझाता है।
अभ्यास प्रश्न (16)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
क्षोभमंडल के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. इसकी मोटाई विषुवत् रेखा के ऊपर सबसे अधिक और ध्रुवों के ऊपर सबसे कम है।
2. इसमें तापमान सामान्यतः लगभग 6.5 °C प्रति किलोमीटर की दर से ऊँचाई के साथ घटता है।
3. इसकी ऊपरी सीमा, क्षोभसीमा, ध्रुवों की अपेक्षा विषुवत् रेखा के ऊपर अधिक गर्म होती है।
उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?उत्तर देखें
उत्तर: B — केवल दो
कथन 1 व 2 सही हैं: क्षोभमंडल विषुवत् रेखा पर लगभग 18 km और ध्रुवों पर लगभग 8 km गहरा है, क्योंकि उष्णकटिबंध में प्रबल संवहन ऊष्मा को अधिक ऊँचाई तक ले जाता है, और यह लगभग 6.5 °C प्रति km की सामान्य ह्रास दर से ठंडा होता है। कथन 3 जाल है: ठीक इसलिए कि उष्णकटिबंधीय क्षोभमंडल इतना गहरा है, उसका शीर्ष अधिक ठंडा होता है — विषुवत् रेखा के ऊपर लगभग −80 °C, जबकि ध्रुवों के ऊपर लगभग −45 °C।पूरे वर्ष को एक साथ लेने पर, पृथ्वी की सतह पर अधिकतम सूर्यातप कहाँ प्राप्त होता है?
उत्तर देखें
उत्तर: D — उपोष्ण गर्म मरुस्थलों पर, जहाँ आकाश प्रायः मेघरहित रहता है
उपोष्ण मरुस्थलों को सतह पर सबसे अधिक सूर्यातप मिलता है क्योंकि वर्ष के अधिकांश भाग में उनका आकाश साफ़ रहता है। विषुवत् रेखा लुभावना उत्तर है — वहाँ सूर्य वर्ष भर ऊँचा रहता है — पर विषुवतीय पेटी लगभग हर दोपहर बादलों से ढकी रहती है, और बादल आने वाले विकिरण का बड़ा भाग भूमि तक पहुँचने से पहले ही परावर्तित कर देते हैं।तापमान व्युत्क्रमण के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. लंबी शीत रातें, साफ़ आकाश और शांत वायु इसके अनुकूल हैं।
2. यह निचली वायु को अस्थिर बनाता है और तड़ित-झंझा को बढ़ावा देता है।
3. पहाड़ी क्षेत्रों में रात को ठंडी वायु घाटी के तल में बह आती है, अतः घाटियों में पाला पड़ सकता है जबकि ऊपर के ढाल अधिक गर्म रहते हैं।
उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?उत्तर देखें
उत्तर: C — केवल 1 और 3
कथन 1 व 3 सही हैं। कथन 2 उलटा है: ठंडी, सघन वायु के ऊपर गर्म वायु के बैठे होने से व्युत्क्रमण निचले वायुमंडल को स्थिर बनाता है और ऊपर उठती धाराओं को दबाता है — इसीलिए तड़ित-झंझा बनने के बजाय कोहरा, पाला और धूम-कोहरा भूमि के पास फँसे रहते हैं।निम्नलिखित युग्मों पर विचार कीजिए (वायुदाब पेटी : उत्पत्ति):
1. विषुवतीय निम्न : ऊष्मीय
2. उपोष्ण उच्च : गतिक
3. उपध्रुवीय निम्न : ऊष्मीय
उपर्युक्त में से कितने युग्म सही सुमेलित हैं?उत्तर देखें
उत्तर: B — केवल दो युग्म
युग्म 1 व 2 सही हैं: विषुवतीय निम्न तीव्र तापन से बनता है, और उपोष्ण उच्च विषुवत् रेखा पर उठने के बाद नीचे उतरती वायु से। युग्म 3 गलत है — उपध्रुवीय निम्न ठंडा है, अतः यह तापन का प्रभाव नहीं हो सकता; यह गतिक है, जो पृथ्वी के घूर्णन तथा पछुआ पवनों व ध्रुवीय वायु के मिलन से बनता है। केवल विषुवतीय निम्न और ध्रुवीय उच्च ऊष्मीय हैं।कोरिऑलिस बल के बारे में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है?
