હેડલી કોશ (Hadley cell)

હેડલી કોશ (Hadley cell) : પૃથ્વીના વાતાવરણમાં, મધ્ય-અક્ષાંશો(30° ઉ. અને દ.)ના વિસ્તારો અને વિષુવવૃત્તના વિસ્તાર વચ્ચે સર્જાતો એક વિસ્તૃત વાયુપ્રવાહોનો કોશ. આ કોશમાં પૃથ્વીની સપાટી પરના વાતાવરણમાં સામાન્ય વાયુપ્રવાહની દિશા મધ્ય અક્ષાંશો તરફથી વિષુવવૃત્ત તરફ હોય છે. (આ સામાન્ય પવનોનો પ્રવાહ ભૂગોળમાં વેપારી વાયુઓ trade winds નામે ઓળખાય છે.) વિષુવવૃત્તના વિસ્તાર પર ઉત્તર તેમજ દક્ષિણ તરફથી આવતા પ્રવાહો એકત્રિત થવાથી વાતાવરણની હવા ઊર્ધ્વગામી બને છે. (જે વિસ્તાર પર વાયુપ્રવાહો એકત્રિત થાય છે તેને Inter Tropical Convergence Zone કહેવાય છે.) ઉપર જતી હવા ઠંડી પડવાથી આ વિસ્તાર પર મોટા પ્રમાણમાં વાદળો સર્જાતાં રહે છે તેમજ અવારનવાર વર્ષા પણ થતી રહે છે. ઉપર ગયેલો વાયુપ્રવાહ વાતાવરણમાં 10થી 15 કિમી.ની ઊંચાઈ પર 30° અક્ષાંશના વિસ્તારો તરફ વહે છે અને આ વિસ્તારો પર ફરીથી નીચે ઊતરે છે. આ રીતે 30° અક્ષાંશના વિસ્તારો અને વિષુવવૃત્તની વચ્ચે સર્જાતો ‘ચક્રીય’ વાયુપ્રવાહનો એક વિશાળ ‘કોશ’ તે ‘હેડલી કોશ’.

પૃથ્વીના જુદા જુદા અક્ષાંશોના વિસ્તારો વચ્ચે સામાન્ય રીતે પ્રવર્તતા તાપમાનના તફાવતને કારણે વાતાવરણમાં આ પ્રકારના વિસ્તૃત ‘કોશ’ સર્જાઈ શકે તેવો ખ્યાલ સૌપ્રથમ 1686માં, હેલીના ધૂમકેતુ સાથે સંકળાયેલ વૈજ્ઞાનિક એડમંડ હેડલીએ આપ્યો અને આ ખ્યાલને હેડલી નામના વૈજ્ઞાનિકે વિકસાવ્યો, જેથી આ પ્રકારના કોશ હેડલી કોશ કહેવાયા. ત્યારબાદ ફેરલ (Ferrel), બર્ગેરોન (Bergeron) અને રૉસ્બી (Rossby) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ શોધ્યું કે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં આવા ત્રણ અલગ અલગ કોશો સર્જાય છે. આમાંના એક ‘Ferrel કોશ’ તરીકે ઓળખાતા કોશમાં સપાટી પર વાયુપ્રવાહની દિશા 30° અક્ષાંશના વિસ્તાર પરથી 60° અક્ષાંશના વિસ્તાર તરફ હોય છે અને ટ્રૉપોસ્ફિયરના ઉપરના સ્તરમાં તે વિરુદ્ધ દિશામાં, 60°થી 30° અક્ષાંશ તરફ વહે છે.

30° અક્ષાંશના વિસ્તાર પરના ઉપરના વાતાવરણમાં આમ હેડલી કોશ અને ફેરેલ કોશના વાયુપ્રવાહો એકત્રિત થતાં નીચે ઊતરતા હોય છે. નીચે ઊતરતી હવા ગરમ થવાથી ભેજ ગુમાવે છે અને આ જ કારણે 30° અક્ષાંશના વિસ્તારો પર વિસ્તૃત, અત્યંત શુષ્ક રણપ્રદેશો સર્જાયા છે. પૃથ્વીના વાતાવરણનો વિશાળ વ્યાપ આવરી લેતા આ બે વાયુપ્રવાહો ઉપરાંત, ધ્રુવીય વિસ્તારો પર પ્રવર્તતો એક અન્ય ‘કોશ’, જે પ્રમાણમાં નિર્બળ છે, તે ‘ધ્રુવીય કોશ’ તરીકે ઓળખાય છે. આમ, પૃથ્વીના વાતાવરણના વિશાળ વ્યાપના વિસ્તારો પર પ્રવર્તતા સરેરાશ છ વાયુપ્રવાહો છે; વિષુવવૃત્તની ઉત્તરે અને દક્ષિણે મધ્ય અક્ષાંશ સુધી પ્રવર્તતા બે ‘હેડલી કોશ’, તેની ઉપરના અક્ષાંશના વિસ્તારો પર પ્રવર્તતા બે ‘ફેરેલ કોશ’ અને ધ્રુવીય વિસ્તારો પર પ્રવર્તતા ‘ધ્રુવીય કોશ’.

