महासागर में ज्वार का क्या कारण है?

प्रागैतिहासिक काल से, लोग सहज रूप से जानते हैं कि चंद्रमा और ज्वार जुड़े हुए हैं, लेकिन इसका कारण समझाने के लिए आइजैक न्यूटन जैसे प्रतिभाशाली व्यक्ति को लिया गया।

यह पता चला है कि गुरुत्वाकर्षण, वह रहस्यमय मौलिक बल जो सितारों के जन्म और मृत्यु और आकाशगंगाओं के निर्माण का कारण बनता है, मुख्य रूप से जिम्मेदार है। सूर्य भी पृथ्वी पर एक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण रखता है, और यह समुद्र के ज्वार में योगदान देता है। साथ में, सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से होने वाले ज्वार के प्रकारों को निर्धारित करने में मदद मिलती है।

जबकि गुरुत्वाकर्षण ज्वार का नंबर एक कारण है, पृथ्वी की अपनी गति एक भूमिका निभाती है। पृथ्वी अपनी धुरी पर घूमती है, और वह कताई एक केन्द्रापसारक बल बनाता है जो सतह से सभी पानी को धकेलने की कोशिश करता है, जैसे कि पानी एक कताई छिड़काव सिर से दूर हो जाता है। पृथ्वी का अपना गुरुत्वाकर्षण पानी को अंतरिक्ष में उड़ने से रोकता है।

यह केन्द्रापसारक बल उच्च ज्वार पैदा करने के लिए चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के साथ संपर्क करता है और कम ज्वार, और यह मुख्य कारण है कि पृथ्वी पर कई स्थानों पर हर दिन दो उच्च ज्वार का अनुभव होता है।

के अनुसार न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण का नियमब्रह्मांड में किन्हीं दो पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल प्रत्येक पिंड के द्रव्यमान के समानुपाती होता है (म₁ तथा म₂) और दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती (घ) उनके बीच। गणितीय संबंध इस प्रकार है:

एफ = जीएम₁म₂/ डी²

कहां है जी सार्वत्रिक गुरुत्वीय स्थिरांक है।

इस नियम से पता चलता है कि बल सापेक्ष द्रव्यमानों की तुलना में दूरी पर अधिक निर्भर करता है। सूर्य चंद्रमा की तुलना में बहुत अधिक विशाल है - लगभग 27 मिलियन गुना बड़े पैमाने पर - लेकिन यह 400 गुना अधिक दूर भी है। जब आप पृथ्वी पर उनके द्वारा लगाए गए गुरुत्वाकर्षण बलों की तुलना करते हैं, तो यह पता चलता है कि चंद्रमा सूर्य की तुलना में लगभग दोगुना जोर से खींचता है।

ज्वार पर सूर्य का प्रभाव चंद्रमा की तुलना में कम हो सकता है, लेकिन यह नगण्य से बहुत दूर है। यह सबसे अधिक स्पष्ट होता है जब अमावस्या और पूर्णिमा के दौरान सूर्य, पृथ्वी और चंद्रमा एक साथ होते हैं। पूर्णिमा पर, सूर्य और चंद्रमा पृथ्वी के विपरीत दिशा में होते हैं, और दिन का उच्चतम ज्वार सामान्य जितना ऊंचा नहीं होता, हालांकि दूसरा उच्च ज्वार थोड़ा अधिक होता है।

अमावस्या पर, सूर्य और चंद्रमा पृथ्वी के एक ही तरफ खड़े होते हैं और उनका गुरुत्वाकर्षण खिंचाव एक दूसरे को पुष्ट करता है। असामान्य रूप से उच्च ज्वार को के रूप में जाना जाता है ज्वार - भाटा।

अपनी धुरी पर पृथ्वी के घूमने के कारण उत्पन्न होने वाले केन्द्रापसारक बल को चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण से बढ़ावा मिलता है, और ऐसा इसलिए है क्योंकि पृथ्वी और चंद्रमा एक दूसरे के चारों ओर घूमते हैं।

पृथ्वी चंद्रमा से इतनी अधिक विशाल है कि ऐसा प्रतीत होता है कि केवल चंद्रमा घूम रहा है, लेकिन वास्तव में दोनों पिंड एक सामान्य बिंदु के चारों ओर घूम रहे हैं जिसे कहा जाता है बैरीसेंटर, जो पृथ्वी की सतह से 1,068 (1,719 किमी) मील नीचे है। यह एक अतिरिक्त केन्द्रापसारक बल बनाता है, जितना कि एक बहुत छोटी स्ट्रिंग पर घूमने वाली गेंद का अनुभव होगा।

इन केन्द्रापसारक बलों का शुद्ध प्रभाव पृथ्वी के महासागरों में एक स्थायी उभार पैदा करना है। यदि चंद्रमा नहीं होता, तो उभार कभी नहीं बदलता और कोई ज्वार नहीं होता। लेकिन एक चंद्रमा है, और यहां बताया गया है कि इसका गुरुत्वाकर्षण एक यादृच्छिक बिंदु पर उभार को कैसे प्रभावित करता है ए घूमती हुई धरती पर:

• आधी रात: बिंदु ए चंद्रमा का सामना कर रहा है, और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और केन्द्रापसारक उभार के संयोजन से उच्च ज्वार पैदा होता है।

