Internal wave breaking
اندرونی لہر توڑنا ایک ایسا عمل ہے جس کے دوران اندرونی کشش ثقل کی لہریں اپنے لمبائی کے پیمانے کے مقابلے میں بڑے طول و عرض کو حاصل کرتی ہیں، غیر لکیری طور پر غیر مستحکم ہو جاتی ہیں اور آخر میں ٹوٹ جاتی ہیں۔ یہ عمل ہنگامہ خیز تحلیل اور اختلاط کے ساتھ ہوتا ہے۔ چونکہ اندرونی کشش ثقل کی لہریں اپنے آغاز کے ماحول سے توانائی اور رفتار لے کر چلتی ہیں، اس لیے ٹوٹنے اور اس کے بعد ہنگامہ خیز اختلاط ٹوٹنے کے مقامات پر سیال کی خصوصیات کو متاثر کرتا ہے۔ نتیجتا، اندرونی لہر توڑنا سمندر اور ماحول دونوں میں بڑے پیمانے کے بہاؤ اور ساخت کو بھی متاثر کرتا ہے۔ ماحول میں، اندرونی لہر کو توڑنے سے رفتار کا جمع ہونا ماحولیاتی مظاہر جیسے نیم دو سالہ ارتعاش اور بریور-ڈوبسن سرکولیشن میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ گہرے سمندر میں، اندرونی لہر کے ٹوٹنے سے پیدا ہونے والا اختلاط مریڈینل اوورٹرننگ گردش کا ایک اہم محرک ہے۔ چھوٹے پیمانوں پر، تلچھٹ کی نقل و حمل اور فوٹک زون میں غذائی اجزاء کی فراہمی کے لیے توڑنے پر مبنی اختلاط اہم ہے۔ سمندری اندرونی لہروں کا زیادہ تر ٹوٹنا براعظمی شیلف میں ہوتا ہے، جو سمندر کی سطح سے بہت نیچے ہوتا ہے، جس کی وجہ سے اس کا مشاہدہ کرنا مشکل ہوتا ہے۔ بہت سے ماحولیاتی اور سمندری عمل میں اندرونی لہروں کو توڑنے کی شراکت موسم اور آب و ہوا کے نمونوں میں ان کے اثرات کو پیرامیٹرائز کرنا ضروری بناتی ہے۔ بریکنگ میکانزم ساحل کے قریب سطح کی کشش ثقل کی لہروں کے ساتھ جو ہوتا ہے اس کی طرح، جب اندرونی لہریں اتلی پانی میں داخل ہوتی ہیں اور کھڑی ٹپوگرافی کا سامنا کرتی ہیں، تو وہ غیر لکیری عمل میں طول و عرض میں کھڑی ہو جاتی ہیں اور بڑھتی ہیں جسے شولنگ کہا جاتا ہے۔ جیسے جیسے لہر بڑھتی ہوئی اونچائی کے ساتھ ٹپوگرافی پر سفر کرتی ہے، بستر کی رگڑ اندرونی لہروں کو بڑھتی ہوئی کھڑی کے ساتھ غیر متناسب ہونے کا باعث بنتی ہے۔ اتلی ڈھلوان پر ان غیر لکیری اندرونی لہروں کو عام طور پر اندرونی سوراخ کہا جاتا ہے۔ لہر کی اونچائی اور توانائی میں اس وقت تک اضافہ ہوتا ہے جب تک کہ ایک اہم کھڑی نہ ہو جائے، جس کے بعد لہر کنویکٹو، کیلون-ہیلم ہولٹز یا پیرامیٹرک سب ہارمونک عدم استحکام سے ٹوٹ جاتی ہے۔ سمندر کی گہرائی پر نسبتا چھوٹے کثافت کے فرق (اور اس طرح چھوٹی بحالی قوتوں) کی وجہ سے، سمندر کی اندرونی لہریں تقریبا 100 میٹر تک طول و عرض تک پہنچ سکتی ہیں۔ سرف زون کے نام سے جانے والے خطے میں سطح کی لہر کے ٹوٹنے کے مترادف، اندرونی توڑنے والی لہریں توانائی کو ختم کرتی ہیں جسے اندرونی سرف زون کہا جاتا ہے۔ اندرونی جوار توڑنے والی اندرونی جوار کی لہریں سمندر میں جوار کی تعدد پر اندرونی لہریں ہیں، جو سمندری ٹپوگرافی کے ساتھ جوار کے تعامل سے پیدا ہوتی ہیں۔ اندرونی جمود لہروں کے ساتھ، وہ سمندر کے اندرونی لہر کے میدان کی اکثریت تشکیل دیتے ہیں۔ اندرونی لہریں مختلف عمودی طول موج کے ساتھ نام نہاد کم طریقوں اور اعلی طریقوں پر مشتمل ہوتی ہیں۔ جیسے جیسے یہ لہریں پھیلتی ہیں، اونچے موڈ اپنی توانائی کو تیزی سے ختم کرنے کا رجحان رکھتے ہیں، جس کی وجہ سے کم موڈ اپنی نسل کے مقام سے مزید دور غلبہ حاصل کرتے ہیں۔ کم موڈ والی اندرونی لہریں، جن کی طول موج 100 کلومیٹر سے زیادہ ہے، جو سمندری سطح پر چلنے والی جوار یا ہواؤں سے پیدا ہوتی ہیں، اپنے نسل کے علاقوں سے ہزاروں کلومیٹر کا سفر کر سکتی ہیں، جہاں انہیں بالآخر ڈھلواں ٹپوگرافی کا سامنا کرنا پڑے گا اور ٹوٹ جائیں گی۔ جب ایسا ہوتا ہے تو آئسوپیکنلز تیز اور تیز ہو جاتے ہیں، جہاں لہر کے سامنے کے بعد درجہ حرارت میں تیزی سے کمی آتی ہے۔ اس کے بعد یہ ایک غیر مستحکم کثافت پروفائل کی طرف جاتا ہے جو بالآخر الٹ جاتا ہے اور ٹوٹ جاتا ہے۔ ٹوپوگرافک ڈھلوان کی شدت اور اندرونی لہر بیم کی ڈھلوان یہ طے کرتی ہے کہ اندرونی لہریں کہاں ٹوٹتی ہیں۔ اندرونی لہر بیم () کی ڈھلوان کو اس کے افقی () اور عمودی () لہر نمبروں کے درمیان تناسب کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے: جہاں بہاؤ تعدد (یا برنٹ-ویسلا تعدد) ہے، کوریولیس تعدد ہے اور منتشر تعلقات میں لہر تعدد ہے جو اندرونی لہروں کے پھیلاؤ کو مسلسل مستحکم اور گھومنے والے میڈیم میں کنٹرول کرتی ہے: اس صورت میں جب نیچے جانے والے واقعے کے اندرونی لہر بیم کی ڈھلوان ٹپوگرافک ڈھلوان (سپر کریٹیکل ڈھلوان) سے بڑی ہو، تو لہریں نیچے کی طرف جھلک جائیں گی۔ اس صورت میں جب نیچے جانے والے واقعے کے اندرونی لہر بیم کی ڈھلوان ٹپوگرافک ڈھلوان (ذیلی اہم ڈھلوان) سے چھوٹی ہو، تاہم، لہریں کم طول موج اور کم گروپ کی رفتار کے ساتھ اوپر کی طرف جھلکتی ہیں۔ چونکہ توانائی کا بہاؤ عکاسی کے دوران محفوظ رہتا ہے، اس لیے توانائی کی کثافت اور اس لیے عکاسی شدہ لہر میں لہر کے طول و عرض میں واقع لہر کے حوالے سے اضافہ ہونا چاہیے۔ طول و عرض اور لہر کی کھڑی میں اس اضافے کے نتیجے میں لہریں ٹوٹ جاتی ہیں۔ ان اثرات میں اضافہ ہوتا ہے اندرونی لہر بیم کی ڈھلوان ٹوپوگرافک ڈھلوان کی شدت کے قریب ہوتی ہے۔ جب آنے والی اندرونی لہر کی بیم کی ڈھلوان ٹپوگرافک ڈھلوان کے برابر ہوتی ہے، تو ٹپوگرافی کی ڈھلوان کو اہم ڈھلوان کہا جاتا ہے۔ اہم ڈھلوانیں اور قریب اہم ڈھلوانیں لہر توڑنے اور لہر پیدا کرنے دونوں کے لیے اہم مقامات ہیں۔ اندرونی تنہا لہر توڑنا اندرونی سمندری لہروں کے ذریعے طے کیے گئے عام طور پر طویل فاصلے کی وجہ سے، وہ کھڑی ہو سکتی ہیں اور اندرونی تنہا لہروں، یا اندرونی سولٹنوں کی ٹرینوں کی تشکیل کر سکتی ہیں۔ ان اندرونی سولٹنوں کی طول موج سینکڑوں میٹر کی ترتیب پر بہت کم ہوتی ہے، جو انہیں اندرونی جوار کے مقابلے میں بہت زیادہ تیز بناتی ہے۔ ٹپوگرافک ڈھلوان اور لہر کی کھڑی کا تناسب اندرونی اری بیرین نمبر سے ظاہر کیا جا سکتا ہے: ٹپوگرافک ڈھلوان، اندرونی لہر کا طول و عرض اور اندرونی لہر کی طول موج کہاں ہے۔ اندرونی اری بیرین نمبر کو اندرونی سوراخوں کو دو زمروں میں درجہ بندی کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے: کینونکل سوراخ اور غیر کینونکل سوراخ۔ ہلکی ڈھلوان کے لیے، جیسا کہ براعظمی شیلف اور قریبی ساحلی علاقوں کے لیے عام ہے، اندرونی اری بیرین کی تعداد کم () ہوتی ہے جس سے کینونکل بوئرز ہوتے ہیں۔ اس صورت میں، آنے والی اندرونی تنہا لہر تنہا لہروں یا بولوس کے ایک پیکٹ میں تبدیل ہو سکتی ہے کیونکہ یہ ڈھلوان کے اوپر سفر کرتی ہے جسے فشن کہا جاتا ہے۔ اسے فشن بریکر بھی کہا جاتا ہے۔ کینونکل سوراخ عام طور پر درجہ حرارت میں شدید کمی کے ساتھ ہوتے ہیں جیسے جیسے لہر کا محاذ گزرتا ہے، اس کے بعد وقت کے ساتھ بتدریج اضافہ ہوتا ہے۔ نایاب صورتوں میں، غیر کینونکل () سوراخ ہو سکتے ہیں۔ ان صورتوں میں، اندرونی اری بیرین کی بڑھتی ہوئی تعداد (یعنی تیز لہریں یا تیز ٹپوگرافک ڈھلوان) کے لیے، لہر توڑنے کو مسلسل سرجنگ، کولپسنگ اور پلنگنگ بریکرز کے طور پر درجہ بند کیا جا سکتا ہے (بریکنگ ویو دیکھیں)۔ کینونکل سوراخوں کے برعکس، جیسے جیسے لہر کا محاذ گزرتا ہے درجہ حرارت آہستہ آہستہ کم ہوتا جاتا ہے، اس کے بعد درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ غیر کینونکل سوراخوں سے وابستہ تیز ٹپوگرافک ڈھلوانوں کی وجہ سے، لہر توانائی کا ایک بڑا حصہ واپس جھلکتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ کم ہنگامہ خیز توانائی ہوتی ہے جو اختلاط کا باعث بنتی ہے۔ اختلاط توڑنے والی اندرونی لہروں کو لیب کے تجربات اور ریموٹ سینسنگ کی بنیاد پر سمندر کے اختلاط میں اہم کردار ادا کرنے والا سمجھا جاتا ہے۔ اختلاط پر اندرونی لہروں کے اثرات کا براہ راست عددی تخروپن میں بھی بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا جاتا ہے۔ اگرچہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ مقامی ہنگامہ آرائی کے لیے اندرونی لہر کو توڑنا اہم ہے، لیکن عالمی تخمینوں میں غیر یقینی صورتحال برقرار ہے۔ اندرونی سمندری لہروں کو توڑنے کے نتیجے میں کئی سو میٹر اونچے پانی کے ہنگامہ خیز کالم بن سکتے ہیں اور ہنگامہ خیز حرکی توانائی کھلے سمندر کے مقابلے میں 10.000 گنا زیادہ سطح تک پہنچ سکتی ہے۔ اختلاط کی کارکردگی کی مقدار اندرونی لہروں کو توڑنے کی وجہ سے پیدا ہونے والی ہنگامہ آرائی کی شدت بنیادی طور پر ٹپوگرافیکل کھڑی اور لہر کی کھڑی کے درمیان تناسب پر منحصر ہوتی ہے، جسے اندرونی اریبیرین نمبر کہا جاتا ہے۔ ایک چھوٹا اندرونی اری بیرین نمبر اندرونی لہر ٹوٹنے کی وجہ سے پیدا ہونے والی ہنگامہ آرائی کی بڑی شدت سے مطابقت رکھتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک چھوٹا اندرونی اری بیرین نمبر پیش گوئی کرتا ہے کہ لہر کی بہت سی توانائی اختلاط اور ہنگامہ آرائی میں منتقل ہو جائے گی، جبکہ ایک بڑا اندرونی اری بیرین نمبر پیش گوئی کرتا ہے کہ لہر کی توانائی سمندر کے کنارے کی عکاسی کرے گی۔ مطالعات اختلاط کی کارکردگی کو اختلاط کی کل مقدار اور کل ناقابل واپسی توانائی کے نقصان کے درمیان تناسب کے طور پر ظاہر کرتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، اختلاط کی کارکردگی کو عام طور پر مندرجہ ذیل تناسب کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے: اختلاط کی کارکردگی کہاں ہے، اختلاط کی وجہ سے پس منظر کی ممکنہ توانائی میں تبدیلی اور کل توانائی خرچ ہوتی ہے۔ کیونکہ اور براہ راست قابل مشاہدہ نہیں ہیں، مطالعات اختلاط کی کارکردگی کا تعین کرنے کے لیے مختلف تعریفیں استعمال کرتے ہیں۔ سمندری حرکیات کی پیمائش میں عملی حدود کی وجہ سے سمندر میں اختلاط کی کارکردگی کا اندازہ لگانا بدنام مشکل ہے۔ سمندری حرکیات کی پیمائش کے علاوہ اختلاط کی کارکردگی لیب کے تجربات اور عددی تخروپن سے بھی حاصل کی جا سکتی ہے، لیکن ان کی اپنی حدود بھی ہیں۔ لہذا، ان تینوں مختلف طریقوں میں اختلاط کی کارکردگی کی قدرے مختلف تعریفیں ہیں۔ نظریہ طور پر ان تینوں طریقوں کو اختلاط کی کارکردگی کے لیے ایک جیسے تخمینے دینے چاہئیں، لیکن ان کے درمیان تضادات باقی ہیں۔ لہذا، اختلاط کی کارکردگی پر مختلف تخمینے اور اختلاف رائے ہیں اور مختلف تعریفوں کی وجہ سے موازنہ کرنا مشکل ہے۔ اندرونی تنہا لہروں کو توڑنے کی اختلاط کی خصوصیات کی مقدار طے کرنے والے مطالعات میں اختلاط کی کارکردگی کی حد کے تقسیم شدہ تخمینے ہوتے ہیں، جن کی اقدار لیبارٹری کے تجربات کے لیے 5 ٪ اور 25 ٪ کے درمیان ہوتی ہیں یا اندرونی آئریبیرن نمبر کے لحاظ سے عددی تخروپن کے لیے 13 ٪ اور 21 ٪ کے درمیان ہوتی ہیں۔ بڑے پیمانے پر اور تلچھٹ کی نقل و حمل اندرونی لہروں کو توڑنا اور پھسلنا تلچھٹ اور گرمی کی شکل میں بڑے پیمانے پر اور توانائی کی نقل و حمل کا سبب بنتا ہے، بلکہ غذائی اجزاء، پلانکٹن اور سمندری زندگی کی دیگر شکلوں کا بھی سبب بنتا ہے۔ تلچھٹ کی نقل و حمل لہر ٹوٹنے سے بڑے پیمانے پر اور تلچھٹ کی نقل و حمل ہوتی ہے جو سمندری حیاتیات اور کٹاؤ کی وجہ سے براعظمی شیلف کی تشکیل کے لیے اہم ہے۔ اندرونی لہر ٹوٹنے کی وجہ سے ہونے والے کٹاؤ کے نتیجے میں تلچھٹ کو معطل کیا جا سکتا ہے اور ساحل سے دور منتقل کیا جا سکتا ہے۔ یہ آف شور تلچھٹ کی نقل و حمل نیفیلوئڈ تہوں کے ظہور کو جنم دے سکتی ہے، جو بدلے میں سمندری حیاتیات کے لیے اہم ہیں۔ براہ راست عددی تخروپن سے پتہ چلتا ہے کہ اندرونی لہروں کو توڑنا بھی ساحل پر تلچھٹ کی نقل و حمل کے لیے ذمہ دار ہے، جس کے بعد تلچھٹ کو جمع یا کہیں اور منتقل کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ بہت سے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اندرونی لہر ٹوٹنے سے تلچھٹ کی نقل و حمل ہوتی ہے، لیکن ارضیاتی ریکارڈ میں ان کے نشانات غیر یقینی ہیں۔ ان کے تلچھٹ کے ڈھانچے براعظمی ڈھلوانوں اور وادیوں پر ٹربیڈائٹس میں ایک ساتھ موجود ہو سکتے ہیں۔ غذائی اجزاء کی نقل و حمل سمندر میں غذائی اجزاء کا اختلاط اور نقل و حمل بڑی حد تک اندرونی لہر کے ٹوٹنے سے متاثر ہوتا ہے۔ اندرونی سمندری سوراخوں کی آمد کانچ ریف پر غذائی اجزاء میں 10 سے 40 گنا اضافے کا سبب بنتی ہے۔ یہاں یہ دکھایا گیا ہے کہ اندرونی سوراخوں کی ظاہری شکل نقل و حمل کا ایک متوقع اور وقتا فوقتا ذریعہ فراہم کرتی ہے جو سمندری زندگی کے تنوع کے لیے اہم ہو سکتی ہے۔ بڑے طول و عرض کی سمندری اندرونی سمندری لہریں تلچھٹ کو 5 گھنٹے تک دوبارہ معطل کرنے کا سبب بن سکتی ہیں۔ ہر سمندری لہر اور اندرونی سوراخوں نے پلانکٹونک لاروا کی ساحل پر نقل و حمل میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ اندرونی لہر ٹوٹنے سے ماحولیاتی خطرات بھی پیدا ہو سکتے ہیں، جیسے کہ سرخ لہریں اور کم تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح۔ حوالہ جات پانی کی لہریں