Eddy pumping
एड्डी पम्पिंग समुद्र में मेसोस्केल एड्डी-प्रेरित ऊर्ध्वाधर गति का एक घटक है। यह एक भौतिक तंत्र है जिसके माध्यम से एड्डी की घूर्णन शक्ति में भिन्नताओं से ऊर्ध्वाधर गति बनाई जाती है। चक्रवाती (एंटीसाइक्लोनिक) धारियाँ मुख्य रूप से उत्तरी गोलार्ध में ऊपर की ओर (नीचे की ओर) और दक्षिणी गोलार्ध में इसके विपरीत होती हैं। यह समुद्र में जैविक और जैव-भूरासायनिक प्रक्रियाओं जैसे शैवाल खिलने और कार्बन चक्र को चलाने वाला एक प्रमुख तंत्र है। तंत्र एडीज में एक पुनः स्तरीकरण प्रभाव होता है, जिसका अर्थ है कि वे पानी को विभिन्न घनत्व की परतों में व्यवस्थित करते हैं। इन परतों को आइसोपाइकनल्स नामक सतहों द्वारा अलग किया जाता है। मिश्रित परत का पुनः स्तरीकरण बड़े क्षैतिज घनत्व प्रवणता वाले क्षेत्रों में सबसे मजबूत होता है, जिसे "मोर्चे" के रूप में भी जाना जाता है, जहां भूस्थैतिक कतरनी और संभावित ऊर्जा एक ऊर्जा स्रोत प्रदान करती है जिससे बैरोक्लिनिक और सममित अस्थिरता बढ़ सकती है। मिश्रित परत के नीचे, तेजी से घनत्व परिवर्तन (या पाइक्नोक्लाइन) का एक क्षेत्र ऊपरी और निचले पानी को अलग करता है, जिससे ऊर्ध्वाधर परिवहन में बाधा आती है। एड्डी पम्पिंग मेसोस्केल एड्डी-प्रेरित ऊर्ध्वाधर गति का एक घटक है। इस तरह की ऊर्ध्वाधर गति पाइक्नोक्लाइन की विकृति के कारण होती है। इसकी अवधारणा यह मानकर की जा सकती है कि महासागर के पानी की सतह का घनत्व समय और स्थान के साथ औसत गहराई के साथ होता है। यह सतह ऊपरी महासागर को, यूफोटिक क्षेत्र के अनुरूप, निचले, गहरे महासागर से अलग करती है। जब एक एडी पारगमन करता है, तो ऐसी घनत्व सतह विकृत हो जाती है। एड्डी के जीवनकाल के चरणों पर निर्भर करते हुए यह अलग-अलग दिशाओं में ऊर्ध्वाधर गड़बड़ी पैदा करेगा। एडी के जीवनकाल को गठन, विकास और विनाश में विभाजित किया गया है। एडी-पम्पिंग विक्षोभ तीन प्रकार के होते हैंः चक्रवात एंटीसाइक्लोन मोड-वाटर एडीज एडी-केंद्रित दृष्टिकोण मोड-वाटर एडीज में एक जटिल घनत्व संरचना होती है। उनके आकार के कारण, उन्हें समुद्र तल की ऊंचाई के आधार पर एड्डी-केंद्रित (एड्डी के मूल पर केंद्रित) विश्लेषण में नियमित एंटीसाइक्लोन से अलग नहीं किया जा सकता है। फिर भी, मोड-वाटर एडीज के यूफोटिक क्षेत्र में एडी पंपिंग प्रेरित ऊर्ध्वाधर गति चक्रवातों के बराबर है। इन कारणों से, केवल एडी-पंपिंग विक्षोभ के चक्रवाती और एंटीसाइक्लोनिक तंत्रों की व्याख्या की गई है। समुद्र-सतह स्तर के आधार पर अवधारणात्मक व्याख्या इस तंत्र का एक सहज ज्ञान युक्त विवरण समुद्र-सतह स्तर के आधार पर एड्डी-केंद्रित-विश्लेषण के रूप में परिभाषित किया गया है। उत्तरी गोलार्ध में, चक्रवाती किनारों में घड़ी की विपरीत दिशा में घूर्णन