उत्तर देखें
उत्तर: D — यह उत्तरी गोलार्ध में पवनों को दाईं ओर मोड़ता है और उनकी दिशा बदलता है, वेग नहीं
कोरिऑलिस बल गति के समकोण पर कार्य करता है, उत्तर में दाईं ओर और दक्षिण में बाईं ओर मोड़ता है, अतः वेग बदले बिना मार्ग मोड़ता है। यह विषुवत् रेखा पर शून्य और ध्रुवों पर अधिकतम है — पहला विकल्प इसे उलट देता है — इसीलिए विषुवत् रेखा के लगभग 5° के भीतर उष्णकटिबंधीय चक्रवात नहीं बन सकते।निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. सर्दियों में उपोष्ण पश्चिमी जेट धारा हिमालय के दक्षिण में बहती है।
2. ग्रीष्म के आरंभ में इस जेट का तिब्बती पठार के उत्तर खिसकना भारत पर मानसून के आगमन से जुड़ा है।
3. शीत ऋतु के महीनों में प्रायद्वीपीय भारत के ऊपर उष्णकटिबंधीय पूर्वी जेट धारा बहती है।
उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?उत्तर देखें
उत्तर: B — केवल 1 और 2
कथन 1 व 2 सही हैं: पश्चिमी जेट सर्दियों में हिमालय के दक्षिण रहकर पश्चिमी विक्षोभ लाती है, और तिब्बत के उत्तर उसकी वापसी मानसून के अचानक आगमन से जुड़ी है। कथन 3 ग्रीष्म की विशेषता को शीत में रख देता है — उष्णकटिबंधीय पूर्वी जेट तिब्बती पठार के गर्म होने के साथ केवल ग्रीष्म में प्रायद्वीप के ऊपर विकसित होती है।निम्नलिखित में से कौन-सी दशाएँ उष्णकटिबंधीय चक्रवात के बनने के अनुकूल हैं?
1. लगभग 27 °C से अधिक तापमान वाली विशाल समुद्री सतह
2. प्रबल ऊर्ध्वाधर पवन अपरूपण
3. पर्याप्त कोरिऑलिस बल
नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए।उत्तर देखें
उत्तर: D — केवल 1 और 3
गर्म जल (लगभग 27 °C से अधिक) वह नमी देता है जिसका संघनन तूफ़ान को ऊर्जा देता है, और कोरिऑलिस बल उसे घुमाता है — इसीलिए विषुवत् रेखा पर ही चक्रवात नहीं बनते। प्रबल ऊर्ध्वाधर पवन अपरूपण जाल है: यह उठते स्तंभ को तोड़ देता है और चक्रवात को रोकता है; आवश्यकता निम्न अपरूपण की है।निम्नलिखित में से कौन-सी शीतोष्ण (बहिरुष्णकटिबंधीय) चक्रवातों की विशेषता है पर उष्णकटिबंधीय चक्रवातों की नहीं?
