مجله ژئوفیزیک ایران
سال:1395 | دوره:10 | شماره:4 |تعداد مقالات:13

مطالعه اثرات دینامیکی اصطکاک بستر بر حرکت توده آب مستلزم آن است که ویژگی های لایه مرزی موسوم به لایه اکمن شناسایی شود. لایه اکمن در بستر شیب دار شامل جریان هایی به نام شارش اکمن به صورت فراشیب یا فرو شیب است که این جریان ها می توانند سبب افزایش آمیختگی و تغییر در ضخامت لایه مرزی اکمن شوند. هم چنین نیروی اصطکاک در بستر سبب کاهش سرعت جریان و به دنبال آن کاهش نیروی کوریولیس شده و در نتیجه جریان زمینگرد از بین می رود و فرایند چرخ کاهی رخ می دهد. در این پژوهش به منظور شناخت ویژگی های لایه اکمن در بستر شیب دار غرب تنگه هرمز به بررسی تاثیر شیب بستر بر توزیع پارامتر های فیزیکی آب و پدیده های حاصل از آن پرداخته شده است. برای انجام این پژوهش، با استفاده از داده های میدانیCTD مربوط به غرب تنگه هرمز در سال های 1384و 1385، موجود در موسسه ملی اقیانوس شناسی، و به کمک نرم افزارهای مرتبط، نیم رُخ های تغییرات دما، شوری، چگالی و سرعت های کشندی با عمق و هم چنین مقاطع عرضی چگالی ترسیم شدند. بررسی این نیم رُخ ها نشان می دهد که در بستر تنگه هرمز، جریان فراشیب است و پربندهای هم چگالی با افزایش شیب بستر تقریبا به صورت عمود بر شیب قرار می گیرند. کم ترین زمان چرخ کاهی شارش اکمن دو ساعت محاسبه شده و مربوط به ایستگاهی است که بیشترین شیب را دارد. به علاوه، هرچه شیب بستر بیشتر و چینه بندی چگالی قوی تر باشد، چرخ کاهی شارش اکمن سریع تر اتفاق می افتد. بیشینه ضریب پخش پیچکی در بین ایستگاه های مورد مطالعه حدود m2s-1 005/0 به دست آمده است و در ایستگاهی که ضریب پخش پیچکی آن از همه بزرگ تر است، عدد اکمن نیز به طور قابل ملاحظه ای از سایر ایستگاه ها بزرگ تر است که نشان دهنده جریان ناپایا و آمیختگی ناشی از چینش لایه اکمن می باشد.

در این پژوهش به بررسی تغییرپذیری زمانی و مکانی و بی هنجاری دمای هوا در ارتفاع دو متر از سطح زمین در فصل زمستان در سه مقیاس شامل کل ایران، شش منطقه مشخص شده بر اساس طول و عرض جغرافیایی و در مقیاس یاخته شبکه داده های بازتحلیل NCEP/NCAR به صورت میانگین ماهانه در سال های 1950 تا 2010 پرداخته شده است. نخست داده های بازتحلیل شده دما از نظر کیفیت، بررسی و سال های پیش از 1967 به دلیل کیفیت پایین از مطالعه حذف شد. بررسی ها نشان داد که تغییرات میانگین دمای زمستان ایران سنجه مناسبی برای بیان تغییرات بین سالانه میانگین زمستانی دمای مناطق مختلف است. از 44 سال مطالعه شده، بزرگ ترین بی هنجاری های مثبت دما در زمستان های 1970، 1979، 1999 و 2010 و بزرگ ترین بی هنجاری های منفی در زمستان های 1972، 1973، 1989 و 2008 رخ داده است. بررسی میانگین الگوی بی هنجاری میدان های ارتفاع ژئوپتانسیلی، دما و باد در زمستان های بی هنجار گرم و سرد در حوزه بین 10 تا 60 درجه شمالی و 10 درجه غربی تا 80 درجه شرقی نشان داد که مراکز بیشینه بی هنجاری این کمیت ها در سال های گرم و سرد ایران کاملاً عکس یکدیگرند. دو مرکز بیشینه بی هنجاری ارتفاع ژئوپتانسیلی در سال های بی هنجار سرد و گرم ایران، یکی در منطقه شمال غرب اروپا و دیگری در شمال شرق دریای کاسپین قرار دارند. بر اساس تفاوت بی هنجاری ارتفاع ژئوپتانسیلی تراز 250 هکتوپاسکال در این دو مرکز، شاخصی برای بیان بی هنجاری دمای زمستان در ایران معرفی شد. تحلیل همبستگی نشان داد که همبستگی مثبت معنی دار بین میانگین دمای زمستان ایران و هم چنین میانگین دمای زمستان مناطق مختلف کشور و شاخص معرفی شده وجود دارد. به دلیل شباهت الگوی دورپیوند به دست آمده در این پژوهش با دو دورپیوند EA/WR و NCP همبستگی بین شاخص های این دو دورپیوند و دمای زمستان ایران تحلیل شد. نتایج نشان دهنده توانایی بالاتر شاخص معرفی شده نسبت به دو شاخص دیگر برای بیان دمای زمستان ایران است.

