Relative wind stress
સાપેક્ષ પવનનું દબાણ એ શીયર તણાવ છે જે સમુદ્રની સપાટી અથવા પાણીના અન્ય મોટા ભાગ પર ફૂંકાતા પવન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. સાપેક્ષ પવનનું દબાણ પવનના દબાણ સાથે સંબંધિત છે પરંતુ તે સપાટીના સમુદ્રના વર્તમાન વેગ અને પવનના વેગ વચ્ચેના તફાવતને ધ્યાનમાં લે છે. એકમો ન્યૂટન પ્રતિ મીટર ચોરસ અથવા પાસ્કલ છે. સમુદ્ર પર પવનનું દબાણ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે સમુદ્રમાં ગતિ ઊર્જાના ઇનપુટનો મુખ્ય સ્રોત છે જે બદલામાં મોટા પાયે સમુદ્રના પરિભ્રમણને ચલાવે છે. પવનના દબાણને બદલે સાપેક્ષ પવનના દબાણનો ઉપયોગ, જ્યાં સમુદ્રનો પ્રવાહ સ્થિર હોવાનું માનવામાં આવે છે, તે નમૂનાઓમાં સમુદ્ર પર અનુભવાતા તણાવને ઘટાડે છે. આ 20-35% ના સમુદ્રમાં પાવર ઇનપુટની ગણતરીમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને આમ, મોટા પાયે સમુદ્ર પરિભ્રમણના અલગ અનુકરણમાં પરિણમે છે. ગાણિતિક રચના સમુદ્રની સપાટી પર કામ કરતા પવનના દબાણને સામાન્ય રીતે તોફાની ખેંચાણ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. જ્યાં તોફાની ખેંચાણ ગુણાંક (સામાન્ય રીતે પ્રયોગમૂલક રીતે નિર્ધારિત) છે, તે હવાની ઘનતા છે, અને પવન વેગ વેક્ટર છે, જે સામાન્ય રીતે દરિયાની સપાટીથી 10 મીટર ઉપર લેવામાં આવે છે. આ પરિમાણને સામાન્ય રીતે વિશ્રામી સમુદ્ર અંદાજ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હવેથી આપણે સમુદ્રના અંદાજમાં પવનના દબાણને ફક્ત સમુદ્રના પવનના દબાણને આરામ આપવા તરીકે સંદર્ભિત કરીશું. બીજી બાજુ, સાપેક્ષ પવનનું દબાણ સમુદ્રની સપાટી પરના વેગની તુલનામાં સપાટી પરના પવનના વેગનો ઉપયોગ નીચે મુજબ કરે છે. જ્યાં સપાટી સમુદ્રનો વેગ છે અને આમ, સાથેની શરતો સપાટી સમુદ્રના વેગની તુલનામાં પવનના વેગને રજૂ કરે છે. તેથી, પવનના દબાણ અને સાપેક્ષ પવનના દબાણ વચ્ચેનો તફાવત એ છે કે સાપેક્ષ પવનના દબાણને સમુદ્રની સપાટીના પ્રવાહના સંદર્ભમાં પવનની સાપેક્ષ ગતિને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. સમુદ્ર પર પવન દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય સમુદ્ર પર પવન દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્યની ગણતરી પવનના દબાણ માટે પસંદ કરેલ પરિમાણ ક્યાં છે તેના દ્વારા કરી શકાય છે. આમ, વિશ્રામી સમુદ્ર અંદાજમાં, પવન દ્વારા સમુદ્ર પર કરવામાં આવેલ કાર્ય છે. વધુમાં, જો સાપેક્ષ પવનના દબાણના માપદંડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો સમુદ્ર પર કરવામાં આવેલું કાર્ય આના દ્વારા આપવામાં આવે છે પછી, એમ ધારીને કે બંને પરિસ્થિતિઓમાં સમાન છે, સમુદ્રના પવનના દબાણ અને સાપેક્ષ પવનના દબાણને આરામ આપીને કરવામાં આવેલા કાર્ય વચ્ચેનો તફાવત આના દ્વારા આપવામાં આવે છે. આ અભિવ્યક્તિનું વિશ્લેષણ કરતા, આપણે પહેલા