Southern Ocean overturning circulation
দক্ষিণ মহাসাগরের বিপরীতমুখী সঞ্চালন হল দক্ষিণ মহাসাগরের একটি দ্বি-কোষ ব্যবস্থা যা বৈশ্বিক সঞ্চালনের মধ্যে বিভিন্ন জল অববাহিকাকে সংযুক্ত করে। এটি আপওয়েলিং এবং ডাউনওয়েলিং দ্বারা চালিত হয়, যা প্রাকৃতিক সমুদ্র প্রক্রিয়াগুলির ফল যা মিঠা জলের প্রবাহ এবং বাতাসের চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। বৈশ্বিক তাপ, বিশুদ্ধ জল এবং কার্বন বাজেটের উপর এর প্রভাবের কারণে আমাদের বৈশ্বিক জলবায়ু ব্যবস্থায় বৈশ্বিক মহাসাগর সঞ্চালন একটি অপরিহার্য প্রক্রিয়া। উপরের কোষের উত্থান মধ্য-গভীর জলের সাথে যুক্ত যা পৃষ্ঠে আনা হয়, যেখানে নীচের কোষের উত্থান অ্যান্টার্কটিকার চারপাশে তাজা এবং অতল জলের সাথে যুক্ত। দক্ষিণ মহাসাগরের পৃষ্ঠ পর্যন্ত প্রায় 27 ± 7 Sverdrup (Sv) গভীর জলের কূপ রয়েছে। এই উত্থিত জল আংশিকভাবে হালকা জল এবং ঘন জলে রূপান্তরিত হয়, যথাক্রমে 22 ± 4 এসভি এবং 5 ± 5 এসভি। এই জলের ঘনত্ব তাপ এবং ভাসমান প্রবাহের কারণে পরিবর্তিত হয় যার ফলে উপরের কোষে ঊর্ধ্বমুখী এবং নীচের কোষে নিম্নমুখী হয়। গতিবিদ্যা উপরের কোষ বায়ু উৎপন্ন প্রবাহ দ্বারা চালিত হয়, যা পশ্চিম বায়ুর ফল, যা সার্কাম্পোলার ডিপ ওয়াটার (সিডিডাব্লু) থেকে পৃষ্ঠে জল নিয়ে আসে। জোনাল বায়ুপ্রবাহ সর্বাধিক জোনাল পৃষ্ঠ-বায়ুর কারণে বিষুবরেখার কাছাকাছি ঊর্ধ্বমুখী এবং নিম্নমুখী হতে প্ররোচিত করে। এই বায়ু-চালিত সঞ্চালনকে ডিকন কোষও বলা হয় এবং এটি অ্যান্টার্কটিক সার্কম্পোলার কারেন্টের (এসিসি) তাপীয় বায়ু প্রবাহকে সমর্থনকারী জলকে উল্টে দেওয়ার কাজ করে এবং সম্ভাব্য শক্তির সঞ্চয় তৈরি করে। এই উপরের কোষ প্রক্রিয়াটি একমান পরিবহন নামেও পরিচিত। গভীর জলে উত্তর থেকে দক্ষিণে এবং সমুদ্রপৃষ্ঠে দক্ষিণ থেকে উত্তরে মেরিডিয়াল ওভারটার্নিং প্রবাহ রয়েছে। ভূপৃষ্ঠের গভীর জল বায়ুমণ্ডল এবং ভূপৃষ্ঠের ভাসমান শক্তির সংস্পর্শে আসে। বৃষ্টিপাতের ফলে জল সতেজ হওয়ার ফলে এবং গ্রীষ্মে (দক্ষিণ গোলার্ধে) সমুদ্রের বরফ গলে যাওয়ার ফলে উপরের কোষে উচ্ছ্বাস বৃদ্ধি পায়। এই ভাসমানতা লাভ জলকে হালকা, কম ঘন জলে রূপান্তরিত করে, যেমন সাব-অ্যান্টার্কটিক মোড ওয়াটার (এসএএমডাব্লু) এবং অ্যান্টার্কটিক ইন্টারমিডিয়েট ওয়াটার (এএআইডাব্লু)। উল্টানো সঞ্চালনে মোট উত্থিত জলের প্রায় 22 ± 4 এসভি উপরের কোষে হালকা জলে রূপান্তরিত হয়। তাপীয় বায়ু প্রবাহের ব্যারোক্লিনিক অস্থিতিশীলতার মাধ্যমে ঘনত্বের পৃষ্ঠগুলির উল্টে যাওয়ার প্রক্রিয়াটি ভারসাম্যপূর্ণ হয়। এই অস্থিতিশীলতা ঘনত্বের পৃষ্ঠগুলিকে সমতল করে দেয় এবং