هدف اصلی این مطالعه آشکارسازی رفتار دوره ای خشکسالی های ماهانه ایران است. برای دستیابی به این هدف از آمار بارش ماهانه 41 ایستگاه همدیدی کشور برای یک دوره آماری 31 ساله (2013– 1983) و برای شناسایی فراوانی درجات مختلف خشکسالی ها از شاخص خشکسالی موثر (EDI) استفاده شد. هدف اصلی این شاخص اختصاص یک ارزش عددی به هر رویداد بارندگی در مقیاس زمانی ماهانه می باشد. در تحلیل طیفی و شناسایی دوره های غالب موجود در سری های زمانی خشکسالی ایستگاه های مورد مطالعه از تبدیل فوریه سریع (FFT) تقسیمات بسامدی با مبنای دو استفاده شد. نتایج نشان داد که دوره های غالب موجود در سری های زمانی خشکسالی های ایران بسیار متنوع بوده و از دوره های 2 تا 30 ساله را شامل می شوند. به طور کلی برای دوره های بلندمدت، می توان در کل ایران دو دوره 10 ساله و 30 ساله را به عنوان دوره های غالب در نظر گرفت. در دوره های بلند مدت، فراوانی این دو دوره در مولفه اول بیشینه است و در دو مولفه دیگر کاهش می یابد. اما درخصوص دوره های کوتاه مدت، نمی توان برای کل ایران یک دوره غالب مشخص کرد. نکته حائز اهمیت در مورد دوره های کوتاه مدت عدم وجود دوره های درون سالی، به استثنای یک ایستگاه (ایستگاه بابلسر)، در کل ایستگاه های مورد مطالعه است.

مطالعه ساختار سرعتی هر منطقه کمک شایانی به شناخت وضعیت لرزه زمین ساختی آن می کند. تعیین پارامترهایی چون ضخامت پوسته و سنگ کره، مکان یابی دقیق زمین لرزه ها و پیش بینی تحولات آینده زمین ساختی هر منطقه در گرو داشتن مدل سرعتی موثق از منطقه است. فلات ایران گستره وسیعی بین دو صفحه عربی و اوراسیا است و دگرشکلی آن ناشی از همگرایی این دو صفحه است. در این میان، کمربند کوهزایی زاگرس یکی از فعال ترین و جوان ترین کوهزادهای موجود در مرز های همگرایی قاره ای در جهان است که شناخت ویژگی های ساختاری این منطقه می تواند به فهم نحوه تغییر شکل در مرحله اول برخورد قاره ای و کوهزایی کمک کند. در این تحقیق ساختار سنگ کره در پهنه برخوردی زاگرس شمالی، با استفاده از وارون سازی هم زمان توابع گیرنده و منحنی های پاشش امواج سطحی مورد مطالعه قرار می گیرد. منحنی های پاشش از مطالعه ای که در سال 2014 از طریق بُرش نگاری (توموگرافی) رحیمی و همکاران (2014) انجام دادند، برگرفته و توابع گیرنده از 161 دورلرزه با فاصله رومرکزی ° 30 تا ° 95 و بزرگای بیش از 5 محاسبه شده است. دورلرزه ها را 38 ایستگاه لرزه نگاری موقت در امتداد پروفایلی به طول 400 ~ کیلومتر در حد فاصل شهرهای ایلام تا قم ثبت کرده اند. در این مطالعه با استفاده از فرایند وارون سازی هم زمان توابع گیرنده و منحنی های پاشش، مدل های سرعتی یک بُعدی موج برشی در زیر هر ایستگاه به دست می آید. سپس، از کنار هم قرار دادن این مدل های یک بُعدی، یک مدل دوبعدی سرعت برای سنگ کره زیرین ایستگاه های شبکه حاصل می شود. در این مدل یک زبانه کم سرعت در درون پوسته در مدل سرعتی قابل تشخیص است که از محل گسل اصلی عهد حاضر شروع می شود و با فاصله گرفتن از این گسل در راستای شمال شرقی به عمق های بیشتر می رود. این بی-هنجاری در فاصله 200 کیلومتری شمال شرق گسل در عمق 35 ~ کیلومتر قابل مشاهده است. مدل سرعتی نشان می دهد که مقدار ضخامت پوسته از ابتدای خط اندازه گیری در بخش های جنوبی زاگرس (محدوده ایلام)، 43 کیلومتر است که با حرکت به سمت شمال شرق به میزان 57 کیلومتر در زیر گسل اصلی عهد حاضر می رسد. در سنندج-سیرجان و ارومیه-دختر به تدریج بر این ضخامت افزوده شده و در مرز این دو ناحیه به بیشینه مقدار 62 کیلومتر می رسد. در زیر ایران مرکزی میزان ضخامت پوسته کاهش یافته و در انتهای خط اندازه گیری در زیر ایران مرکزی این ضخامت به 42 کیلومتر می رسد. مدل سرعتی به دست آمده، همچنین، اطلاعات خوبی از بخش سنگ کره ای گوشته ارائه می دهد. این مدل نشان می دهد که سنگ کره پُرسرعت زیرین زاگرس شمالی در زیر سنندج-سیرجان و ارومیه دختر و لبه جنوبی ایران مرکزی گسترش یافته است. چنین مشاهده ای در تطابق با زیرراندگی مشاهده شده در پوسته است و می تواند شاهدی بر زیرراندگی بلوک عربی به زیر ایران مرکزی باشد.