જોઈએ છીએ કે આ શબ્દ હંમેશા સકારાત્મક હોય છે (કારણ કે અને અન્ય તમામ શબ્દો સકારાત્મક હોય છે). આગળ, શબ્દ માટે, આપણી પાસે છેઃ જો પછી અને તેથી એકંદર નિશાની હકારાત્મક છે. જો પછી અને ફરીથી, એકંદર સંકેત હકારાત્મક છે. તેથી, હંમેશાં એવું બને છે કે, એટલે કે જ્યારે વિશ્રામી દરિયાઈ પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે કરવામાં આવેલા કાર્યની ગણતરી હંમેશા મોટી હોય છે. આ અતિશય અંદાજને સાહિત્યમાં "હકારાત્મક પૂર્વગ્રહ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. નોંધ લો કે આ કેસ ન પણ હોઈ શકે જો ગણતરીમાં ઉપયોગમાં લેવાતો ઉપયોગ ગણતરીમાં ઉપયોગમાં લેવાતો અલગ હોય (વિભાગ જુઓઃ મહાસાગરના પ્રવાહો સમુદ્રના નમૂનાઓના ઉત્પાદન તરીકે). પવન યાંત્રિક ભીનાશ અસર વિશ્રામી સમુદ્ર પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરીને કાર્યની ગણતરીમાં સકારાત્મક પૂર્વગ્રહ માટે ગાણિતિક સમજૂતીને યાંત્રિક ભીનાશ અસર દ્વારા ભૌતિક રીતે પણ અર્થઘટન કરી શકાય છે. આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જ્યારે પવનનો વેગ અને સમુદ્રના પ્રવાહનો વેગ એક જ દિશામાં હોય છે, ત્યારે સાપેક્ષ પવનનું દબાણ વિશ્રામી સમુદ્રના પવનના દબાણ કરતા ઓછું હોય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઓછું હકારાત્મક કાર્ય સાપેક્ષ પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે પવન અને સમુદ્રનો વેગ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે, ત્યારે સાપેક્ષ પવનનું દબાણ વિશ્રામી સમુદ્રના પવનના દબાણ કરતાં વધુ નકારાત્મક કામ કરે છે. પરિણામે, બંને પરિસ્થિતિઓમાં જ્યારે ગણતરી માટે સાપેક્ષ પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે સમુદ્ર પર ઓછું કામ કરવામાં આવે છે. આ ભૌતિક અર્થઘટનને એવા દૃશ્યમાં પણ અનુકૂલિત કરી શકાય છે જ્યાં દરિયાઈ એડી હોય. આકૃતિ 3 ના ટોચના ભાગ પર દર્શાવ્યા મુજબ, એડી પરિસ્થિતિમાં, જ્યારે પવન અને સમુદ્રના વેગ સંરેખિત થાય છે ત્યારે સાપેક્ષ પવનનું દબાણ ઓછું હોય છે, જે આકૃતિ 2 ના ટોચના ભાગની સમાન સ્થિતિ છે. આકૃતિ 3 ના તળિયે ભાગમાં આપણી પાસે આકૃતિ 2 ના નીચેના ભાગની સમાન પરિસ્થિતિ છે, જ્યાં વિશ્રામી સમુદ્રના કેસ કરતાં સિસ્ટમ પર વધુ નકારાત્મક કાર્ય કરવામાં આવી રહ્યું છે. તેથી, એડીની ટોચ પર ઓછી ઊર્જા મૂકવામાં આવી રહી છે અને તળિયે વધુ ઊર્જા બહાર કાઢવામાં આવી રહી છે, જેનો અર્થ છે કે સંબંધિત પવનના કિસ્સામાં એડી વધુ ભીની થઈ રહી છે. આકૃતિ 2 અને 3 માં દર્શાવવામાં આવેલી બે પરિસ્થિતિઓ એ ભૌતિક કારણ છે કે સાપેક્ષ પવનના દબાણને બદલે વિશ્રામી સમુદ્રના તણાવનો ઉપયોગ કરતી વખતે સમુદ્રમાં શક્તિ (એકમ સમય દીઠ કાર્ય) ઇનપુટનો અંદાજ કાઢતી વખતે હકારાત્મક પૂર્વગ્રહ કેમ છે. મોટા પાયે દરિયાઈ પરિભ્રમણ માટેના નમૂનાઓ પર અસર સપાટીના પ્રવાહોની ગણતરી માટે, સામાન્ય