مجله ژئوفیزیک ایران
سال:1403 | دوره:18 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

برآورد چگونگی تغییر اقلیم یک منطقه در اثر گرمایش جهانی در آینده، موضوعی چالش برانگیز است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی مدل­های CMIP6 در برآورد دما، تندی باد و رطوبت نسبی و پیش نگری آنها در دوره­های آینده انجام شده است. این سه متغیر نقشی کلیدی در تنش گرمایی دارند؛ لذا مطالعه آنها برای بررسی شرایط تغییر اقلیم ضروری است. در این پژوهش برای بررسی متغیرهای اقلیمی، یک چندمدلی همادی با روش IWM از برونداد پنج مدل CMIP6 تولید شد. نتایج نشان داد CMIP6-MME هم از نظر میانگین اقلیمی و هم از نظر پراکنش فضایی با داده­های مشاهداتی همخوانی دارد و کارایی آن نسبت به مدل­های منفرد افزایش یافته است. همگام با روند افزایشی دما در ایران، در اواخر قرن 21 تندی باد در بیشتر مناطق کشور تحت دو سناریوی SSP کاهش می­یابد. این روند کاهشی می­تواند در نتیجه کاهش ناپایداری جوّ و افزایش دمای پتانسیل باشد به گونه ای­که تحت سناریوی SSP5-8.5، در آینده دور در شمال غرب کشور بیشینه بی­هنجاری افزایشی دما 9/5 درجه سلسیوس و بیشینه بی­هنجاری کاهشی تندی باد 57/0 متر بر ثانیه است. کاهش رطوبت نسبی در ایران از دهه 1990 مشهود است و نتایج این پژوهش حاکی از روند کاهشی آن در بخش­های بزرگی از ایران در آینده است. بر این اساس رطوبت نسبی در آینده دور در متوسط پهنه ای ایران تحت سناریوی SSP5-8.5 به مقدار 17/2 درصد کاهش خواهد یافت. در مقابل، در جنوب شرقی ایران تحت هر دو سناریو مقدار بی­هنجاری افزایشی بیش از 1% است که احتمالاً می­تواند در نتیجه فعالیت بیشتر موسمی تابستانه آسیایی (ASM) در این منطقه از ایران طی دهه­های آتی باشد. نتایج این مطالعه نشان می دهد در سرتاسر ایران به دلیل کاهش تندی باد و افزایش دما، تنش گرمایی تحت سناریوی SSP5-8.5 به طور چشمگیری بیشتر از تنش گرمایی تحت سناریوی SSP2-4.5 خواهد بود.

یکی از چالش های ساخت و ساز روی خاک های رسی ضعیف، مقاومت فشاری کم و نشست پذیری زیاد خاک است؛ ازاین رو مهندسان ژئوتکنیک همواره سعی در بهبود مشخصات این نوع خاک با استفاده از روش های مختلف تثبیت خاک دارند. برآورد کارایی روش های مختلف تثبیت خاک، مستلزم انجام دادن آزمایش های متعدد است که فرایندی زمان بر و هزینه بر است. در این مقاله به بررسی روش های مختلف یادگیری ماشین ازجمله رگرسیون خطی، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLP)، K نزدیک ترین همسایه، تخمین گر ماشین بردار پشتیبان (SVR)، درخت تصمیم، جنگل تصادفی و تقویت گرادیان در تخمین میزان مقاومت فشاری تک محوری خاک پرداخته می­شود. برای این منظور از نتایج آزمایش نمونه های خاک رس تثبیت­شده با استفاده از دو نوع پوزولان در شرایط عمل آوری مختلف استفاده شد. متغیرهای مؤثر ورودی الگوریتم های یادگیری ماشین شامل زمان و شرایط عمل آوری، ملاریته فعال ساز قلیایی، نسبت وزنی پوزولان مورد استفاده در خاک رس، نوع پوزولان و نسبت وزنی فعال ساز به میزان رطوبت بهینه هستند. جهت بهینه سازی و تسریع عملکرد الگوریتم ها، تنظیم ابرپارامترها با روش جستجوی مشبک انجام شد. علاوه براین به منظور کاهش تغییرپذیری نتایج هنگام تقسیم­بندی داده ها به مجموعه آموزشی- آزمایشی از روش اعتبارسنجی متقابل ده تایی استفاده و عملکرد الگوریتم ها با سه معیار متوسط مربعات خطا، ضریب تبیین و میانگین قدرمطلق خطا بررسی شد. با توجه به نتایج بسیار نزدیک به کارگیری روش های SVR و MLP، این دو روش برای برآورد مقاومت تک محوری خاک مورد مطالعه پیشنهاد می شوند. همچنین تحلیل حساسیت مدل ها بیانگر این است که متغیرهای ورودیِ پوزولان، ملاریته و زمان عمل آوری به ترتیب بیشترین درجه اهمیت را در پیش بینی مقاومت فشاری دارند.