उत्तर देखें
उत्तर: A — ये विपरीत वायुराशियों के बीच वाताग्रों के साथ बनते हैं
शीतोष्ण चक्रवात वाताग्री होते हैं: ये ध्रुवीय वाताग्र के साथ विकसित होते हैं जहाँ ठंडी और गर्म वायुराशियाँ मिलती हैं। उत्तर में वामावर्त घूर्णन और निम्न दाब केंद्र हर चक्रवात में होते हैं, और अंतिम विकल्प उष्णकटिबंधीय चक्रवात का वर्णन है, शीतोष्ण का नहीं — उष्णकटिबंधीय तूफ़ानों में वाताग्र नहीं होते और वे गर्म समुद्रों की गुप्त ऊष्मा से चलते हैं।निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. एल नीनो के दौरान विषुवतीय प्रशांत पर व्यापारिक पवनें कमज़ोर पड़ती हैं और पेरू तट पर उत्प्रवाह दब जाता है।
2. ताहिती के वायुदाब में से डार्विन का वायुदाब घटाकर मापा जाने वाला लगातार ऋणात्मक दक्षिणी दोलन सूचकांक एल नीनो के साथ होता है।
3. प्रत्येक एल नीनो वर्ष में भारत में सूखा पड़ा है।
उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?उत्तर देखें
उत्तर: B — केवल दो
कथन 1 व 2 सही हैं: कमज़ोर व्यापारिक पवनें गर्म जल को पूर्व की ओर फैलने देती हैं और ठंडा उत्प्रवाह बंद कर देती हैं, तथा वायुदाब का झूला ऐसे झुकता है कि डार्विन की तुलना में ताहिती पर दाब कम होता है। कथन 3 जाल है — एल नीनो कमज़ोर मानसून का जोखिम बढ़ाता है पर उसकी गारंटी नहीं देता; 1997 में अत्यंत प्रबल एल नीनो के साथ धनात्मक हिंद महासागर द्विध्रुव की सहायता से लगभग सामान्य भारतीय मानसून रहा।धनात्मक हिंद महासागर द्विध्रुव की विशेषता क्या है?
उत्तर देखें
उत्तर: A — पश्चिमी हिंद महासागर में सामान्य से गर्म और इंडोनेशिया के पास पूर्वी हिंद महासागर में सामान्य से ठंडी समुद्री सतह
धनात्मक IOD में पश्चिमी हिंद महासागर सामान्य से गर्म और इंडोनेशिया के पास का पूर्वी भाग सामान्य से ठंडा होता है, जिससे संवहन पश्चिम की ओर खिसकता है और भारतीय मानसून के अनुकूल होता है। दूसरा विकल्प ऋणात्मक चरण है, और तीसरा एल नीनो का वर्णन है — प्रशांत की घटना जिसे अभ्यर्थी प्रायः द्विध्रुव से मिला देते हैं क्योंकि दोनों मानसून को प्रभावित करते हैं।निम्नलिखित युग्मों पर विचार कीजिए (कोपेन जलवायु प्रकार : भारत का प्रदेश):
1. Amw : गोवा के दक्षिण का पश्चिमी तट
2. As : तमिलनाडु का कोरोमंडल तट
3. Dfc : गंगा मैदान
उपर्युक्त में से कौन-से युग्म सही सुमेलित हैं?उत्तर देखें
उत्तर: A — केवल 1 और 2
युग्म 1 व 2 सही हैं। कोरोमंडल तट "As" है क्योंकि दक्षिण-पश्चिम मानसून में यह वृष्टि-छाया में रहता है और इसकी मुख्य वर्षा लौटते मानसून से होती है, अतः इसकी ग्रीष्म शुष्क ऋतु है। युग्म 3 गलत है: गंगा मैदान Cwg (शुष्क शीत वाला मानसूनी, गंगा प्रकार) है; Dfc, एक ठंडी आर्द्र जलवायु, अरुणाचल प्रदेश में मिलती है।खुले महासागर की सतही लवणता सामान्यतः सबसे अधिक कहाँ होती है?
उत्तर देखें
उत्तर: C — उपोष्ण पेटियों में
लवणता वाष्पीकरण से बढ़ती है और वर्षा, नदी जल व पिघलते हिम से घटती है। उपोष्ण क्षेत्र में साफ़ आकाश, प्रबल वाष्पीकरण और कम वर्षा एक साथ हैं, अतः खुले महासागर की अधिकतम लवणता वहीं है। विषुवत् रेखा लुभावना विकल्प है क्योंकि वह गर्म है, पर वह अत्यधिक वर्षा वाली भी है, और वर्षा उसके सतही जल को तनु कर देती है; ध्रुवों की ओर कम वाष्पीकरण और पिघलता हिम लवणता को और घटा देते हैं।निम्नलिखित युग्मों पर विचार कीजिए (महासागरीय धारा : प्रकृति, महासागर):
1. बेंगुएला : ठंडी, दक्षिणी अटलांटिक
2. अगुलहास : गर्म, हिंद महासागर
3. क्यूरोशियो : ठंडी, उत्तरी प्रशांत
4. हम्बोल्ट : ठंडी, दक्षिणी प्रशांत
उपर्युक्त में से कौन-से युग्म सही सुमेलित हैं?उत्तर देखें
उत्तर: C — केवल 1, 2 और 4
युग्म 1, 2 व 4 सही हैं। क्यूरोशियो गर्म है: यह प्रशांत के पश्चिमी भाग में जापान के पास से उत्तर की ओर बहती है, जहाँ गायर उष्णकटिबंधीय जल को ध्रुवों की ओर ले जाते हैं। इसकी ठंडी सहभागी उत्तर से आने वाली ओयाशियो है; जापान के पास दोनों के मिलन से कोहरा और समृद्ध मत्स्य क्षेत्र बनते हैं। "पश्चिमी भाग गर्म" का नियम यहाँ हर युग्म तय कर देता है।गहन समुद्री तल से उठने वाला पर सतह तक न पहुँचने वाला सपाट शीर्ष वाला जलमग्न पर्वत क्या कहलाता है?