در سال های اخیر، افزایشی در شکوفایی کشند قرمز در شمال غربی دریای عرب و دریای عمان مشاهده شده است که این سوال را در ذهن به وجود می آورد: آیا تغییرات اقلیمی باعث افزایش این روند شده است یا خیر؟ با هدف پاسخ به این سوال، در این پژوهش از مدل های مختلف سامانه زمین و داده های ماهواره ای استفاده شده است. داده های ماهواره ای دو شکوفایی را در این منطقه نشان می دهند، شکوفایی زمستانی که بیشینه آن در ماه فوریه و شکوفایی تابستانی که بیشینه آن در ماه سپتامبر است. تغییرات درون سالانه ای نیز در شکوفایی زمستانی حاصل از اثر پیچک های چرخندی که توزیع مکانی متفاوتی از یک سال به سال دیگر دارند، مشخص شده است. دو مدل با تفکیک کم (° 1) با بخش زیست زمین-شیمیایی تقریباً پیچیده (مدل TOPAZ) چرخه سالانه را نشان می دهند ولی قادر به نمایش پیچک ها و تغییرات درون سالانه نیستند. مدل های با تفکیک بیشتر (GFDL CM2. 6) که توانایی مدل سازی پیچک ها را دارند همراه با بخش زیست زمین شیمیایی ساده تر (مدل miniBLING) تغییرات درون سالانه بزرگ تری را نشان می دهند، اما مقدار شکوفایی زمستانی را بیش از اندازه پیش بینی می کنند. این مدل اگرچه رابطه بین شکوفایی و پیچک را در بخش جنوبی به خوبی نشان می دهد، اما در بخش شمالی منطقه موفق نیست. این امر به دلیل نداشتن توانایی در مدل سازی دماشیب (ترموکلاین) و غذاشیب (نوتری کلاین) قوی و درست در آن مناطق می باشد.

