مجله ژئوفیزیک ایران
سال:1399 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

صفحه های گسلی از سه ترانشه (مطالعات دیرینه لرزه شناسی) با سن های پلایستوسن جوان و هولوسن با سازوکارهای کانونی مقایسه شده اند تا ارتباط میان این دو داده مشخص شود. نشان داده شدکه ارتباط مستقیم میان داده های سطحی (گسله ها و خش خط آنها) و داده های عمقی (سازوکار کانونی) وجود دارد. تانسور تنش با اندازه گیری های سطحی از سه ترانشه راندگی شمال تهران، مشا و فیروزکوه به دست آمد. از تانسور تنش محاسبه شده، صفحه های گسلی ای انتخاب شدند که با روند عمومی گسله های مشا و فیروزکوه همسو هستند. این داده با سازوکارهای کانونی همخوانی خوبی دارد. در ترانشه سوم که داده ها برای حل تانسور تنش کافی نیستند، با تعیین اندازه میانگین روند، شیب و شیب خش خط ها (ریک)، در جایی که آرامش لرزه ای برقرار است سازوکار کانونی دیرینه پیشنهاد شد. براساس یافته های سطحی و سازوکارهای کانونی، بیشینه تنش افقی (5± 45~N1s) و تنش کمینه (3s) شیب نزدیک به افق دارند و محور تنش میانی (2s) عمود بر زمین با رژیم زمین ساختی راستالغز است. گسله مشا با روند (E100N) و شیب به سوی شمال، سازوکار راستالغز چپ بر و یک مؤلفه کوچک کششی دارد که در پایانه خاوری خود به گسله فیروزکوه با روند (E60N) و شیب به سوی جنوب با سازوکار راستالغز همراه با یک مؤلفه فشاری می پیوندد.

نتایج پژوهش های انجام شده حاکی از آن است که پیش بینی پذیری وضع هوا در مقیاس های زمانی فراتر از دو هفته، با جفت شدگی دینامیکی بین گردش های وردسپهر و پوشن سپهر امکان پذیر است. بنابراین شناخت و درک کامل سازوکار جفت شدگی پوشن سپهر-وردسپهر، نیاز به مطالعات بیشتر و جامع تری دارد. هدف اصلی پژوهش حاضر، مطالعه این سازوکار با تمرکز بر منطقه جنوب غرب آسیا است. در این پژوهش، داده های روزانه بازتحلیل NCEP/NCAR از سال 1968 تا 2015 به کار رفته است. منطقه بررسی شده، شامل ایران و مناطق واقع در غرب آن تا شرق دریای مدیترانه است. طی این دوره، 42 رخداد تاوه قوی و 46 رخداد تاوه ضعیف شناسایی شد. نتایج مربوط به سه کمیت وردایست مشتمل بر فشار، ارتفاع ژئوپتانسیلی و دمای پتانسیلی نشان می دهد که طی رخدادهای تاوه قطبی ضعیف، بخش های زیادی از منطقه مورد مطالعه و ایران در ناحیه شکست امواج راسبی قرار داشتند و درنتیجه، آثار ناشی از تاوه ها بر این منطقه زیاد نیست. اما در رخدادهای تاوه قوی، عرض های بالاتر در منطقه مورد مطالعه و برخی نواحی از عرض های میانی آن، در محدوده درون تاوه واقع هستند؛ بنابراین به دنبال رخدادهای تاوه قوی می توان تغییرات ناشی از تاوه قطبی را در کمیت های وردایست بر فراز منطقه مورد مطالعه انتظار داشت. همچنین بررسی همبستگی بین شاخص تاوه قطبی تامپسون با سه کمیت وردایست فوق بیانگر همبستگی مستقیم میان فشار و همبستگی معکوس ارتفاع ژئوپتانسیلی و دمای پتانسیلی با بی هنجاری شدت تاوه در منطقه ایران با تأخیرهای زمانی مختلف بین هشت تا ده روز است. به علاوه، بر مبنای نتایج، یکی از دلایل احتمالی ایجاد یا تقویت تاشدگی های وردایست و متعاقب آن چرخندزایی سطح زمین، تاوه قطبی پوشن سپهری است.

