Recharge oscillator
ایل نینو-سدرن آسکیلیشن (ای این ایس او) کے لیے ریچارج آسکیلیٹر ماڈل ایک نظریہ ہے جسے پہلی بار 1997 میں جن نے بیان کیا تھا، جو وسطی استوائی بحر الکاہل میں پائے جانے والے سمندر کی سطح کے درجہ حرارت (ایس ایس ٹی) اور تھرموکلائن کی گہرائی کی وقتا فوقتا تغیر کی وضاحت کرتا ہے۔ اس ارتعاش کی بنیاد پر جسمانی میکانزم سمندری ماحول کے تعامل کی وجہ سے زونل اوسط استوائی حرارت کے مواد کے وقتا فوقتا ریچارجز اور اخراج ہیں۔ ای این ایس او ماڈل بنانے کے لیے دیگر نظریات تجویز کیے گئے ہیں، جیسے تاخیر شدہ آسکیلیٹر، مغربی پیسیفک آسکیلیٹر اور ایڈویکٹو ریفلیکٹیو آسکیلیٹر۔ 2001 میں وانگ کی طرف سے ایک متحد اور مستقل ماڈل تجویز کیا گیا ہے، جس میں ریچارج آسکیلیٹر ماڈل کو ایک خاص کیس کے طور پر شامل کیا گیا ہے۔ ای این ایس او ماڈل بنانے کی پہلی کوششیں 1969 میں بیجرکنز نے کی تھیں، جو سمجھتے تھے کہ ای این ایس او سمندر اور ماحول کے تعامل کا نتیجہ ہے۔ 1975 میں ای این ایس او کی تفہیم میں ایک اہم قدم ویرٹکی نے اٹھایا، جس نے یہ محسوس کرتے ہوئے بیجرکنس ماڈل کو بہتر بنایا کہ مغربی بحر الکاہل میں گرم پانی کی تعمیر تجارتی ہواؤں میں مضبوطی کی وجہ سے ہے، اور یہ کہ ایل نینو واقعہ گرم پانی کے بہاؤ سے شروع ہوتا ہے۔ کیلون لہروں کی شکل میں مشرق کی طرف۔ اگرچہ بیجرکنس-ورٹکی ماڈل نے ان وجوہات کی وضاحت کی جو ال نینو کے واقعات کو متحرک کرتی ہیں، لیکن یہ پورے ای این ایس او کی چکور نوعیت سے نمٹنے کے قابل نہیں تھا۔ ای این ایس او کی بار بار آنے والی نوعیت 1985 میں کین اور زیبیاک نے متعارف کرائی تھی، جو سمجھتے تھے کہ ایل نینو واقعہ کے نتیجے میں خط استوا میں تھرموکلائن کی گہرائی معمول سے کم ہے۔ یہ حالت سرد مرحلے میں تبدیلی کا سبب بنتی ہے، جسے لا نینا مرحلہ بھی کہا جاتا ہے۔ کین اور زیبیاک کی طرف سے تجویز کردہ ماڈل سب سے پہلے تھا جس میں سمندری ماحول اور سمندری یادداشت کے نظام کے مشترکہ تعامل کو مدنظر رکھا گیا۔ یہ دو مفروضے 1997 میں جن کے بیان کردہ ماڈل، ریچارج آسکیلیٹر کی بنیاد ہیں۔ ماڈل کی ایک معیاری وضاحت ریچارج آسکیلیٹر ماڈل کے پیچھے طبیعیات کے عمل کو 4 مختلف مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: گرم مرحلہ: بحر الکاہل کے مشرقی حصے میں واقع ایس ایس ٹی میں ایک مثبت گرم بے ضابطگی مغربی ہوا کی بے ضابطگیوں کو جنم دیتی ہے، جس کی وجہ سے واکر کی گردش کمزور ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں استوائی تھرموکلائن ڈھلوان کی بے ضابطگی ہوتی ہے، جو غیر متزلزل صورتحال کے مقابلے میں اب بحر الکاہل کے مشرقی حصے میں گہری ہے۔ تھرموکلائن ڈھلوان کی بے ضابطگی ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی کو بڑھاتی ہے اور اس وجہ سے، ایس ایس ٹی میں بے ضابطگی، ایک مثبت فیڈ بیک پیدا کرتی ہے (چونکہ ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی بھی ایس ایس ٹی بے ضابطگی کی وجہ سے ہوتی ہے)۔ ہوا کا دباؤ آہستہ آہستہ مغربی بحر الکاہل میں تھرموکلائن کی گہرائی کو کم کرتا ہے اور زونل انٹیگریٹڈ سیورڈروپ ٹرانسپورٹ کے انحراف کی وجہ سے بحر الکاہل میں منفی زونل اوسط تھرموکلائن کی گہرائی کا باعث بنتا ہے۔ گرمی کا یہ اخراج مشرقی بحر الکاہل میں بھی تھرموکلائن کی گہرائی کو آہستہ آہستہ کم کرتا ہے، جہاں یہ ایس ایس ٹی بے ضابطگی کے لیے ٹھنڈک کے رجحان کا باعث بنتا ہے۔ اس مرحلے کو ایل نینو کہا جاتا ہے، اور یہ عام طور پر بحر الکاہل کے مغربی حصے میں زیادہ درجہ حرارت اور آسٹریلیا میں خشک سالی اور آگ کے بڑھتے ہوئے خطرے سے منسلک ہوتا ہے۔ منتقلی کا پہلا مرحلہ: اس مرحلے میں ایس ایس ٹی درجہ حرارت کی بے ضابطگی صفر تک ٹھنڈی ہو گئی ہے۔ لہذا، ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی، جو ایس ایس ٹی بے ضابطگی کی وجہ سے ہوئی تھی، بھی ختم ہو جاتی ہے۔ اس کے نتیجے میں طاس کے مشرقی اور مغربی حصوں کے درمیان تھرموکلائن کا جھکاؤ بھی کم ہو جائے گا، کیونکہ اس کا عدم توازن ہوا کے دباؤ کی وجہ سے ہے۔ اس عرصے میں پورے استوائی پیسیفک تھرموکلائن کی گہرائی غیر معمولی طور پر اتلی ہے، کیونکہ سمندری طاس میں گرمی کے مواد کو سیورڈروپ ٹرانسپورٹ کے ذریعے ہٹا دیا گیا تھا۔ کولنگ فیز: تھرموکلائن پرت کی کم گہرائی بے ضابطہ ٹھنڈے پانی کو آب و ہوا کے عروج کے ذریعے مشرقی سطح کی پرت میں پمپ کرنے کی اجازت دیتی ہے، جس کی وجہ سے ایس ایس ٹی بے ضابطگی بحر الکاہل کے اس حصے میں منفی مرحلے میں چلی جاتی ہے۔ مشرقی طاس میں ایس ایس ٹی کی بے ضابطگی واکر کی گردش والی ہواؤں کو مضبوط کرے گی، جس سے تھرموکلائن کا جھکاؤ بڑھے گا ؛ اس کے نتیجے میں بحر الکاہل کے مغربی حصے میں تھرموکلائن کی گہرائی کی بے ضابطگی میں اضافہ ہوگا اور اس کے مشرقی حصے میں کمی آئے گی۔ جھکاؤ میں اضافہ منفی ایس ایس ٹی بے ضابطگی میں اضافے کا باعث بنے گا، جس کے نتیجے میں گرم مرحلے کی طرح ردعمل ملے گا، لیکن اس کے برعکس اثر پڑے گا۔ اس مرحلے کو لا نینا کہا جاتا ہے، اور اس کی خصوصیت مغربی بحر الکاہل کے پانیوں کا زیادہ سے زیادہ بخارات، آسٹریلیا بھر میں زیادہ بار بار بارش اور سیلاب ہے۔ منتقلی کا دوسرا مرحلہ: واکر کی بہتر گردش مغرب کی سمت میں ہوا کے دباؤ کو بڑھاتا ہے، جس سے استوائی طاس میں گرمی کی درآمد میں اضافہ ہوتا ہے۔ سیورڈروپ نقل و حمل کی وجہ سے۔ گرمی کا یہ تعارف استوائی بحر الکاہل کے اوپر اوسط تھرموکلائن کی گہرائی کو گہرا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں ایس ایس ٹی بے ضابطگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ جب ایس ایس ٹی بے ضابطگی کو صفر تک کم کر دیا جاتا ہے، تو مثبت زونل اوسط تھرموکلائن بیسن کے مشرقی حصے میں مثبت ایس ایس ٹی بے ضابطگی کا باعث بنے گی، جس سے ایک نئے چکر کا آغاز ہوگا۔ ریچارج آسکیلیٹر ماڈل مثالی ریچارج آسکیلیٹر ماڈل مثالی غیر جہتی نظریہ جو 1997 میں جن نے ای این ایس او کی وضاحت کے لیے تجویز کیا تھا، ذیل میں بیان کردہ ریاضیاتی ڈھانچے پر مشتمل ہے۔ یہ بحر الکاہل کے مغربی اور مشرقی حصے کو دو تالابوں کے طور پر ماڈلنگ کرنے پر انحصار کرتا ہے۔ ماڈل کے پیچھے مفروضوں اور مساوات کی وضاحت ذیل میں کی گئی ہے۔ تعلقات کے مطابق بیسن کے مشرقی حصے میں تھرموکلائن کی گہرائی کی بے ضابطگی کا براہ راست اور فوری طور پر مغربی حصے میں بے ضابطگی اور ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی سے تعلق ہے۔ مغربی استوائی بحر الکاہل میں تھرموکلائن کی گہرائی میں ہونے والی بے ضابطگی کو ریاضیاتی طور پر اس مساوات کے ذریعے بیان کیا جاتا ہے جہاں سمندر کی ایڈجسٹمنٹ کی نمائندگی ہوتی ہے، جس کی خصوصیت باؤنڈری لیئر کرنٹس میں اختلاط اور استوائی توانائی کے نقصان کی وجہ سے ڈمپنگ عمل کی شرح ہے، جو بیسن کے مشرقی اور مغربی حصے میں ہوتی ہے۔ دوسری اصطلاح طاس کے پار سیورڈروپ نقل و حمل کی نمائندگی کرتی ہے، یا مساوی طور پر طاس کے اندر یا باہر گرمی کی نقل و حمل ؛ سیورڈروپ نقل و حمل کا انحصار ہوا کے دباؤ کے کرل پر ہوتا ہے۔ چونکہ زونلی انٹیگریٹڈ ونڈ اسٹریس اور اس کے کرل کے براہ راست متناسب ہے، اس لیے تخمینہ لگانا ممکن ہے، جہاں ایک مستقل ہے۔ مندرجہ بالا مساوات میں منفی نشان اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ مغربی ہوا کا دباؤ مغربی طاس میں تھرموکلائن کی گہرائی کو کم کرتا ہے، جبکہ ایک نافذ تجارتی ہوا (جس کی سمت ہمیشہ مشرق سے مغرب ہوتی ہے) تھرموکلائن کی گہرائی کو بڑھاتا ہے۔ پچھلی مساوات بے ترتیب ہوا کے دباؤ کے تحت بیسن وائڈ استوائی سمندری ایڈجسٹمنٹ کی ایک آسان وضاحت فراہم کرتی ہیں۔ وقت میں ایس ایس ٹی بے ضابطگی کے ارتقاء کو اس رشتے سے بیان کیا جاتا ہے جہاں شرح ڈمپنگ کے عمل کی وجہ سے ایس ایس ٹی میں نرمی کی نمائندگی کرتا ہے، آب و ہوا کے عروج کو مدنظر رکھتا ہے، اور ایڈویکٹو فیڈ بیک کی نمائندگی کرتا ہے۔ ہوا کا دباؤ اس خطے میں اوسط ہے جہاں ایس ایس ٹی ہوتا ہے، اور بالترتیب تھرموکلائن اور ایکمان پمپنگ فیڈ بیک گتانک ہیں۔ جیسا کہ پچھلے حصے میں بیان کیا گیا ہے، ایس ایس ٹی بے ضابطگی کے لیے ماحولیاتی ردعمل ہوا کا بڑھتا ہوا دباؤ ہے، جس کا رخ بے ضابطگی کی علامت پر منحصر ہے۔ ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی کی شدت اس زونل ایریا سے متاثر ہوتی ہے جہاں ایس ایس ٹی کا اوسط ہوتا ہے، اور اگر تمام طاس کو صرف اس کے مشرقی حصے کے بجائے مدنظر رکھا جائے تو اس کا نتیجہ بڑا ہوتا ہے۔ یہ مشاہدہ جوڑے کے گتانک کے ساتھ، اور: کے درمیان تعلق کا تخمینہ لگانے کی اجازت دیتا ہے۔ پچھلی مساوات سے ایک لکیری جوڑا نظام حاصل کرنا ممکن ہے، جو طاس کے مشرقی حصے میں تھرموکلائن کی گہرائی اور ایس ایس ٹی بے ضابطگی کے وقت کے ارتقاء کو بیان کرتا ہے: جہاں ابتدائی طور پر پہلے سے متعارف شدہ مستقلات کے مجموعے کے طور پر بیان کیا گیا ہے اور، اور بیجرکنز کے مثبت فیڈ بیک مفروضے کو بیان کرتا ہے۔ جیسا کہ پہلے ہی بیان کیا گیا ہے کہ تھرموکلائن فیڈ بیک، ایکمان اپ ویلنگ، اور ڈمپنگ کے عمل کی شرح کی نمائندگی کرتا ہے۔ مشرقی طاس پر ہوا کے اوسط کمزور مقامی دباؤ کی وجہ سے، دیگر دو اصطلاحات کے مقابلے میں ایکمان اپ ویلنگ فیڈ بیک پیرامیٹر نہ ہونے کے برابر ہے، جو بالآخر ہوا کی طرف لے جاتا ہے۔ بہتر جسمانی نقطہ نظر اوپر پیش کردہ ماڈل اب بھی انتہائی مثالی ہے۔ اسی طرح کا ایک نقطہ نظر ہے جو سمندر کی سطح-پرت کی موٹائی کی بے ضابطگیوں کے ساتھ واکر کی گردش میں اسی آب و ہوا کی بے ضابطگیوں کی تحقیقات کرتا ہے، لیکن زیادہ جسمانی نقطہ نظر کے ساتھ۔ اس ریچارج-آسکیلیٹر ماڈل کے کلیدی عمل میں اب بھی سمندر (حرکیات، حجم کا تحفظ اور حرارت کا بجٹ) اور ماحول شامل ہیں، اس طرح ایک اور جوڑے ہوئے ماڈل کی طرف جاتا ہے جو ای این ایس او کے مختلف مراحل کے طریقہ کار کو جامع طور پر بیان کرتا ہے۔ مفروضے اوپر بیان کردہ ماڈل سے قدرے مختلف ہیں۔ سمندر کی شراکت کو اوسط موٹائی کے ساتھ کم کشش ثقل کی سطح کی پرت کے طور پر اپ ڈیٹ کیا جاتا ہے۔ جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے اسی طرح کے نقطہ نظر پر عمل کرتے ہوئے، ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی اور ایک تھرموکلائن کی گہرائی کی بے ضابطگی (مثال کے طور پر) کو دیکھتے ہوئے اس تعلق کے ذریعے دوسری گہرائی کی بے ضابطگی () کو جاننا ممکن ہے: کشش ثقل میں کمی کہاں ہے۔ حجم کے تحفظ کو نافذ کرنے سے یہ دیکھنا ممکن ہے کہ واحد نقل و حمل جو موجود ہو سکتی ہے وہ مریڈینل ٹرانسپورٹ ہے۔ یہ ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی کی وجہ سے ہونے والی سیورڈروپ ٹرانسپورٹ کے ذریعے پورا کیا جاتا ہے۔ عمودی مربوط شمالی-جنوبی رفتار تب ہے: بہر حال، اس ماڈل میں ہم مریڈینل سمت میں ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی پر غور نہیں کر سکتے، جس کی وجہ سے حتمی مربوط نقل و حمل ہوتی ہے: ہوا کی بے ضابطگی خلا میں محدود ہے، اور خط استوا سے دور گھٹ جاتی ہے۔ اس کی حد خط استوا کے راسبی رداس آف ڈیفارمیشن کے ذریعہ مقرر کی جاتی ہے، جو کہ خط استوا پر 200 کلومیٹر سے قدرے زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا، ہوا کی بے ضابطگی کو خط استوا پر زیادہ سے زیادہ سمجھا جاتا ہے اور حدود سے اوپر اور ان سے آگے تک پہنچ جاتا ہے۔ اس غور و فکر کی وجہ سے مریڈینل انٹیگریٹڈ ٹرانسپورٹ اور متعلقہ بہاؤ کے انحراف کا حساب اس طرح لگایا جا سکتا ہے: جہاں کل بہاؤ میں نشان شمالی سرحد () اور جنوبی سرحد () سے مراد ہے۔ ابھی جو بیان کیا گیا ہے اس کی بنیاد پر، سمندری حرکیات کی شراکت کی تفہیم اور شمولیت مکمل ہو گئی ہے، اور اس لیے مغربی تھرموکلائن کی گہرائی میں کل تبدیلی کا اندازہ لگانا ممکن ہے: جہاں دائیں ہاتھ پر دوسری شراکت سمندری ایڈجسٹمنٹ کی وجہ سے ہے جو حد کی پرت اور پس منظر کے عمل سے متعلق ہے۔ سمندری حرارت کے بجٹ کے بارے میں مزید غور و فکر کیا جا سکتا ہے۔ گرمی کا بجٹ صرف اس وقت کھلا سمجھا جاتا ہے جب سمندر کے مشرقی حصے میں درجہ حرارت کی بے ضابطگی ظاہر ہوتی ہے۔ مشرقی بحر الکاہل میں درجہ حرارت میں تبدیلی کے لیے، ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی اور عمودی ایڈویکشن دونوں کی وجہ سے زونل رفتار کی بے ضابطگی کی ضرورت ہے۔ پہلی صورت میں، حرارت کی نقل و حمل کے بہاؤ کی افقی رفتار کو ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی کے متناسب سمجھا جا سکتا ہے: یہ تعلق اس وقت تک درست ہے جب تک کہ زیر غور بیسن کو خالصتا ہوا سے چلنے والا سمجھا جائے اور زمین کی گردش سے متاثر نہ ہو۔ مثبت اقدار مثبت ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی اقدار سے مطابقت رکھتی ہیں۔ اس طرح، مشرقی بحر الکاہل کے ساتھ درجہ حرارت کی بے ضابطگی (پس منظر کے آب و ہوا کے درجہ حرارت کے میدان کا ایڈویکشن) کو اس طرح دیکھا جا سکتا ہے: بیسن کے مشرقی اور مغربی حصوں کے درمیان درجہ حرارت میں فرق کہاں ہے۔ جہاں تک کنویکشن کا تعلق ہے، مشرق میں عمودی کنویکشن کا عام طور پر اندازہ لگایا جا سکتا ہے جہاں درجہ حرارت سے اوپر کی بار آب و ہوا کی صورتحال سے مراد ہے۔ اس صورت میں، اوپر کی طرف اشارہ کرتا ہے اور ہوا کے دباؤ کے ساتھ اس کے تعلق کو پیرامیٹرائز کیا جا سکتا ہے، جہاں منفی نشان اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ مثبت ہوا کا دباؤ مشرقی تالاب پر اوپر کی طرف کمی سے مطابقت رکھتا ہے۔ درحقیقت، ایک مثبت ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی ایک متعلقہ منفی عروج کی بے ضابطگی پیدا کرتی ہے۔ گہرے ٹھنڈے پانی کے نتیجے میں ہونے والی کمی درجہ حرارت میں بے ضابطگی پیدا کرتی ہے اور اس طرح ایک مثبت حرارت کے بہاؤ کا حساب اس طرح لگایا جاتا ہے: عمودی درجہ حرارت کا فرق کہاں ہے۔ چونکہ سطح کے پانی کا درجہ حرارت گہرے پانی کے درجہ حرارت () سے زیادہ ہے، اس لیے یہ شراکت مثبت ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی کے لیے مثبت ہے۔ بہر حال، پانی کے درجہ حرارت کے خاکے کی نیچے کی طرف منتقلی (تھرموکلائن کی گہرائی) کا مطلب یہ ہے کہ گہرائی میں درجہ حرارت کو آب و ہوا کی قدر سمجھا جانا چاہیے۔ اس بات کو اجاگر کرنا ضروری ہے کہ اس مقام پر سطح کے درجہ حرارت میں بے ضابطگی کی وجہ سے ہونے والا اضافہ شامل ہے۔ لہذا، مندرجہ ذیل نتیجہ حاصل ہوتا ہے: ایڈویکشن سے تین شراکتوں کو گروپ کرنے سے، ایڈویکشن کی وجہ سے درجہ حرارت کی بے ضابطگی کا وقت کے ساتھ فرق بن جاتا ہے: حتمی شراکت میں، ایک ڈمپنگ جزو (دائیں ہاتھ کی طرف پہلا) اسی طرح شامل کیا جاتا ہے جس کے لیے اوپر کیا گیا ہے۔ یہ مزید فرض کرنا ممکن ہے کہ ہوا کے دباؤ کی بے ضابطگی اور درجہ حرارت کی بے ضابطگی کے درمیان تعلق اس طرح دیا گیا ہے: آخر میں، جوڑا ہوا ماڈل مکمل اور اس طرح بیان کیا گیا ہے: حقیقی پیمائش کے ساتھ موازنہ بہتری کے باوجود، پچھلا ماڈل اب بھی حقیقی میکانزم کا ایک آسان بنانا ہے جو اس کے رویے میں بہت زیادہ پیچیدہ ہے۔ حرکت پذیری واضح طور پر درجہ حرارت اور گہرائی کی بے ضابطگیوں کے درمیان تعلق میں وقت کے ساتھ ایک انڈاکار رویے کو ظاہر کرتی ہے جو تاریخی اعداد و شمار کے مشاہدات میں مشاہدہ نہیں کیا جاتا ہے۔ اوپر بیان کردہ ماڈل دو مختلف مراحل (ایل نینو اور لا نینا) کے لیے متناسب رویے پر غور کرتا ہے، جو حقیقت میں مشاہدہ نہیں کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، جیسا کہ میک فیڈن اور دیگر کے کام میں دکھایا گیا ہے۔ (2000): "ہوا سمندر کے بہاؤ، جو استوائی سرد زبان میں ایس ایس ٹی بے ضابطگی کی نشوونما پر منفی ردعمل ہیں، ای این ایس او کے سرد مراحل کے دوران سمندر کو گرم کرنے میں اس سے زیادہ موثر ہیں کہ وہ ای این ایس او کے گرم مراحل کے دوران سمندر کو ٹھنڈا کرتے ہیں۔ متبادل طور پر، سطح کو ٹھنڈا کرنے کے لیے اوپر اٹھنے اور عمودی اختلاط کی صلاحیت کسی حد تک مکمل ہو سکتی ہے جس سے آگے تھرموکلائن شولنگ مزید ایس ایس ٹی کولنگ کا باعث نہیں بنتی ہے۔ ونڈ اسٹریس ویگن والفریڈ ایکمین ہیرالڈ سیورڈروپ حوالہ جات ایل نینو-جنوبی ارتعاش کے واقعات بھی دیکھیں۔