अवांछित तरंगें, जिन्हें प्रायः 'अत्यंत असाधारण तरंगें' कहा जाता है, शक्तिशाली और अप्रत्याशित समुद्री घटनाएं हैं जो समुद्री सुरक्षा और तटीय अवसंरचना के लिए गंभीर जोखिम उत्पन्न कर सकती हैं। ऐतिहासिक रूप से, अवांछित तरंगों की अप्रत्याशितता ने उन्हें नाविकों और समुद्र विज्ञानियों के लिए समान रूप से चिंता का कारण बना दिया, जैसा कि इस प्रकार की घटना का पूर्वानुमान लगाने के लिए कोई विश्वसनीय तरीका नहीं था। जुलाई 2024 में, कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) ने इन खतरनाक तरंगों का पूर्वानुमान लगाने के लिए नए मार्ग खोल दिए जैसा कि यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड के शोधकर्ताओं, थॉमस ब्रुनुंग और बालाकुमार बालचंद्रन ने एक एआई प्रणाली विकसित की है जो 172 महासागरीय उत्प्लावों (buoy) के संजाल से व्यापक मात्रा में प्राप्त डेटा का विश्लेषण करने में सक्षम है। यह उपागम पांच मिनट पहले तक की महत्वपूर्ण चेतावनी प्रदान करने के साथ अवांछित तरंगों से पूर्व की तरंगों के पैटर्न की पहचान करने की सुविधा देता है। यह नई खोज न केवल समुद्री सुरक्षा में वृद्धि करती है अपितु समुद्र की गतिशीलता के सीमा प्रदर्शित करती है।
अवांछित तरंगों के बारे में
अवांछित तरंगें, अप्रत्याशित और दुर्लभ तरंगें होती हैं जो आस-पास की अन्य तरंगों की तुलना में असाधारण रूप से बड़ी होती हैं। आश्चर्यजनक रूप से, इन तरंगों की ऊंचाई किसी विशेष समुद्री स्थिति में उत्पन्न आस-पास की तरंगों की अधिकतम ऊंचाई से दोगुनी होती है। ये महासागरों में परिचालित जहाजों, तटों और अपतटीय क्षेत्रों में स्थित अवसंरचनाओं (जैसे प्रकाशस्तंभ) और मनुष्यों के लिए अत्यधिक खतरनाक होती हैं। इस प्रकार, अवांछित तरंगों के कारण समुद्री गतिविधियां अत्यधिक जोखिमपूर्ण हो जाती हैं।
पृष्ठभूमि
फ्रांसीसी वैज्ञानिक कैप्टन जूल्स ड्यूमॉन्ट डी'उरविल के अनुसार, सबसे पहली ज्ञात अवांछित तरंग की घटना 1826 में हुई थी। इसके बारे में यह दर्ज किया गया कि हिंद महासागर में 33 मीटर ऊंची अवांछित तरंगें देखी गई थीं।
बाद में, 1995 में, उत्तरी सागर में ड्रॉपनर तरंग या न्यू ईयर्स वेव नामक एक अवांछित तरंग उठी। इस अवांछित तरंग की पहचान के लिए पहली बार एक मापक यंत्र का प्रयोग किया गया था।
कभी-कभी, अवांछित तरंगें अगुलहास और गल्फ स्ट्रीम की धाराओं में देखी जाती हैं।
नवंबर 2020 में, प्रशांत महासागर में एम्फीट्राइट बैंक (तट) के निकट पानी में 45 मीटर ऊंची एक अवांछित तरंग दिखाई दी थी।
सामान्य तरंगों के विपरीत, अवांछित तरंगें किसी भी समय, बिना किसी चेतावनी के, और किसी भी दिशा से, प्रबल पवन और तरंगों की दिशा को छोड़कर, अकस्मात उत्पन्न होती हैं। ऐसा सूचित किया गया है कि ये अत्यधिक तूफानी तरंगें 'जल की दीवारें' जैसी प्रतीत होती हैं। इनके सिरे अत्यधिक खड़ी ढाल वाले और उतार असाधारण रूप से गहरे होते हैं। इन्हें विभिन्न नामों से जाना जाता है, जिनमें भीमकाय तरंगें, किलर वेव्स, अत्यंत असाधारण तरंगें, सांयोगिक तरंगें, असामान्य तरंगें और अत्यधिक तूफानी तरंगें शामिल हैं। ये अत्यंत खतरनाक होती हैं, जैसा कि इनके द्वारा औसत समुद्री परिस्थितियों का प्रतिरोध किया जाता है। ये आस-पास की तरंगों की तुलना में दोगुनी होती हैं।
समुद्र की स्थिति
