विषय
- गुरुत्वाकर्षण के संदर्भ में न्यूटन ने ज्वारीय बल को समझाया
- कारण दो दिन एक उच्च ज्वार हैं
- मून्स ऑर्बिट का प्रभाव
- सूर्य भी ज्वार को प्रभावित करता है
- महासागर घाटियों की वास्तविक दुनिया में ज्वार
- ज्वार भी मौसम और भूवैज्ञानिक घटनाओं से प्रभावित हैं
ज्वार की वृद्धि और गिरावट का ग्रह पृथ्वी पर जीवन पर गहरा प्रभाव पड़ता है। जब तक तटीय समुदाय हैं जो जीविका के लिए समुद्र पर निर्भर हैं, लोगों ने ज्वार-भाटे के साथ रहने के लिए अपने भोजन एकत्र करने की गतिविधियों को समयबद्ध किया है। उनके भाग के लिए, समुद्री पौधों और जानवरों ने चक्रीय ईब और कई सरल तरीकों से प्रवाह के लिए अनुकूलित किया है।
गुरुत्वाकर्षण ज्वार का कारण बनता है, लेकिन ज्वारीय चक्र किसी एक स्वर्गीय शरीर की गति के लिए सम्मिलित नहीं होता है। इसकी कल्पना करना आसान है कि समुद्रों को प्रभावित करने वाले चंद्रमा पृथ्वी पर ज्वार करते हैं, लेकिन इसकी तुलना में यह अधिक जटिल है। सूरज भी ज्वार को प्रभावित करता है।
यहां तक कि अन्य ग्रह, जैसे कि शुक्र और बृहस्पति, गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को प्रभावित करते हैं, जिसका ऋणात्मक प्रभाव होता है। हालांकि, इन सभी प्रभावों को एक साथ रखें, और यहां तक कि वे इस तथ्य को स्पष्ट नहीं कर सकते हैं कि पृथ्वी पर कोई भी बिंदु एक दिन में दो उच्च ज्वार का अनुभव करता है। उस स्पष्टीकरण की सराहना की आवश्यकता है कि पृथ्वी और चंद्रमा एक दूसरे के चारों ओर कैसे परिक्रमा करते हैं।
ज्वार को गुरुत्वाकर्षण बलों के परिणाम के रूप में विचार करने के लिए इसका एक आदर्शीकरण है। ग्रहों की सतह की संरचना के साथ पृथ्वी पर मौसम का पैटर्न, इसके महासागरों में पानी की आवाजाही को भी प्रभावित करता है। किसी विशेष इलाके के ज्वार की भविष्यवाणी करते समय मौसम विज्ञानियों को इन सभी कारकों को ध्यान में रखना चाहिए।
गुरुत्वाकर्षण के संदर्भ में न्यूटन ने ज्वारीय बल को समझाया
जब आप सर आइजैक न्यूटन के बारे में सोचते हैं, तो आप गिरते हुए सेब द्वारा अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी / गणितज्ञ की सिर पर प्रहारित तस्वीर को देख सकते हैं। छवि आपको याद दिलाती है कि न्यूटन, जोहान्स केपलर के काम से आकर्षित होकर, यूनिवर्सल ग्रैविटेशन का कानून तैयार किया, जो ब्रह्मांड की हमारी समझ में एक बड़ी सफलता थी। उन्होंने उस कानून का उपयोग ज्वार की व्याख्या करने और गैलीलियो गैलीली का खंडन करने के लिए किया, जो मानते थे कि ज्वार सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की गति का एकमात्र परिणाम था।
न्यूटन ने केपर्स के तीसरे नियम से गुरुत्वाकर्षण के नियम को व्युत्पन्न किया, जिसमें कहा गया है कि रोटेशन की एक ग्रहों की अवधि का वर्ग सूर्य से इसकी दूरी के घन के लिए आनुपातिक है। न्यूटन ने ब्रह्मांड के सभी निकायों के लिए इसे सामान्यीकृत किया, न कि केवल ग्रहों को। कानून कहता है कि, द्रव्यमान के किसी भी दो निकायों के लिए म1 तथा म2, एक दूरी से अलग हो गया आर, गुरुत्वाकर्षण बल एफ उनके बीच में निम्न द्वारा दिया गया है:
