ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંત

March, 2016

ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંત (Tricellular Theory) : પૃથ્વીની સપાટી તથા ઊંચાઈ પરના પવનોની દિશાનું અર્થઘટન કરવા માટે તથા અગાઉના એક-કોષીય સિદ્ધાંતમાં સુધારા કરવા માટે પ્રતિપાદિત કરવામાં આવેલો સિદ્ધાંત.

પૃથ્વી પર મળતી સૂર્યની ગરમીનો જથ્થો (budget) તપાસવાથી જણાય છે કે વિષુવવૃત્તીય પ્રદેશો સાહજિક રીતે ગરમી મેળવે છે અને ધ્રુવીય પ્રદેશો સાહજિક રીતે ગરમી ગુમાવે છે. આ પ્રમાણેની અસંતુલિત ગરમીની આવક-જાવકને લીધે વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારની ગરમ હવા ઉપર ચઢીને ઉચ્ચ સ્તરમાં ધ્રુવીય દિશા તરફ વહે છે. અને ધ્રુવીય વિસ્તારમાં તે નીચે ઊતરીને વિષુવવૃત્ત તરફ પાછી વહે છે. પૃથ્વીના ચાકને લીધે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં આ પવનો જમણી બાજુ તરફ અને દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં ડાબી બાજુ તરફ ફંટાય છે. આમ, પૃથ્વીની સપાટી પર પશ્ચિમ દિશા અને વિષુવવૃત્ત તરફનું તથા ઉચ્ચ સ્તરમાં પૂર્વ દિશા અને ધ્રુવ તરફનું હવાનું પરિભ્રમણ થાય છે, જેને હેડલી કોષ (Hadley Cell) કહે છે. આ પ્રકારના હેડલી કોષ બંને ગોળાર્ધમાં હોય છે.

ઉપર્યુકત સરળ એકકોષીય સિદ્ધાંતમાં ઘણી ત્રુટિઓ હતી, તેથી ઘણાં અવલોકનો સમજાવી શકાતાં નહોતાં. એક-કોષીય સિદ્ધાંતને સ્થાને 1928માં ટી.બર્ગરોને, ત્રિકોષીય સિદ્ધાંત રજૂ કર્યો, જેમાં બે હેડલી કોષ – એક વિષુવવૃત્ત પાસે અને બીજો ધ્રુવ પાસે – હતા. આ બંને કોષ વચ્ચે એક ફેરેલ કોષ (Ferrel Cell) પણ હતો. આ ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંતમાં સપાટી પર હવા પૂર્વ તરફ ધ્રુવની દિશામાં અને ઉચ્ચ સ્તરમાં તે પશ્ચિમ તરફ વિષુવવૃત્તની દિશામાં વહે છે; અર્થાત્, હેડલી કોષની વિરુદ્ધ.

ઉપર્યુક્ત ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંત દ્વારા સપાટી પરના પવનોની દિશા સમજી શકાય છે; તેમ છતાં, વિગતવાર જોતાં, આ સિદ્ધાંતની કેટલીક નીચે પ્રમાણે ત્રુટિઓ નોંધવામાં આવી :

(1) મધ્ય અક્ષાંશો પર પશ્ચિમ દિશામાંથી વહેતા પવનો ઊંચાઈ પર ફંટાઈને ઊલટી દિશામાં નથી વહેતા, પરંતુ વધારે ગતિમાન બને છે એ હકીકત ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાતી નથી.

(2)  ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં ઊંચાઈ પરના પવનો મોટેભાગે મંદ હોય છે અથવા હોતા જ નથી.

(3) ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં વાતાવરણ, જેટલા પ્રમાણમાં સૂર્યની ઉષ્માશક્તિ મેળવે છે તેટલા પ્રમાણમાં યામોત્તરવૃત્ત(Meridional)ના પવનો તેનું ધ્રુવીય દિશામાં વહન કરતા નથી.

(4) આ સિદ્ધાંત દ્વારા વાતાવરણમાં કોણીય વેગમાન(angular momentum)નો વિનિમય સમજાવી શકાતો નથી.

વાતાવરણ વિજ્ઞાનમાં હવે દ્રવ-ગતિશાસ્ત્રનાં સમીકરણો પર આધારિત સર્વગ્રાહી પરિભ્રમણ મૉડલો(General Circulation Models)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં ત્રિ-કોષીય સિદ્ધાંતથી ઉપર જણાવેલી ત્રુટિઓ રહેતી નથી.

પ્રકાશચંદ્ર ગો. જોશી

પરંતપ પાઠક