कॉरिओलिस प्रभाव क्या है और कैसे काम करता हैं?

कॉरिओलिस प्रभाव का उन वस्तुओं के विक्षेपण के पैटर्न का वर्णन करता है जो पृथ्वी के चारों ओर लंबी दूरी तय करते समय जमीन से मजबूती से जुड़ी नहीं होती हैं. कॉरिओलिस प्रभाव बड़े पैमाने के मौसम पैटर्न के लिए ज़िम्मेदार है. यह प्रभाव वायुराशियों समेत अन्य सभी वस्तुओं पर लागू होता है, जो जमीन से जुड़ा नहीं है.

फ्रांसीसी इंजीनियर-गणितज्ञ गुस्ताव-गैस्पर्ड कोरिओलिस (Gustave-Gaspard Coriolis) ने 1835 में कोरिओलिस प्रभाव का पहली बार वर्णन किया. उन्हीं के नाम पर इसका नामकरण किया गया है.

क्या है कॉरिओलिस प्रभाव (What is Coriolis Effect in Hindi)?

कॉरिओलिस प्रभाव का कारण पृथ्वी के घूर्णन में निहित है. पृथ्वी ध्रुवों की तुलना में भूमध्य रेखा पर अधिक तेजी से घूमती है. पृथ्वी भूमध्य रेखा पर चौड़ी है. इसलिए 24 घंटे की अवधि में एक चक्कर लगाने के लिए, भूमध्यरेखीय क्षेत्र लगभग 1,600 किलोमीटर (1,000 मील) प्रति घंटे के वेग से पृथ्वी पर घूमना पड़ता है. वहीं, ध्रुवों के पास पृथ्वी की चौड़ाई काफी कम होती है. इसलिए, ध्रुवों के पास, पृथ्वी 0.00008 किलोमीटर (0.00005 मील) प्रति घंटे की धीमी गति से घूमती है.

वास्तव में, कॉरिओलिस प्रभाव एक अपकेंद्र बल है जो पृथ्वी के घूर्णन के कारण होता है. यह बल पृथ्वी की सतह पर गतिमान वस्तुओं को विक्षेपित करता है, जिससे वे अपने पथ से दूर हो जाते हैं.

आइए मान लें कि आप ध्रुव पर खड़े हैं और भूमध्य रेखा पर अपने मित्र को गेंद फेंकना चाहते हैं. यदि आप गेंद को सीधी रेखा में फेंकते हैं, तो यह आपके मित्र के बाएं ओर गिरती हुई प्रतीत होगी. इसका कारण है कि जब तक उसके पास गेंद पहुँचता है, पृथ्वी के घूर्णन के कारण वह अपना स्थान भी बदल चुका होता है.

यह स्पष्ट विक्षेपण कॉरिओलिस प्रभाव कहलाता है. इसके कारण लम्बी दुरी की यात्रा करने वाले तरल, जैसे वायु धाराएं, ऊपर वर्णित गेंद की तरह व्यवहार करते है. इसके कारण ही उत्तरी गोलार्ध में गतिमान वस्तु दाईं ओर तो दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर विक्षेपित होते है. दक्षिणी गोलार्ध में, यह बल वस्तुओं को बाईं ओर विक्षेपित करता है. इस कारण से, चक्रवात उत्तरी गोलार्ध में वामावर्त (counterclockwise) घूमते हैं, जबकि दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिणावर्त (clockwise) घूमते हैं.

कॉरिओलिस प्रभाव का परिणाम – पृथ्वी का वेग और कॉरिओलिस प्रभाव से विक्षेपित होने वाली वस्तु या तरल पदार्थ का वेग – वेग पर निर्भर है. इस बल का सीधा सम्बन्ध उच्च वेग या लम्बी दुरी से है.

कॉरिओलिस बल का मौसम पर प्रभाव (Coriolis Force impact on Weather)

मौसम के मिजाज का विकास, जैसे चक्रवात और व्यापारिक हवाएँ, कोरिओलिस प्रभाव के प्रभाव के उदाहरण हैं.

चक्रवात कम दबाव वाली वायु प्रणालियाँ हैं, जो हवा को अपने केंद्र या “आंख” में खींच लेती हैं. उत्तरी गोलार्ध में, उच्च दबाव वाली प्रणालियों से तरल पदार्थ कम दबाव वाली प्रणालियों से अपने दाहिनी ओर गुजरते हैं. जैसे ही वायुराशियों को सभी दिशाओं से चक्रवातों में खींचा जाता है, वे विक्षेपित हो जाते हैं, और इस तूफान प्रणाली में तूफान – वामावर्त घूमने लगती है.

दक्षिणी गोलार्ध में धाराएँ बाईं ओर विक्षेपित होती हैं. परिणामस्वरूप, तूफान दक्षिणावर्त घूमने लगती हैं.

तूफान प्रणालियों के बाहर, कोरिओलिस प्रभाव का प्रभाव दुनिया भर में नियमित हवा के पैटर्न को परिभाषित करने में मदद करता है.

उदाहरण के लिए, जैसे ही गर्म हवा भूमध्य रेखा के पास से ऊपर उठती है, वह ध्रुवों की ओर प्रवाहित होती है. उत्तरी गोलार्ध में, ये गर्म हवा की धाराएँ उत्तर की ओर बढ़ने पर दाहिनी ओर (पूर्व) विक्षेपित हो जाती हैं. वायु धाराएँ लगभग 30° उत्तरी अक्षांश पर वापस जमीन की ओर उतरती हैं. जैसे-जैसे वायु की ये धाराएं नीचे आती है, यह धीरे-धीरे उत्तर-पूर्व से दक्षिण-पश्चिम की ओर, वापस भूमध्य रेखा की ओर बढ़ती है. इन वायुराशियों के लगातार प्रसारित होने वाले पैटर्न को व्यापारिक पवनें कहा जाता है.

इस प्रकार, व्यापारिक हवाएं कॉरिओलिस प्रभाव के कारण भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर बहती है. व्यापारिक हवाएं आमतौर पर धीमी और स्थिर होती हैं, और वे गर्म जलवायु वाले क्षेत्रों से ठंडे जलवायु वाले क्षेत्रों तक गर्मी भी ले जाती हैं.

व्यापारिक पवनों के साथ ही, मानसूनी पवन व उपोष्ण कटिबंधीय उच्च वायुदाब पेटी तथा उप ध्रुवीय निम्न दाब पेटियों का निर्माण कॉरिओलिस प्रभाव के कारण होता है.

महासागरीय धारा पर कॉरिओलिस प्रभाव (Coriolis Effect on Ocean Currents)

समुद्री जल की निरंतर, निर्देशित और पूर्वानुमानित गति को महासागरीय धारा के रूप में जाना जाता है. समुद्र के पानी में हवा का प्रवाह ही समुद्री धाराओं को प्रेरित करता है और हवा का रुख को कॉरिओलिस प्रभाव से निर्धारित होता है. इसलिए कॉरिओलिस प्रभाव का समुद्री धाराओं की दिशा पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है. कॉरिओलिस प्रभाव गर्म, उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में सर्पिल पैटर्न उत्पन्न करता है जिसे जाइर (gyres) के रूप में जाना जाता है, जहां समुद्र की कई सबसे बड़ी धाराएं बहती हैं.

मानव गतिविधि पर प्रभाव (Effect on Human Activity)

हवाई जहाज और रॉकेट जैसी तेज़ गति से चलने वाली वस्तुओं पर कॉरिओलिस प्रभाव से प्रभावित होता है. प्रचलित हवाओं की दिशाएं काफी हद तक कॉरिओलिस प्रभाव से निर्धारित होती हैं और पायलटों को लंबी दूरी के लिए उड़ान पथ निर्धारित करते समय इसे ध्यान में रखना चाहिए.

सैन्य निशानेबाजों को कभी-कभी कॉरिओलिस प्रभाव पर विचार करना पड़ता है. यद्यपि गोलियों का प्रक्षेप पथ पृथ्वी के घूर्णन से प्रभावित होने के लिए बहुत छोटा है. स्नाइपर का लक्ष्य अन्य लोगों के काफी करीब होता है, इसलिए कुछ सेंटीमीटर का विक्षेपण भी निर्दोष लोगों को घायल कर सकता है.

कोरिओलिस प्रभाव का सबसे अच्छा उदाहरण बाथटब में पानी के बहाव में देखा जा सकता है. जब आप बाथटब में पानी भरते हैं, तो यह धीरे-धीरे केंद्र की ओर बहता है. हालांकि, पृथ्वी की गति के कारण, पानी के कण उत्तर-दक्षिण दिशा में एक विक्षेपण का अनुभव करते हैं. इस विक्षेपण के कारण पानी बाथटब के दक्षिणी छोर पर दक्षिण की ओर बहता है और उत्तरी छोर पर उत्तर की ओर बहता है.

अन्य ग्रहों पर कॉरिओलिस प्रभाव (Coriolis Effect on other planets)

पृथ्वी अन्य ज्ञात ग्रहों की तुलना में काफी धीमी गति से घूमती है. पृथ्वी के धीमी गति से घूमने का मतलब है कि कॉरिओलिस प्रभाव इतना मजबूत नहीं है कि कम दूरी पर धीमी गति से देखा जा सके, जैसे बाथटब में पानी की निकासी.

दूसरी ओर, बृहस्पति, सौरमंडल में सबसे तेज़ गति से घूमता है. बृहस्पति पर, कॉरिओलिस प्रभाव वास्तव में उत्तर-दक्षिण हवाओं को पूर्व-पश्चिम हवाओं में बदल देता है. इसके कारण ही बृहस्पति ग्रह पर कुछ हवाएं 610 किलोमीटर (380 मील) प्रति घंटे से अधिक की दर से बहती है.

अधिकतर पूर्व की ओर बहने वाली हवाओं और पश्चिम की ओर चलने वाली हवाओं के बीच का विभाजन ग्रह के बादलों के बीच स्पष्ट क्षैतिज विभाजन बनाता है, जिन्हें बेल्ट कहा जाता है. इन तेज़ गति से चलने वाली पट्टियों के बीच की सीमाएँ अविश्वसनीय रूप से सक्रिय तूफान क्षेत्र हैं. 180 साल पुराना ग्रेट रेड स्पॉट इन तूफानों में सबसे अधिक प्रसिद्ध है.

कॉरिओलिस बल (Coriolis Force in Hindi)

हवा को विक्षेपित करने वाली अदृश्य शक्ति कॉरिओलिस बल है. कॉरिओलिस बल घूमती हुई वस्तुओं की गति पर लागू होता है. यह वस्तु के द्रव्यमान और वस्तु के घूमने की दर से निर्धारित होता है. कोरिओलिस बल वस्तु की धुरी के लंबवत होती है. पृथ्वी अपनी धुरी पर पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है. इसलिए, कॉरिओलिस बल उत्तर और दक्षिण ध्रुव में कार्य करता है. भूमध्य रेखा पर कोरिओलिस बल शून्य होता है.

कॉरिओलिस बल ध्रुवों के पास सबसे मजबूत होता है और भूमध्य रेखा पर अनुपस्थित होता है. चक्रवातों को प्रसारित होने के लिए कॉरिओलिस बल की आवश्यकता होती है. इस कारण ही भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में तूफान लगभग कभी नहीं आते हैं और कभी भी भूमध्य रेखा को पार नहीं करते हैं.

भूमध्य रेखा पर उत्तरी और दक्षिणी गोलार्द्ध का आभासी बल एक दूसरे को संतुलित कर देते हैं, इससे कोरिऑलिस प्रभाव लगभग शून्य हो जाता है. विषुवत रेखा पर कोणीय आवेग के परिवर्तन की दर अपेक्षाकृत कम होती है जिससे यह प्रभाव कम हो जाता है. इसके अलावा, विषुवत रेखा पर कोई पदार्थ घूर्णन अक्ष के समानांतर होता है, जिससे कोरिऑलिस प्रभाव का मान शून्य हो जाता है.

यद्यपि कॉरिओलिस बल गणितीय समीकरणों में उपयोगी है. लेकिन, वास्तव में इसमें कोई भौतिक बल शामिल नहीं है. इसके बजाय, यह हवा में मौजूद किसी वस्तु से भिन्न गति से चलने वाली ज़मीन की गति मात्र है.