एफ = जी.एम.1म2/ r2
कहाँ पे जी गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है।
यह आपको तुरंत बताता है कि चंद्रमा, जो सूर्य की तुलना में बहुत छोटा है, का पृथ्वी के ज्वार पर अधिक प्रभाव पड़ता है। कारण है कि उसका करीब होना। गुरुत्वाकर्षण बल सीधे द्रव्यमान की पहली शक्ति के साथ भिन्न होता है, लेकिन दूरी की दूसरी शक्ति के साथ विपरीत होता है, इसलिए दो पिंडों के बीच अलगाव उनके द्रव्यमान से अधिक महत्वपूर्ण है। जैसा कि यह पता चला है, सूरज का प्रभाव चंद्रमा पर लगभग आधा है।
अन्य ग्रह, सूर्य से छोटे और चंद्रमा की तुलना में अधिक दूर होने के कारण ज्वार पर नगण्य प्रभाव पड़ता है। शुक्र का प्रभाव, जो पृथ्वी का सबसे निकटतम ग्रह है, सूर्य और चंद्रमा की तुलना में 10,000 गुना कम है। बृहस्पति का उससे भी कम प्रभाव है - शुक्र का लगभग दसवां हिस्सा।
कारण दो दिन एक उच्च ज्वार हैं
पृथ्वी चंद्रमा से इतनी बड़ी है कि ऐसा प्रतीत होता है कि चंद्रमा उसके चारों ओर परिक्रमा करता है, लेकिन सच्चाई यह है कि वे एक सामान्य केंद्र के चारों ओर परिक्रमा करते हैं, जिसे बैरियर के रूप में जाना जाता है। पृथ्वी की सतह से लगभग 1,068 मील नीचे एक रेखा है जो पृथ्वी के केंद्र से चंद्रमा के केंद्र तक फैली हुई है। इस बिंदु के चारों ओर पृथ्वी का चक्कर लगाना ग्रह की सतह पर एक केन्द्रापसारक बल बनाता है जो इसकी सतह पर हर बिंदु पर समान है।
एक केन्द्रापसारक बल वह है जो एक शरीर को रोटेशन के केंद्र से दूर धकेलता है। एक घूमने वाले स्प्रिंकलर सिर से जितना पानी बहता है। एक यादृच्छिक बिंदु पर - बिंदु ए - चंद्रमा का सामना करने वाली पृथ्वी की तरफ, चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण को सबसे मजबूत महसूस किया जाता है, और गुरुत्वाकर्षण एक उच्च ज्वार बनाने के लिए केन्द्रापसारक बल के साथ जोड़ती है।
हालांकि, 12 घंटे बाद, पृथ्वी मुड़ गई है, और बिंदु ए चंद्रमा से इसकी सबसे दूरी पर है। दूरी में वृद्धि के कारण, जो पृथ्वी के व्यास (लगभग 8,000 मील या 12,874 किमी) के बराबर है, बिंदु A सबसे कमजोर चंद्र गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का अनुभव करता है, लेकिन केन्द्रापसारक बल अपरिवर्तित है, और परिणाम एक दूसरा उच्च ज्वार है।
वैज्ञानिक इस रेखांकन को पृथ्वी के आसपास पानी के बढ़े हुए बुलबुले के रूप में दर्शाते हैं। इसका एक आदर्शीकरण है, क्योंकि यह मानता है कि पृथ्वी पानी में समान रूप से शामिल है, लेकिन चंद्रमाओं के गुरुत्वाकर्षण के कारण यह ज्वारीय श्रेणी का एक कार्यशील मॉडल प्रदान करता है।
पृथ्वी-चंद्रमा अक्ष से 90 डिग्री से अलग किए गए बिंदुओं पर, केंद्रापसारक बल को दूर करने के लिए चन्द्रमा गुरुत्वाकर्षण का सामान्य घटक और उभार सपाट होता है। यह समतल कम ज्वार से मेल खाती है।