پیامدهای نامطلوب گسترش کلان شهرها ازجمله جزیره گرمایی شهری و آلودگی هوا توجه مدیران شهری را به اتخاذ راهکارهای بهبود شرایط محیطی جلب کرده است. با توجه به مساحت زیاد بام ها در مناطق شهری، به کارگیری فناوری های نوین و سازگار با محیط زیست ازجمله توسعه بام سبز و خنک با تعدیل جزیره گرمایی می تواند نقش مثبتی در کاهش مصرف انرژی سرمایشی و بهبود کیفیت هوا ایفا کند. به منظور بررسی بازخورد متقابل پارامترهای هواشناسی و تغییر در ساختار شهری و مطالعه اثرهای محتمل جانبی آن بر کیفیت هوا، شبیه-سازی عددی راهبردهای بام سبز و بام خنک با استفاده از مدل کنوپی شهری جفت شده هواشناسی-شیمی جو (WRF/Chem/SLUCM) در بازه زمانی 15 تا 30 ژوئن سال 2016 در کلان شهر تهران انجام شده است. نتایج نشان می دهد که توسعه بام خنک با میانگین شبانه روزی کاهش دما (C˚ 65/0-) و کاهش شار گرمای محسوس (2 W/m57-) نقش مثبتی در تعدیل جزیره گرمایی تهران دارد. همچنین کاهش غلظت سطحی آلاینده های جوی نشان می دهد که کاهش ارتفاع لایه مرزی و تلاطم در نتیجه کاهش دما تغییر محسوسی در وضعیت کیفیت هوا ایجاد نکرده است. توسعه بام سبز، کاهش (افزایش) روزانه (شبانه) دمای هوا را به همراه داشته است. افزایش دما در طول شب محسوس (C˚ 53/0+) و نتیجه گسیلندگی بالای پوشش گیاهی و همچنین کاهش سرعت باد در مجاورت سطح بام سبز است که روند تهویه طبیعی شهر را کندتر می کند. مقایسه عملکرد این راهبردها نشان می دهد که بام خنک اثر سرمایشی محسوس تری نسبت به بام سبز ایجاد می-کند و روند کاهش آلاینده ها به ویژه در طول شب در راهبرد بام خنک مطلوب تر ارزیابی می شود؛ بنابراین با توجه به وابستگی اثربخشی سرمایشی بام سبز به میزان رطوبت خاک و مقایسه هزینه های احداث بام خنک و نیاز نداشتن آن به زیرساخت های خاص، توسعه بام خنک در کلان شهر تهران توصیه می شود.

مسئله تبدیل مختصات ژئودتیک از یک سطح مبنای مسطحاتی به سطح مبنای مسطحاتی دیگر از مسائل مهم و کاربردی در ژئودزی هندسی است که با توجه به فراگیر شدن استفاده از سامانه های اطلاعات مکانی در یکپارچه سازی و تحلیل و تفسیر اطلاعات مکانی، لزوم یکسان-سازی سطح مبنای مختصات لایه های مختلف اطلاعاتی به مراتب بیش از گذشته است. انتقال مختصات منحنی الخط از یک سطح مبنا به سطح مبنای دیگر که اصطلاحاً مسئله تبدیل سطوح مبنا یا دیتوم نامیده می شود، بر پایه وجود مختصات ژئودتیک سه بعدی تعدادی نقاط مشترک در هر دو سطح مبنا استوار است و پارامترهای تبدیل دو سطح بر مبنای مختصات معلوم این نقاط برآورد می شود. مختصات علائم مرزی در مرزهای بین المللی و نقشه های پوششی کوچک مقیاس کشوری بر مبنای سطوح مبنای مسطحاتی محلی قدیمی تعیین شده است. در تعیین پارامترهای تبدیل این سطوح به سطوح مبنای جدید جهانی-که در تعیین موقعیت و مکان یابی با سامانه های تعیین موقعیت جهانی به کار-می روند-یک مشکل اساسی در به کارگیری روابط ریاضی تبدیل وجود دارد که امکان استفاده مستقیم از روش های کلاسیک ارائه شده برای حل این مسئله را غیرممکن می سازد. موقعیت ژئودتیک سه بعدی نقاط با استفاده از سامانه های تعیین موقعیت جهانی به صورت همگن و در سه بعد تعیین می شود؛ این در حالی است که تعیین موقعیت نقاط کلاسیک مختصات ژئودتیک نقاط در دو بعد مسطحاتی صورت می گیرد و ارتفاع نقاط هم در بهترین حالت، به صورت ارتفاع ارتومتریک (بر مبنای ارتفاع محلی) معلوم است. به منظور به کارگیری روابط کلاسیک تبدیل سطوح مبنا در این حالت خاص، لازم است تبدیل ارتفاع ارتومتریک به ژئودتیک در سطح مبنای مربوطه انجام شود. هدف این مقاله بررسی نتیجه به کارگیری دو روش برای تعیین ارتفاع ژئوئید در نقاط مورد استفاده در تعیین پارامترهای تبدیل است. روش اول استفاده از مدل های جهانی جاذبه و محاسبه ارتفاع ژئوئید و روش دوم گسترش مدل ریاضی روابط تبدیل، جهت برآورد هم زمان پارامترهای تبدیل سطوح ارتفاعی و سطح تبدیل ارتفاعی است. نتایج عددی نشان دهنده دستیابی به دقت بهتر تبدیل در هنگام استفاده از روش دوم در تعیین پارامترهای تبدیل سطوح مبناست. بهبود تقریب روابط تبدیل از حالت کروی هشت پارامتری و بیضوی پنج پارامتری به روابطی با تقریب بیضوی با هشت پارامتر، دیگر دستاورد مورد بحث در این مقاله است. استفاده هم زمان این تقریب و مدل ریاضی گسترش یافته، حتی در صورت نبود ارتفاع ژئودتیک در هر دو دستگاه در نقاط مشترک مورد استفاده، به دقت بهینه در برآورد پارامترهای تبدیل منجر می شود. روش های پیشنهادی، در داده های موجود از کشور نیجریه پیاده سازی و نتایج ارزیابی شده است. نتایج عددی داده های مذکور، نشان دهنده دستیابی به دقت دهم ثانیه در مؤلفه-های منحنی الخط مختصات و دقت دسی متری در مؤلفه ارتفاعی است.