પરિભ્રમણ મોડેલને સપાટીના પવન સાથે દબાણ કરવામાં આવે છે. પેકાનોવસ્કી (1987) દ્વારા કરવામાં આવેલા એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે એટલાન્ટિક પરિભ્રમણ મોડેલમાં સાપેક્ષ પવનના દબાણ દ્વારા સમુદ્રના વર્તમાન વેગનો સમાવેશ કરવાથી સપાટીના પ્રવાહમાં 30 ટકાનો ઘટાડો થાય છે. સપાટીના પ્રવાહમાં આ ઘટાડો સમુદ્રની સપાટીના તાપમાનને અસર કરી શકે છે અને વિષુવવૃત્ત સાથે ઉપર જઈ શકે છે. જો કે, હવા-સમુદ્રના તણાવમાં દરિયાઈ પ્રવાહોનો સમાવેશ કરવાની સૌથી મોટી અસર ઉપર વર્ણવ્યા મુજબની પદ્ધતિ સાથે સામાન્ય પરિભ્રમણમાં પાવર ઇનપુટની ગણતરીમાં છે. દરિયાઈ પવનના દબાણને આરામ આપવાને બદલે સાપેક્ષ પવનના દબાણ સાથે ગણતરીની વધારાની અસર મોડેલોમાં ઓછા અવશેષ મેરિડિશનલ ઓવરટર્નિંગ સર્ક્યુલેશન તરફ દોરી જાય છે. પાવર ઇનપુટ આકૃતિ 4 સાપેક્ષ પવનના દબાણ અને શાંત દરિયાઈ પવનના દબાણ વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે. સાપેક્ષ પવનના દબાણ માટેની માહિતી સ્કેટરમીટરમાંથી મેળવવામાં આવે છે. આ સાપેક્ષ પવનના દબાણને ચોક્કસપણે રજૂ કરે છે કારણ કે તેઓ સમુદ્રની સપાટી પરના નાના પાયે માળખાઓમાંથી બેકસ્કેટરને માપે છે, જે સમુદ્રની સપાટી-હવાના આંતરપૃષ્ઠને પ્રતિસાદ આપે છે અને પવનની ગતિને નહીં. 20-35% વચ્ચેના સંબંધિત પવનના દબાણને બદલે ઝોનલ સરેરાશ પવનમાંથી ગણવામાં આવતા પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરતી વખતે મોડેલોમાં સમુદ્રમાં પાવર ઇનપુટના વધુ પડતા અંદાજોને ઓળખવામાં આવ્યા છે. એવા પ્રદેશોમાં જ્યાં પવનની ઝડપ પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે અને વર્તમાન ઝડપ પ્રમાણમાં વધારે હોય છે ત્યાં આ અસર સૌથી વધુ હોય છે. એક ઉદાહરણ ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રશાંત મહાસાગર છે જ્યાં વેપાર પવન 5-9 મીટર/સેકન્ડ સાથે ફૂંકાય છે અને સમુદ્રના પ્રવાહનો વેગ 1 મીટર/સેકન્ડથી વધી શકે છે. આ પ્રદેશમાં, તે અલ નીનો અથવા લા નીના રાજ્ય છે કે કેમ તેના આધારે, પવનના દબાણનો તફાવત (સમુદ્રના પવનના દબાણને બાદ કરતા સંબંધિત પવનના દબાણને બાદ કરતા) અનુક્રમે નકારાત્મક અને હકારાત્મક વચ્ચે બદલાઈ શકે છે. દક્ષિણ મહાસાગરમાં, સાપેક્ષ પવનના દબાણનો ઉપયોગ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે એન્ટાર્કટિક સર્કમ્પોલર સર્ક્યુલેશનમાં એડીઝ નિર્ણાયક છે, અને સાપેક્ષ પવનના દબાણ સાથે આ એડીઝનું ભીનાશ ઉલટાતા પરિભ્રમણને અસર કરશે. રેસિડ્યુઅલ મેરિડિયનલ ઓવરટર્નિંગ સર્ક્યુલેશન (આર. એમ. ઓ. સી.) એ એક પ્રવાહ કાર્ય છે જે આઇસોપાઇકનલ્સમાં ટ્રેસર્સના પરિવહનનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. પવનના દબાણને આર. એમ. ઓ. સી. ની રચના દ્વારા ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, જે યુલરિયન સરેરાશ એમ. ઓ. સી. અને એડી-પ્રેરિત બોલસ ઓવરટર્નિંગનો