Surface Heat Budget of the Arctic Ocean
आर्कटिक महासागर का सतह ताप बजट (SHEBA) अध्ययन एक राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान परियोजना थी जिसे आर्कटिक महासागर में एक वर्ष के दौरान महासागर और वायुमंडल के बीच होने वाली गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं की मात्रा निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जहां सूर्य वसंत से गर्मियों तक क्षितिज के ऊपर और बाकी समय क्षितिज के नीचे होता है। अध्ययन को वैश्विक जलवायु मॉडल में उपयोग के लिए डेटा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिसका उपयोग वैज्ञानिक वैश्विक जलवायु परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए करते हैं। पृष्ठभूमि बर्फ खुले पानी की तुलना में सूर्य के प्रकाश को अधिक आसानी से परावर्तित करती है। बर्फ से ढकी समुद्री बर्फ घटना की धूप का लगभग 80 प्रतिशत परावर्तित करती है। आर्कटिक में मौसमी परिवर्तनों के परिणामस्वरूप लगातार अंधेरे आर्कटिक सर्दियों में बर्फ से ढके समुद्री बर्फ से आसमान साफ और विकिरण शीतलन होता है। वसंत ऋतु में, सूर्य के प्रकाश की वापसी के साथ, पिघलने वाले पूल बनने लगते हैं और सूर्य से गर्मी अवशोषण की दर बढ़ जाती है। गर्मियों में, लगातार दिन के उजाले के दौरान, बादल बनते हैं जो आकाश में प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं, लेकिन समुद्र से गर्मी के प्रवाह को बाधित करते हैं। पृथ्वी के क्षेत्र के एक बड़े हिस्से-आर्कटिक महासागर-पर इन प्रभावों की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक वर्ष की अवधि में बड़े पैमाने पर वैज्ञानिक डेटा-एकत्र करने और विश्लेषण प्रयास की आवश्यकता थी। नतीजतन, राष्ट्रीय विज्ञान प्रतिष्ठान ने अन्य प्रायोजकों के साथ मिलकर इन प्रक्रियाओं की बेहतर मात्रा निर्धारित करने के लिए एक अध्ययन को वित्त पोषित किया। आइस स्टेशन शीबा वैज्ञानिक दल ने कनाडाई तटरक्षक जहाज डेस ग्रोसिलियर्स पर सवार होकर आर्कटिक महासागर की यात्रा की। यह 2 अक्टूबर 1997 को एक ऐसे स्थान पर पहुंचा जहां योजना थी कि जहाज को पैक बर्फ में जमने दिया जाए और वैज्ञानिक टिप्पणियों के लिए आधार बनाया जाए। उन अवलोकनों में जहाज के पास बर्फ के नीचे के पानी से लेकर वायुमंडल के शीर्ष तक समुद्री और वायुमंडलीय प्रक्रियाओं के माप शामिल थे। मापों में शामिल हैंः विकिरण प्रवाहः लंबी लहर और छोटी लहर गर्मी प्रवाहः अव्यक्त और संवेदनशील गर्मी के अशांत प्रवाह बादल की ऊंचाई, मोटाई और अन्य गुण वायुमंडल और महासागर की सीमा परतों में ऊर्जा के आदान-प्रदान की प्रक्रियाएँ बर्फ की गहराई और बर्फ की मोटाई महासागर लवणता, तापमान और धाराएँ जहाज एक वर्ष के लिए बर्फ के संबंध में स्थिर रहा, 11 अक्टूबर 1998 को रवाना हुआ। इसे "आइस स्टेशन शीबा" के नाम से जाना जाने लगा। परिणाम वैज्ञानिकों ने पाया कि पूरे वर्ष जहाज के स्थान पर बादल आम थे। सर्दियों के मध्य में, कथित तौर पर 40 प्रतिशत समय बादल छाए रहते थे और गर्मियों में आसमान में लगातार बादल छाए रहते थे। हवा का तापमान क्षेत्रीय जलवायु औसत तापमान से 0.6 डिग्री सेल्सियस कम था। सर्दियों में सूरज नहीं होने के कारण, गर्मी (प्रवाह) का शुद्ध प्रवाह समुद्र की सतह से आकाश तक था, जो बादलों के आवरण में परिवर्तन के साथ प्रवाह में बड़े अंतर से चिह्नित था। अप्रैल में प्रवाह समुद्र की सतह के सौर वार्मिंग की ओर बदल गया, जो जुलाई