Eddy pumping
ایڈی پمپنگ سمندر میں میسو اسکیل ایڈی سے چلنے والی عمودی حرکت کا ایک جزو ہے۔ یہ ایک جسمانی طریقہ کار ہے جس کے ذریعے ایڈی کی گردش کی طاقت میں تغیرات سے عمودی حرکت پیدا ہوتی ہے۔ سائکلونک (اینٹی سائکلونک) کنارے بنیادی طور پر شمالی نصف کرہ میں اوپر کی طرف (نیچے کی طرف) اور جنوبی نصف کرہ میں اس کے برعکس ہوتے ہیں۔ یہ سمندر میں حیاتیاتی اور بائیو جیو کیمیکل عمل جیسے کہ الگل بلومز اور کاربن سائیکل کو چلانے والا ایک کلیدی طریقہ کار ہے۔ میکانزم ایڈیز کا دوبارہ استحکام کا اثر ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ وہ پانی کو مختلف کثافت کی تہوں میں منظم کرتے ہیں۔ ان تہوں کو سطحوں سے الگ کیا جاتا ہے جنہیں آئسوپیکنلز کہتے ہیں۔ مخلوط پرت کی دوبارہ استحکام بڑے افقی کثافت کے میلان والے علاقوں میں سب سے مضبوط ہے، جسے "محاذ" بھی کہا جاتا ہے، جہاں جیوسٹروفک شیر اور ممکنہ توانائی ایک توانائی کا ذریعہ فراہم کرتی ہے جس سے باروکلینک اور سمیٹرک عدم استحکام بڑھ سکتے ہیں۔ مخلوط پرت کے نیچے، تیز کثافت کی تبدیلی (یا پائکنوکلائن) کا علاقہ اوپری اور نچلے پانی کو الگ کرتا ہے، جس سے عمودی نقل و حمل میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ ایڈی پمپنگ میسو اسکیل ایڈی سے چلنے والی عمودی حرکت کا ایک جزو ہے۔ اس طرح کی عمودی حرکت پائکنوکلائن کی اخترتی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اس کا تصور یہ فرض کر کے کیا جا سکتا ہے کہ سمندر کے پانی کی کثافت والی سطح ہوتی ہے جس کی اوسط گہرائی وقت اور جگہ کے ساتھ اوسط ہوتی ہے۔ یہ سطح اوپری سمندر کو، یوفوٹک زون کے مطابق، نچلے، گہرے سمندر سے الگ کرتی ہے۔ جب کوئی ایڈی گزرتا ہے تو اس طرح کی کثافت والی سطح خراب ہو جاتی ہے۔ ایڈی کی عمر کے مراحل پر منحصر یہ مختلف سمتوں میں عمودی خلل پیدا کرے گا۔ ایڈی کی عمر کو تشکیل، ارتقاء اور تباہی میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ایڈی پمپنگ پرٹربیشن تین قسم کے ہوتے ہیں: سائکلون اینٹی سائکلون موڈ-واٹر ایڈیز ایڈی سینٹرک اپروچ موڈ-واٹر ایڈیز میں ایک پیچیدہ کثافت کا ڈھانچہ ہوتا ہے۔ ان کی شکل کی وجہ سے، انہیں سطح سمندر کی اونچائی کی بنیاد پر ایڈی مرکوز (ایڈی کے مرکز پر مرکوز) تجزیے میں باقاعدہ اینٹی سائکلون سے ممتاز نہیں کیا جا سکتا۔ بہر حال، موڈ واٹر ایڈیز کے یوفوٹک زون میں ایڈی پمپنگ سے چلنے والی عمودی حرکت کا موازنہ طوفانوں سے کیا جا سکتا ہے۔ اس وجہ سے، صرف ایڈی پمپنگ پرٹربیشن کے سائکلونک اور اینٹی سائکلونک میکانزم کی وضاحت کی گئی ہے۔ سطح سمندر پر مبنی تصوراتی وضاحت اس طریقہ کار کی ایک بدیہی وضاحت ہے جسے سطح سمندر پر مبنی ایڈی مرکوز تجزیہ کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ شمالی نصف کرہ میں، سمندری طوفان کے کنارے میں گھڑی کی مخالف سمت میں گردش کوریولیس اثر کی وجہ سے افقی سطح کے دھاروں کا انحراف پیدا کرتی ہے، جس کی وجہ سے پانی کی سطح نم ہو جاتی ہے۔ سطح کی بلندی کی غیر یکسانیت کی تلافی کے لیے، آئسوپیکنل سطحوں کو یوفوٹک زون کی طرف بڑھایا جاتا ہے اور گہرے سمندر، غذائیت سے بھرپور پانی کو شامل کیا جا سکتا ہے۔ جسمانی وضاحت تصوراتی طور پر، ایڈی پمپنگ ایڈیز کے اندرونی حصے میں عمودی حرکت کو ایڈی رشتہ دار ورٹیٹی میں عارضی تبدیلیوں سے جوڑتی ہے۔ ورٹیٹی میں تبدیلی سے پیدا ہونے والی عمودی حرکت کو ایڈی کے مرکز میں موجود پانی کی خصوصیات سے سمجھا جاتا ہے۔ سمندری کنارے شمالی (جنوبی) نصف کرہ میں گھڑی کی مخالف سمت (گھڑی کی سمت) گھومتے ہیں اور ان کا مرکز ٹھنڈا ہوتا ہے۔ اینٹی سائکلونک کنارے شمالی (جنوبی) نصف کرہ میں گھڑی کی سمت (گھڑی کی مخالف سمت) گھومتے ہیں اور ان کا مرکز گرم ہوتا ہے۔ ایڈی کور اور آس پاس کے پانی کے درمیان درجہ حرارت اور نمکیات کا فرق عمودی حرکت کو چلانے والا کلیدی عنصر ہے۔ افقی سمت میں پھیلتے ہوئے، طوفان اور اینٹی سائکلون بالترتیب پائکنوکلائن کو اوپر اور نیچے کی طرف "موڑ" دیتے ہیں، جو اس درجہ حرارت اور نمکیات کے تضاد کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ایڈی کے اندر کثافت کی سطح کی عمودی خلل کی حد (اوسط سمندری کثافت کی سطح کے مقابلے میں) کا تعین ایڈی کی گردش کی طاقت (رشتہ دار وورتکتا) میں ہونے والی تبدیلیوں سے ہوتا ہے۔ کثافت کے تحفظ کی مساوات میں افقی ایڈویکشن کو نظر انداز کرتے ہوئے، ورٹیٹی میں ہونے والی تبدیلیوں کی وجہ سے کثافت میں ہونے والی تبدیلیاں براہ راست عمودی نقل و حمل سے متعلق ہو سکتی ہیں۔ یہ مفروضہ بالکل سرکلر بہاؤ کی تغیرات کے مطابق، ایڈی سینٹر پر ہونے والی عمودی حرکت کے خیال سے مطابقت رکھتا ہے۔ اس طرح کے میکانزم کے ذریعے ایڈی پمپنگ سائیکلونک کناروں میں ٹھنڈے، غذائیت سے بھرپور گہرے پانی کو اوپر کی طرف لے جاتا ہے اور اینٹی سائیکلونک کناروں میں گرم، غذائی اجزاء کی کمی، سطح کے پانی کو نیچے کی طرف لے جاتا ہے۔ عمر کے مرحلے پر انحصار وقت کے ساتھ ساتھ حرکی توانائی کی کھپت کی وجہ سے کمزور ہوتا جاتا ہے۔ جیسے جیسے ایڈیز بنتی اور شدت اختیار کرتی ہیں، اوپر بیان کردہ میکانزم مضبوط ہوتے جائیں گے اور، جیسے جیسے رشتہ دار ورٹیٹی میں اضافہ آئسوپیکنل سطحوں میں خلل پیدا کرتا ہے، پائکنوکلائن خراب ہوتا جاتا ہے۔ دوسری طرف، جب ایڈیز عمر رسیدہ ہو جاتے ہیں اور ان میں کم حرکی توانائی ہوتی ہے، تو ان کی وورتکتا کم ہو جاتی ہے اور ایڈی کی تباہی کا باعث بنتی ہے۔ اس طرح کا عمل ایڈی کی تشکیل اور شدت کی مخالفت کرتا ہے، کیونکہ ایڈی سے پیدا ہونے والی اخترتی سے پہلے پائکنوکلائن اپنی اصل پوزیشن پر واپس آجائے گا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پائکنوکلائن اینٹی سائکلونز میں اوپر اٹھے گا اور سائکلونز میں سکڑ جائے گا، جس کی وجہ سے بالترتیب اوپر اور نیچے کی طرف جائے گا۔ ایڈی پمپنگ کی خصوصیات سائکلونک اور اینٹی سائکلونک ایڈز میں عمودی حرکت کی سمت نصف کرہ سے آزاد ہے۔ ایڈی پمپنگ کی مشاہدہ شدہ عمودی رفتار ایک میٹر فی دن کی ترتیب میں ہوتی ہے۔ تاہم، علاقائی اختلافات ہیں۔ ان علاقوں میں جہاں حرکی توانائی زیادہ ہے، جیسے کہ مغربی باؤنڈری کرنٹ میں، ایڈیز کھلے سمندر میں ایڈیز کے مقابلے میں مضبوط عمودی کرنٹ پیدا کرنے کے لیے پائے جاتے ہیں۔ حدود ایڈیز میں عمودی حرکت کو بیان کرتے وقت یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ ایڈی پمپنگ ایک پیچیدہ میکانزم کا صرف ایک جزو ہے۔ ایک اور اہم عنصر جس پر غور کرنا چاہیے، خاص طور پر جب سمندر اور ہوا کے تعامل پر غور کیا جائے، وہ ایڈی سے چلنے والی ایکمان پمپنگ کا کردار ہے۔ مندرجہ بالا وضاحت کی کچھ دیگر حدود عوارض کے لیے مثالی، نیم سرکلر لکیری متحرک ردعمل کی وجہ سے ہیں جو عمودی نقل مکانی کو نظر انداز کرتی ہے جسے ایک ذرہ ڈھلواں غیر جانبدار سطح کے ساتھ حرکت کرنے کا تجربہ کر سکتا ہے۔ ایڈیز میں عمودی حرکت ایک کافی حالیہ تحقیقی موضوع ہے جو اب بھی پیچیدگی اور کافی مشاہدات کی کمی دونوں کی وجہ سے نظریہ میں حدود پیش کرتا ہے۔ بہر حال، اوپر پیش کردہ ایک آسان کاری ہے جو جزوی طور پر اس اہم کردار کی وضاحت کرنے میں مدد کرتی ہے جو حیاتیاتی پیداواریت میں ایڈیز ادا کرتے ہیں، نیز کاربن سائیکل میں ان کے بائیو جیو کیمیکل کردار کی بھی۔ حیاتیاتی اثرات حالیہ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ میسو اسکیل ایڈیز ممکنہ طور پر غذائی اجزاء کی نقل و حمل میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں، جیسے کہ کھلے سمندر میں کلوروفل کے ارتکاز کی مقامی تقسیم۔ تاہم ایڈی سرگرمی کے اثرات کے بارے میں معلومات کی کمی اب بھی قابل ذکر ہے، کیونکہ ایڈیز کی شراکت ذیلی ذیلی جائر کے کچھ حصوں میں نائٹروجن کی فراہمی کے ذریعے مشاہدہ شدہ بنیادی پیداوار کو برقرار رکھنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ اگرچہ وہ میکانزم جس کے ذریعے ایڈیز ماحولیاتی نظام کی تشکیل کرتے ہیں ابھی تک پوری طرح سے سمجھ میں نہیں آئے ہیں، ایڈیز غذائی اجزاء کو افقی اور عمودی عمل کے امتزاج کے ذریعے منتقل کرتے ہیں۔ ہلچل اور ٹریپنگ کا تعلق غذائی اجزاء کی نقل و حمل سے ہے، جبکہ ایڈی پمپنگ، ایڈی سے چلنے والی ایکمان پمپنگ، اور مخلوط پرت کی گہرائی پر ایڈی کے اثرات مختلف غذائی اجزاء پر ہوتے ہیں۔ یہاں ایڈی پمپنگ کے کردار پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔ سائکلونک ایڈی پمپنگ غذائیت سے بھرپور پانی کو یوفوٹک زون میں اٹھا کر نئی بنیادی پیداوار کو چلاتی ہے۔ بڑھے ہوئے غذائی اجزاء کے مکمل استعمال کی ضمانت دو اہم عوامل سے ملتی ہے۔ سب سے پہلے، حیاتیاتی اضافہ ٹائم اسکیلز میں ہوتا ہے جو ایڈیز کی اوسط زندگی سے بہت کم ہوتا ہے۔ دوسرا، چونکہ غذائی اجزاء میں اضافہ ایڈی کے اندرونی حصے میں ہوتا ہے، جو آس پاس کے پانیوں سے الگ ہوتا ہے، بائیو ماس اس وقت تک جمع ہو سکتا ہے جب تک کہ بڑھے ہوئے غذائی اجزاء مکمل طور پر استعمال نہ ہو جائیں۔ اہم مثالیں ایڈی پمپنگ میکانزم کے حیاتیاتی اثرات کے ثبوت دنیا بھر میں متعدد مقامات کے مشاہدات اور ماڈلنگ پر مبنی مختلف اشاعتوں میں موجود ہیں۔ گلف اسٹریم کے علاقے اور برٹش کولمبیا کے مغربی ساحل سے دور (حیدا ایڈیز) میں ایڈی پر مبنی کلوروفل بے ضابطگیاں مشاہدہ کی گئی ہیں، ساتھ ہی جنوبی بحر میں ویڈل-اسکاٹیا کنفلوینس میں ایڈی سے پیدا ہونے والی حیاتیاتی پیداوار میں اضافہ ہوا ہے۔ شمالی خلیج الاسکا میں، جنوبی بحیرہ چین میں، خلیج بنگال میں، بحیرہ عرب میں اور شمال مغربی بحیرہ البوران میں، چند نام بتائیں۔ بحیرہ سرگاسو میں ایڈی پمپنگ کے تخمینوں کے نتیجے میں نائٹروجن کا بہاؤ 0.24 اور 0.5 کے درمیان ہوا۔ ان مقداروں کو اس خطے کے تخمینوں کے مطابق نئی بنیادی پیداوار کی شرح کو برقرار رکھنے کے لیے کافی سمجھا گیا ہے۔ وسیع تر ماحولیاتی پیمانے پر، پیداواریت میں ایڈی سے چلنے والی تغیرات فائٹوپلانکٹن لاروا کی بقا اور شکاری جانوروں کی کثرت کے درمیان تجارت کو متاثر کرتی ہیں۔ یہ تصورات جزوی طور پر لاروا بلیوفن ٹونا، سیل فش، مارلن، تلوار فش اور دیگر انواع کی تقسیم میں میسو اسکیل تغیرات کی وضاحت کرتے ہیں۔ بالغ مچھلیوں کی تقسیم کو سمندری طوفانوں کی موجودگی سے بھی جوڑا گیا ہے۔ خاص طور پر، خلیج میکسیکو میں بلیوفن ٹونا اور سیٹیشین کی زیادہ کثرت اور ہوائی کے قریب بلیو مارلن سمندری طوفان ایڈی سرگرمیوں سے منسلک ہیں۔ اس طرح کے مقامی نمونے ساحلی علاقوں میں پائے جانے والے سمندری پرندوں تک پھیلے ہوئے ہیں، جن میں موزمبیق چینل میں عظیم فریگیٹ پرندے اور جنوبی بحر ہند میں البیٹراس، ٹرنس اور شیر واٹر شامل ہیں۔ شمالی بحر اوقیانوس الگل بلوم شمالی سمندر وافر مقدار میں غذائی اجزاء اور شدید آرکٹک ہواؤں کے امتزاج کی وجہ سے الگل کے پھولوں یا بہار کے پھولوں کی تشکیل کے لیے ایک مثالی طاس ہے جو پانی کے اختلاط کو پسند کرتے ہیں۔ پھول سمندری ماحولیاتی نظام کی صحت کے اہم اشارے ہیں۔ خیال کیا جاتا ہے کہ موسم بہار میں فائٹوپلانکٹن کے پھولوں کا آغاز موسمی روشنی میں اضافے اور سطح کے قریب استحکام سے ہوتا ہے۔ ذیلی قطبی شمالی بحر اوقیانوس کے تجربے اور بائیو فزیکل ماڈلز کے حالیہ مشاہدات سے پتہ چلتا ہے کہ یہ کھلنا اس کے بجائے ایڈی سے پیدا ہونے والی سطح بندی کا نتیجہ ہو سکتا ہے، جو موسمی تبدیلیوں سے 20 سے 30 دن پہلے ہوتا ہے۔ یہ نتائج موسم بہار کے پھولوں کی پوری تفہیم میں انقلاب برپا کرتے ہیں۔ مزید برآں، ایڈی پمپنگ اور ایڈی سے چلنے والی ایکمان پمپنگ دیر سے کھلنے اور پھول آنے کے بعد کے حیاتیاتی شعبوں پر حاوی دکھائی گئی ہیں۔ بائیو جیو کیمسٹری فائٹوپلانکٹن فوٹو سنتھیسز کے ذریعے جذب ہوتا ہے۔ جب ایسے جاندار مرتے ہیں اور سمندر کی سطح پر ڈوب جاتے ہیں، تو وہ جو کاربن جذب کرتے ہیں وہ گہرے سمندر میں جمع ہو جاتا ہے جسے حیاتیاتی پمپ کہا جاتا ہے۔ حالیہ تحقیق کاربن سائیکل میں میسو اسکیل ایڈیز میں ایڈی پمپنگ اور عام طور پر عمودی حرکت کے کردار کی تحقیقات کر رہی ہے۔ شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ ایڈی پمپنگ سے پیدا ہونے والی اپ ویلنگ اور ڈاؤن ویلنگ کاربن کو سمندر میں ذخیرہ کرنے کے طریقے کی تشکیل میں اہم کردار ادا کر سکتی ہے۔ اس حقیقت کے باوجود کہ اس شعبے میں تحقیق حال ہی میں ترقی کر رہی ہے، پہلے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سمندر کے اندرونی حصوں میں فائٹوپلانکٹن کی کل سالانہ برآمد میں ایڈیز کا حصہ 5 فیصد سے بھی کم ہے۔ پلاسٹک کی آلودگی ایڈیز سمندر میں مائیکرو پلاسٹک کی سمندری سطح کی تقسیم میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ ان کی متغیر نوعیت کی وجہ سے، اینٹی سائکلونک ایڈیز غذائی اجزاء، کلوروفل اور زوپلانکٹن کے ساتھ سمندر کی سطح پر مائیکرو پلاسٹک کو پھنساتے اور منتقل کرتے ہیں۔ شمالی بحر اوقیانوس کے ذیلی اشنکٹبندیی گائر میں، سمندری طوفان اور اینٹی سائیکلونک میسو اسکیل ایڈی کے درمیان مائیکرو پلاسٹک کی سمندری سطح کے ارتکاز کے پہلے براہ راست مشاہدے نے مؤخر الذکر میں جمع ہونے میں اضافہ دکھایا ہے۔ مائیکرو پلاسٹک کے جمع ہونے سے بائیوٹا کے ساتھ اس کے تعامل کے ذریعے ماحولیاتی اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ ابتدائی طور پر فلوینٹ پلاسٹک کے ذرات (0.1 اور 1 ملی میٹر کے درمیان) بنیادی طور پر بائیوفولنگ کی وجہ سے آب و ہوا کی مخلوط پرت کی گہرائی سے نیچے ڈوب جاتے ہیں۔ بہت کم پیداواریت والے علاقوں میں، ذرات مخلوط پرت کے اوپری حصے میں رہتے ہیں اور صرف اس صورت میں اس کے نیچے ڈوب سکتے ہیں جب موسم بہار میں کھل جائے۔ یہ بھی دیکھیں کہ الگل بلوم-میٹھے پانی یا سمندری پانی کے نظاموں میں طحالب کی آبادی میں تیزی سے اضافہ یا جمع ہونا باروکلنک عدم استحکام-ماحول میں بنیادی اہمیت کا سیال متحرک عدم استحکام اور سمندر ایکمان پمپنگ-ایکمان پمپنگ ایکمان ٹرانسپورٹ کا جزو ہے جس کے نتیجے میں پانی کے یکجا ہونے کی وجہ سے علاقوں میں گراوٹ آتی ہے۔ ہائیڈا ایڈیز-قسط دار، گھڑی کی سمت گھومنے والے سمندری کنارے جو برٹش کولمبیا کے مغربی ساحل سے دور سردیوں کے دوران تشکیل پاتے ہیں۔ میسوسکیل سمندری کنارے-اس کی ہنگامہ خیز نوعیت سے پیدا ہونے والے سمندر میں گھومنا بہار کھلتا ہے-فائٹوپلانکٹن کی کثرت میں زبردست اضافہ جو عام طور پر موسم بہار کے ابتدائی حوالہ جات میں ہوتا ہے۔