कोरिओलिस प्रभाव के कारण क्षैतिज सतह धाराओं का विचलन पैदा करता है, जिससे पानी की सतह नम हो जाती है। सतह की ऊंचाई की असमरूपता की भरपाई करने के लिए, समस्थानिक सतहों को यूफोटिक क्षेत्र की ओर ऊपर उठाया जाता है और गहरे महासागर, पोषक तत्वों से भरपूर पानी का समावेश हो सकता है। भौतिक व्याख्या अवधारणात्मक रूप से, एड्डी पम्पिंग एड्डी के आंतरिक भाग में ऊर्ध्वाधर गति को एड्डी सापेक्ष वर्टिसिटी में अस्थायी परिवर्तनों से जोड़ती है। वर्टिसिटी में परिवर्तन से उत्पन्न ऊर्ध्वाधर गति को एडी के मूल में निहित पानी की विशेषताओं से समझा जाता है। चक्रवाती किनारे उत्तरी (दक्षिणी) गोलार्ध में घड़ी की विपरीत दिशा (घड़ी की दिशा) में घूमते हैं और इनका कोर ठंडा होता है। एंटीसाइक्लोनिक किनारे उत्तरी (दक्षिणी) गोलार्ध में घड़ी की दिशा में (घड़ी की विपरीत दिशा में) घूमते हैं और इनका केंद्र गर्म होता है। एड्डी कोर और आसपास के पानी के बीच तापमान और लवणता का अंतर ऊर्ध्वाधर गति को चलाने वाला प्रमुख तत्व है। क्षैतिज दिशा में प्रसार करते समय, चक्रवात और एंटीसाइक्लोन पाइक्नोक्लाइन को क्रमशः ऊपर और नीचे की ओर "मोड़ते" हैं, जो इस तापमान और लवणता विसंगति से प्रेरित होते हैं। एड्डी के अंदर घनत्व सतह के ऊर्ध्वाधर विक्षोभ की सीमा (औसत महासागर घनत्व सतह की तुलना में) एड्डी की घूर्णन शक्ति (सापेक्ष वर्टिसिटी) में परिवर्तन से निर्धारित होती है। घनत्व संरक्षण समीकरण में क्षैतिज परिवर्तन को नजरअंदाज करते हुए, वर्टिसिटी में परिवर्तन के कारण घनत्व परिवर्तन सीधे ऊर्ध्वाधर परिवहन से संबंधित हो सकते हैं। यह धारणा एड्डी केंद्र पर होने वाली ऊर्ध्वाधर गति के विचार के साथ सुसंगत है, जो पूरी तरह से गोलाकार प्रवाह की भिन्नताओं के अनुरूप है। इस तरह के तंत्र के माध्यम से एड्डी पम्पिंग चक्रवाती किनारों में ठंडे, पोषक तत्वों से भरपूर गहरे पानी को ऊपर की ओर ले जाता है और गर्म, पोषक तत्वों की कमी, सतह के पानी को एंटीसाइक्लोनिक किनारों में नीचे की ओर ले जाता है। गतिज ऊर्जा अपव्यय के कारण जीवनकाल के चरण पर निर्भरता समय के साथ कमजोर होती जाती है। जैसे-जैसे धारें बनती हैं और तीव्र होती हैं, ऊपर उल्लिखित तंत्र मजबूत होंगे और जैसे-जैसे सापेक्ष वर्टिसिटी में वृद्धि होती है, आइसोपाइकनल सतहों में गड़बड़ी पैदा होती है, पाइक्नोक्लाइन विकृत हो जाता है। दूसरी ओर, जब एडीज बूढ़े हो जाते हैं और कम गतिज ऊर्जा ले जाते हैं, तो उनकी वर्टिसिटी कम हो जाती है और एडी विनाश की ओर ले जाती है। इस तरह की प्रक्रिया एडी गठन और तीव्रता का विरोध करती है, क्योंकि पाईक्नोक्लाइन एडी-प्रेरित विरूपण से पहले अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगी। इसका मतलब है कि पाइक्नोक्लाइन एंटीसाइक्लोन में