में अधिकतम तक पहुंच गया जब सूरज की रोशनी सबसे मजबूत थी और बर्फ ने पिघलने वाले तालाबों को विकसित किया जो बर्फ की तुलना में बहुत गहरे थे और सूरज की रोशनी को अधिक कुशलता से अवशोषित कर सकते थे। वैज्ञानिकों ने 100 स्थानों पर बर्फ और बर्फ के ढेर के द्रव्यमान में शुद्ध परिवर्तन को भी मापा। उन्होंने जहाज के आसपास के क्षेत्र में परिवर्तन की एक व्यापक परिवर्तनशीलता का उल्लेख किया। उन्होंने निर्धारित किया कि, गिरावट की घटती धूप के साथ, बर्फ में तापमान इस तरह गिर गया कि, नवंबर तक, यह बर्फ के तल पर नई वृद्धि पैदा कर रहा था। इन टिप्पणियों से, उन्होंने गर्मी के बजट में परिवर्तन के पांच चरणों की पहचान कीः सूखी बर्फ पिघलने वाले बर्फ के तालाब का निर्माण तालाब का विकास बर्फ के द्रव्यमान संतुलन के सटीक माप से पता चलता है कि शीबा के दौरान अपसरण दांव से सतह का सबसे बड़ा पिघलना तालाब की बर्फ पर देखा गया था, जबकि सबसे बड़ा तल पिघलना दबाव कटकों पर देखा गया था। दबाव कटकों का निचला पिघलना पहले वर्ष की अपरिवर्तित बर्फ की तुलना में 60 प्रतिशत अधिक था। लीड्स के माध्यम से सौर विकिरण से समुद्र में ऊर्जा का प्रवाह अवलोकन किए गए निचले अपसरण को संतुलित करने के लिए पर्याप्त नहीं था। गर्मियों के दौरान बर्फ के नीचे का 15 प्रतिशत क्षेत्र बर्फ के नीचे पिघलने वाले पानी की परतों और गलत तल से ढका हुआ था। बर्फ के नीचे पिघलने वाले पानी की परतों की औसत गहराई 0.31 मीटर और लवणता 1.5 मीटर थी। गलत तल की औसत मोटाई 0.2 मीटर थी। प्रतिरूपण प्रयोगात्मक परिणामों ने आर्कटिक महासागर की समुद्री बर्फ और वायुमंडल के माध्यम से होने वाली मौसमी गर्मी बजट प्रक्रियाओं के सार्थक प्रतिरूपण की अनुमति दी। मॉडल का दायरा बर्फ के नीचे से वायुमंडल के शीर्ष के माध्यम से स्तंभ था। वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि मॉडल की कुंजी बर्फ की सतह की बदलती परावर्तनशीलता या एल्बिडो को सही ढंग से चिह्नित करना था, जो बर्फ के पैक और बर्फ के पिघलने में परिवर्तन के कारण था। बादलों का आवरण यह वर्णन करने के लिए महत्वपूर्ण था कि समुद्र की सतह तक कितनी ऊर्जा पहुंची या बाहर निकली। महासागर प्रक्रिया मॉडल ने इस अवलोकन को शामिल किया कि सौर विकिरण सतह के लिए प्रमुख गर्मी स्रोत है। यह जून में अधिकतम 5 प्रतिशत से खुले महासागर में परिवर्तन और एल्बिडो में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार था। आने वाले सौर विकिरण का लगभग 8 प्रतिशत बर्फ के माध्यम से समुद्र में अवशोषित हो गया था। वायुमंडलीय प्रक्रियाएँ वैज्ञानिक निकट-सतह अशांति के लिए मापदंडों को परिभाषित करने में सक्षम थे जो इस बात की विशेषता है कि हवा की गति किस हद तक बर्फ की सतह को मौसमी रूप से ठंडा या गर्म कर सकती है। गर्मियों में, सतह खुरदरी हो जाती है और हवा के प्रवाह को धीमा कर देती है। लिडार क्लाउड माप और गुब्बारे के सुनहरे तापमान और अशांति डेटा ने समुद्र की सतह के गर्म होने या ठंडा होने को बढ़ावा देने या रोकने में बर्फ के ऊपर वायुमंडल की भूमिका के वैज्ञानिक लक्षण वर्णन की अनुमति दी। प्रतिभागियों निम्नलिखित व्यक्तियों और संगठनों ने शीबा में भाग लियाः संदर्भ बाहरी लिंक राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन जलवायु विज्ञान अनुसंधान राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन संयुक्त राज्य अमेरिका आर्कटिक महासागर में विज्ञान और प्रौद्योगिकी