Surface Heat Budget of the Arctic Ocean
આર્કટિક મહાસાગરનું સરફેસ હીટ બજેટ (SHEBA) અભ્યાસ એ નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ સંશોધન પ્રોજેક્ટ હતો, જે આર્કટિક મહાસાગરમાં એક વર્ષ દરમિયાન સમુદ્ર અને વાતાવરણ વચ્ચે થતી ગરમી ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયાઓનું પ્રમાણ નક્કી કરવા માટે રચાયેલ છે, જ્યાં સૂર્ય વસંતથી ઉનાળા સુધી ક્ષિતિજ ઉપર અને બાકીનો સમય ક્ષિતિજની નીચે હોય છે. આ અભ્યાસ વૈશ્વિક આબોહવા નમૂનાઓમાં ઉપયોગ માટે ડેટા પ્રદાન કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો, જેનો ઉપયોગ વૈજ્ઞાનિકો વૈશ્વિક આબોહવા પરિવર્તનનો અભ્યાસ કરવા માટે કરે છે. બેકગ્રાઉન્ડ બરફ ખુલ્લા પાણી કરતાં સૂર્યપ્રકાશને વધુ સરળતાથી પ્રતિબિંબિત કરે છે. બરફથી ઢંકાયેલો દરિયાઈ બરફ ઘટનાના લગભગ 80 ટકા સૂર્યપ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરે છે. આર્કટિકમાં મોસમી ફેરફારોના પરિણામે સતત ઘેરા આર્કટિક શિયાળામાં બરફથી ઢંકાયેલા દરિયાઈ બરફથી આકાશ સાફ થાય છે અને કિરણોત્સર્ગી ઠંડક મળે છે. વસંતઋતુમાં, સૂર્યપ્રકાશની વાપસી સાથે, ઓગળેલા તળાવો રચવાનું શરૂ કરે છે અને સૂર્યમાંથી ગરમીના શોષણના દરમાં વધારો કરે છે. ઉનાળામાં, સતત દિવસના પ્રકાશ દરમિયાન, વાદળો રચાય છે જે આકાશમાં પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરે છે, પરંતુ સમુદ્રમાંથી ગરમીના પ્રવાહને અવરોધે છે. પૃથ્વીના વિસ્તારના મોટા ભાગ પર આ અસરોને માપવા માટે-આર્કટિક મહાસાગર-એક વર્ષના ગાળામાં મોટા પાયે વૈજ્ઞાનિક માહિતી ભેગી કરવા અને વિશ્લેષણના પ્રયાસની જરૂર હતી. પરિણામે, નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન, અન્ય પ્રાયોજકો સાથે મળીને, આ પ્રક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે માપવા માટે એક અભ્યાસને ભંડોળ પૂરું પાડ્યું. આઇસ સ્ટેશન શીબા વૈજ્ઞાનિક પક્ષે કેનેડિયન કોસ્ટ ગાર્ડ શિપ ડેસ ગ્રોસિલિયર્સ પર આર્કટિક મહાસાગરની મુસાફરી કરી હતી. તે 2 ઓક્ટોબર 1997ના રોજ એવા સ્થળે પહોંચ્યું હતું જ્યાં જહાજને પેક બરફમાં સ્થિર થવાની મંજૂરી આપવાની અને વૈજ્ઞાનિક અવલોકનો માટેનો આધાર બનવાની યોજના હતી. તે અવલોકનોમાં જહાજની નજીક, બરફની નીચેથી વાતાવરણની ટોચ સુધી દરિયાઈ અને વાતાવરણીય પ્રક્રિયાઓના માપનનો સમાવેશ થાય છે. માપનો સમાવેશ થાય છેઃ કિરણોત્સર્ગી પ્રવાહઃ લોંગવેવ અને શોર્ટવેવ હીટ ફ્લક્સઃ સુપ્ત અને સંવેદનશીલ ગરમીના તોફાની પ્રવાહ વાદળની ઊંચાઈ, જાડાઈ અને અન્ય ગુણધર્મો વાતાવરણ અને સમુદ્રના સીમા સ્તરોમાં ઊર્જાના વિનિમયની પ્રક્રિયાઓ બરફની ઊંડાઈ અને બરફની જાડાઈ સમુદ્રની ખારાશ, તાપમાન અને પ્રવાહો જહાજ બરફના સંદર્ભમાં એક વર્ષ સુધી સ્થિર રહ્યું, 11 ઓક્ટોબર 1998ના રોજ રવાના થયું. તે "આઇસ સ્ટેશન શીબા" તરીકે જાણીતું બન્યું. પરિણામો વૈજ્ઞાનિકોએ સમગ્ર વર્ષ દરમિયાન જહાજના સ્થાન પર વાદળો સામાન્ય હોવાનું શોધી કાઢ્યું હતું. શિયાળાની મધ્યમાં 40 ટકા સમય વાદળછાયું રહેતું હતું અને ઉનાળામાં આકાશમાં સતત વાદળછાયું રહેતું હતું. હવાનું તાપમાન પ્રાદેશિક આબોહવાની સરેરાશ તાપમાન કરતાં 0.6 ડિગ્રી સેલ્સિયસ ઓછું હતું. શિયાળામાં સૂર્ય ન હોવાથી, ગરમીનો ચોખ્ખો પ્રવાહ (પ્રવાહ) સમુદ્રની સપાટીથી આકાશ તરફ હતો, જે વાદળોના આવરણમાં ફેરફારો સાથે પ્રવાહમાં મોટા તફાવતો દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે. એપ્રિલમાં પ્રવાહ સમુદ્રની સપાટીના સૌર ઉષ્ણતામાન તરફ બદલાઈ ગયો, જે