मून्स ऑर्बिट का प्रभाव
पृथ्वी के चारों ओर काल्पनिक उभार लगभग एक बड़ी नली है जिसमें अर्ध-प्रमुख धुरी होती है जो पृथ्वी के केंद्र को चंद्रमा के केंद्र से जोड़ती है। यदि चंद्रमा अपनी कक्षा में स्थिर होता है, तो पृथ्वी पर प्रत्येक बिंदु प्रत्येक दिन एक ही समय में उच्च ज्वार और कम ज्वार का अनुभव करेगा, लेकिन चंद्रमा स्थिर नहीं है। यह तारों के सापेक्ष प्रत्येक दिन 13.2 डिग्री चलता है, इसलिए उभार की प्रमुख धुरी का उन्मुखीकरण भी बदलता है।
जब उभार की प्रमुख धुरी पर एक बिंदु एक रोटेशन को पूरा करता है, तो प्रमुख अक्ष स्थानांतरित हो गया है। पृथ्वी को एक डिग्री के माध्यम से घूमने में लगभग 4 मिनट लगते हैं, और प्रमुख धुरी में 13 डिग्री की वृद्धि हुई है, इसलिए पृथ्वी को अतिरिक्त 53 मिनट के लिए घूमना पड़ता है, इससे पहले कि बिंदु उभार की प्रमुख धुरी पर वापस आ जाएगा। यदि चन्द्रमा की परिक्रमा की गति ज्वार को प्रभावित करने वाला एकमात्र कारक था (स्पॉइलर अलर्ट: यह नहीं है), उच्च ज्वार भूमध्य रेखा पर एक बिंदु के लिए प्रत्येक दिन 53 मिनट बाद होगा।
ज्वार पर चंद्रमा के प्रभाव के संदर्भ में, दो अन्य कारक ज्वार के समय के साथ-साथ पानी की ऊंचाई को भी प्रभावित करते हैं।
सूर्य भी ज्वार को प्रभावित करता है
सूर्य का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के आसपास के काल्पनिक बुलबुले में एक दूसरा उभार पैदा करता है और इसकी धुरी उस रेखा के साथ होती है जो पृथ्वी को सूर्य से जोड़ती है। अक्ष प्रति दिन लगभग 1 डिग्री आगे बढ़ता है क्योंकि यह आकाश में सूर्य की स्पष्ट स्थिति का अनुसरण करता है और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए बुलबुले के रूप में लगभग आधा है।
ज्वार के संतुलन के सिद्धांत में, जो ज्वार के बुलबुले के मॉडल को जन्म देता है, चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए बुलबुले को सुपरइम्पोज़ करना और जो सूर्य के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाया गया है, उसे किसी भी इलाके में दैनिक ज्वार की भविष्यवाणी करने का एक तरीका प्रदान करना चाहिए।
हालांकि, चीजें बहुत सरल हैं, क्योंकि पृथ्वी एक विशाल महासागर से ढकी नहीं है। इसमें भूमि के द्रव्यमान हैं जो तीन संकीर्ण घाटियों को बनाते हैं जो काफी संकीर्ण मार्ग से जुड़े हैं। हालांकि, सूरज गुरुत्वाकर्षण दुनिया के चारों ओर ज्वार की ऊंचाइयों में द्विमासिक चोटियों बनाने के लिए चंद्रमा के साथ गठबंधन करता है।
वसंत ज्वार और नीप ज्वार: वसंत ज्वार का वसंत के मौसम से कोई लेना-देना नहीं है। वे अमावस्या और पूर्णिमा पर होते हैं, जब सूर्य और चंद्रमा पृथ्वी के साथ संरेखित होते हैं। इन दो स्वर्गीय निकायों के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव असामान्य रूप से उच्च ज्वार के पानी का उत्पादन करने के लिए गठबंधन करते हैं।
