वायुमंडलीय तरंगें और अस्थिरताएँ

वायुमंडल एक अशांत द्रव है जो तरंगों से गुंजायमान रहता है, जेट स्ट्रीम के ग्रहीय घुमावों से लेकर एक पर्वत के पीछे की लहरों तक, और जहाँ भी ये तरंगें संचित ऊर्जा का उपयोग करती हैं, वहाँ मौसम प्रणालियाँ विकसित होती हैं।

Definition

वायुमंडलीय तरंगें प्रवाह के प्रसारित दोलन हैं जो गुरुत्वाकर्षण या कोरिओलिस पैरामीटर के भिन्नता जैसे बलों द्वारा बहाल होते हैं, जबकि अस्थिरताएँ ऐसी स्थितियाँ हैं जिनके तहत छोटे विक्षोभ औसत प्रवाह से ऊर्जा निकालते हैं और प्रवर्धित होते हैं।

Scope

यह विषय वायुमंडलीय तरंगों के प्रमुख वर्गों को शामिल करता है, जिनमें रॉस्बी तरंगें, गुरुत्वाकर्षण तरंगें और जड़त्व-गुरुत्वाकर्षण तरंगें शामिल हैं, साथ ही बैरोट्रोपिक और बैरोक्लिनिक अस्थिरताएँ भी शामिल हैं जो छोटी गड़बड़ी को मौसम मानचित्र के भंवरों और चक्रवातों में विकसित होने देती हैं।

Core questions

• विभिन्न प्रकार की वायुमंडलीय तरंगों को कौन से पुनर्स्थापना बल जन्म देते हैं?
• ग्रहीय रॉस्बी तरंगें प्रवाह के सापेक्ष पश्चिम की ओर क्यों फैलती हैं?
• बैरोक्लिनिक और बैरोट्रोपिक अस्थिरताएँ मौसम प्रणालियों को कैसे उत्पन्न करती हैं?
• तरंगें वायुमंडल के माध्यम से ऊर्जा और संवेग का परिवहन कैसे करती हैं?

Key theories

रॉस्बी तरंग गतिकी

कोरिओलिस पैरामीटर की ध्रुवीय वृद्धि संरक्षित संभावित भंवर के लिए एक पुनर्स्थापना तंत्र के रूप में कार्य करती है, जिससे बड़े पैमाने पर रॉस्बी तरंगें उत्पन्न होती हैं जो जेट स्ट्रीम को घुमाती हैं और सतही मौसम प्रणालियों को नियंत्रित करती हैं।

बैरोक्लिनिक अस्थिरता

क्षैतिज तापमान प्रवणता वाले ऊर्ध्वाधर अपरूपण प्रवाह में, कुछ तरंग दैर्ध्य उपलब्ध संभावित ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करके बढ़ती हैं, जिसे चार्नी ने मध्य अक्षांश चक्रवातों की गतिशील उत्पत्ति के रूप में दिखाया।

Mechanisms

गुरुत्वाकर्षण उत्प्लावकता दोलनों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए पुनर्स्थापना बल प्रदान करता है, जबकि कोरिओलिस पैरामीटर का अक्षांशीय परिवर्तन विस्थापित वायु स्तंभों को बहाल करता है और धीमी, पश्चिम की ओर फैलने वाली रॉस्बी तरंगों का समर्थन करता है। जब पृष्ठभूमि प्रवाह में मजबूत ऊर्ध्वाधर अपरूपण और तापमान प्रवणताएँ, या तीव्र क्षैतिज अपरूपण होता है, तो पसंदीदा तरंग दैर्ध्य के विक्षोभ औसत अवस्था की उपलब्ध संभावित या गतिज ऊर्जा का उपयोग करते हैं और मध्य अक्षांश के मौसम के विकसित होते भंवरों और चक्रवातों में विकसित होते हैं।

Clinical relevance

तरंग और अस्थिरता सिद्धांत अतिरिक्त-उष्णकटिबंधीय तूफानों की उत्पत्ति और मार्गों, ग्रहीय प्रतिमानों की व्याख्या करता है जो मौसम को लंबे समय तक बनाए रखते हैं, और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की व्याख्या करता है जिनके टूटने से समतापमंडलीय परिसंचरण और विमानन अशांति उत्पन्न होती है, ये सभी सीधे पूर्वानुमान के लिए महत्वपूर्ण हैं।

History

रॉस्बी द्वारा 1939 में बड़े पैमाने पर ग्रहीय तरंगों की पहचान और चार्नी और एडी के 1940 के दशक के अंत में बैरोक्लिनिक अस्थिरता के सिद्धांतों ने मौसम के विकास की गुणात्मक तस्वीर को एक पूर्वानुमानित, गणितीय ढांचे में बदल दिया जो आधुनिक गतिशील मौसम विज्ञान और संख्यात्मक पूर्वानुमान का आधार है।

Key figures

• Carl-Gustaf Rossby
• Jule Charney
• Eric Eady

Seminal works

• rossby1939
• charney1947

Frequently asked questions

रॉस्बी तरंग क्या है?

रॉस्बी तरंग प्रवाह का एक बड़े पैमाने पर, धीरे-धीरे पश्चिम की ओर फैलने वाला उतार-चढ़ाव है जो इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि कोरिओलिस प्रभाव ध्रुवों की ओर मजबूत होता है; ये तरंगें जेट स्ट्रीम के घुमाव हैं जो उच्च और निम्न दबाव प्रणालियों को नियंत्रित करते हैं।

मध्य अक्षांश के तूफान एक ही क्षेत्र में बार-बार क्यों बनते रहते हैं?

बैरोक्लिनिक अस्थिरता गड़बड़ी को बढ़ने देती है जहाँ भी मजबूत तापमान विरोधाभास और ऊर्ध्वाधर पवन अपरूपण होता है, ऐसी स्थितियाँ प्रमुख महाद्वीपों और महासागरों के अनुप्रवाह में तूफान के मार्गों के साथ पाई जाती हैं, इसलिए चक्रवात वहाँ बार-बार विकसित होते हैं।