Journal of the Earth and Space Physics
Year:2009 | Volume: | Issue: |Papers Count:11

امروزه از تبدیل موجک، به صورت گسترده ای در پردازش و تفسیر داده های ژئوفیزیکی، مخصوصا داده های لرزه ای، استفاده می شود اما این روش هنوز در تفسیر داده های گرانی و ژئومغناطیس کاربرد رایجی نیافته است. در این مقاله سعی شده است روشی جدید بر پایه نظری تبدیل موجک پیوسته برای تعیین موقعیت و عمق ناهنجاری های گرانی ارایه شود. موجک مورد استفاده در تبدیل موجک پیوسته در روش پیش گفته اساس مشتق های افقی چشمه ای استوانه ای تعیین شده است. در این تحقیق کارایی روش روی داده های مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته است. همه برنامه های رایانه ای در محیط نرم افزار MATLAB را نگارندگان تهیه کرده اند.

یک پروژه میکروگرانی سنجی برای آشکارسازی فروچاله ها در یک نیروگاه برق اجرا شده است.اثر تونل های کم عمق زیرزمینی و تاسیسات سطحی نیروگاه در داده ها تصحیح شده اند. این تاسیسات شامل مخازن سوخت برج های خنک کننده و غیره اند.عملیات برداشت داده ها در دو سایت واقع در نیروگاه که خطر ایجاد فروچاله ها در آنها وجود داشته است صورت گرفت.با وجود نوفه های فراوان حاصل از تاسیسات، برداشت داده ها با دقت قابل قبولی و با استفاده از گرانی سنج های سینترکس صورت گرفت. بعد از به دست آوردن اطلاعات لازم نظیر عمق و شکل این حفره ها با اعمال فیلترهای متفاوت نظیر فراسو، فروسو و اویلر روی نقشه های بی هنجاری بوگه، شکل نهایی  عمق این بی هنجاری ها با مدل سازی سه بعدی تعیین شده اند.از آنجا که اطلاعات مربوط به محل و عمق بی هنجاری ها (فروچاله ها) در زیر تاسیسات حساس نیروگاه بسیار حیاتی است، این اطلاعات می تواند برای مهندسان عمران و تاسیسات بسیار با ارزش باشد.

روش جدیدی که سالم و همکاران (2004) در تفسیر داده های گرانی و مغناطیسی برای برآورد عمق و فاکتور شکل بی هنجاری های گرانی به کار برده است.عمق و فاکتور شکل مدل های مکعبی در حکم بی هنجاری های مصنوعی با این روش برآورد شده است.سپس نوفه های تصادفی به اثر گرانی این مدل ها اضافه شده و پارامترهای مجهول شامل عمق و فاکتور شکل با روش پیش گفته برآورد شده است.در مجموعه ای از داده صحرایی نیز این پارامترهای مجهول برای یک بی هنجاری اصلی برآورد شده اند.بعضی عمق های به دست آمده با این روش از راه حفاری های محلی نیز تایید شده اند.

در این مقاله روشی عملی برای هشدار سریع زلزله در جنوب ایران براساس تعیین پارامتر دوره ای جنبش زمین یعنی τc و پارامتر Pd (دامنه نگاشت جابه جایی که با فیلتر بالاگذر فیلتر شده است) برای چند ثانیه اول موج از نگاشت های شتاب نگارهای موجود (که توسط شتاب نگارهای سازمان تحقیقات ساختمان و مسکن ثبت شده اند) برای زلزله های با بزرگای M≥3 مورد بررسی قرار گرفته است. براساس بررسی های صورت گرفته، بزرگای یک رویداد در یک سایت مشخص را می توانیم از روی پارامتر τc برآورد کنیم و میزان PGV را از روی مقدار Pd محاسبه کنیم. همه سیگنال های سه مولفه ای شتاب که پس از وقوع زلزله ثبت شده اند به ترتیب به نگاشت های سرعت و جابه جایی جنبش زمین تبدیل می شوند. این جابه جایی های به دست آمده با فیلتر بالاگذر با ترورت یک طرفه با بسامد قطع 0.075 ثانیه مرتبه 4، فیلتر می شوند. برای همه رویدادهای اتفاق افتاده براساس نگاشت حاصل، پارامترهای τc و Pd محاسبه شده اند و پس از بررسی و آنالیز آنها توانستیم رابطه ای بین τc و بزرگا (M) برای جنوب ایران و همچنین رابطه ای بین Pd و PGV برای این ناحیه (استان هرمزگان) به دست آوریم. این دو رابطه می تواند وقوع زلزله ای مخرب را تشخیص دهد و هشدار سریع در سایت (On-Site Warning) در نواحی اطراف ایستگاه فراهم کند که در این نواحی انتظار رسید جنبش نیرومند زمین چند ثانیه پس از رسید امواج P وجود دارد. هنگامی که تراکم ایستگاهی زیاد باشد، این روش را می توان برای داده های چند ایستگاهی به کار برد و در نتیجه دقت و صحت هشدار سریع را افزایش داد. لذا بهینه ساختن شبکه های شتاب نگاری و همچنین نصب و استفاده از شبکه های لرزه نگاری توصیه می شود.

