Relative wind stress
सापेक्षिक वायु तनाव एक अपरूपण तनाव है जो समुद्र की सतह, या पानी के किसी अन्य बड़े हिस्से पर बहने वाली हवा से उत्पन्न होता है। सापेक्षिक वायु तनाव वायु तनाव से संबंधित है लेकिन सतह महासागर वर्तमान वेग और वायु वेग के बीच के अंतर को ध्यान में रखता है। इकाइयाँ न्यूटन प्रति मीटर वर्ग या पास्कल हैं। महासागर के ऊपर हवा का दबाव महत्वपूर्ण है क्योंकि यह महासागर में गतिज ऊर्जा निवेश का एक प्रमुख स्रोत है जो बदले में बड़े पैमाने पर महासागर परिसंचरण को चलाता है। हवा के दबाव के बजाय सापेक्ष हवा के तनाव का उपयोग, जहां समुद्र की धारा को स्थिर माना जाता है, मॉडल में समुद्र के ऊपर महसूस किए गए तनाव को कम करता है। इससे 20-35% के महासागर में बिजली निवेश की गणना में कमी आती है और इस प्रकार, बड़े पैमाने पर महासागर परिसंचरण का एक अलग अनुकरण होता है। गणितीय सूत्रीकरण महासागर की सतह पर कार्य करने वाले हवा के दबाव को आमतौर पर अशांत खिंचाव सूत्र का उपयोग करके मानकीकृत किया जाता है। जहाँ अशांत खिंचाव गुणांक (आमतौर पर अनुभवजन्य रूप से निर्धारित) है, वायु घनत्व है, और पवन वेग सदिश है, जिसे आमतौर पर समुद्र तल से 10 मीटर की ऊँचाई पर लिया जाता है। इस पैरामीटराइजेशन को आमतौर पर विश्राम महासागर सन्निकटन के रूप में जाना जाता है। अब से हम समुद्र के सन्निकटन में हवा के दबाव को केवल समुद्र की हवा के तनाव को आराम देने के रूप में संदर्भित करेंगे। दूसरी ओर, सापेक्ष हवा का दबाव समुद्र की सतह पर वेग के सापेक्ष सतह की हवा के वेग का उपयोग करता है, जो इस प्रकार है। जहाँ सतह महासागर वेग है और इस प्रकार, के साथ शब्द सतह महासागर वेग के सापेक्ष हवा वेग का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसलिए, हवा के दबाव और सापेक्ष हवा के तनाव के बीच का अंतर यह है कि सापेक्ष हवा का तनाव सतह पर महासागर की धारा के संबंध में हवा की सापेक्ष गति को ध्यान में रखता है। समुद्र पर हवा द्वारा किया गया कार्य समुद्र पर हवा द्वारा किए गए कार्य की गणना इस बात से की जा सकती है कि हवा के दबाव के लिए चुना गया मापदंड कहाँ है। इस प्रकार, विश्राम महासागर सन्निकटन में, हवा द्वारा समुद्र पर किया गया कार्य है। इसके अलावा, यदि सापेक्ष पवन तनाव मापदंड का उपयोग किया जाता है, तो समुद्र पर किया गया कार्य द्वारा दिया जाता है फिर, दोनों स्थितियों में समान मानते हुए, समुद्र पवन तनाव और सापेक्ष पवन तनाव को आराम देकर किए गए कार्य के बीच का अंतर द्वारा दिया जाता है। इस अभिव्यक्ति का विश्लेषण करते हुए, हम पहले देखते हैं कि शब्द हमेशा सकारात्मक होता है (क्योंकि और अन्य सभी शब्द सकारात्मक होते हैं)। इसके बाद, शब्द के लिए, हमारे पास हैः यदि तब और इसलिए समग्र संकेत सकारात्मक है। यदि बार-बार, समग्र संकेत सकारात्मक है। इसलिए, यह हमेशा ऐसा मामला है, जिसका अर्थ है कि समुद्र की हवा के तनाव का उपयोग करते समय किए गए काम की गणना हमेशा बड़ी होती है। इस अधिक अनुमान को साहित्य में "सकारात्मक पूर्वाग्रह" के रूप में संदर्भित किया गया है। ध्यान दें कि यह मामला नहीं हो सकता है यदि गणना में उपयोग किया जाने वाला गणना में उपयोग किए जाने वाले से अलग है (खंडः महासागर मॉडल के उत्पादन के रूप में महासागर धाराएँ देखें)। पवन यांत्रिक आर्द्रता प्रभाव विश्रामशील महासागरीय पवन तनाव का उपयोग करके कार्य की गणना में सकारात्मक पूर्वाग्रह के लिए गणितीय व्याख्या को यांत्रिक आर्द्रता प्रभाव के माध्यम से भौतिक रूप से भी व्याख्या की जा सकती