شناسایی، آشکارسازی، طبقه بندی و جداسازی مهمات منفجرنشده یکی از نیازهای ضروری کشورها و جوامعی است که درگیر جنگ بوده اند. روش های غیرتخریبی اکتشاف این­گونه مواد که بیشتر مبتنی بر روش­های ژئوفیزیکی است، به لحاظ اقتصادی و ایمنی از اهمیت خاصی برخوردارند. روش القای الکترومغناطیسی روش ژئوفیزیکی کارآمدی است که در شناسایی مین­های زمینی و دریایی کاربرد دارد. به طور­کلی در فرایند پردازش داده­های حاصل از برداشت­های ژئوفیزیکی و به ویژه در روش القای الکترومغناطیسی، این بی­هنجاری­ها با اجسام ساده هندسی نظیر کره یا کره­وار مدل­سازی می­شوند. در گام اول تفسیر داده­ها و برای تعیین ابعاد مدل که نشان­دهنده نوع مین یا بمب است و همچنین برای تعیین محل آن، لازم است مفسر دید روشنی از نحوه وابستگی پاسخ القای الکترومغناطیسی به پارامترهای هندسی و فیزیکی این­گونه مواد داشته باشد. برای این منظور، در این مقاله چگونگی تغییرات و رفتار پاسخ القای الکترومغناطیسی دریافتی در پیچه گیرنده برحسب عمق، ابعاد و جهت­گیری بی­هنجاری بررسی می­شود و نمودارهای به دست­آمده برحسب متغیرهای مذکور تحلیل می­شوند. نتایج این تحلیل­ها ضمن اینکه خود تا حدود زیادی وضعیت و موقعیت بی­هنجاری را به صورت کیفی معلوم می­کند، می­تواند در روش­های عددی محاسبه کمیت­های هندسی و فیزیکی بی­هنجاری نیز مفید واقع شود.