સરવાળો છે. યુલરિયન સરેરાશ એમ. ઓ. સી. મેરિડીનલ પવન પર આધારિત છે જે ઝોનલ દિશામાં એકમાન પરિવહનને ચલાવે છે. એડી-પ્રેરિત બોલસ ઓવરટર્નિંગ એ ઢોળાવવાળા આઇસોપાઇકનલ્સને આડી તરફ પુનઃસ્થાપિત કરવાની ક્રિયા કરે છે, જે એડી દ્વારા પ્રેરિત થાય છે. આર. એમ. ઓ. સી. ની રચના આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ ઝોનલ સરેરાશ પવનનું દબાણ, સંદર્ભ ઘનતા, કોરિઓલિસ પરિમાણ (દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં નકારાત્મક), અર્ધ-સ્ટોક્સ એડી પ્રસરણ ક્ષેત્ર, જે અનુક્રમે એડીની લંબાઈ અને વેગ સમાન છે, અને આઇસોપીકનલ્સનો ઢોળાવ. દરિયાઈ પવનના દબાણને આરામ આપવાને બદલે સાપેક્ષ પવનના દબાણનો ઉપયોગ કરીને પવનનું ઓછું દબાણ દાખલ કરવાથી, યુલરિયન સરેરાશ એમ. ઓ. સી. () ઘટાડીને, સીધા ઓછા અવશેષ ઉથલપાથલ તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, તે એડીઓને ભીની કરીને એડી-પ્રેરિત બોલસ ઓવરટર્નિંગ () ને અસર કરે છે, જેના પરિણામે એડીની લંબાઈ અને વેગ સ્કેલ (&) માં ઘટાડો થાય છે. આમ આનો સરવાળો નીચી તરફ દોરી જાય છે. સમુદ્રના નમૂનાઓના ઉત્પાદન તરીકે દરિયાઈ પ્રવાહો વિભાગઃ મોટા પાયે દરિયાઈ પરિભ્રમણ માટેના નમૂનાઓ પરની અસરમાં ટૂંકમાં ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, સપાટી પરના પ્રવાહોની ગણતરી સપાટી પરના પવનને સામાન્ય પરિભ્રમણ મોડેલમાં દબાણ કરીને કરી શકાય છે. એક મોડેલનો કેસ જે સાપેક્ષ પવનના દબાણ દ્વારા પણ દબાણ કરવામાં આવે છે તે આકૃતિ 5 માં જોઈ શકાય છે. સૌપ્રથમ, ઉપગ્રહની માહિતીનો ઉપયોગ સાપેક્ષ પવનના દબાણની ગણતરીમાં 10 મીટર પવનના વેગને દાખલ કરવા માટે થાય છે. જો કે, જો સાપેક્ષ પવનના દબાણ માટેના માપદંડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો આ એક જોડીદાર સમસ્યામાં પરિણમશે. મહાસાગરના મોડેલને સમુદ્રના વર્તમાન વેગને ઉત્પન્ન કરવા માટે સંબંધિત પવનના દબાણની જરૂર પડે છે, જે બદલામાં પવનની ગણતરી પર આધાર રાખે છે. આ કપલ્ડ સિસ્ટમને ઇન્વર્સ પ્રોબ્લેમ તરીકે ઘડવાની જરૂર છે. બીજું પરિણામ એ છે કે, પવનના દબાણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પરિમાણોના આધારે, સમુદ્રના નમૂનામાં એક અલગ વેક્ટર ક્ષેત્ર દાખલ કરવામાં આવશે અને પરિણામે, સમુદ્રના નમૂના દ્વારા તેનું એક અલગ મૂલ્ય બહાર પાડવામાં આવશે. તેથી, જો ગણતરી માટે અલગ પવન ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવે અને પછી તે તે હોઈ શકે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વિશ્રામી સમુદ્ર અંદાજનો ઉપયોગ કરીને સમુદ્ર પર કરવામાં આવેલા કાર્યની ગણતરી કરતી વખતે નકારાત્મક પૂર્વગ્રહ હોઈ શકે છે. વૈશ્વિક સ્તરે, જોકે, અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, સાહિત્યને ઓછો અંદાજ આપવાને બદલે એક ઓવર મળ્યું છે. સંદર્ભો પ્રવાહી ગતિશીલતા ભૌતિક સમુદ્રશાસ્ત્ર