ऊपर उठेगा और चक्रवातों में संपीड़ित होगा, जिससे क्रमशः ऊपर और नीचे की ओर बढ़ेगा। एडी पम्पिंग विशेषताएँ चक्रवाती और एंटीसाइक्लोनिक किनारों में ऊर्ध्वाधर गति की दिशा गोलार्ध से स्वतंत्र है। एड्डी पम्पिंग के देखे गए ऊर्ध्वाधर वेग एक मीटर प्रति दिन के क्रम में हैं। हालांकि, क्षेत्रीय मतभेद हैं। जिन क्षेत्रों में गतिज ऊर्जा अधिक होती है, जैसे कि पश्चिमी सीमा धारा में, किनारे खुले महासागर में किनारों की तुलना में मजबूत ऊर्ध्वाधर धाराएँ उत्पन्न करते पाए जाते हैं। सीमाएँ एड्डी में ऊर्ध्वाधर गति का वर्णन करते समय यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एड्डी पंपिंग एक जटिल तंत्र का केवल एक घटक है। ध्यान में रखने के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण कारक, विशेष रूप से जब समुद्र-हवा की बातचीत पर विचार किया जाता है, तो एड्डी-प्रेरित एकमैन पंपिंग द्वारा निभाई गई भूमिका है। उपरोक्त व्याख्या की कुछ अन्य सीमाएँ विक्षोभ के लिए आदर्श, अर्ध गोलाकार रैखिक गतिशील प्रतिक्रिया के कारण हैं जो ऊर्ध्वाधर विस्थापन की उपेक्षा करती है जो एक कण एक ढलान वाली तटस्थ सतह के साथ आगे बढ़ने का अनुभव कर सकता है। एड्डीज़ में ऊर्ध्वाधर गति एक काफी हालिया शोध विषय है जो अभी भी जटिलता और पर्याप्त टिप्पणियों की कमी दोनों के कारण सिद्धांत में सीमाओं को प्रस्तुत करता है। फिर भी, ऊपर प्रस्तुत एक सरलीकरण है जो जैविक उत्पादकता में एडीज की महत्वपूर्ण भूमिका के साथ-साथ कार्बन चक्र में उनकी जैव-भूरासायनिक भूमिका को आंशिक रूप से समझाने में मदद करता है। जैविक प्रभाव हाल के निष्कर्ष बताते हैं कि मीसोस्केल एडीज पोषक तत्वों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जैसे कि खुले महासागर में क्लोरोफिल सांद्रता का स्थानिक वितरण। एडी गतिविधि के प्रभाव पर ज्ञान की कमी हालांकि अभी भी उल्लेखनीय है, क्योंकि एडीज का योगदान उपोष्णकटिबंधीय जाइर के कुछ हिस्सों में नाइट्रोजन आपूर्ति के माध्यम से देखे गए प्राथमिक उत्पादन को बनाए रखने के लिए पर्याप्त नहीं है। हालांकि जिन तंत्रों के माध्यम से एड्डी पारिस्थितिकी तंत्र को आकार देते हैं, उन्हें अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है, एड्डी क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर प्रक्रियाओं के संयोजन के माध्यम से पोषक तत्वों का परिवहन करते हैं। हिलाना और फंसाना पोषक तत्वों के परिवहन से संबंधित है, जबकि एडी पंपिंग, एडी-प्रेरित एकमैन पंपिंग, और मिश्रित-परत गहराई पर एडी प्रभाव विभिन्न प्रकार के पोषक तत्व हैं। यहाँ एड्डी पम्पिंग द्वारा निभाई गई भूमिका पर चर्चा की गई है। चक्रवाती एडी पंपिंग पोषक तत्वों से भरपूर पानी को यूफोटिक क्षेत्र में उठाकर नए प्राथमिक