उत्तर देखें
उत्तर: A — गुयोट
गुयोट सपाट शीर्ष वाला समुद्री पर्वत है: जब यह समुद्र-तल पर था तब लहरों ने इसका शिखर घिस दिया, फिर समुद्र-तल इसे नीचे ले गया। समुद्री पर्वत उसी प्रकार का ज्वालामुखीय पर्वत है पर नुकीले शिखर वाला, अतः वह सबसे निकट भ्रामक विकल्प है; एटॉल लैगून को घेरे प्रवाल का वलय है, और महाद्वीपीय उत्थान महाद्वीपीय ढाल के आधार पर जमा अवसाद है।निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. डार्विन के अवतलन सिद्धांत के अनुसार, धीरे-धीरे धँसते ज्वालामुखीय द्वीप के चारों ओर की तटीय भित्ति अवरोधक भित्ति और अंततः एटॉल बन सकती है।
2. ठंडी धाराओं से धुलने वाले उष्णकटिबंधीय महाद्वीपों के पश्चिमी तटों पर भित्ति बनाने वाले प्रवाल सामान्यतः अनुपस्थित होते हैं।
3. लक्षद्वीप के प्रवाल द्वीप मुख्यतः एटॉल हैं।
उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?उत्तर देखें
उत्तर: C — तीनों
तीनों सही हैं। डार्विन ने एटॉल को धँसते द्वीप के चारों ओर भित्ति-वृद्धि की अंतिम अवस्था बताया; ठंडी धाराएँ और उत्प्रवाह उष्णकटिबंधीय महाद्वीपों के पश्चिमी तटों को भित्ति प्रवालों के लिए बहुत ठंडा रखते हैं; और लक्षद्वीप के द्वीप चागोस–लक्षद्वीप कटक पर स्थित एटॉल हैं। जो अभ्यर्थी संतुलन के लिए तीन में से एक कथन को गलत मान लेता है, वह यह प्रश्न खो देता है।किसी स्थान पर लगातार उच्च ज्वार सामान्यतः ठीक 12 घंटे के बजाय लगभग 12 घंटे 25 मिनट के अंतर पर आते हैं। इसका मुख्य कारण है:
उत्तर देखें
उत्तर: D — चंद्रमा अपनी कक्षा में उसी दिशा में चलता है जिसमें पृथ्वी घूमती है, अतः किसी स्थान को उसके नीचे लौटने में लगभग 24 घंटे 50 मिनट लगते हैं
पृथ्वी के एक बार घूमने तक चंद्रमा अपनी कक्षा में आगे बढ़ जाता है, अतः पृथ्वी के किसी बिंदु को फिर से चंद्रमा के सामने आने में लगभग 50 मिनट अधिक लगते हैं; इसलिए दोनों ज्वारीय उभार हर 12 घंटे 25 मिनट पर गुज़रते हैं। पहला विकल्प सीधा असत्य है — चंद्रमा इसलिए प्रधान है कि वह कहीं अधिक निकट है — और पृथ्वी के घूर्णन का धीमा होना वास्तविक है पर प्रतिदिन 50 मिनट के खिसकाव को समझाने के लिए बहुत ही नगण्य है।