یکی از پدیده های جوّی همراه با طوفان های تندری خط تندوزه است که پیش بینی آن بسیار چالشی است. خط تندوزه ای در 19 مارس 2017 در جنوب غرب ایران در ایستگاه بندر دیّر ثبت شده است. در این مطالعه ویژگی های خط تندوزه شامل زمان تشکیل، رشد و نابودی سلول-های همرفتی و همچنین بارش همراه با آن به دو حالت با داده گواری (3DVAR) و بدون داده گواری (اجرای مرجع: CTRL) برای ساعت UTC 18 روز 18 مارس 2017 در دو حوضه با تفکیک افقی 27 و 9 کیلومتر شبیه سازی شده است. در این پژوهش، برای شبیه سازی خط تندوزه با هدف به روز رسانی شرایط اولیه و مرزی از طریق داده گواری وردشی سه بعدی در مدل WRF، از داده های رادار هواشناسی بوشهر (شامل بازتاب و سرعت شعاعی) و داده های دیدبانی سطح زمین و جو بالا در دامنه مورد مطالعه استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج، ویژگی های همراه با خط تندوزه شامل سرعت باد، میانگین فشار سطح دریا، دما و رطوبت نسبی و همچنین سری زمانی بازتاب و رشد قائم سلول های همرفتی شبیه سازی شده با داده های دیدبانی متناظر مقایسه شدند. جهت اعتبارسنجی بارش شبیه سازی شده، منحنی امتیاز مهارتی کسری برای آستانه های بارشی مختلف ترسیم شده است. نتایج نشان داد که داده گواری تأثیر زیادی در اصلاح نتایج شبیه سازی خط تندوزه دارد. شبیه سازی با داده گواری در پیش بینی ویژگی های همراه با خط تندوزه به داده های دیدبانی متناظر نزدیک تر است به گونه ای که مقدار خطا در شبیه سازی با داده گواری نسبت به CTRL برای سرعت باد، دما، فشار و رطوبت نسبی به ترتیب حدود 27%، 7%، 18% و 10% کاهش داشته است. زمان تشکیل و رشد سلول های همرفتی، توزیع افقی، ساختار قائم و زمان نابودی آنها در شبیه سازی با داده گواری نسبت به CTRL به داده های دیدبانی متناظر نزدیک تر است. همچنین در اختلاف بارش تجمعی شش ساعته پیش بینی و دیدبانی در هشت ایستگاه همدید استان بوشهر، در 3DVAR نسبت به CTRL کاهش چشمگیری مشاهده شده است.