है। जैसा कि चित्र 2 में देखा गया है, जब हवा का वेग और समुद्र की धारा का वेग एक ही दिशा में होता है, तो सापेक्ष हवा का दबाव समुद्र की हवा के तनाव से कम होता है। दूसरे शब्दों में, कम सकारात्मक काम सापेक्ष वायु तनाव का उपयोग कर रहा है। जब हवा और समुद्र के वेग विपरीत दिशाओं में होते हैं, तो सापेक्ष हवा का दबाव समुद्र की हवा के तनाव की तुलना में अधिक नकारात्मक काम करता है। नतीजतन, दोनों परिदृश्यों में समुद्र पर कम काम किया जा रहा है जब गणना के लिए सापेक्ष हवा के दबाव का उपयोग किया जाता है। इस भौतिक व्याख्या को एक ऐसे परिदृश्य के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है जहां एक महासागर एड्डी है। जैसा कि चित्र 3 के शीर्ष भाग पर चित्रित किया गया है, तेज स्थिति में, हवा और समुद्र के वेग को संरेखित करने पर सापेक्ष वायु तनाव कम होता है, जो चित्र 2 के शीर्ष भाग के समान स्थिति है। चित्र 3 के निचले भाग में हमारे पास चित्र 2 के निचले भाग के अनुरूप स्थिति है, जहां विश्राम महासागर मामले की तुलना में प्रणाली पर अधिक नकारात्मक कार्य किया जा रहा है। इसलिए, एडी के शीर्ष पर कम ऊर्जा डाली जा रही है और नीचे अधिक ऊर्जा निकाली जा रही है, जिसका अर्थ है कि सापेक्ष हवा के मामले में एडी को अधिक कम किया जा रहा है। चित्र 2 और 3 में दर्शाई गई दो स्थितियाँ भौतिक कारण हैं कि सापेक्ष वायु तनाव के बजाय विश्राम करने वाले महासागर तनाव का उपयोग करते समय समुद्र में शक्ति (प्रति इकाई समय कार्य) इनपुट का अनुमान लगाते समय एक सकारात्मक पूर्वाग्रह क्यों होता है। बड़े पैमाने पर महासागर परिसंचरण के लिए मॉडलों पर प्रभाव सतह की धाराओं की गणना के लिए, एक सामान्य परिसंचरण मॉडल को सतह की हवाओं के साथ मजबूर किया जाता है। पकानोव्स्की (1987) के एक अध्ययन से पता चलता है कि अटलांटिक परिसंचरण मॉडल में सापेक्ष वायु तनाव के माध्यम से महासागर वर्तमान वेग को शामिल करने से सतह की धाराओं में 30 प्रतिशत की कमी आती है। सतह की धारा में यह कमी समुद्र की सतह के तापमान और भूमध्य रेखा के साथ ऊपर की ओर बढ़ने को प्रभावित कर सकती है। हालाँकि, वायु-समुद्र तनाव में समुद्री धाराओं को शामिल करने का सबसे बड़ा प्रभाव ऊपर वर्णित तंत्र के साथ सामान्य परिसंचरण में बिजली के निवेश की गणना में है। समुद्री हवा के दबाव को आराम देने के बजाय सापेक्ष हवा के तनाव के साथ गणना का एक अतिरिक्त प्रभाव मॉडल में कम अवशिष्ट मेरिडियनल ओवरटर्निंग सर्कुलेशन की ओर ले जाता है। पावर इनपुट चित्र 4 सापेक्ष वायु तनाव और विश्राम समुद्री वायु तनाव के बीच के अंतर को दर्शाता है। सापेक्ष वायु दबाव के लिए डेटा स्कैटरोमीटर से प्राप्त किया जाता है। ये सटीक रूप से सापेक्ष वायु तनाव का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि वे समुद्र की सतह पर छोटे पैमाने की संरचनाओं से बैकस्कैटर को मापते हैं, जो समुद्र की सतह-वायु इंटरफेस पर प्रतिक्रिया करते हैं न कि हवा की गति पर। मॉडल में समुद्र में बिजली निवेश के अधिक अनुमानों की पहचान तब की गई है जब सापेक्ष हवा के दबाव के बजाय क्षेत्रीय औसत हवा से गणना की गई हवा के तनाव का उपयोग किया जाता है, जो 20-35% के बीच होता है। जिन क्षेत्रों में हवा की गति अपेक्षाकृत कम होती है और वर्तमान गति अपेक्षाकृत अधिक होती है, वहां यह प्रभाव सबसे अधिक होता है। एक उदाहरण उष्णकटिबंधीय प्रशांत महासागर है जहाँ व्यापारिक हवाएँ 5-9 मीटर/सेकंड के साथ चलती हैं और महासागर की वर्तमान वेग 1 मीटर/सेकंड से अधिक हो सकती हैं। इस