খুঁটির দিকে পরিবহনের ফলে শক্তিশালী, সময়-নির্ভর ধারের গতি হয়। বায়ু-চালিত সঞ্চালন থেকে সম্ভাব্য শক্তি তারপর প্রান্ত দ্বারা সমতল করা হয়। মিসিং-মিক্সিং প্যারাডক্স মিসিং-মিক্সিং প্যারাডক্স ধরে নেয় যে সঞ্চালন বন্ধ করার জন্য থার্মোক্লাইনের মাধ্যমে ঘন জল উত্তোলন করা হয়। এটি অর্জনের জন্য, থার্মোক্লাইনে উল্লম্ব মিশ্রণের প্রয়োজন হয়, যা দেখা যায় না। পরিবর্তে, ডুবন্ত অঞ্চল থেকে ঘন জল ঘনত্ব আইসোপাইকনাল বরাবর প্রায় অ্যাডিয়াব্যাটিক পথে পৃষ্ঠে ফিরে আসে, যা ইতিমধ্যে হ্যারাল্ড সেভারড্রুপ (সমুদ্রবিজ্ঞানী) লিখেছেন। নিম্ন কোষটি মিঠা জলের প্রবাহ দ্বারা চালিত হয় যেখানে সমুদ্র-বরফ গঠন এবং গলন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সমুদ্র-বরফের গঠনের সাথে লবণাক্ত প্রত্যাখ্যান হয়, যার ফলে জলের লবণাক্ততা এবং ঘনত্ব বেশি হয় এবং তাই ভাসমানতা হ্রাস পায়। বরফ গলে গেলে মিষ্টি জলের প্রবাহ এবং বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে আসে। যদি জল বরফে পরিণত হয়, তাহলে জলে লবণ বেশি থাকে এবং বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে কম থাকে। মৌসুমী বৈচিত্র্যের কারণে, গ্রীষ্মে ভাসমানতা বৃদ্ধি পায় এবং শীতকালে ভাসমানতা হ্রাস পায়। লবণ দিয়ে ভরা এই ঠান্ডা এবং ঘন জলকে ডেন্স শেল্ফ ওয়াটার (ডিএসডাব্লু) বলা হয়। ডিএসডাব্লু তারপর অ্যান্টার্কটিক বটম ওয়াটারে (এএবিডাব্লু) রূপান্তরিত হয়, যা রস সাগর, ওয়েডেল সাগর এবং অ্যান্টার্কটিকার পূর্ব উপকূল বরাবর উদ্ভূত হয়। দক্ষিণ মহাসাগর সঞ্চালনের নিম্ন কোষে প্রায় 5 ± 5 এসভি এ. এ. বি. ডব্লিউ গঠিত হয়, যা মোট এ. এ. বি. ডব্লিউ গঠনের প্রায় এক তৃতীয়াংশ। উল্টানো সঞ্চালন সম্পর্কে বর্তমান জ্ঞান, বিশেষ করে নিম্ন কোষ, বড় আকারের বিপরীত মডেলের উপর ভিত্তি করে। এই মডেলগুলি সাধারণত মিষ্টি জলের প্রবাহ এবং সমুদ্র-বরফের মিথস্ক্রিয়ার গুরুত্বকে ভুলভাবে উপস্থাপন করে। বৈশ্বিক সঞ্চালনের সঙ্গে যোগসূত্র বিশ্বের মহাসাগরগুলির সঞ্চালন বায়ুমণ্ডলের সঙ্গে একাধিক উপায়ে যুক্ত। এগুলি উভয়ই মূলত উপলব্ধ সৌর শক্তি দ্বারা চালিত এবং এগুলি সমুদ্র পৃষ্ঠের ঘর্ষণ দ্বারা যুক্ত। মেরু এবং বিষুবরেখায় উপলব্ধ সৌর শক্তির মধ্যে ভারসাম্যহীনতার কারণে একটি মেরিডিয়াল তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট রয়েছে যা পৃথিবীতে বাতাসের নিদর্শন তৈরি করে। বায়ুমণ্ডলের গতি ভূপৃষ্ঠে সমুদ্রের গতিবিধির জন্য দায়ী। গভীর মহাসাগর মূলত জলের তাপমাত্রা বা লবণাক্ততাকে প্রভাবিত করে এমন প্রক্রিয়াগুলির কারণে বড় অঞ্চলে জলের ঘনত্বের ছোট ছোট