در این مطالعه کمیت های فعالیت موج و شار فعالیت موج در شکست واچرخندی و چرخندی امواج روی اروپا برای زمستان (15 نوامبر تا 15 آوریل) سال های 1979 تا 2018 با استفاده از میانگین روزانه داده های بازتحلیل ERA-INTERIM برای کمیت های ارتفاع ژئوپتانسیلی، سرعت باد افقی و تاوایی پتانسیلی در ترازهای 300، 200، 150، 100 و50 هکتوپاسکال محاسبه و تحلیل شده اند. نتایج نشان داد که در شکست های واچرخندی (چرخندی)، یک ناوه باریک (پهن) با محور شمال شرقی-جنوب غربی (شمال غربی-جنوب شرقی) به همراه تاوایی پتانسیلی در حدود PVU 8-5 (6-4) از روی اروپا تا غرب (شرق) دریای مدیترانه کشیده می شود. در شکست واچرخندی (چرخندی) امواج، روی غرب اروپا (دریای مدیترانه) افزایش ارتفاع و روی دریای مدیترانه (شرق اروپا)، کاهش ارتفاع مشاهده می شود و مسیر انتشار امواج و فرارفت تاوایی آنها استواسو (قطب سو) است؛ درنتیجه، همراه با شکست واچرخندی (چرخندی) امواج، شار استواسوی (قطب سوی) فعالیت موج به پایین دست ناوه در عرض های پایین تر (بالاتر) از N40، باعث تقویت (تضعیف) امواج روی دریای مدیترانه و غرب آسیا (N40-20) می شود. در مقایسه با شکست های چرخندی، دامنه و مقدار تاوایی امواج در شکست های واچرخندی بزرگ تر است؛ جت ها در عرض بالاتری روی اروپا و دریای مدیترانه شکل می گیرند و مؤلفه های نصف النهاری و قائم فعالیت موج در شکست واچرخندی حدود 5/1 برابر مقدار آن در شکست چرخندی است. همچنین به نظر می رسد که علاوه بر کمتر بودن تعداد شکست های چرخندی، این شکست ها خیلی ضعیف تر از شکست های واچرخندی امواج روی اروپا هستند.

برآورد قابل اعتماد از اطلاعات موج برای بدنه های آبی متأثر از پیچیدگی های جغرافیایی از اهمیت بسیاری برخوردار است. تنگه های اصلی دنیا مانند تنگه هرمز، مرجع اصلی برای این برآورد هستند. داده های باد ورودی به مدل های موج، مهم ترین پیش نیاز برای دستیابی به برآورد واقعی از امواج به شمار می روند. این در حالی است که میدان باد در این حوزه ها از خشکی های اطراف تأثیر می پذیرد. دقت داده های باد همچنین به وضوح افقی مدل های جوی جهت گرفتن پدیده های ریزمقیاس منطقه مورد مطالعه وابسته است. در پژوهش حاضر، نتایج توسعه مدل طیفی موج، جفت شده با مدل جوی میان مقیاس برای مدل طیفی– عددی SWAN جهت شبیه سازی امواج ناشی از باد ارائه و تلاش شده است با به کارگیری مدل عددی-طیفی موج SWAN، به شبیه سازی امواج در تنگه هرمز پرداخته شود که تحت تأثیر پیچیدگی های زمین ریخت شناسی اطراف است. این پیچیدگی ها بر میدان باد تأثیر می گذارند. در ابتدا مدل موج برای محدوده خلیج فارس و قسمتی از دریای عمان تا محدوده ای که تنگه هرمز را شامل شود با داده های باد سطحی حاصل از داده های بازتحلیل ECMWF-ERA5 راه اندازی و با داده های اندازه گیری موجود صحت سنجی شد. در ادامه، با استفاده از مدل هواشناسی میان مقیاس WRF و اجرای مدل مذکور برای منطقه مورد مطالعه، با تفکیک های افقی متفاوت، داده میدان باد سطحی مورد نیاز برای مدل موج تأمین شد. مقایسه نتایج شبیه سازی ها و داده های اندازه گیری موجود برای پارامتر ارتفاع موج با کمک سنجه های آماری، برای دو ایستگاه لارک در قسمت غربی تنگه هرمز و جاسک در قسمت شرقی تنگه هرمز انجام گرفت. نتایج شبیه سازی، موفقیت در بهبود نتایج را در حد قابل قبولی نشان می دهد. در این مقایسه ها، عملکرد مدل SWAN با داده های مدل WRF برای ایستگاه لارک که متأثر از دو رژیم باد دریای عمان و خلیج فارس است، بهبود چشمگیری دارد؛ نتایج، عملکرد خوب مدل موج SWAN جفت شده با مدل جوی منطقه ای WRF را برای منطقه مورد مطالعه نشان می دهد. کاهش میزان خطای جذر مربعات به مقدار 10 درصد و انطباق بیش از 75/0 درصد، بهبود نتایج شبیه سازی نسبت به داده های موج ERA5 را نشان داد. تحلیل های آماری نتایج شبیه سازی با داده های موج ERA5 برای ارتفاع موج شاخص در ایستگاه جاسک که در بخش اقیانوسی محدوده مورد مطالعه است، نمایانگر عملکرد بهتر داده های موج ERA5 با تطابق 9/0 درصد با داده های اندازه گیری است. همچنین افزایش تفکیک افقی میدان باد تا حدود قابل قبولی نتایج شبیه سازی موج را بهبود بخشیده است.