આપણે હેડલી કોશનું જે સ્થાન દર્શાવ્યું તે તેનું સરેરાશ સ્થાન છે; પરંતુ આ કોશના વાયુપ્રવાહોનું ચાલકબળ તો સૂર્ય જ પૂરું પાડે છે. આ કારણથી માર્ચથી સપ્ટેમ્બર માસના ગાળા દરમિયાન સૂર્ય ઉત્તર ગોળાર્ધ પર હોવાથી આ ‘કોશ’ થોડા ઉત્તર તરફ સરકે છે અને બાકીના છ માસ દરમિયાન સહેજ દક્ષિણ તરફ સરકે છે.

હેડલી અને ફેરેલ કોશ

હેડલી કોશના વાયુપ્રવાહો જે પૃથ્વીની સપાટી પર વિષુવવૃત્ત તરફ વહેતા હોય તે, વેપારી વાયુઓ trade winds તરીકે ઓળખાતા પવનોએ ભૂતકાળમાં સમુદ્રી સફરોમાં ઘણો મહત્વનો ભાગ ભજવ્યો છે અને તે કારણે જ તે (trade winds) અર્થાત્ વેપારી પવનો નામે ઓળખાયા છે. વિષુવવૃત્તનો શાંત વિસ્તાર (inter tropical convergence zone – ITCZ) જ્યાં ઊર્ધ્વગામી પવનો પ્રવર્તે છે, તે doldrums નામે ઓળખાય છે.

ખાસ ખ્યાલ રાખવાનો કે ઉપરનું વર્ણન પૃથ્વીવ્યાપી વાતાવરણમાં પ્રવર્તતા ‘સરેરાશ’ વાયુપ્રવાહોનું છે, સ્થાનિક પરિસ્થિતિ અનુસાર સારા એવા મોટા વ્યાપના વિસ્તારો પર અલગ અલગ પ્રકારના વાયુપ્રવાહો તો સર્જાતા જ હોય છે; એક મહત્વના ઉદાહરણ તરીકે ઉનાળા દરમિયાન ભારતીય ઉપખંડ પર પ્રવર્તતા નૈર્ઋત્ય તરફથી ફૂંકાતા ચોમાસુ પવનો છે.

આકૃતિમાં હેડલી કોશ, ફેરેલ કોશ અને ધ્રુવીય કોશના પૃથ્વીની સપાટી પર વાયુપ્રવાહોની દિશા તેમજ હેડલી કોશમાં સમગ્ર વાતાવરણમાં પ્રવર્તતા ચક્રીય વાયુપ્રવાહો સમજાવ્યા છે.

(પૃથ્વીના ભ્રમણને કારણે સર્જાતા coriolis બળને કારણે આ પ્રવાહો વક્રાકારમાં વહે છે.)

હેડલી કોશ પ્રકારના ચક્રીય વાયુપ્રવાહોનું ચાલક બળ તો સૌર-ઊર્જા જ છે. વિષુવવૃત્ત નજીકના વિસ્તારો મુખ્યત્વે સમુદ્રી વિસ્તારો છે, જેથી આ વિસ્તારો પર હવામાં ભેજનું પ્રમાણ વિશેષ રહે છે; ઉપરાંત આ વિસ્તારો પર સૂર્ય હંમેશાં લગભગ માથા પર આવતો હોવાથી આ વિસ્તારો વધારે ગરમ હોય છે. ભેજવાળી હવા સામાન્ય હવા કરતાં હલકી હોય, કારણ કે પાણીના અણુનો અણુભાર (18) સરેરાશ વાતાવરણની હવાના અણુભાર (29) કરતાં ઓછો હોય છે. આ કારણોસર વિષુવવૃત્તના પ્રદેશો પર ઊર્ધ્વગામી વાયુપ્રવાહ સર્જાય છે, જે હેડલી કોશનું સંચાલન કરે છે.

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