اُزون سطح زمین در طی فرایندهای نورشیمیایی اکسیژن هوا در حضور نور خورشید و NOx به عنوان یکی از مهم ترین عوامل موثر، تولید می شود. در این پژوهش به بررسی اُزون در شهر اصفهان در آذرماه سال 1388 پرداخته شده، که بنابر مشاهدات سازمان هواشناسی، در طی این بازه دودمِه نورشیمیایی بر فراز اصفهان قابل مشاهده بود. همه بررسی ها در ساعت های تابش آفتاب (15-6 محلی) انجام گرفته است. در این پژوهش با استفاده از روش تقریب حالت پایا رابطه سرعت دیفرانسیل تابعی از سه متغیر NO، NO2 و O3 برای بررسی تغییرات غلظت اُزون به دست آمده است. انرژی فعال سازی، مرتبه واکنش و سازوکار تشکیل واکنش اُزون در وردسپهر مطالعه و محاسبه شده اند. NO و O3 سطح زمین به عنوان شاخصی برای تشکیل دودمه نورشیمیایی درنظر گرفته می شوند، لذا تولید دودمِه بر مبنای تغییرات غلظت NO وO3 مورد توجه قرار گرفت. بررسی روابط تولید دودمِه برمبنای غلظت ها و بررسی براساس زمان، نشان دهنده پیروی تولید دودمه از روابط غیرخطی و درجه دوم است. بنا به معادله آهنگ تغییر زمانی اُزون، d[O3]/dt و نتایج انرژی فعال سازی می توان تولید اُزون را در شهر اصفهان از واکنش هایی که دارای سینتیک کلی مرتبه سوم هستند، در نظر گرفت. از طرف دیگر افزایش غلظت NOx در سطح زمین در اثر واکنش های نورکافتی (فوتولیز) افزایش غلظت اُزون را سبب گردیده است.

گسل ها یکی از مهم ترین رویدادهای زمین شناسی هستند که در اکتشافات معدنی، هیدروکربنی و مطالعات زمین شناختی از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند. گسل ها به منزله یک تله ساختاری هیدروکربنی می باشند و از این رو شناخت و تعیین محل دقیق آنها عامل مهمی در توصیف مخازن هیدروکربنی است. در داده های لرزه ای بازتابی، گسل ها به صورت ناپیوستگی در امتداد بازتابنده ها و تغییر دامنه مشاهده می شوند. به دلیل ماهیت داده های لرزه ای، شناسایی صفحه گسل در این داده ها، فرایندی دشوار است و تعیین محل دقیق آنها به تنهایی از روی داده لرزه ای به ندرت امکان پذیر است. نشانگرهای لرزه ای، ابزاری هستند که اطلاعات نهفته در داده های لرزه ای را آشکار می نمایند و امکان تفسیر کمی را در اختیار مفسر لرزه نگاری فراهم می آورند. در این مقاله، صافی سوبل دو بُعدی و سه بُعدی به منزله یک نشانگر لرزه ای برای شناسایی و تعیین موقعیت گسل ها در داده لرزه ای بازتابی معرفی می شود. این صافی، یکی از ابزارهای پرکاربرد در فرایند تشخیص لبه در پردازش تصاویر است که گرادیان تصویر را محاسبه می کند و به تغییرات دامنه حساس است. به منظور بررسی عملکرد این روش در شناسایی گسل ها، نشانگر سوبل بر روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی در دو حالت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج حاصل با نتایج نشانگر همدوسی مقایسه می شود. بررسی نتایج به دست آمده نشان می دهد که نشانگر سوبل می تواند به مثابه یک نشانگر مناسب برای شناسایی گسل ها در داده های لرزه ای بازتابی مورد استفاده قرار بگیرد.

در مطالعات مرتبط با زلزله شناسی مهندسی برای برآورد خطر لرزه ای در مناطق مختلف و همچنین تعیین دقیق بزرگا، شبیه سازی جنبش نیرومند زمین و مطالعه انرژی مخرب حاصل از زمین لرزه در حوزه نزدیک تا متوسط، تخمین ضریب کیفیت امواج برشی و فشاری نقشی اساسی دارد. بدین منظور با توجه به قرار گرفتن چندین شهر بزرگ در پهنه شمال غربی فلات ایران، ضریب کیفیت امواج فشاری و برشی با استفاده از داده های هفده ایستگاه لرزه نگاری با بیش از 13000 زمین لرزه ثبت شده در شبکه مرکز لرزه نگاری کشوری (IRSC) و شبکه ملی لرزه نگاری نوار پهن ایران (INSN) برآورد شد. برای سه گروه داده به ترتیب با فاصله رو مرکزی کمتر از 100 کیلومتر، از 100 تا 200 کیلومتر و صفر تا 200 کیلومتر بررسی تغییرات جذب امواج حجمی در نُه نوار بسامدی، با بسامدهای مرکزی در 3، 5، 7، 10، 14، 20، 28، 38 و 47 هرتز انجام گرفت و برای هرکدام از ایستگاه ها برای بسامدهای مختلف به طور جداگانه ضریب کیفیت تخمین زده شد. در این مطالعه از روش کُدای بهنجار شده برای برآورد ضریب جذب امواج فشاری و برشی حاصل از زمین لرزه به عنوان روشی قابل اعتماد با توجه به حذف شدن اثرات چشمه و ساختگاه در مدل سازی انجام گرفته، استفاده شد. برای پهنه شمال غربی ایران مقادیر وابستگی بسامدی ضریب کیفیت امواج فشاری و برشی در همه ایستگاه ها برآورد شد به طوری که مقدار متوسط آن برای محدوده شمال غرب فلات ایران از و پیروی می کند. با توجه به مقادیر پایین و لذا جذب بالای امواج برشی و فشاری در پهنه شمال غرب ایران دامنه امواج حین عبور از زمین به شدت تضعیف می شود که این اثر جذب امواج لرزه ای، باعث کاهش خسارات ناشی از زمین لرزه ها در فواصل مناسب از گسل ها در زمان وقوع زمین لرزه خواهد شد.