क्षेत्र में, यह इस बात पर निर्भर करता है कि क्या यह एक एल नीनो या ला नीना राज्य है, हवा के तनाव का अंतर (समुद्र की हवा के तनाव को घटाकर सापेक्ष हवा के तनाव को छोड़कर) क्रमशः नकारात्मक और सकारात्मक के बीच भिन्न हो सकता है। अवशिष्ट मेरिडियनल ओवरटर्निंग सर्कुलेशन दक्षिणी महासागर में, सापेक्ष हवा के दबाव का उपयोग महत्वपूर्ण है क्योंकि अंटार्कटिक सर्कम्पोलर सर्कुलेशन में किनारे महत्वपूर्ण हैं, और सापेक्ष हवा के तनाव के साथ इन किनारों का नम होना पलटने वाले परिसंचरण को प्रभावित करेगा। अवशिष्ट मेरिडियनल ओवरटर्निंग सर्कुलेशन (आर. एम. ओ. सी.), एक धारा कार्य है जो समस्थानिकों में अनुरेखक परिवहन की मात्रा निर्धारित करता है। आर. एम. ओ. सी. के निर्माण के माध्यम से हवा के दबाव को ध्यान में रखा जाता है, जो कि यूलरियन मीन एम. ओ. सी. और एडी-प्रेरित बोलस ओवरटर्निंग का योग है। यूलरियन माध्य एम. ओ. सी. क्षेत्रीय दिशा में एकमान परिवहन को चलाने वाली मेरिडियनल हवाओं पर निर्भर है। एड्डी-प्रेरित बोलस उलटना ढलान वाले समस्थानिकों को क्षैतिज रूप से बहाल करने का कार्य करता है, जो एड्डी द्वारा प्रेरित होते हैं। आर. एम. ओ. सी. का सूत्रीकरण इस प्रकार दिया गया हैः क्षेत्रीय माध्य वायु तनाव, संदर्भ घनत्व, कोरियोलिस पैरामीटर (दक्षिणी गोलार्ध में नकारात्मक), अर्ध-स्टोक्स एडी विसरण क्षेत्र, क्रमशः एड्डी की लंबाई और वेग के बराबर, और समस्थानिकों की ढलान। समुद्री हवा के दबाव को आराम देने के बजाय सापेक्ष हवा के तनाव का उपयोग करके कम हवा का तनाव डालने से, यूलरियन औसत एमओसी () को कम करके, सीधे कम अवशिष्ट पलटाव की ओर जाता है। इसके अलावा, यह एड्डियों को नम करके एड्डी-प्रेरित बोलस ओवरटर्निंग () को प्रभावित करता है जिसके परिणामस्वरूप एड्डियों की लंबाई और वेग पैमाने (&) में कमी आती है। इस प्रकार इसका योग कम हो जाता है। महासागर मॉडल के उत्पादन के रूप में महासागर की धाराएँ जैसा कि खंडः बड़े पैमाने पर महासागर परिसंचरण के लिए मॉडल पर प्रभाव में संक्षेप में उल्लेख किया गया है, सतह की धाराओं की गणना सतह की हवाओं को एक सामान्य परिसंचरण मॉडल में मजबूर करके की जा सकती है। एक मॉडल का मामला जो सापेक्ष वायु तनाव से भी मजबूर होता है, चित्र 5 में देखा जा सकता है। सबसे पहले, उपग्रह डेटा का उपयोग सापेक्ष पवन तनाव की गणना में 10 मीटर पवन वेग को इनपुट करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यदि सापेक्ष वायु तनाव के लिए मापदंड का उपयोग किया जाता है, तो इसके परिणामस्वरूप एक युग्मित समस्या होगी। महासागर मॉडल को महासागर के वर्तमान वेग को उत्पन्न करने के लिए सापेक्ष वायु तनाव की आवश्यकता होती है, जो बदले में गणना पर निर्भर करता है। इस युग्मित प्रणाली को एक व्युत्क्रम समस्या के रूप में तैयार करने की आवश्यकता है। एक अन्य परिणाम यह है कि, हवा के दबाव के लिए उपयोग किए जाने वाले मापदंड के आधार पर, एक अलग वेक्टर क्षेत्र को महासागर मॉडल में डाला जाएगा और इसके परिणामस्वरूप, महासागर मॉडल द्वारा एक अलग मूल्य का उत्पादन किया जाएगा। इसलिए, यदि गणना के लिए एक अलग पवन क्षेत्र का उपयोग किया जाता है और फिर यह वह हो सकता है। दूसरे शब्दों में, विश्रामशील महासागर सन्निकटन का उपयोग करके समुद्र पर किए गए कार्य की गणना करते समय एक नकारात्मक पूर्वाग्रह हो सकता है। हालाँकि, वैश्विक स्तर पर, साहित्य ने कम आकलन के बजाय एक ओवर पाया है, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है। संदर्भ द्रव गतिकी भौतिक समुद्र विज्ञान