उत्पादन को संचालित करता है। पोषक तत्वों के पूर्ण उपयोग की गारंटी दो मुख्य कारकों द्वारा दी जाती है। सबसे पहले, जैविक ग्रहण समय-सीमा में होता है जो एड्डी के औसत जीवनकाल की तुलना में बहुत कम होता है। दूसरा, क्योंकि पोषक तत्वों में वृद्धि एडी के आंतरिक भाग में होती है, जो आसपास के पानी से अलग होती है, बायोमास तब तक जमा हो सकता है जब तक कि पोषक तत्वों का पूरी तरह से उपभोग नहीं हो जाता। एड्डी पम्पिंग तंत्र के जैविक प्रभावों के मुख्य उदाहरण दुनिया भर में कई स्थानों के अवलोकन और मॉडलिंग के आधार पर विभिन्न प्रकाशनों में मौजूद हैं। खाड़ी धारा क्षेत्र और ब्रिटिश कोलंबिया (हैडा एडीज) के पश्चिमी तट से दूर एडी-केंद्रित क्लोरोफिल विसंगतियां देखी गई हैं, साथ ही दक्षिणी महासागर में वेडेल-स्कोटिया संगम में एडी-प्रेरित उन्नत जैविक उत्पादन, अलास्का की उत्तरी खाड़ी में, दक्षिण चीन सागर में, बंगाल की खाड़ी में, अरब सागर में और उत्तर-पश्चिमी अल्बोरन सागर में, कुछ नाम हैं। सरगासो सागर में एड्डी पम्पिंग के अनुमानों के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन का प्रवाह 0.24 और 0.5 के बीच हुआ। इन मात्राओं को इस क्षेत्र के अनुमानों के अनुरूप नए प्राथमिक उत्पादन की दर को बनाए रखने के लिए पर्याप्त माना गया है। व्यापक पारिस्थितिकीय पैमाने पर, उत्पादकता में एडी-संचालित भिन्नताएं फाइटोप्लांकटन लार्वा के अस्तित्व और शिकारियों की प्रचुरता के बीच व्यापार-बंद को प्रभावित करती हैं। ये अवधारणाएँ आंशिक रूप से लार्वा ब्लूफिन टूना, सेलफिश, मार्लिन, स्वोर्डफिश और अन्य प्रजातियों के वितरण में मेसोस्केल भिन्नताओं की व्याख्या करती हैं। वयस्क मछलियों के वितरण को चक्रवाती किनारों की उपस्थिति से भी जोड़ा गया है। विशेष रूप से, मेक्सिको की खाड़ी में ब्लूफिन टूना और सीटेशियन की उच्च प्रचुरता और हवाई की निकटता में ब्लू मार्लिन चक्रवाती एडी गतिविधियों से जुड़े हुए हैं। इस तरह के स्थानिक पैटर्न मोजाम्बिक चैनल में महान फ्रिगेट पक्षियों और दक्षिण हिंद महासागर में अल्बाट्रॉस, टर्न्स और शियरवाटर सहित किनारों के आसपास पाए जाने वाले समुद्री पक्षियों तक फैले हुए हैं। उत्तरी अटलांटिक शैवाल खिलना उत्तरी सागर प्रचुर मात्रा में पोषक तत्वों और तीव्र आर्कटिक हवाओं के संयोजन के कारण शैवाल खिलने या वसंत खिलने के लिए एक आदर्श बेसिन है जो पानी के मिश्रण का समर्थन करता है। फूल समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य के महत्वपूर्ण संकेतक हैं। ऐसा माना जाता है कि वसंतकाल में फाइटोप्लांकटन खिलना मौसमी प्रकाश वृद्धि और सतह के निकट स्तरीकरण से शुरू होता है। उप-ध्रुवीय उत्तरी अटलांटिक प्रयोग और जैवभौतिकीय मॉडल के हालिया अवलोकनों से पता चलता है