যখন তরল বলবিদ্যা পৃথিবীর মতো একটি ঘূর্ণায়মান গ্রহের বিশাল পরিধিতে কাজ করে, তখন দুটি অপ্রচলিত বল সম্পূর্ণ প্রবাহের নিয়ন্ত্রণ গ্রহণ করে: পৃথিবীর ঘূর্ণনজনিত কোরিওলিস বল এবং ঘনত্বের স্তরবিন্যাস। এই বলগুলো সাধারণ ত্রিমাত্রিক টার্বুলেন্সকে দমন করে বায়ুমণ্ডল ও মহাসাগরে বিশাল আকৃতির জিওস্ট্রফিক স্রোত ও জেট স্ট্রিম তৈরি করে।

১. ঘূর্ণায়মান প্রসঙ্গ কাঠামো ও কোরিওলিস বল

পৃথিবীর সাথে আবর্তিত কাঠামোয় নিউটনের গতিসূত্রে দুটি কাল্পনিক বল যোগ হয়। এর মধ্যে প্রধানটি হলো কোরিওলিস ত্বরণ (2(boldsymbol{Omega} imes mathbf{u})), যা উত্তর গোলার্ধে বাতাসকে ডানদিকে এবং দক্ষিণ গোলার্ধে বামদিকে বাঁকিয়ে দেয়। মধ্য অক্ষাংশে কোরিওলিস প্যারামিটার (f = 2Omega sinphi approx 10^{-4} ext{ s}^{-1})।

২. রসবি নম্বর ও জিওস্ট্রফিক সাম্যাবস্থা

জড়তা বল ও কোরিওলিস বলের অনুপাতকে রসবি নম্বর ((mathrm{Ro} = U / fL)) বলে। বায়ুমণ্ডলের আবহাওয়া চক্রের জন্য ((L sim 10^6) মিটার) (mathrm{Ro} ll 1)। এর ফলে অনুভূমিক তলে চাপের ধাক্কা এবং কোরিওলিস বল পরস্পরকে পুরোপুরি বাতিল করে সাম্যাবস্থা তৈরি করে—যাকে জিওস্ট্রফিক ব্যালেন্স বলা হয়:

[
mathbf{u}_g = rac{1}{
ho f} (hat{mathbf{k}} imes
abla p)
]

এর ফলে এক অবিশ্বাস্য আবহাওয়াগত সত্য প্রকাশ পায়: বাতাস কখনোই উচ্চ চাপ থেকে সরাসরি নিম্ন চাপের দিকে প্রবাহিত হয় না! বরং বাতাস চাপের গ্রেডিয়েন্টের সমকোণে আইসোবার (সমচাপ রেখা) বরাবর সমান্তরালে চলতে থাকে। এ কারণেই উত্তর গোলার্ধে ঘূর্ণিঝড় ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘুরতে থাকে।

৩. টেলর-প্রাউডম্যান উপপাদ্য ও টেলর স্তম্ভ

ঘূর্ণায়মান সমসত্ত্ব তরলে উল্লম্ব অক্ষে বেগের পরিবর্তন শূন্য হয়ে যায়: (rac{partial mathbf{u}}{partial z} = 0)। একে টেলর-প্রাউডম্যান উপপাদ্য বলে। এর অর্থ হলো তরল কণাগুলো ওপর থেকে নিচ পর্যন্ত শক্ত স্তম্ভের (Taylor Column) মতো একসাথে চলে, ফলে ত্রিমাত্রিক বিশৃঙ্খলা দ্বিমাত্রিক শান্ত প্রবাহে রূপান্তরিত হয়।

৪. রসবি প্ল্যানেটারি তরঙ্গ (Rossby Waves)

অক্ষাংশ পরিবর্তনের সাথে সাথে কোরিওলিস প্যারামিটারের পরিবর্তনের ফলে বায়ুমণ্ডলে এক বিশাল তরঙ্গ সৃষ্টি হয়, যাকে রসবি তরঙ্গ বলে। এই তরঙ্গগুলো পৃথিবীর চারপাশে মেরু অঞ্চলের জেট স্ট্রিমকে সর্পিলাকারে পরিচালনা করে এবং শীতকালে তীব্র শৈত্যপ্রবাহ বা গ্রীষ্মে তাপদাহের কারণ হয়।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।