در این پژوهش آهنگ تغییرشکل البرز با استفاده از تلفیق داده های شبکه های جدید جی پی اس دائمی موقعیت یابی یکپارچه مالکیت ها (شمیم) و شهرداری تهران (سمت) و شبکه جدید موقت IASBS_NCC با داده های ایستگاه های دائمی و موقت سازمان نقشه برداری کشور بررسی شده است. افزایش تعداد ایستگاه ها باعث بهبود میدان سرعت شده است که نشان می دهد مسبب تغییرشکل فعال در تمام عرض البرز، چندین گسله فعال است. برخلاف باور غالب درباره تقسیم کرنش در البرز بین گسله های امتدادلغز در پهلوی جنوبی و گسله فشارشی خزر در پهلوی شمالی، میدان سرعت جدید نشان­دهنده پخش بودن حرکات امتدادلغز و فشارشی در طول گسله های مختلف در عرض البرز است. در مطالعات پیشین به علت نبود ایستگاه بین گسله خزر و دیگر گسله های دامنه شمالی، تمام تغییرشکل مشاهده شده در نیمه شمالی البرز به گسله خزر مرتبط دانسته شده است. در میدان سرعت جدید، وجود یک بردار جی پی اس جدید بین گسله های شمال البرز و خزر در قسمت شرقی البرز بر نقش غالب گسله شمال البرز در جایدهی کرنش دلالت دارد. نقشه جدید همانند نقشه های قبلی، مقدار کرنش کلی کمتری برای غرب البرز نشان می دهد که در همخوانی با سطح لرزه خیزی کمتر مشاهده­شده در این منطقه است. میدان سرعت جدید نشان­دهنده وجود سامانه کششی فعال در غرب البرز در بازه طول جغرافیایی 49 تا 5/50 درجه است و همچنین نشان­دهنده حرکت امتدادلغز دو میلی متری در لبه شمالی ایران مرکزی است که می تواند با پهنه گسلی آران- طرود و گسله عطاری مرتبط باشد. با وجود اینکه مطالعات زلزله نگاری دال بر فعالیت بیشتر نیمه شرقی گسله مشا است و مطالعات زمین شناسی، آهنگ تغییرشکل آن را دو میلی متر بر سال برآورد کرده است، میزان هر دو حرکت امتدادلغز و فشارشی در طول گسله مشا کمتر از یک میلی متر بر سال است. در محدوده کلان شهر تهران، میزان حرکت امتدادلغز و فشارشی چشمگیر نیست و در حد کمتر از یک میلی متر است که به معنای دوره بازگشت بسیار طولانی زلزله های بزرگ است.

در این مقاله با کمک چند روش یادگیری ماشین و استفاده از سه شاخص دورپیوندNino 3.4 ، WP و NAO، میانگین بارش ماهانه منطقه ای در شمال غرب ایران شامل حوزه آبریز دریاچه ارومیه پیش بینی می­شود. دلیل انتخاب این سه شاخص، مؤثر بودن آنها بر بارش منطقه مورد مطالعه در شمال غرب ایران است. برای این منظور دو روش مدل سازی ماهانه و فصلی با یکدیگر مقایسه می­شوند. ازآنجاکه شاخص­های دورپیوند ممکن است با تأخیر بر بارش مؤثر باشند، تأخیرهای مختلف صفر تا سه ماهه برای هر سه شاخص مورد مطالعه لحاظ و بهترین نتیجه استخراج شد. در این پژوهش از سه روش یادگیری ماشین جنگل تصادفی، شبکه عصبی و گرادیان تقویتی استفاده شد. در حالت ماهانه، عملکرد روش گرادیان تقویتی (با سه ماه تأخیر برای شاخص WP و دو شاخص دیگر بدون تأخیر) بهتر از روش جنگل تصادفی بود و شبکه عصبی در جایگاه آخر عملکرد قرار گرفت. از نظر تخمین بارش­های حدی نیز روش گرادیان تقویتی عملکردی پذیرفتنی دارد. در مدل سازی فصلی، برای سه فصل بهار (مارس- آوریل- مه)، پاییز (سپتامبر- اکتبر- نوامبر) و زمستان (دسامبر- ژانویه- فوریه)، عملکرد جنگل تصادفی و برای فصل تابستان (ژوئن- ژوئیه- اوت)، عملکرد روش تقویت گرادیان نسبت به سایر روش­ها برتری داشت.

