Surface Heat Budget of the Arctic Ocean
آرکٹک اوقیانوس کا سرفیس ہیٹ بجٹ (SHEBA) مطالعہ نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی مالی اعانت سے چلنے والا ایک تحقیقی منصوبہ تھا جو آرکٹک اوقیانوس میں ایک سال کے دوران سمندر اور ماحول کے درمیان ہونے والے حرارت کی منتقلی کے عمل کی مقدار کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا، جہاں سورج موسم بہار سے موسم گرما تک افق کے اوپر اور باقی وقت افق کے نیچے ہوتا ہے۔ یہ مطالعہ عالمی آب و ہوا کے ماڈلز میں استعمال کے لیے ڈیٹا فراہم کرنے کے لیے بنایا گیا تھا، جسے سائنس دان عالمی آب و ہوا کی تبدیلی کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ پس منظر کی برف کھلے پانی کے مقابلے سورج کی روشنی کو زیادہ آسانی سے ظاہر کرتی ہے۔ برف سے ڈھکی سمندری برف تقریبا 80 فیصد واقعہ سورج کی روشنی کی عکاسی کرتی ہے۔ آرکٹک میں موسمی تبدیلیوں کے نتیجے میں صاف آسمان اور مسلسل تاریک آرکٹک سردیوں میں برف سے ڈھکی سمندری برف سے تابکاری ٹھنڈک ہوتی ہے۔ موسم بہار میں، سورج کی روشنی کی واپسی کے ساتھ، پگھلے ہوئے تالاب بننا شروع ہو جاتے ہیں اور سورج سے حرارت جذب کرنے کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔ موسم گرما میں، مسلسل دن کی روشنی کے دوران، بادل بنتے ہیں جو آسمان کی طرف روشنی کی عکاسی کرتے ہیں، لیکن سمندر سے گرمی کے بہاؤ کو روکتے ہیں۔ زمین کے رقبے کے ایک بڑے حصے-آرکٹک اوقیانوس-پر ان اثرات کی مقدار طے کرنے کے لیے ایک سال کے عرصے میں بڑے پیمانے پر سائنسی ڈیٹا اکٹھا کرنے اور تجزیہ کی کوشش کی ضرورت تھی۔ نتیجتا، نیشنل سائنس فاؤنڈیشن نے دیگر اسپانسرز کے ساتھ مل کر ان عملوں کی بہتر مقدار کے لیے ایک مطالعہ کے لیے مالی اعانت فراہم کی۔ آئس اسٹیشن شیبا سائنسی جماعت نے کینیڈا کے کوسٹ گارڈ جہاز ڈیس گروسیلیئرز پر سوار ہو کر آرکٹک اوقیانوس کا سفر کیا۔ یہ 2 اکتوبر 1997 کو ایک ایسے مقام پر پہنچا جہاں منصوبہ یہ تھا کہ جہاز کو پیک آئس میں منجمد ہونے دیا جائے اور سائنسی مشاہدات کی بنیاد بنائی جائے۔ ان مشاہدات میں بحری جہاز کے قریب برف کے نیچے پانی سے لے کر ماحول کے اوپری حصے تک سمندری اور ماحولیاتی عمل کی پیمائش شامل تھی۔ پیمائش میں شامل ہیں: تابکار بہاؤ: لمبی لہر اور شارٹ ویو گرمی کا بہاؤ: پوشیدہ اور سمجھدار گرمی کے ہنگامہ خیز بہاؤ بادل کی اونچائی، موٹائی اور دیگر خصوصیات ماحول اور سمندر کی سرحدی تہوں میں توانائی کے تبادلے کے عمل برف کی گہرائی اور برف کی موٹائی سمندر کی نمکیات، درجہ حرارت اور دھارے جہاز برف کے حوالے سے ایک سال تک مستحکم رہا، جو 11 اکتوبر 1998 کو روانہ ہوا۔ اسے "آئس اسٹیشن شیبا" کے نام سے جانا جانے لگا۔ نتائج سائنسدانوں نے سال بھر جہاز کے مقام پر بادلوں کو عام پایا۔ موسم سرما کے وسط میں، مبینہ طور پر 40 فیصد وقت ابر آلود رہا اور موسم گرما میں آسمان مسلسل ابر آلود رہا۔ ہوا کا درجہ حرارت علاقائی آب و ہوا کے اوسط درجہ حرارت سے 0.6 ڈگری سیلسیس کم تھا۔ سردیوں میں سورج نہ ہونے کی وجہ سے، گرمی کا خالص بہاؤ (بہاؤ) سمندر کی سطح سے آسمان کی طرف تھا، جو بادلوں کے احاطے میں ہونے والی تبدیلیوں کے ساتھ بہاؤ میں بڑے فرق سے نشان زد ہوتا ہے۔ اپریل میں بہاؤ سمندر کی سطح کی شمسی حرارت کی طرف بدل گیا، جو جولائی میں زیادہ سے زیادہ پہنچ گیا جب سورج کی روشنی سب سے زیادہ تھی اور برف نے پگھلے ہوئے تالاب تیار کیے جو برف سے کہیں زیادہ گہرے تھے اور سورج کی روشنی کو زیادہ موثر طریقے سے جذب کر سکتے تھے۔ سائنسدانوں نے 100 مقامات پر برف اور برف کے ڈھیر میں خالص تبدیلی کی پیمائش بھی کی۔ انہوں نے جہاز کے آس پاس کے علاقے میں تبدیلی کی وسیع تغیر کو نوٹ کیا۔ انہوں نے طے کیا کہ، زوال کی کم ہوتی ہوئی سورج کی روشنی کے ساتھ، برف میں درجہ حرارت اس طرح گر گیا کہ، نومبر تک، یہ آئس پیک کے نچلے حصے میں نئی نشوونما پیدا کر رہا تھا۔ ان مشاہدات سے، انہوں نے گرمی کے بجٹ میں تبدیلی کے پانچ مراحل کی نشاندہی کی: خشک برف پگھلنے والے برف کے تالاب کی تشکیل تالاب کا ارتقاء منجمد ہونا شیبا کے دوران ابلیشن اسٹیکس سے برف کے بڑے پیمانے پر توازن کی درست پیمائش سے پتہ چلتا ہے کہ سب سے زیادہ سطح پگھلنے کا مشاہدہ تالاب والی برف پر کیا گیا، جبکہ سب سے زیادہ نیچے پگھلنے کا مشاہدہ دباؤ کے پہاڑوں پر کیا گیا۔ پریشر ریجز کا نچلا پگھلنا پہلے سال کی غیر تشکیل شدہ برف سے 60 فیصد زیادہ تھا۔ شمسی تابکاری سے لیڈز کے ذریعے سمندر میں توانائی کا بہاؤ مشاہدہ شدہ نچلے حصے کے ابلیشن کو متوازن کرنے کے لیے کافی نہیں تھا۔ موسم گرما کے دوران برف کے نیچے کا 15 فیصد علاقہ برف کے نیچے پگھلے ہوئے پانی کی تہوں اور جھوٹی بوتلوں سے ڈھکا ہوا تھا۔ برف کے نیچے پگھلے ہوئے پانی کی تہوں کی اوسط گہرائی 0.31 میٹر تھی جس میں نمکیات 1.5 تھی۔ جھوٹی بوٹموں کی اوسط موٹائی 0.2 میٹر تھی۔ ماڈلنگ تجرباتی نتائج نے آرکٹک اوقیانوس کی سمندری برف اور ماحول کے ذریعے ہونے والے موسمی گرمی کے بجٹ کے عمل کی بامعنی ماڈلنگ کی اجازت دی۔ ماڈل کا دائرہ کار برف کے نیچے سے ماحول کے اوپری حصے میں کالم تھا۔ سائنسدانوں نے محسوس کیا کہ اس ماڈل کی کلید برف کی سطح کی بدلتی ہوئی عکاسی یا البیڈو کی صحیح خصوصیت تھی، جس کی وجہ برف کے پیک اور برف کے پگھلنے میں تبدیلیاں تھیں۔ بادل کا احاطہ یہ بیان کرنے کی کلید تھی کہ کتنی توانائی سمندر کی سطح تک پہنچی یا اس سے نکلی۔ سمندری عمل ماڈل میں یہ مشاہدہ شامل کیا گیا کہ شمسی تابکاری سطح پر حرارت کا غالب ذریعہ ہے۔ یہ جون میں زیادہ سے زیادہ 5 فیصد کھلے سمندر میں تبدیلی اور البیڈو میں تبدیلیوں کا سبب بنا۔ آنے والی شمسی تابکاری کا تقریبا 8 فیصد برف کے ذریعے سمندر میں جذب ہوا۔ ماحول کے عمل سائنس دان قریب سطح کی ہنگامہ آرائی کے لیے پیرامیٹرز کی وضاحت کرنے میں کامیاب رہے جو اس بات کی خصوصیت رکھتے ہیں کہ ہوا کی نقل و حرکت موسمی طور پر برف کی سطح کو ٹھنڈا یا گرم کر سکتی ہے۔ موسم گرما میں، سطح کھردری ہو جاتی ہے اور ہوا کے بہاؤ کو سست کر دیتی ہے۔ لیڈار بادل کی پیمائش اور غبارے کے سنڈے درجہ حرارت اور ہنگامہ آرائی کے اعداد و شمار نے سمندر کی سطح کی گرمی یا ٹھنڈک کو فروغ دینے یا روکنے میں برف کے اوپر ماحول کے کردار کی سائنسی خصوصیت کی اجازت دی۔ شرکاء شیبا میں درج ذیل افراد اور تنظیموں نے حصہ لیا: حوالہ جات بیرونی روابط نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کلائمیٹولوجیکل ریسرچ نیشنل سائنس فاؤنڈیشن سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ان دی یونائیٹڈ سٹیٹس آرکٹک اوشین