در ناحیه جنوب شرق ایران که شامل بخش غربی زون فرورانش فعال مکران است به دلایل مختلفی همچون لرزه خیزی اندک و نبود تراکم ایستگاه های لرزه نگاری دائم، مطالعات اندکی در رابطه با ساختار سرعت موج برشی انجام شده است. هدف از این پژوهش، برآورد ساختار سرعت موج برشی و تغییرات عمق موهو در زیر چهار ایستگاه لرزه نگاری نوارپهن ZHSF، KRBR، CHBR و BNDS واقع در محدوده جنوب شرق ایران است. برای این منظور از روش وارون سازی هم زمان منحنی های پاشش امواج سطحی حاصل از زمین لرزه های محلی ناحیه ریگان، به همراه تابع گیرنده موج P حاصل از لرزه نگاشت های زمین لرزه های دورلرز ثبت شده در چهار ایستگاه لرزه نگاری ذکر شده، استفاده می شود. عمق موهو به دست آمده از این روش برای چهار ایستگاه ZHSF، KRBR، CHBR و BNDS به ترتیب برابر است با 4± 38، 6± 46، 2± 26 و 5± 56 کیلومتر. کم عمق بودن موهو و نیز بالاتر بودن مقادیر سرعت موج برشی به دست آمده در زیر ایستگاه CHBR با فرورانش کم عمق لایه اقیانوسی سرعت بالای صفحه عربی به زیر حاشیه جنوبی مکران مطابقت دارد. در عین حال ضخامت زیاد پوسته در محدوده ایستگاه BNDS، در تطابق با توپوگرافی مکان این ایستگاه و نیز برخورد پوسته ضخیم قاره ای صفحه عربی با زاگرس در این ناحیه می باشد.

در این مقاله با تلفیق داده های ثبت شده توسط 8 ایستگاه دائم شبکه تبریز متعلق به شبکه لرزه نگاری کشوری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران در بازه زمانی 1996 تا 2009 و داده های ثبت شده توسط 16 ایستگاه شبکه موقت لرزه نگاری دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در بازه زمانی سال های 2008 تا 2011 در شمال غرب ایران، 3514 نگاشت از 943 زمین لرزه با بزرگای بین 6/1 تا 2/5 تحلیل و شکل منحنی کاهندگی با استفاده از الگوریتمRobust Lowess به صورت گرافیکی ارائه شد. شکل منحنی کاهندگی نشان می دهد که تغییر ضریب گسترش هندسی در فاصله کانونی 70 کیلومتر اتفاق می افتد و سبب می شود تا یک مدل کاهندگی دو خطی برای برازش در بسامد های کم (کمتر از 5 هرتز) استفاده شود. ضریب گسترش هندسی تا فاصله 70 کیلومتر برای بسامد های مختلف به طور متوسط 28/0± 1/1-به دست آمد. ضریب گسترش هندسی در فواصل بیش از 70 کیلومتر در بسامد های کمتر از 5 هرتز به طور متوسط 27/0± 44/0-به دست آمد که در مقایسه با مقادیر گزارش شده برای سایر نواحی دنیا مقدار کوچکی است و نشان از وجود مرز ناپیوستگی موهو با تباین سرعتی ضعیف تر نسبت به آن مناطق دارد. ضریب گسترش هندسی در بسامدهای 5 هرتز و بالاتر، در فواصل کمتر از 70 کیلومتر و بیش از آن به هم شبیه است و مدل کاهندگی را از حالت دوخطی به حالت یک تکه تبدیل می کند. با استفاده از ضریب کاهندگی جذب ذاتی، تابع کیفیت موج برشی به صورت معرفی می شود.