वसंत ज्वार, औसतन, हर दो सप्ताह में होते हैं। प्रत्येक वसंत ज्वार के लगभग एक सप्ताह बाद, पृथ्वी-चंद्रमा अक्ष पृथ्वी-सूर्य अक्ष के लंबवत होता है। सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव एक दूसरे को रद्द करते हैं, और ज्वार सामान्य से कम होते हैं। इन्हें नेप ज्वार के रूप में जाना जाता है।
महासागर घाटियों की वास्तविक दुनिया में ज्वार
तीन मुख्य महासागरीय घाटियों के अलावा - प्रशांत, अटलांटिक और भारतीय महासागर - भूमध्य सागर, लाल सागर और फारस की खाड़ी जैसे कई छोटे घाटियाँ हैं। प्रत्येक बेसिन एक कंटेनर की तरह होता है, और जैसा कि आप देख सकते हैं कि जब आप एक गिलास पानी को आगे और पीछे झुकाते हैं, तो पानी कंटेनर की दीवारों के बीच में झुक जाता है।प्रत्येक संसार के घाटियों में पानी की दोलन की एक प्राकृतिक अवधि है, और यह सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण ज्वार शक्ति को संशोधित कर सकता है।
प्रशांत महासागर की अवधि, उदाहरण के लिए, 25 घंटे है, जो यह समझाने में मदद करता है कि प्रशांत के कई हिस्सों में प्रति दिन केवल एक उच्च ज्वार क्यों है। दूसरी ओर, अटलांटिक महासागर की अवधि 12.5 घंटे है, इसलिए अटलांटिक में आम तौर पर प्रति दिन दो उच्च ज्वार होते हैं। दिलचस्प है, बड़े पानी के बेसिन के बीच में, अक्सर कोई ज्वार नहीं होता है, क्योंकि पानी का प्राकृतिक दोलन बेसिन के केंद्र में एक शून्य बिंदु होता है।
ज्वार उथले पानी या पानी में अधिक होता है जो एक सीमित स्थान में प्रवेश करता है, जैसे कि खाड़ी। कनाडाई मैरिटाइम्स में बे ऑफ फनी दुनिया में सबसे अधिक ज्वार का अनुभव करता है। खाड़ी का आकार पानी का एक प्राकृतिक दोलन बनाता है जो अटलांटिक महासागर के दोलन के साथ एक प्रतिध्वनि बनाता है जो उच्च और निम्न ज्वार के बीच लगभग 40 फीट की ऊंचाई का अंतर पैदा करता है।
ज्वार भी मौसम और भूवैज्ञानिक घटनाओं से प्रभावित हैं
नाम अपनाने से पहले सुनामी, जिसका अर्थ जापानी में "बड़ी लहर" है, समुद्रविज्ञानी पानी के बड़े आंदोलनों को संदर्भित करते थे जो भूकंप और तूफान को ज्वार की लहरों के रूप में पालन करते हैं। ये मूल रूप से शॉक वेव्स हैं जो पानी के माध्यम से किनारे पर विनाशकारी उच्च पानी बनाने के लिए यात्रा करते हैं।
निरंतर उच्च हवाएं तट की ओर पानी को चलाने में मदद कर सकती हैं और उच्च ज्वार को सर्ज के रूप में जाना जाता है। तटीय समुदायों के लिए, ये उछाल अक्सर उष्णकटिबंधीय तूफान और तूफान का सबसे अधिक प्रभाव होता है।
यह दूसरे तरीके से भी काम कर सकता है। तेज़ अपतटीय हवाएँ पानी को समुद्र में धकेल सकती हैं और असामान्य रूप से कम ज्वार बना सकती हैं। बड़े तूफान कम वायुदाब वाले क्षेत्रों में होते हैं, जिन्हें अवसाद कहा जाता है। इन दबावों में उच्च दबाव वाले वायु द्रव्यमान से हवा के झोंके उठते हैं, और कण्ठ पानी चलाते हैं।