समुद्र विज्ञान के क्षेत्र में, किसी विशाल जल निकाय, जैसे समुद्र या महासागर, की सतह पर किसी निश्चित समय और स्थान पर पाई जाने सामान्य स्थिति को समुद्र की स्थिति कहते हैं। इसे सामान्यतया तरंगों की अवधि, ऊंचाई और बल द्वारा निर्धारित किया जाता है। विश्व मौसम विज्ञान संगठन (WMO) द्वारा निर्धारित ‘सी स्टेट कोड’, तरंगों की ऊंचाई के आधार पर समुद्र की स्थिति को दर्शाता है। तरंग की यह ऊंचाई, 0 से 9 के पैमाने पर मापी जाती है। '0' तरंगों की अनुपस्थिति को दर्शाता है, जबकि '9', 14 मीटर से अधिक ऊंची तरंगों को दर्शाता है।
अवांछित तरंगों की उत्पत्ति
संयुक्त राज्य अमेरिका के नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन (एनओएए) के अनुसार, अवांछित तरंगें निम्नलिखित में से किसी भी घटना के कारण उत्पन्न हो सकती हैं:
- स्थानीय पवनों के बजाय, दूरस्थ मौसम प्रणालियां महातरंगें उत्पन्न कर सकती हैं। जब ये महातरंगें परस्पर मिलती हैं, तो एक बड़ी तरंग बनती है, जिसे अवांछित तरंग के रूप में जाना जाता है। इस घटना को अभिसरित महातरंगें कहते हैं।
- जब महातरंगों को समुद्री धाराओं द्वारा संकुचित किया जाता है, तो शक्तिशाली तरंगें बनती हैं, जिनसे अवांछित तरंगें उत्पन्न होती हैं।
- एक अन्य जलवायविक घटना, जिसे रचनात्मक व्यतिकरण कहते हैं, के कारण भी अवांछित तरंगें उत्पन्न होती हैं। दो या दो से अधिक तरंगों के मिलने पर, उनके शीर्ष, उत्प्लाव और विस्तार एक-दूसरे के साथ संरेखित हो जाते हैं। इससे तरंग की ऊंचाई बढ़ जाती है और वह प्रचंड तरंग बन जाती है। ऐसी तरंग कुछ ही मिनटों तक रह सकती है। इस जलवायविक घटना में तरंगें आमतौर पर विभिन्न स्रोतों, जैसे पवन और धाराओं, से उत्पन्न होती हैं। इस घटना में वे तरंगें भी शामिल हो सकती हैं जो लंबी दूरी तक बनी रहती हैं और उनकी तरंगदैर्घ्य धीरे-धीरे समान हो जाती हैं।
- इसके अलावा, जब किसी बड़ी तरंग के मार्ग में कोई बाधा आती है, तब भी अवांछित तरंगें बनती हैं। यह बाधा कोई उठा हुआ समुद्र तल या चट्टान हो सकते है।
ऐसी किसी स्थिति में, तरंग पीछे हट जाती है, जिससे उसकी प्रबलता वापस उसी मार्ग पर परावर्तित हो जाती है। इससे तरंग की ऊंचाई अत्यधिक बढ़ जाती है, और इस प्रकार, एक विशालकाय जलमग्न तरंग आकाश में ऊंची उठती है। ऐसी तरंग को जहाज आसानी से नहीं संभाल सकता।
किसी तरंग का शीर्ष उसका उच्चतम बिंदु होता है। तरंग का उत्प्लाव उसका निम्नतम बिंदु होता है। तरंग की ऊंचाई इन दोनों बिंदुओं, अर्थात शीर्ष एवं उत्प्लाव के बीच की दूरी होती है।
अवांछित तरंगों के पूर्वानुमान हेतु कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) मॉडल का प्रयोग
गणितज्ञों, ब्रुनुंग और बालचंद्रन ने तरंग पैटर्न के कुछ नमूनों को ध्यान में रखते हुए शोध किया। इन नमूनों की अवधि 20 मिनट प्रति नमूना थी। इन नमूनों को रिकॉर्ड करने के लिए लगभग 172 समुद्री उत्पलावों का अध्ययन किया गया।
शोधकर्ताओं ने कृत्रिम बुद्धिमत्ता की मदद से अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान लगाने में उल्लेखनीय प्रगति की है। उपर्युक्त नमूनों का प्रयोग करते हुए, उन्होंने अपने एआई प्रोग्राम को अवांछित तरंगों के उत्पन्न होने से ठीक पहले दिखाई देने वाले विशिष्ट तरंग पैटर्न का पता लगाने और उनकी जांच करने के लिए प्रशिक्षित किया। कृत्रिम बुद्धिमत्ता उन्हें सामान्य तरंग पैटर्न से पृथक कर सकती है, जैसा कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता को विशिष्ट तरंग पैटर्न की तुलना सामान्य तरंग पैटर्न से करने के लिए तैयार किया गया था।
परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि एआई प्रोग्राम द्वारा लगभग 75 प्रतिशत अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान एक मिनट पहले और लगभग 73 प्रतिशत अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान पांच मिनट पहले लगाया जा सकता है। इसके अलावा, यह भी पाया गया कि एआई प्रोग्राम उत्प्लाव के पास विभिन्न स्थानों और गहराइयों पर अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान लगाने में सक्षम है। इस प्रकार, इसे पूरे विश्व में लागू किया जा सकता है।
हालांकि, भौतिक मात्रात्मक परिमाणों को एक साथ रखकर उनकी सहायता से एआई पूर्वानुमानों को वर्तमान उन्नत चेतावनी समय से पहले भी प्राप्त किया जा सकता है और उसे अधिक सटीक बनाया जा सकता है। इन मात्रात्मक परिमाणों में पवन की गति, जल की गहराई और उत्प्लाव के स्थान शामिल हैं। आधुनिक एआई संरचना का प्रयोग कर और अधिक डेटा एकत्र करके भविष्य में एआई पूर्वानुमानों को लगभग परिपूर्ण किया जा सकता है।
अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान लगाने में चुनौतियां
ऐतिहासिक रूप से, अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान लगाना चुनौतीपूर्ण रहा है क्योंकि ये अकस्मात और विरले ही उत्पन्न होती हैं। यद्यपि अवांछित तरंगों के विनाशकारी प्रभाव ज्ञात हैं, तथापि विश्व भर के वैज्ञानिक अब तक अवांछित तरंगों की घटना से अनभिज्ञ थे। उपयुक्त पद्धतियों के अभाव के कारण उन्हें इन तरंगों का पूर्वानुमान लगाने में चुनौतियों का सामना करना पड़ता था । वास्तव में, वैज्ञानिकों ने सूचित किया कि अवांछित तरंगों का पूर्वानुमान लगाना असंभव नहीं है। वास्तव में, वास्तविक समय में पूर्वानुमान लगाने की कोई पद्धतियां नहीं हैं, जो उन्हें अप्रत्याशित बनाती हैं।
इसके विनाशकारी परिणाम होते हैं, जैसे कि जहाजों का डूबना, पलटना, और जान-माल की क्षति, जैसा कि ये चालक दल को समुद्र में बहा ले जा सकती हैं। अवांछित तरंगों के कारण, प्रकाशस्तंभ और तेल-निष्कर्षित करने वाले स्टेशन भी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। 2011 और 2018 में जनसंचार माध्यमों द्वारा प्रकाशित अवांछित तरंगों की सूची के अनुसार, विश्व महासागर में अवांछित तरंगों के कारण लगभग 386 लोगों की जान गई और 24 जहाज डूब गए।
वैज्ञानिकों को अभी तक अवांछित तरंगों का मापन करने और उनका अध्ययन करने की कोई पद्धति नहीं मिली है। वे अभी भी उन परिस्थितियों की जांच कर रहे हैं कि ये तरंगें कब और कैसे बनती हैं।
निष्कर्ष
अंततः, अवांछित तरंगों के कारण ऐतिहासिक रूप से कई लोग हताहत हुए और गंभीर समुद्री आपदाएं आई हैं। हालांकि, कृत्रिम बुद्धिमत्ता में हुई प्रगति ने इन विकराल तरंगों के सार्वभौमिक पूर्वानुमान लगाने की इसकी उल्लेखनीय क्षमता को प्रदर्शित किया है। जल की गहराई और पवन की गति जैसे अतिरिक्त डेटा को एकीकृत कर, भविष्य में एआई आधारित पूर्वानुमान प्रणालियों में सुधार से पूर्वानुमान की सटीकता और बेहतर हो सकती है। अवांछित तरंगों के पूर्वानुमान में यह सफलता समुद्री सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है, जिससे समय पर चेतावनी देना संभव हो गया तथा अब लोगों की जान बचाई जा सकती है और क्षति को कम से कम किया जा सकता है। जैसे-जैसे यह शोध आगे बढ़ रहा है, अवांछित तरंगों से जुड़े जोखिमों को समझने और उन्हें कम करने में एआई का प्रभाव और भी अधिक महत्वपूर्ण होता जा रहा है।
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