• सुबह 6 बजे और शाम 6 बजे: बिंदु ए पृथ्वी और चंद्रमा के बीच एक रेखा के लंबवत है। इसके गुरुत्वाकर्षण बल का सामान्य घटक केन्द्रापसारक उभार का प्रतिकार करता है और इसे अंदर खींचता है। बिंदु ए कम ज्वार का अनुभव करता है।

• दोपहर: बिंदु ए चंद्रमा से पृथ्वी के विपरीत दिशा में है। चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण कमजोर है क्योंकि बिंदु ए अब एक पृथ्वी व्यास दूर है, जो लगभग ८,००० मील (१२,८७५ किमी) है। गुरुत्वाकर्षण बल केन्द्रापसारक उभार को बेअसर करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है, और बिंदु ए एक दूसरे उच्च ज्वार का अनुभव करता है, जो मध्यरात्रि में आए पहले ज्वार से छोटा होता है।

चंद्रमा प्रति दिन 13.2 डिग्री की औसत दर से आकाश में घूमता है, जो लगभग 50 मिनट के अनुरूप होता है, इसलिए अगले दिन पहला उच्च ज्वार दोपहर 12:50 बजे होता है, मध्यरात्रि नहीं। इस प्रकार, उच्च ज्वार का समय बिंदु पर होता है ए चंद्रमा की गति का अनुसरण करता है।

चंद्रमा के समान ज्वार पर सूर्य का प्रभाव पड़ता है, और भले ही यह आधा मजबूत हो, समुद्री ज्वार की भविष्यवाणी करने वाले किसी भी व्यक्ति को इसे ध्यान में रखना होगा।

यदि आप ग्रह के चारों ओर फैले हुए बुलबुले के रूप में ज्वार पर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव की कल्पना करते हैं, तो चंद्रमा का बुलबुला सूर्य से दोगुना लंबा होगा। यह पृथ्वी के चारों ओर उसी गति से घूमता है जैसे चंद्रमा ग्रह की परिक्रमा करता है जबकि सूर्य का बुलबुला सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की गति का अनुसरण करता है।

ये बुलबुले हस्तक्षेप करने वाली तरंगों की तरह परस्पर क्रिया करते हैं, कभी एक दूसरे को बढ़ाते हैं और कभी एक दूसरे को रद्द करते हैं।

ज्वारीय बुलबुला एक आदर्शीकरण है, क्योंकि पृथ्वी पूरी तरह से पानी से ढकी नहीं है। इसमें भूमि द्रव्यमान है जो पानी को घाटियों में सीमित करता है, इसलिए बोलने के लिए। जैसा कि आप एक कप पानी को आगे और पीछे झुकाकर बता सकते हैं, एक कंटेनर में पानी सीमाओं से सीमित पानी से अलग व्यवहार करता है।

पानी के प्याले को एक तरफ ले जाएं, और सारा पानी एक तरफ खिसक जाए, फिर उसे दूसरी तरफ ले जाएं, और पानी वापस आ जाए। तीन मुख्य महासागरीय घाटियों - अटलांटिक, प्रशांत और भारतीय महासागरों में महासागर का पानी - साथ ही सभी छोटे लोगों में, पृथ्वी के अक्षीय चक्कर के कारण एक ही तरह से व्यवहार करता है।

गति इस तरह सरल नहीं है, क्योंकि यह हवाओं, पानी की गहराई, समुद्र तट स्थलाकृति और कोरिओलिस बल के अधीन भी है। पृथ्वी पर कुछ समुद्र तट, विशेष रूप से अटलांटिक तट पर, प्रति दिन दो उच्च ज्वार होते हैं, जबकि अन्य, जैसे कि प्रशांत तट पर कई स्थानों में, केवल एक होता है।

ज्वार के नियमित उतार और प्रवाह का ग्रह के तटरेखाओं पर गहरा प्रभाव पड़ता है, लगातार उनका क्षरण होता है और उनकी विशेषताओं में परिवर्तन होता है। तलछट को पीछे हटने वाले ज्वार पर समुद्र में ले जाया जाता है और ज्वार के वापस आने पर एक अलग स्थान पर जमा किया जाता है।

ज्वारीय क्षेत्रों में समुद्री पौधे और जानवर इस नियमित आंदोलन को अनुकूलित करने और भुनाने के लिए विकसित हुए हैं, और पूरे युग में मछुआरों को अपनी गतिविधियों को इसके अनुरूप करने के लिए समय देना पड़ा है।

ज्वार की गति से भारी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न होती है जिसे बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। ऐसा करने का एक तरीका एक बांध है जो टरबाइन चलाने के लिए हवा को संपीड़ित करने के लिए पानी की गति का उपयोग करता है।

दूसरा तरीका यह है कि टर्बाइनों को सीधे ज्वारीय क्षेत्र में स्थापित किया जाए ताकि पीछे हटने वाला और आगे बढ़ने वाला पानी उन्हें घुमा सके, ठीक उसी तरह जैसे हवा हवा के टर्बाइनों को घुमाती है। क्योंकि पानी हवा की तुलना में बहुत अधिक सघन है, एक ज्वारीय टरबाइन पवन टरबाइन की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है।