જુલાઈમાં મહત્તમ સુધી પહોંચ્યો હતો જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ સૌથી મજબૂત હતો અને બરફમાં ઓગળેલા તળાવો વિકસ્યા હતા જે બરફ કરતાં વધુ ઘાટા હતા અને સૂર્યપ્રકાશને વધુ અસરકારક રીતે શોષી શકતા હતા. વૈજ્ઞાનિકોએ 100 સ્થળોએ બરફ અને સ્નોપેકના જથ્થામાં ચોખ્ખો ફેરફાર પણ માપ્યો. તેઓએ જહાજની આસપાસના વિસ્તારમાં પરિવર્તનની વ્યાપક પરિવર્તનશીલતાની નોંધ લીધી. તેઓએ નક્કી કર્યું કે, પાનખરના ઘટતા સૂર્યપ્રકાશ સાથે, બરફનું તાપમાન એવું ઘટ્યું કે, નવેમ્બર સુધીમાં, તે બરફના ઢગલાના તળિયે નવી વૃદ્ધિ પેદા કરી રહ્યું હતું. આ અવલોકનો પરથી, તેઓએ ગરમીના અંદાજપત્રમાં ફેરફારના પાંચ તબક્કાઓને ઓળખી કાઢ્યા હતાઃ શુષ્ક બરફ ઓગળતા બરફના તળાવની રચના તળાવ ઉત્ક્રાંતિ સ્થિર થવી શીબા દરમિયાન ઘટાડાના દાવમાંથી બરફના જથ્થાના સંતુલનનું સચોટ માપન દર્શાવે છે કે તળાવના બરફ પર સૌથી વધુ સપાટી ઓગળતી જોવા મળી હતી, જ્યારે સૌથી વધુ તળિયે ઓગળતું દબાણ પર્વતમાળાઓ પર જોવા મળ્યું હતું. પ્રેશર પર્વતમાળાનું તળિયે ઓગળવું એ બિન-રૂપાંતરિત પ્રથમ વર્ષના બરફ કરતાં 60 ટકા વધારે હતું. લીડ્સ દ્વારા સૌર કિરણોત્સર્ગમાંથી સમુદ્રમાં ઉર્જાનો પ્રવાહ અવલોકન કરેલ તળિયાના ઘટાડાને સંતુલિત કરવા માટે પૂરતો ન હતો. ઉનાળાના સમયગાળા દરમિયાન બરફ હેઠળના 15 ટકા વિસ્તાર બરફના ઓગળેલા પાણીના સ્તરો અને ખોટા તળિયાઓથી ઢંકાયેલો હતો. બરફ નીચે ઓગળેલા પાણીના સ્તરોની સરેરાશ ઊંડાઈ 0.31 મીટર હતી, જેમાં ખારાશ 1.5 મીટર હતી. ખોટા તળિયાની સરેરાશ જાડાઈ 0.2 મીટર હતી. મોડેલિંગ પ્રાયોગિક પરિણામોએ આર્ક્ટિક મહાસાગરના દરિયાઈ બરફ અને વાતાવરણ દ્વારા થતી મોસમી ગરમી બજેટ પ્રક્રિયાઓના અર્થપૂર્ણ મોડેલિંગને મંજૂરી આપી. આ નમૂનાનો અવકાશ બરફના ઢગલાની નીચેથી વાતાવરણની ટોચ પરથી પસાર થતો સ્તંભ હતો. વૈજ્ઞાનિકોને સમજાયું કે બરફના ઢગલામાં ફેરફારો અને બરફ પીગળવાને કારણે બરફની સપાટીની બદલાતી પરાવર્તનશીલતા અથવા આલ્બેડોની યોગ્ય લાક્ષણિકતા આ મોડેલની ચાવી હતી. સમુદ્રની સપાટી પર કેટલી ઊર્જા પહોંચી અથવા તેમાંથી બહાર નીકળી તે વર્ણવવા માટે વાદળછાયું આવરણ ચાવીરૂપ હતું. મહાસાગર પ્રક્રિયાઓ આ મોડેલમાં અવલોકનનો સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે કે સૌર કિરણોત્સર્ગ એ સપાટી પરનો પ્રબળ ગરમીનો સ્રોત છે. તે જૂનમાં મહત્તમ 5 ટકાથી ખુલ્લા સમુદ્રમાં ફેરફાર અને આલ્બેડોમાં ફેરફારો માટે જવાબદાર છે. આવતા સૌર કિરણોત્સર્ગનો આશરે 8 ટકા હિસ્સો બરફ દ્વારા સમુદ્રમાં શોષાઈ ગયો હતો. વાતાવરણની પ્રક્રિયાઓ વૈજ્ઞાનિકો નજીકની સપાટીની અશાંતિ માટેના પરિમાણોને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં સક્ષમ હતા જે હવાની હિલચાલ બરફની સપાટીને મોસમી રીતે કેટલી ઠંડી અથવા ગરમ કરી શકે છે તેની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. ઉનાળામાં, સપાટી ખરબચડી થઈ જાય છે અને હવાના પ્રવાહને ધીમો પાડે છે. લિડાર વાદળના માપ અને બલૂન સોનડે તાપમાન અને તોફાનની માહિતીએ સમુદ્રની સપાટીના ઉષ્ણતામાન અથવા ઠંડકને પ્રોત્સાહન આપવા અથવા રોકવામાં બરફની ઉપરના વાતાવરણની ભૂમિકાની વૈજ્ઞાનિક લાક્ષણિકતાઓને મંજૂરી આપી. સહભાગીઓ શીબામાં નીચેની વ્યક્તિઓ અને સંસ્થાઓએ ભાગ લીધો હતોઃ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન ક્લાઇમેટોલોજિકલ રિસર્ચ નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ આર્કટિક મહાસાગરમાં વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી