24पवनें और वैश्विक परिसंचरण

सदियों तक, यूरोप और अफ़्रीका के बंदरगाहों से अमेरिका महाद्वीपों की ओर निकलने वाले पाल-जहाज़ पूर्व से आने वाली एक स्थिर पवन पर भरोसा करते थे, जो भूमध्य रेखा के दोनों ओर बहती है और उन्हें अटलांटिक के पार ले जाती थी। दुनिया भर के नाविक उसे जानते थे, और अमेरिका महाद्वीपों के साथ शुरुआती व्यापार उसी पर टिका था: वह व्यापारिक पवन है। आज भी मालवाहक जहाज़ अपनी यात्राएँ छोटी करने के लिए व्यापारिक पवनों का, और उनसे चलने वाली महासागरीय धाराओं का, उपयोग करते हैं।

व्यापारिक पवन पूर्व से क्यों बहती है, और हमेशा उन्हीं जगहों पर क्यों? कर्क और मकर रेखाओं के पास मरुस्थल और भूमध्य रेखा के पास वर्षावन क्यों हैं? जवाब सूर्य से शुरू होता है।

पहले से ज्ञात

पवन चलती हुई हवा है (भौतिकी की किताबें)। हवा हर उस चीज़ पर दबाव डालती है जिसे वह छूती है, और ऊँचाई के साथ दाब घटता है (अध्याय 23)। मौसम क्षोभमंडल में होता है, जो वायुमंडल की सबसे निचली परत है। पृथ्वी के जलवायु क्षेत्र हैं: भूमध्य रेखा के पास गरम और नम, वर्षावनों के साथ; कर्क और मकर रेखाओं के पास गरम और सूखे मरुस्थल; ध्रुवों की ओर शीतोष्ण, फिर ठंडे क्षेत्र (अध्याय 11)।

24.1 सूर्य पृथ्वी को असमान रूप से गरम करता है

किसी विषुव के दिन दोपहर को सूर्य भूमध्य रेखा पर ठीक सिर के ऊपर होता है। वहाँ उसकी किरणें खड़ी आती हैं और ज़मीन के एक छोटे टुकड़े पर पड़ती हैं। और उत्तर या दक्षिण में वही किरणें तिरछी आती हैं और एक बड़े टुकड़े पर फैल जाती हैं: हर वर्ग मीटर को उनकी ऊर्जा कम मिलती है। $60{}^{\circ}$ अक्षांश पर वही पुंज भूमध्य रेखा की तुलना में दोगुनी ज़मीन ढकता है, इसलिए हर वर्ग मीटर को आधी ऊर्जा मिलती है।

सूर्य की परिक्रमा करते हुए पृथ्वी की झुकी हुई धुरी सिर के ऊपर वाले सूर्य को कर्क और मकर रेखाओं के बीच आगे-पीछे ले जाती है, जिससे ऋतुएँ बनती हैं (भौतिकी की किताबें); पर पूरे वर्ष भूमध्य रेखा के पास के क्षेत्रों को ध्रुवों के पास के क्षेत्रों से कहीं ज़्यादा ऊर्जा मिलती है। यह असमान गरमाहट पवनों की मुख्य चालक है: वायुमंडल गरम हवा को ध्रुवों की ओर और ठंडी हवा को भूमध्य रेखा की ओर ले जाता है।

24.2 ऊपर उठती और नीचे उतरती हवा

गरम हवा ठंडी हवा से हल्की होती है: वह ऊपर उठती है, और आसपास की ठंडी हवा उसकी जगह लेने बहकर आती है। जहाँ हवा ऊपर उठती है, वहाँ वह ज़मीन पर कम दबाती है: वहाँ दाब निम्न होता है। जहाँ हवा नीचे उतरती है, वहाँ वह ज़्यादा दबाती है: दाब उच्च होता है। ज़मीन पर पवन उच्च दाब से निम्न दाब की ओर बहती है। ऊपर उठती, ठंडी होती, नीचे उतरती और वापस बहती हुई हवा एक चक्कर में घूमती है।

परिभाषा 24.1 (संवहन कोष्ठ)

वायुमंडल में संवहन कोष्ठ चलती हवा का एक चक्कर है: नीचे से गरम हुई हवा ऊपर उठती है, ऊँचाई पर फैलती है, ठंडी होकर कहीं और नीचे उतरती है, और ज़मीन के साथ-साथ वापस वहीं बहती है जहाँ से वह उठी थी। ऊपर उठती हवा के नीचे दाब निम्न होता है; नीचे उतरती हवा के नीचे वह उच्च होता है।

प्रयोगशाला में — गरम हवा ऊपर उठती है

घर के अंदर, पतले काग़ज़ की एक शीट से सेब के छिलके जैसा एक सर्पिल काटो, और उसे उसके बीच से एक धागे पर लटकाओ। जाड़े में उसे किसी गरम रेडिएटर से काफ़ी ऊपर पकड़ो (कभी किसी लौ या मोमबत्ती के ऊपर नहीं): वह धीरे-धीरे घूमने लगता है। रेडिएटर से गरम हुई हवा ऊपर उठती है और सर्पिल को धकेलती है। उसे किसी ठंडी खिड़की के पास पकड़ो: क्या वह उलटी दिशा में घूमता है, या बिल्कुल नहीं?

सबसे छोटे संवहन कोष्ठ धूप वाले दिन समुद्र के किनारे महसूस किए जा सकते हैं। ज़मीन और समुद्र को एक जैसी धूप मिलती है, पर सूर्य की किरणें ज़मीन में गहरे नहीं जातीं, जबकि समुद्र अपनी ऊष्मा पानी की एक मोटी परत में फैला देता है। इसलिए दिन में ज़मीन कहीं ज़्यादा गरम होती है, और रात में कहीं ज़्यादा ठंडी होती है।

परिभाषा 24.2 (समुद्र समीर और स्थल समीर)

समुद्र समीर वह पवन है जो दिन में, जब ज़मीन समुद्र से गरम होती है, समुद्र से ज़मीन की ओर बहती है। स्थल समीर रात में, जब ज़मीन समुद्र से ठंडी हो चुकी होती है, ज़मीन से समुद्र की ओर बहता है।

24.3 वैश्विक पवनें

यही बात पूरी पृथ्वी के पैमाने पर होती है। भूमध्य रेखा के पास बहुत गरम हुई हवा ऊपर उठती है; ऊँचाई पर वह ध्रुवों की ओर फैलती है और $30{}^{\circ}$ अक्षांश के पास फिर नीचे उतरती है। बहुत-से वर्षों के औसत में, हर गोलार्ध का क्षोभमंडल तीन बड़े संवहन कोष्ठों में घूमता है: एक भूमध्य रेखा से लगभग $30{}^{\circ}$ तक, एक लगभग $30{}^{\circ}$ से लगभग $60{}^{\circ}$ तक, और एक लगभग $60{}^{\circ}$ से ध्रुव तक। मौसम वैज्ञानिक उन्हें हैडली, फ़ेरल और ध्रुवीय कोष्ठ कहते हैं। उनकी सीमाएँ ऋतुओं के साथ खिसकती हैं, और बीच वाला कोष्ठ गुज़रते हुए बहुत-से तूफ़ानों का एक मोटा औसत है।

अगर पृथ्वी न घूमती, तो ज़मीन पर बहने वाली पवनें उच्च से निम्न दाब की ओर सीधी जातीं। क्योंकि पृथ्वी घूमती है, चलती हवा एक ओर मुड़ जाती है: उत्तरी गोलार्ध में दाईं ओर, दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर। इसलिए भूमध्य रेखा की ओर वापस बहने वाली हवा उत्तर से नहीं आती, बल्कि उत्तरी गोलार्ध में उत्तर-पूर्व से और दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिण-पूर्व से आती है।

परिभाषा 24.3 (वैश्विक पवनें)

अक्षांश की हर पेटी में ज़मीन पर सबसे अक्सर बहने वाली पवनें हैं:

• व्यापारिक पवनें, भूमध्य रेखा और लगभग $30{}^{\circ}$ के बीच, जो उत्तरी गोलार्ध में उत्तर-पूर्व से और दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिण-पूर्व से बहती हैं;
• पछुआ पवनें, लगभग $30{}^{\circ}$ और $60{}^{\circ}$ के बीच, जो पश्चिम से बहती हैं (उत्तरी गोलार्ध में दक्षिण-पश्चिम से, दक्षिणी में उत्तर-पश्चिम से);
• ध्रुवीय पुरवा पवनें, लगभग $60{}^{\circ}$ और ध्रुवों के बीच, जो पूर्व से बहती हैं।

विधि 24.4 (किसी अक्षांश पर वैश्विक पवन ढूँढना)

1. पेटी ढूँढो: भूमध्य रेखा से लगभग $30{}^{\circ}$ तक, $30{}^{\circ}$ से $60{}^{\circ}$ तक, या $60{}^{\circ}$ से ध्रुव तक।
2. पता करो कि उस पेटी में ज़मीन पर हवा किस ओर बहती है: पहली और आख़िरी पेटी में भूमध्य रेखा की ओर, बीच वाली में ध्रुव की ओर।
3. इस बहाव को एक ओर मोड़ो: उत्तरी गोलार्ध में दाईं ओर, दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर।
4. बताओ कि पवन कहाँ से आती है: पवनों के नाम उस दिशा पर रखे जाते हैं जहाँ से वे बहती हैं।

उदाहरण 24.5 ($40{}^{\circ}$ दक्षिण पर पवन)

$40{}^{\circ}$ दक्षिण पर हम बीच वाली पेटी में हैं, $30{}^{\circ}$ और $60{}^{\circ}$ के बीच। वहाँ ज़मीन पर हवा ध्रुव की ओर, यानी दक्षिण की ओर, बहती है। दक्षिणी गोलार्ध में वह बाईं ओर मुड़ती है: दक्षिण जाती हवा के लिए बायाँ पूर्व है, इसलिए हवा आख़िर में दक्षिण-पूर्व की ओर चलती है। इसलिए वह उत्तर-पश्चिम से आती है: वह पछुआ पवनों में से एक है, जो उत्तर-पश्चिम से बहती है।

भूमध्य रेखा के पास, जहाँ दोनों गोलार्धों की व्यापारिक पवनें मिलती हैं, पवनें थम जाती हैं: नाविक शांति की इस पेटी को डोलड्रम कहते थे। गरम, नम हवा वहाँ ऊपर उठती है, ठंडी होती है और लगातार बौछारें और तड़ित-झंझा लाती है। $30{}^{\circ}$ के पास, नीचे उतरती हवा के नीचे, पवनें हल्की होती हैं और वर्षा दुर्लभ होती है।

परिभाषा 24.6 (वायुमंडल का वैश्विक परिसंचरण)

वायुमंडल का वैश्विक परिसंचरण पूरे ग्रह के चारों ओर हवा की बड़े पैमाने की गति है, जो बहुत-से वर्षों की पवनों का औसत लेने पर दिखती है। यह ऊष्मा को भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर, और जलवाष्प को अक्षांश की एक पेटी से दूसरी पेटी तक ले जाता है।

24.4 वैश्विक परिसंचरण और जलवायु क्षेत्र

वैश्विक परिसंचरण जलवायु के मानचित्र का बहुत-सा हिस्सा समझाता है। जहाँ हवा ऊपर उठती है, भूमध्य रेखा के पास, वह ठंडी होती है और उसकी जलवाष्प बादलों में बदल जाती है: वर्षा अक्सर होती है, और वर्षावन उगते हैं। जहाँ हवा नीचे उतरती है, $30{}^{\circ}$ उत्तर और दक्षिण के पास, वह नीचे आते हुए गरम होती है, उसके बादल सूख जाते हैं, और वर्षा दुर्लभ होती है: सहारा जैसे बड़े गरम मरुस्थल इन्हीं पेटियों में हैं। मध्य अक्षांशों में पछुआ पवनें एक के बाद एक तूफ़ान लाती हैं, हर ऋतु में वर्षा के साथ।

उदाहरण 24.7 (चार शहर, चार पेटियाँ)

अध्याय 11 के जलवायु चार्टों वाले चारों शहर उत्तरी गोलार्ध में, बहुत अलग-अलग अक्षांशों पर हैं। उनकी वार्षिक वर्षा और हिम वैश्विक परिसंचरण की पेटियों के अनुसार हैं (नीचे का चार्ट)। हिलो, $20{}^{\circ}$ उत्तर पर, व्यापारिक पवनों की पेटी में महासागर के बीच एक द्वीप पर है, जहाँ व्यापारिक पवनें जलवाष्प उठाती हैं: वहाँ एक वर्ष में लगभग $3000\,\mathrm{mm}$ गिरता है। फ़ीनिक्स, $33{}^{\circ}$ उत्तर पर, $30{}^{\circ}$ के पास, नीचे उतरती हवा के नीचे है: $200\,\mathrm{mm}$ से कम। सिएटल, $47{}^{\circ}$ उत्तर पर, पछुआ पवनों में है, जिनके तूफ़ान एक वर्ष में लगभग $1000\,\mathrm{mm}$ लाते हैं, उसका ज़्यादातर हिस्सा पतझड़ से वसंत तक। उत्कियाग्विक, $71{}^{\circ}$ उत्तर पर, उस ठंडी हवा के नीचे है जो ध्रुव के पास नीचे उतरती है: $150\,\mathrm{mm}$ से कम, एक ठंडा मरुस्थल।

चार शहर केवल चार बिंदु हैं: पहाड़, तट और ठंडे या गरम समुद्र भी बदलते हैं कि किसी जगह कितनी वर्षा होती है। पेटियाँ जलवायु के मानचित्र का मोटा ढाँचा देती हैं, हर शहर की वर्षा नहीं।

24.5 अभ्यास

अभ्यास 24.1 ★

उस वैश्विक पवन का नाम बताओ जो सबसे अक्सर बहती है: (क) $15{}^{\circ}$ उत्तर पर; (ख) $45{}^{\circ}$ दक्षिण पर; (ग) $75{}^{\circ}$ उत्तर पर; (घ) $20{}^{\circ}$ दक्षिण पर। हर बार उसकी दिशा बताओ।

हल

हल — अभ्यास 24.1.

(क) उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन, उत्तर-पूर्व से। (ख) पछुआ पवनें, उत्तर-पश्चिम से। (ग) ध्रुवीय पुरवा पवनें, पूर्व से (उत्तर-पूर्व से)। (घ) दक्षिण-पूर्वी व्यापारिक पवन, दक्षिण-पूर्व से।

अभ्यास 24.2 ★

हर वाक्य पूरा करो। (क) गरम हवा … और ठंडी हवा …। (ख) ऊपर उठती हवा के नीचे ज़मीन पर दाब … होता है। (ग) ज़मीन पर पवन … दाब से … दाब की ओर बहती है। (घ) उत्तरी गोलार्ध में पृथ्वी का घूमना चलती हवा को … ओर मोड़ता है।

हल

हल — अभ्यास 24.2.

(क) गरम हवा ऊपर उठती है और ठंडी हवा नीचे उतरती है। (ख) निम्न। (ग) उच्च दाब से निम्न दाब की ओर। (घ) दाईं ओर।

अभ्यास 24.3 ★

सही या ग़लत? ग़लत वाक्यों को सुधारो। (क) समुद्र समीर ज़मीन से समुद्र की ओर बहता है। (ख) दिन में ज़मीन समुद्र से जल्दी गरम होती है। (ग) व्यापारिक पवनें पश्चिम से बहती हैं। (घ) बहुत-से बड़े मरुस्थल $30{}^{\circ}$ अक्षांश के पास हैं।

हल

हल — अभ्यास 24.3.

(क) ग़लत: समुद्र समीर समुद्र से ज़मीन की ओर बहता है (दिन में)। (ख) सही। (ग) ग़लत: वे पूर्व से बहती हैं (उत्तर-पूर्व से या दक्षिण-पूर्व से)। (घ) सही।

अभ्यास 24.4 ★

एक तट बनाओ, बाईं ओर समुद्र और दाईं ओर ज़मीन। सूर्य जोड़ो, फिर तीरों से समुद्र समीर का हवा का चक्कर बनाओ। जहाँ ज़मीन पर दाब उच्च और निम्न है, वहाँ उच्च और निम्न लिखो।

हल

हल — अभ्यास 24.4.

चित्र एक चक्कर दिखाता है: ज़मीन के साथ-साथ समुद्र से ज़मीन की ओर एक तीर; ज़मीन के ऊपर, ऊपर जाता एक तीर; ऊँचाई पर, ज़मीन से वापस समुद्र के ऊपर एक तीर; समुद्र के ऊपर, नीचे आता एक तीर। उतरती हवा के नीचे (समुद्र के ऊपर) ज़मीन पर “उच्च” लिखा है, उठती हवा के नीचे (ज़मीन के ऊपर) “निम्न”।

अभ्यास 24.5 ★★

इस अध्याय की पुंजों वाली तालिका का उपयोग करो। (क) $45{}^{\circ}$ पर एक पुंज भूमध्य रेखा की तुलना में कितनी ज़्यादा ज़मीन ढकता है? (ख) $60{}^{\circ}$ पर हर वर्ग मीटर को भूमध्य रेखा की ऊर्जा का कितना प्रतिशत मिलता है? (ग) $75{}^{\circ}$ पर? (घ) एक वाक्य में समझाओ कि ध्रुव ठंडे क्यों हैं।

हल

हल — अभ्यास 24.5.

(क) 1.41 गुना ज़मीन। (ख) 50 %। (ग) 26 %। (घ) ध्रुवों के पास सूर्य का प्रकाश तिरछा आता है और एक बड़े क्षेत्र पर फैल जाता है, इसलिए हर वर्ग मीटर को थोड़ी ऊर्जा मिलती है।

अभ्यास 24.6 ★★

एक नाव उत्तरी गोलार्ध और फिर दक्षिणी गोलार्ध से होकर ठीक दक्षिण की ओर चलती है। (क) $70{}^{\circ}$ उत्तर से $70{}^{\circ}$ दक्षिण तक, क्रम से, उसे कौन-सी पवनें मिलती हैं? (ख) उसे शांत हवा और लगातार बौछारें कहाँ मिलने की संभावना है? (ग) पवनें कहाँ हल्की और वर्षा दुर्लभ हैं?

हल

हल — अभ्यास 24.6.

(क) ध्रुवीय पुरवा पवनें ($70{}^{\circ}$ से $60{}^{\circ}$ उत्तर तक), पछुआ पवनें ($60{}^{\circ}$ से $30{}^{\circ}$ उत्तर तक), उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवनें ($30{}^{\circ}$ उत्तर से भूमध्य रेखा तक), दक्षिण-पूर्वी व्यापारिक पवनें (भूमध्य रेखा से $30{}^{\circ}$ दक्षिण तक), पछुआ पवनें ($30{}^{\circ}$ से $60{}^{\circ}$ दक्षिण तक), ध्रुवीय पुरवा पवनें ($60{}^{\circ}$ से $70{}^{\circ}$ दक्षिण तक)। (ख) भूमध्य रेखा के पास, डोलड्रम में। (ग) $30{}^{\circ}$ उत्तर और $30{}^{\circ}$ दक्षिण के पास, नीचे उतरती हवा के नीचे।

अभ्यास 24.7 ★★

एक समुद्र तट पर दोपहर 3 बजे रेत पर $31{}^{\circ}\mathrm{C}$ और समुद्र के ऊपर $22{}^{\circ}\mathrm{C}$ है। रात 3 बजे ज़मीन पर $17{}^{\circ}\mathrm{C}$ और समुद्र के ऊपर $21{}^{\circ}\mathrm{C}$ है। (क) दोपहर 3 बजे कौन ज़्यादा गरम है? पवन किस ओर बहती है? (ख) और रात 3 बजे? (ग) दोनों समयों के बीच ज़मीन का तापमान कितने डिग्री बदलता है? और समुद्र का तापमान? (घ) अंतर समझाओ।

हल

हल — अभ्यास 24.7.

(क) ज़मीन ($31 > 22$): पवन समुद्र से ज़मीन की ओर बहती है, एक समुद्र समीर। (ख) समुद्र ($21 > 17$): पवन ज़मीन से समुद्र की ओर बहती है, एक स्थल समीर। (ग) ज़मीन: $31 - 17 = 14$ डिग्री; समुद्र: $22 - 21 = 1$ डिग्री। (घ) सूर्य की किरणें ज़मीन की केवल एक पतली परत को गरम करती हैं, जो जल्दी गरम और जल्दी ठंडी होती है; समुद्र अपनी ऊष्मा पानी की एक मोटी परत में फैला देता है, इसलिए उसका तापमान दिन और रात के बीच मुश्किल से बदलता है।

अभ्यास 24.8 ★★

हवा $30{}^{\circ}$ उत्तर के पास की उच्च दाब पेटी से भूमध्य रेखा की ओर बहती है। (क) पृथ्वी के घूमने के बिना वह किस दिशा से बहती? (ख) इस गोलार्ध में घूमना उसे किस ओर मोड़ता है? (ग) तब वह किस दिशा से बहती है? (घ) $30{}^{\circ}$ दक्षिण से भूमध्य रेखा की ओर बहती हवा के लिए यही तीन प्रश्न हल करो।

हल

हल — अभ्यास 24.8.

(क) उत्तर से। (ख) दाईं ओर। (ग) उत्तर-पूर्व से (यह उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन है)। (घ) घूमने के बिना वह दक्षिण से बहती; घूमना उसे बाईं ओर मोड़ता है; वह दक्षिण-पूर्व से बहती है।

अभ्यास 24.9 ★★

क़दम-दर-क़दम समझाओ कि भूमध्य रेखा के पास इतनी अक्सर वर्षा क्यों होती है: ये शब्द इस्तेमाल करो: गरम होती है, ऊपर उठती है, ठंडी होती है, बादल। फिर समझाओ कि उत्तरी अफ़्रीका में $25{}^{\circ}$ उत्तर के पास मरुस्थल क्यों है: ये शब्द इस्तेमाल करो: नीचे उतरती है, उच्च दाब, सूखा।

हल

हल — अभ्यास 24.9.

भूमध्य रेखा के पास ज़मीन और समुद्र सूर्य से बहुत गरम होते हैं; गरम, नम हवा ऊपर उठती है; उठते हुए वह ठंडी होती है, और उसकी जलवाष्प बादलों में बदल जाती है, जो बौछारें और तड़ित-झंझा लाते हैं। $25{}^{\circ}$ उत्तर के पास, भूमध्य रेखा पर उठी हवा नीचे उतरती है; उसके नीचे ज़मीन पर दाब उच्च होता है; उतरती हवा गरम होती है, उसके बादल सूख जाते हैं और क्षेत्र सूखा रहता है: एक मरुस्थल।

अभ्यास 24.10 ★★

एक पाल-जहाज़ यूरोप के पश्चिमी तट पर $40{}^{\circ}$ उत्तर के एक बंदरगाह से कैरिबियन के लिए, $15{}^{\circ}$ उत्तर पर, निकलता है। (क) $40{}^{\circ}$ उत्तर पर उसे कौन-सी पवन मिलेगी? क्या वह जहाज़ को पश्चिम की ओर चलने में मदद करेगी? (ख) जहाज़ को पहले दक्षिण की ओर क्यों चलना चाहिए? (ग) कौन-सी पवन उसे पश्चिम की ओर ले जाती है, और किन अक्षांशों के बीच? (घ) यूरोप लौटने की यात्रा के लिए जहाज़ को कौन-सी पवन ढूँढनी चाहिए, और किस अक्षांश पर?

हल

हल — अभ्यास 24.10.

(क) पछुआ पवनें। नहीं: वे पश्चिम से बहती हैं, पश्चिम की ओर चलते जहाज़ के ख़िलाफ़। (ख) व्यापारिक पवनों की पेटी तक पहुँचने के लिए, लगभग $30{}^{\circ}$ उत्तर के दक्षिण में। (ग) उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन, भूमध्य रेखा और लगभग $30{}^{\circ}$ उत्तर के बीच। (घ) पछुआ पवनें, लगभग $30{}^{\circ}$ उत्तर के उत्तर में ($40{}^{\circ}$ उत्तर के पास, जो घर के बंदरगाह का अक्षांश है)।

अभ्यास 24.11 ★★★

अक्षांश $L$ पर, किसी विषुव के दिन दोपहर को सूर्य के प्रकाश का एक पुंज भूमध्य रेखा पर ढकी ज़मीन का $1 \div \cos L$ गुना ढकता है (कैलकुलेटर पर, $\cos 60^\circ = 0.5$)। (क) $60{}^{\circ}$ का मान जाँचो। (ख) $\cos 30^\circ \approx 0.866$ का उपयोग करके, $30{}^{\circ}$ का मान जाँचो, दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित। (ग) मान लो समतल रखा एक सौर पैनल उस दिन भूमध्य रेखा पर दोपहर को हर वर्ग मीटर पर $1000\,\mathrm{W}$ पाता है। वही पैनल $30{}^{\circ}$ पर लगभग कितना पाएगा? $60{}^{\circ}$ पर?

हल

हल — अभ्यास 24.11.

(क) $1 \div 0.5 = 2$: तालिका 2 देती है। (ख) $1 \div 0.866 \approx 1.1547$, यानी 1.15। (ग) $30{}^{\circ}$ पर: $1000 \div 1.15 \approx 870\,\mathrm{W}$ हर वर्ग मीटर पर (ठीक-ठीक $1000 \times 0.866 = 866\,\mathrm{W}$)। $60{}^{\circ}$ पर: $1000 \div 2 = 500\,\mathrm{W}$।

अभ्यास 24.12 ★★★

हर गोलार्ध में वैश्विक परिसंचरण के तीन कोष्ठ हैं। (क) उत्तरी गोलार्ध का बगल से दृश्य बनाओ, नीचे भूमध्य रेखा और ऊपर ध्रुव, और तीनों कोष्ठ चक्करों के रूप में; दिखाओ कि हवा कहाँ ऊपर उठती है और कहाँ नीचे उतरती है। (ख) ज़मीन पर उच्च और निम्न दाब की पेटियाँ चिह्नित करो। (ग) हर कोष्ठ की ज़मीनी पवनें जोड़ो, दाईं ओर मुड़ी हुई। (घ) अपने चित्र का उपयोग करके समझाओ कि पछुआ पवनें उत्तर-पूर्व की ओर क्यों बहती हैं।

हल

हल — अभ्यास 24.12.

(क) तीन चक्कर: हवा भूमध्य रेखा पर उठती है और $30{}^{\circ}$ के पास उतरती है; $60{}^{\circ}$ के पास उठती है और $30{}^{\circ}$ के पास उतरती है; $60{}^{\circ}$ के पास उठती है और ध्रुव पर उतरती है। (ख) भूमध्य रेखा पर और $60{}^{\circ}$ के पास निम्न; $30{}^{\circ}$ के पास और ध्रुव पर उच्च। (ग) $30{}^{\circ}$ से भूमध्य रेखा तक ज़मीनी हवा दक्षिण की ओर जाती है और दाईं ओर मुड़ती है: उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन। $30{}^{\circ}$ से $60{}^{\circ}$ तक वह उत्तर की ओर जाती है और दाईं ओर मुड़ती है: वह दक्षिण-पश्चिम से आती है। ध्रुव से $60{}^{\circ}$ तक वह दक्षिण की ओर जाती है, दाईं ओर मुड़ी हुई: ध्रुवीय पुरवा पवन। (घ) बीच वाले कोष्ठ में ज़मीनी हवा ध्रुव की ओर, यानी उत्तर की ओर, बहती है; दाईं ओर मुड़कर वह उत्तर-पूर्व की ओर बढ़ती है: ये पछुआ पवनें हैं।

24.6 समस्या: व्यापारिक पवनों के साथ नौकायन

समस्या 24.1

सप्ताहांत समस्या — एक पाल-जहाज़ उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन के साथ काबो वर्दे से बारबाडोस तक अटलांटिक पार करता है; मानचित्र पर रास्ता मापा जाता है, पवन पढ़ी जाती है, और यात्रा की अवधि निकाली जाती है

एक पाल-जहाज़ काबो वर्दे द्वीपों के प्राइया से बारबाडोस के ब्रिजटाउन के लिए निकलता है। मानचित्र रास्ता और व्यापारिक पवन दिखाता है।

