महासागरीय तरंगें और आंतरिक तरंगें

तरंगें पानी के थोक परिवहन के बिना पूरे महासागर में ऊर्जा ले जाती हैं - हवा से उत्पन्न सतही तरंगों और दूर तक यात्रा करने वाली तरंगों से लेकर बहुत बड़ी, धीमी आंतरिक तरंगों तक जो स्तरीकृत महासागर के भीतर घनत्व इंटरफेस के साथ-साथ चलती हैं।

Definition

महासागरीय तरंगें दोलनशील गड़बड़ी हैं जो समुद्र की सतह (सतही तरंगें) या स्तरीकृत आंतरिक भाग के भीतर घनत्व इंटरफेस के साथ-साथ फैलती हैं (आंतरिक तरंगें), गुरुत्वाकर्षण द्वारा बहाल की जाती हैं और, सबसे बड़ी तरंगों के लिए, पृथ्वी के घूर्णन द्वारा संशोधित होती हैं।

Scope

यह विषय सतही गुरुत्वाकर्षण तरंगों (पवन तरंगें और तरंगें) के निर्माण, फैलाव और प्रसार, उनकी वृद्धि, टूटने और उथलेपन को शामिल करता है; स्तरीकरण पर आंतरिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों का भौतिकी, जिसमें आंतरिक ज्वार भी शामिल है; और ऊर्जा के परिवहन और मिश्रण को चलाने में इन तरंगों की भूमिका।

Core questions

• पवन तरंगें कैसे बढ़ती हैं, तरंगों में फैलती हैं और महासागरीय घाटियों में यात्रा करती हैं?
• गहरे और उथले पानी में एक तरंग की अवधि, तरंग दैर्ध्य और गति को जोड़ने वाला फैलाव संबंध क्या है?
• घनत्व स्तरीकरण पर आंतरिक तरंगें कैसे उत्पन्न होती हैं, और वे सतही तरंगों की तुलना में इतनी बड़ी क्यों होती हैं?
• टूटती हुई सतही और आंतरिक तरंगें ऊर्जा को अशांति और मिश्रण में कैसे स्थानांतरित करती हैं?

Key theories

रैखिक तरंग फैलाव

छोटे-आयाम वाली सतही गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक फैलाव संबंध का पालन करती हैं जिसमें लंबी तरंगें तेजी से यात्रा करती हैं, इसलिए एक तूफान-जनित स्पेक्ट्रम अपने स्रोत से दूर फैलने पर व्यवस्थित तरंगों में बदल जाता है।

स्तरीकरण पर आंतरिक तरंगें

एक स्थिर रूप से स्तरीकृत महासागर में, उत्प्लावकता आंतरिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए एक पुनर्स्थापना बल के रूप में कार्य करती है जिनकी आवृत्तियां जड़त्वीय और उत्प्लावकता आवृत्तियों के बीच होती हैं, जिससे वे आंतरिक भाग के माध्यम से लंबवत और क्षैतिज रूप से फैल सकती हैं।

Mechanisms

हवा समुद्र की सतह पर ऊर्जा और गति का संचार करती है, जिससे तरंगों का एक स्पेक्ट्रम बनता है जो लंबी तरंगों के साथ छोटी तरंगों को पीछे छोड़ते हुए फैलती हैं और तरंगें बनाती हैं; जैसे ही तरंगें उथले पानी में प्रवेश करती हैं, वे उथली होती हैं, खड़ी होती हैं और टूटती हैं, जिससे ऊर्जा निकलती है। आंतरिक तरंगें वहां उत्पन्न होती हैं जहां ज्वार और धाराएं स्थलाकृति पर बहती हैं, स्तरीकरण के साथ-साथ फैलती हैं जब तक कि वे टूटती नहीं हैं और आंतरिक मिश्रण को चलाती नहीं हैं।

Clinical relevance

तरंग पूर्वानुमान शिपिंग, अपतटीय इंजीनियरिंग और तटीय खतरे की चेतावनी के लिए महत्वपूर्ण है, जबकि टूटती हुई आंतरिक तरंगें अधिकांश मिश्रण की आपूर्ति करती हैं जो गहरे समुद्र के स्तरीकरण और उलट-पलट परिसंचरण को बनाए रखती हैं।

History

जल तरंगों का गणितीय सिद्धांत उन्नीसवीं शताब्दी में एयरी और स्टोक्स द्वारा विकसित किया गया था; बीसवीं शताब्दी के मध्य में मुंक और अन्य द्वारा तरंग पूर्वानुमान पर किए गए कार्य और पूरे महासागरों में तरंग प्रसार की खोज, साथ ही हैसलमैन के वर्णक्रमीय तरंग सिद्धांत ने आधुनिक तरंग विज्ञान की स्थापना की।

Key figures

• George Gabriel Stokes
• Walter Munk
• Klaus Hasselmann

Seminal works

• talley2011
• kundu2015

Frequently asked questions

समुद्र और तरंग में क्या अंतर है?

समुद्र का तात्पर्य छोटी, अशांत तरंगों से है जो अभी भी स्थानीय हवा से चल रही हैं, जबकि तरंग चिकनी, लंबी अवधि की तरंगें हैं जो अपने उत्पन्न करने वाले तूफान से आगे निकल गई हैं और पूरे महासागर में दूर तक यात्रा कर चुकी हैं।

आंतरिक तरंगें अक्सर सतही तरंगों की तुलना में बहुत बड़ी क्यों होती हैं?

आंतरिक तरंगें पानी की परतों के बीच छोटे घनत्व अंतर के साथ फैलती हैं, न कि बड़े हवा-पानी के विपरीत, इसलिए पुनर्स्थापना बल कमजोर होता है और तरंगें सतह के नीचे छिपी रहते हुए दसियों मीटर की ऊंचाई तक पहुंच सकती हैं।