روش های میدان پتانسیل نقشی اساسی در اکتشافات ژئوفیزیکی دارند. یکی از اهداف اصلی در تفسیر داده های میدان پتانسیل، تعیین محل و تخمین عمق ناهنجاری های مغناطیسی و گرانی است. به منظور افزایش دقت در تعیین مشخصه های چشمه های زیرسطحی، همواره روش های تفسیر کمی داده های میدان پتانسیل نظیر روش اویلر استاندارد دستخوش تغییراتی شده اند و برای بهبود اطمینان به نتایج، تعمیم­هایی صورت گرفته است. در این پژوهش، برای تعیین محل و تخمین عمق بی هنجاری گرانی، تعمیم دیگری از اویلر استاندارد با استفاده از روش تجزیه مقدار منفرد و نسبت گرادیان افقی به سیگنال تحلیلی به کار­گرفته­شده­است. همچنین کمیت تجانس فاز نیز برای تفسیر دقیق تر نتایج بر داده ها اعمال شد. از این دو روش برای تخمین عمق و تعیین محل داده های گرانی معدن منگنز صفو استفاده شده است. نتایج اویلر بهبودیافته در مقایسه با اویلر استاندارد، انطباق بیشتری با مرز بی هنجاری نشان می دهد. همچنین بازه تخمین عمق (نمودار میله ای) در اویلر بهبودیافته کوچک تر از اویلر استاندارد است که این خود نشان دهنده عملکرد بهتر اویلر بهبودیافته نسبت به اویلر استاندارد است. هنگام تعیین محل بی هنجاری، برای بررسی بیشتر و جهت افزایش اعتبار تفسیر، کمیت تجانس فاز نیز بر داده های مصنوعی و واقعی (معدن صفو) اعمال شده است.

شتاب نگاشت های حوزه نزدیک به علت داشتن پالس بزرگ در تاریخچه زمانی نسبت به شتاب نگاشت های حوزه دور ماهیت متفاوتی دارند. وجود این پالس باعث وارد شدن خسارات زیاد به سازه می شود. به دلیل نزدیک بودن شهرهای کشور به گسل های لرزه زا، توجه به این موضوع امری حیاتی است. شکست از نقطه ای بر صفحه گسل شروع می­شود و بسته به مکان شروع گسیختگی، به ابتدا یا انتهای گسل یا به هر دو جهت انتشار می یابد. به گسترش شکست در امتداد گسل و تأثیر سرعت شکستگی سنگ بر سرعت موج برشی، جهت پذیری می گویند. زمانی که جهت انتشار گسیختگی به سمت ساختگاه باشد، سرعت گسیختگی گسل به سرعت موج برشی زلزله نزدیک است. در این حالت، به دلیل لغزش های متوالی گسل، در جلوی مسیر گسیختگی سیلی از امواج آزاد­شده جمع می­شود و به صورت یک تکان قوی به ساختگاه می رسد. دلیل پالس قوی موجود در ابتدای لرزه نگاشت واقع در جهت عمود بر امتداد گسل، همین لرزش قوی است که به ساختگاه رسیده است؛ درنتیجه یکی از ویژگی های جهت پذیری پیش رونده، پالس هایی با دامنه بزرگ و دوره تناوب متوسط تا بلند می تواند باشد. اثر جهت پذیری که توزیع انرژی را در طول زمان تغییر می­دهد، در زمین لرزه های متوسط و کوچک نیز می تواند رخ دهد. به عبارت دیگر، علاوه بر فاصله تا گسل، جهت انتشار گسیختگی نیز اهمیت دارد. به منظور بررسی تأثیر جهت پذیری در تحلیل خطر لرزه ای احتمالاتی، از شتاب نگاشت­های زلزله 12 نوامبر 2017 سرپل ذهاب کرمانشاه استفاده شد و نشان داده شد که با افزایش دوره تناوب سازه و دوره بازگشت، مقدار شتاب جنبش زمین نیز افزایش می یابد. بیشترین افزایش شتاب در دوره تناوب 4 ثانیه و دوره بازگشت 2475 سال رخ داده است. در دوره بازگشت های 2475 و 475 سال، درصد افزایش شتاب بیشتر است و اثر جهت پذیری در دوره بازگشت 2475 سال نسبت به 475 سال نمود بیشتری دارد.