भाग I — रास्ता।

1. प्राइया $14.9{}^{\circ}$ उत्तर, $23.5{}^{\circ}$ पश्चिम पर है; ब्रिजटाउन $13.1{}^{\circ}$ उत्तर, $59.6{}^{\circ}$ पश्चिम पर। उन्हें देशांतर के कितने डिग्री अलग करते हैं?
2. दोनों बंदरगाह $14{}^{\circ}$ उत्तर के पास हैं। इस अक्षांश रेखा के साथ, देशांतर का एक डिग्री लगभग $108\,\mathrm{km}$ मापता है। यात्रा लगभग कितने किलोमीटर की है? निकटतम सौ तक पूर्णांकित करो।
3. गोल पृथ्वी पर ठीक-ठीक मापने पर सबसे छोटा रास्ता $3896\,\mathrm{km}$ है। क्या प्रश्न 2 का जवाब एक अच्छा अनुमान है?
4. क्या बंदरगाह व्यापारिक पवनों की पेटी में हैं? समझाओ।

भाग II — पवन।

5. यहाँ व्यापारिक पवन किस दिशा से बहती है?
6. जहाज़ पश्चिम की ओर चलता है। पवन उसे आगे, पीछे या बगल की ओर धकेलती है? मानचित्र से समझाओ।
7. यात्रा के लगभग हर दिन व्यापारिक पवन एक ही दिशा में क्यों बहती है?
8. यूरोप लौटते हुए कप्तान को $14{}^{\circ}$ उत्तर के साथ-साथ पूर्व की ओर चलने की कोशिश क्यों नहीं करनी चाहिए?

भाग III — यात्रा।

9. मान लो जहाज़ औसतन $7\,\mathrm{km}$ प्रति घंटा चलता है। 24 घंटे के एक दिन में वह कितने किलोमीटर तय करता है?
10. अगर रास्ते में 3 दिन पवन थम जाए, तो जहाज़ कितने किलोमीटर की प्रगति खोएगा?
11. स्थिर व्यापारिक पवन के साथ जहाज़ को $3896\,\mathrm{km}$ के लिए कितने दिन चाहिए? एक दशमलव स्थान तक पूर्णांकित करो।
12. निकटतम पूरे दिन तक, यात्रा कितनी देर चलती है? यह एक महीने से ज़्यादा है या कम?

हल

हल — समस्या 24.1.

1. $59.6 - 23.5 = 36.1$ डिग्री देशांतर।

2. $36.1 \times 108 \approx 3899$: लगभग $3900\,\mathrm{km}$।

3. हाँ: $3900 - 3896 = 4$ km, एक नन्हा अंतर।

4. हाँ: दोनों $14{}^{\circ}$ उत्तर के पास हैं, भूमध्य रेखा और लगभग $30{}^{\circ}$ उत्तर के बीच, उत्तर-पूर्वी व्यापारिक पवन की पेटी में।

5. उत्तर-पूर्व से (तीर दक्षिण-पश्चिम की ओर इशारा करते हैं)।

6. आगे, और थोड़ा बगल की ओर: पवन जहाज़ के पीछे से, थोड़ा उसकी दाईं ओर से, आती है और उसे पश्चिम की ओर धकेलती है।

7. यह वैश्विक परिसंचरण का हिस्सा है: हवा $30{}^{\circ}$ उत्तर के पास लगातार नीचे उतरती है और भूमध्य रेखा के पास ऊपर उठती है, इसलिए ज़मीनी हवा भूमध्य रेखा की ओर बहती रहती है, और पृथ्वी का घूमना उसे हमेशा दाईं ओर मोड़ता है।

8. व्यापारिक पवन जहाज़ के ख़िलाफ़ बहेगी। पछुआ पवनें ढूँढने के लिए कप्तान को उत्तर की ओर, लगभग $30{}^{\circ}$ उत्तर से आगे, चलना चाहिए।

9. $7 \times 24 = 168\,\mathrm{km}$ प्रति दिन।

10. $3 \times 168 = 504\,\mathrm{km}$।

11. $3896 \div 168 \approx 23.2$ दिन।

12. लगभग 23 दिन: एक महीने से कम।