বিশৃঙ্খলার প্রতি সাড়া দেয়। এই ব্যবস্থাগুলির সঞ্চালনের ফলে স্থানীয় জলবায়ু নিয়ন্ত্রণকারী বৈশ্বিক জ্বালানি বাজেটের পুনর্বণ্টন ঘটে। বায়ুমণ্ডল এবং মহাসাগরও রাসায়নিকভাবে সংযুক্ত, যেখানে মহাসাগর বায়ুমণ্ডলীয় ঘনত্বের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। বিগত শতাব্দীতে বায়ুমণ্ডলীয় বৃদ্ধির কারণে সমুদ্র একটি নেট কার্বন সিঙ্ক। বর্তমানে, মহাসাগরগুলি আমাদের বর্তমান কার্বন নিঃসরণের প্রায় 25 শতাংশ গ্রহণের জন্য দায়ী। এ. এম. ও. সি দক্ষিণ মহাসাগর উত্তর আটলান্টিক গভীর জলের উত্থানের মাধ্যমে উত্তর আটলান্টিক ডাউনওয়েলিংয়ের জন্য ক্ষতিপূরণ দিয়ে এবং অভ্যন্তরীণ মহাসাগরকে পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত করে আটলান্টিক মেরিডিওনাল ওভারার্টিং প্রচলন বন্ধ করার ক্ষেত্রে মূল ভূমিকা পালন করে। এস. সি-র উপর দিয়ে বয়ে যাওয়া প্রবল পশ্চিমা বাতাসের কারণে এই উত্থান ঘটে। পর্যবেক্ষণ থেকে জানা যায় যে, বিশ্বব্যাপী গভীর জলের প্রায় 80 শতাংশ দক্ষিণ মহাসাগরে রয়েছে। কার্বন বাজেট সমুদ্রের উত্থান পুষ্টির বর্ধিত ঘনত্বের কারণে জৈবিক ক্রিয়াকলাপ বৃদ্ধির সাথে মিলে যায়। এই পুষ্টিগুলি ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন দ্বারা ব্যবহৃত হয় যা সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে কার্বনের সংমিশ্রণে এগুলি ব্যবহার করে একটি স্থানীয় কার্বন সিঙ্ক তৈরি করে। দক্ষিণ মহাসাগরের উত্থান সেই অঞ্চলগুলিতে কার্বন সিঙ্ক হিসাবেও কাজ করে যেখানে জল গঠন হয়। কম দ্রবীভূত কার্বন ঘনত্ব সহ গভীর জল পৃষ্ঠে উঠে যায় যেখানে এটি আগের তুলনায় উচ্চতর বায়ুমণ্ডলীয় কার্বন ঘনত্বের সংস্পর্শে আসে। গভীর জলে দ্রবীভূত কার্বনের ঘনত্ব এত কম কারণ এটি বহু শতাব্দী ধরে পৃষ্ঠে ছিল না যখন বায়ুমণ্ডলীয় কার্বনের ঘনত্ব এখনকার তুলনায় কম ছিল। জল একটি নতুন কার্বন ভারসাম্যে পৌঁছাবে এবং পরে ডাউনওয়েলিংয়ের মাধ্যমে আবার নিচে আনা হয় যার ফলে একটি নেট কার্বন সিঙ্ক হয়। অন্যদিকে, যে অঞ্চলগুলিতে গভীর উষ্ণ বৃত্তাকার কার্বন সমৃদ্ধ জল উত্থানের মাধ্যমে পৃষ্ঠে আনা হয়, বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে আসার মাধ্যমে গ্যাস নির্গত হয়, আংশিকভাবে উল্টে যাওয়া সঞ্চালনের কার্বন সিঙ্ক প্রভাবকে ক্ষতিপূরণ দেয়। জলবায়ু পরিবর্তন জলবায়ু ব্যবস্থা সম্পর্কে আমাদের বোঝার জন্য মৌলিক কারণ এটি সমুদ্রের জলাধারগুলি পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগের হার নিয়ন্ত্রণ করে। দক্ষিণ মহাসাগরের সঞ্চালন বায়ুমণ্ডলে ঘনত্বের সামগ্রিক বৃদ্ধিকে ধীর করে