Question

Q. With reference to the Pressure Gradient Force, consider the following statements:

Which of the statements given above is/are correct?

Q. दबाव ढाल बल के संदर्भ में, निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: उपर्युक्त कथनों में से कौन सा/से सही है/हैं?

• A.
  1 only
  केवल 1
• B.
  2 only
  केवल 2
• C.
  2 and 3 only
  केवल 2 और 3
• D.
  1, 2 and 3
  1, 2 और 3

Answer 1

The correct option is A

1 only
केवल 1
Explanation:

Statement 1 is correct: The variation in the pressure measured across distance is called a Pressure Gradient. The difference in pressure results in a net force that is directed from high to low pressure, and this net force is called the pressure gradient force.


Figure: Pressure Gradient Force

Statement 2 is incorrect: The pressure gradient is indicated by the proximity of isobars. Where isobars are closely located, a large pressure gradient exists, where the lines are spread apart, less amount of a gradient exists. In the case where isobars are located nearby then the speed of the wind will be higher as the pressure gradient will be more.

Statement 3 is incorrect: When Pressure Gradient Force and Coriolis force balance each other then a wind flows parallel to the isobars called as Geostrophic wind. For example, in the Northern Hemisphere, the wind begins to flow and the Coriolis force deflects it to the right of its path. This deflection continues until the Coriolis force and pressure gradient force are opposite and in balance with each other. Hence, the wind blows parallel to the isobars, not at the right angle to the isobars.


Figure: Geostrophic Wind

Perspective: Context: Recently a study has been published in the Journal Earth System Dynamics which highlights the reasons for alteration in the Indian Monsoon pattern. As the Pressure Gradient Force plays a crucial role in the monsoon one has to be conceptually clear in this topic. As we know that wind blows from a high-pressure area to a low-pressure area, if the pressure gradient difference is higher, the faster the wind flows. If two isobars are placed closer to each other, the pressure gradient has less distance to cover hence wind blows faster. On the other hand, if the two isobars are at a large distance, then for the given pressure force to cover a large distance hence, the speed would reduce. For example during cyclones when isobars are placed closely, wind blows at a very high speed. If the isobars are not located close to each other then the speed of the wind will be slow. When isobars are placed far away then pressure gradient force will be weak and thus the speed of the wind will be slow. Thus, by marking Statement 2 as incorrect, we can eliminate options (b), (c) and (d) to get the right answer that is Option (a).

व्याख्या:

कथन 1 सही है: दूरी के आधार पर मापे गए दबाव में भिन्नता को दाब प्रवणता ( Pressure Gradient) कहा जाता है। दबाव का अंतर एक निवल बल में परिणत होता है जिसकी दिशा उच्च से निम्न दबाव की ओर होती है, और इस निवल बल को दबाव ढाल बल कहा जाता है।


चित्र: ढाल प्रवणता बल

कथन 2 गलत है: दबाव प्रवणता को समदाब रेखाओं की निकटता द्वारा दर्शाया जाता है। जहां समदाब रेखाएं अधिक नजदीक हैं, वहां अधिक दबाव प्रवणता मौजूद होता है, जहां रेखाएं दूर-दूर फैली हुई हैं, प्रवणता की कम मात्रा मौजूद होती है। इस मामले में जहां समदाबीय रेखा पास-पास स्थित हैं तो हवा की गति अधिक होगी क्योंकि दबाव प्रवणता अधिक होगी।

कथन 3 गलत है: जब दबाव ढाल बल और कोरिओलिस बल एक-दूसरे को संतुलित करते हैं तो एक हवा समदाबीय रेखा के समानांतर बहती है, जिसे भूविक्षेपी पवन (Geostrophic wind) कहा जाता है । उदाहरण के लिए, उत्तरी गोलार्ध में, हवा का प्रवाह शुरू होता है और कोरिओलिस बल इसे अपने पथ के दाईं ओर विक्षेपित करता है। यह विक्षेपण तब तक जारी रहता है जब तक कि कोरिओलिस बल और दबाव प्रवणता बल एक-दूसरे के विपरीत और संतुलन में न हों। इसलिए, हवा समदाब रेखाओं के समानांतर बहती है, समदाबीय रेखाओं के साथ समकोण बनाते हुए नहीं।


चित्र: भूविक्षेपी पवन

परिप्रेक्ष्य: संदर्भ: हाल ही में अर्थ सिस्टम डायनेमिक्स पत्र में एक अध्ययन प्रकाशित हुआ है जो भारतीय मानसून प्रणाली में परिवर्तन के कारणों पर प्रकाश डालता है। चूंकि मानसून में दबाव ढाल बल महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, इसलिए इस टॉपिक के बारे में हमें अवधारणात्मक रूप से स्पष्ट होना चाहिए। जैसा कि हम जानते हैं कि उच्च दबाव वाले क्षेत्र से कम दबाव वाले क्षेत्र में हवा बहती है, यदि दबाव प्रवणता का अंतर अधिक होता है, तो हवा तेजी से बहती है। यदि दो समदाबीय रेखा को एक-दूसरे के करीब रखा जाता है, तो दबाव प्रवणता को आच्छादित करने के लिए दूरी कम होती है इसलिए हवा तेज बहती है। दूसरी ओर, यदि दो समदाबीय रेखा अधिक दूरी पर हैं, तो दिए गए दबाव बल को एक बड़ी दूरी को आच्छादित करना होता है, इसलिए गति कम हो जाएगी। उदाहरण के लिए, चक्रवात के दौरान जब समदाबीय रेखा एक-दुसरे के नजदीक होते हैं, तो बहुत तेज गति से हवा चलती है। यदि समदाबीय रेखा एक दूसरे के करीब स्थित नहीं हैं, तो हवा की गति धीमी होगी। जब समदाबीय रेखा दूर-दूर होते हैं तो दबाव ढाल बल कमजोर होगा अतः हवा की गति धीमी होगी। इस प्रकार, कथन 2 को गलत के रूप में चिह्नित करके, हम सही उत्तर पाने के लिए विकल्प (b), (c) और (d) को विलोपित कर सकते हैं, जो कि विकल्प (a) है।