कि खिलना एक एडी-प्रेरित स्तरीकरण के परिणामस्वरूप हो सकता है, जो मौसमी परिवर्तनों से 20 से 30 दिन पहले होता है। ये निष्कर्ष वसंत के फूलों की पूरी समझ में क्रांति लाते हैं। इसके अलावा, एड्डी पम्पिंग और एड्डी-प्रेरित एकमैन पम्पिंग को देर से खिलने और खिलने के बाद के जैविक क्षेत्रों पर हावी दिखाया गया है। जैव-भूरसायनिकी फाइटोप्लांकटन प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से अवशोषित होता है। जब ऐसे जीव मर जाते हैं और समुद्र तल में डूब जाते हैं, तो वे जो कार्बन अवशोषित करते हैं वह गहरे समुद्र में जमा हो जाता है जिसे जैविक पंप के रूप में जाना जाता है। हाल के शोध कार्बन चक्र में मेसोस्केल एडीज में एडी पंपिंग और सामान्य रूप से ऊर्ध्वाधर गति की भूमिका की जांच कर रहे हैं। साक्ष्यों से पता चला है कि एड्डी पम्पिंग-प्रेरित अपवेलिंग और डाउनवेलिंग समुद्र में कार्बन के भंडारण के तरीके को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि इस क्षेत्र में अनुसंधान हाल ही में विकसित हो रहा है, पहले परिणाम बताते हैं कि समुद्र के आंतरिक भाग में फाइटोप्लांकटन के कुल वार्षिक निर्यात में एडीज का योगदान 5 प्रतिशत से भी कम है। प्लास्टिक प्रदूषण समुद्र में माइक्रोप्लास्टिक के समुद्र की सतह के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अपनी अभिसारी प्रकृति के कारण, एंटीसाइक्लोनिक एडीज पोषक तत्वों, क्लोरोफिल और ज़ूप्लैंक्टन के साथ समुद्र की सतह पर माइक्रोप्लास्टिक को फंसाते हैं और परिवहन करते हैं। उत्तरी अटलांटिक उपोष्णकटिबंधीय गिर में, एक चक्रवाती और एक एंटीसाइक्लोनिक मेसोस्केल एडी के बीच माइक्रोप्लास्टिक की समुद्री सतह सांद्रता के पहले प्रत्यक्ष अवलोकन ने बाद वाले में संचय में वृद्धि दिखाई है। माइक्रोप्लास्टिक के संचय का बायोटा के साथ इसकी अंतःक्रिया के माध्यम से पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है। प्रारंभ में उत्प्लावक प्लास्टिक कण (0.01 और 1 मिमी के बीच) मुख्य रूप से जैव अशुद्धि के कारण जलवायु संबंधी मिश्रित परत की गहराई से नीचे डूब जाते हैं। बहुत कम उत्पादकता वाले क्षेत्रों में, कण मिश्रित परत के ऊपरी भाग के भीतर रहते हैं और केवल वसंत खिलने पर ही इसके नीचे डूब सकते हैं। शैवाल खिलना भी देखें-मीठे पानी या समुद्री जल प्रणालियों में शैवाल की आबादी में तेजी से वृद्धि या संचय बैरोक्लिनिक अस्थिरता-वायुमंडल में मौलिक महत्व की तरल गतिशील अस्थिरता और महासागर एकमान पंपिंग-एकमान पंपिंग एकमान परिवहन का घटक है जिसके परिणामस्वरूप पानी के अभिसरण के कारण क्षेत्रों में गिरावट आती है-एपिसोडिक, घड़ी की दिशा में घूमने वाले महासागर किनारे जो सर्दियों के दौरान ब्रिटिश कोलंबिया के पश्चिमी तट पर बनते हैं।