দেয়। এটি জলবায়ুকে আরও বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়ে প্রভাবিত করে। এটি তার জলের সঞ্চালনের মাধ্যমে তাপ পরিবহন করে এবং এইভাবে সমুদ্রের তাপের পরিমাণকে নিয়ন্ত্রণ করে। এটি বরফের তাক গলে যাওয়ার উপর তার প্রভাবের মাধ্যমে সমুদ্রপৃষ্ঠকেও নিয়ন্ত্রণ করে। অবশেষে, এটি দক্ষিণ গোলার্ধের সমুদ্রের বরফের আচ্ছাদনকে প্রভাবিত করে, যা পৃথিবীর পৃষ্ঠের আলবেডোর সাথে যুক্ত। এই প্রভাবগুলি একত্রে বোঝায় যে দক্ষিণ মহাসাগরের সঞ্চালন জলবায়ু সংবেদনশীলতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ফলস্বরূপ, বিশ্বব্যাপী কার্বন বাজেট বোঝার চেষ্টা করার সময় দক্ষিণ মহাসাগরের উপর জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাব একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা বিষয়। অতিরিক্ত গ্রীষ্মমণ্ডলীয় দক্ষিণ গোলার্ধে জলবায়ুকে চালিত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি হল সাউদার্ন অ্যানুলার মোড (এসএএম) যা গত কয়েক দশক ধরে ধারাবাহিকভাবে ইতিবাচক হয়েছে, সম্ভবত ওজোন হ্রাস এবং বিশ্ব উষ্ণায়নের সংমিশ্রণের ফলে। এস. এ. এম-এর ধারাবাহিক ইতিবাচক মোডের ফলে এখন পর্যন্ত পশ্চিম দিকের বায়ুপ্রবাহ মেরু দিকে সরে গেছে এবং তাদের শক্তি বৃদ্ধি পেয়েছে যার ফলে কার্বন সমৃদ্ধ গভীর জলের বায়ুচলাচল বৃদ্ধি পেয়েছে, যা দক্ষিণ মহাসাগরে কার্বন সিঙ্ককে দুর্বল করে দিচ্ছে। উপরন্তু, বর্ধিত তাপমাত্রার ফলে বৃষ্টিপাতের ধরণ বৃদ্ধির ফলে অ্যান্টার্কটিক মধ্যবর্তী জলের সতেজতা দেখা দেয়। যাইহোক, যেহেতু দক্ষিণ মহাসাগরের জলবায়ু গতিশীলতায় সমুদ্র, বায়ুমণ্ডল এবং ক্রায়োস্ফিয়ারের মধ্যে প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া জড়িত যা দুর্বলভাবে বোঝা যায় এবং বর্তমান প্রজন্মের জলবায়ু মডেলগুলিতে ভালভাবে প্রতিনিধিত্ব করা হয় না, তাই দক্ষিণ মহাসাগরের সঞ্চালনকে উল্টে দেওয়ার উপর জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাব এখনও বেশ অনিশ্চিত। সিএমআইপি5 মডেলগুলি "কম আত্মবিশ্বাসের" সাথে একবিংশ শতাব্দীতে উচ্চ-মহাসাগরের উল্টে যাওয়া কোষের সামগ্রিক পরিবহনে 20 শতাংশ বৃদ্ধির পূর্বাভাস দেয়। ষষ্ঠ মূল্যায়ন প্রতিবেদনে এই মূল্যায়নের উপর কোনও নতুন গবেষণার উন্নতি হয়নি। নিম্ন কোষের বিপরীতমুখী সঞ্চালনের জন্য, পর্যবেক্ষণমূলক, সংখ্যাসূচক এবং প্যালিওক্লাইমেট প্রমাণ থেকে মিলিত প্রমাণ "মাঝারি আত্মবিশ্বাস" দেয় যে অ্যান্টার্কটিক বরফ শীট থেকে বর্ধিত গলনের ফলে একবিংশ শতাব্দীতে নিম্ন কোষের সঞ্চালন হ্রাস পেতে থাকবে। তথ্যসূত্র দক্ষিণ মহাসাগরের প্রবাহ