در این مقاله روشی جدید برای محاسبه تانسور کرنش بدون استفاده از گرادیان زاویه های جابه جایی (روش معمول محاسبه تانسور کرنش) عرضه شده است. در این روش تانسور کرنش مستقیما براساس تغییر طول ها و زاویه های بین نقاط شبکه ژئودزی (یا ژئودینامیک) در اپک های مشاهداتی متفاوت محاسبه و بدین ترتیب نیاز به تشکیل بردار جابه جایی به منظور محاسبه گرادیان آن از مراحل محاسبه تغییر شکل، مرتفع شده است. همچنین نشان داده شده که اگر دستگاه مختصات بر اثر تغییر شکل، دچار دوران و انتقال شود، و یا اندازه تغییر شکل، مقدار قابل توجهی باشد، استفاده از روابط خطی معمول برای برآورد مولفه های تانسور کرنش بر مبنای بردار جابه جایی منجر به جواب های ناصحیح، در حالی که روش پیشنهادی این مقاله، از آنجا که مستقل از دستگاه مختصات است، در هر صورت برآورد صحیح مولفه های تانسور کرنش را میسر می سازد. از مباحث دیگر مورد بررسی در این تحقیق، امکان سنجی برآورد کرنش در صفحه سامانه تصویر متشابهی است که اخیرا از سوی دانشگاه تهران برای کاربردهای منطقه ای پیشنهاد شده است. با توجه به موفقیت آمیز بودن روش فوق، شبکه ژئودینامیک کشور به منزله بررسی موردی انتخاب و مولفه های تانسور کرنش صفحه ای برای آن به روش پیشنهادی محاسبه شد. جزئیات مربوط به این روش و نتایج حاصل به تفصیل در مقاله آورده شده است.

یکی از کمیت های مشاهداتی مهم در ماموریت گرانی سنجی ماهواره ای GRACE تصویر اختلاف شتاب جاذبه بین زوج ماهواره گرانی سنجی GRACE-1 و GRACE-2 بر امتداد واصل بین دو ماهواره است. به کارگیری این کمیت مشاهداتی در حکم مقدار مرزی در مدل سازی محلی و منطقه ای میدان گرانی زمین، اطلاعات ارزشمندی را به منظور برآورد صحیح طول موج های کوتاه تا متوسط میدان جاذبه زمین به دست می دهد. یکی از پارامترهایی که به منظور تولید این داده مرزی با استفاده از داده های واقعی ماموریت گرانی سنجی ماهواره ای GRACE نیاز است، "فاصله بین دو ماهواره" ρ است که می توان مقدار بایاس دار آن ρb را در هر لحظه مشاهداتی، در مجموعه فایل هایی موسوم به KBRL1B-X یافت. وجود بایاس نامعلوم در مقدار مشاهداتی ρ، مشکل اساسی، به کارگیری داده مرزی پیش گفته است که از اثر ابهام فاز در مشاهدات فاصله یابی بین زوج ماهواره ناشی می شود. این موضوع کاربران داده های واقعی گرانی سنجی ماهواره ای GRACE را مجبور به محاسبه ρ در هر لحظه مشاهداتی از راه مولفه های بردار موقعیت دو ماهواره می کند. در این محاسبات، با توجه به اهمیت داده مرزی یاد شده در مسایل مقدار مرزی ژئودزی فیزیکی، پیشنهادی به منظور برآورد کمترین مربعات بایاس نامعلوم در مقدار مشاهداتی ρ با استفاده از اندازه گیری های سامانه GPS ارایه شده، که منتج به معرفی نسخه جدیدی برای داده های فاصله یابی بین دو ماهواره، عاری از بایاس پیش گفته می شود.

نقشه های متفاوتی در سامانه های تصویر گوناگون در وزارتخانه ها و سازمان ها موجود است. به منظور تطبیق و هماهنگی بیشتر نقشه ها باید با استفاده از روش های تبدیل سامانه های تصویر، نقشه ها را به یک سامانه تصویر واحد تبدیل کرد. در این مقاله در مورد روشی که ابداع نگارندگان است و برای تبدیل سامانه های تصویر متشابه مورد استفاده قرار می گیرد، بحث شده است. این روش برای تبدیل سامانه های تصویر متشابه بدون اطلاع از نوع سامانه ها و ویژگی های بیضوی های مرجع، به کار می رود. تنها الزام به کارگیری این روش پیشنهادی، وجود نقاطی با مختصات معلوم در هر دو سامانه تصویر است که چنین نقاطی نیز در عمل وجود دارند. در این روش از توابع چند جمله ای در حکم توابع تبدیل استفاده شده و شرط کوشی- ریمان نیز برای حفظ تشابه اعمال شده است. در روش معمول تبدیل سامانه های تصویر به یکدیگر، دانستن نوع سامانه های تصویر و مشخصات بیضوی های مرجع الزامی است اما در مواردی اطلاعی از مشخصات بیضوی های مرجع در دسترس نیست. روش پیشنهادی نگارندگان مقاله، می تواند در حل مشکل موجود در دستگاه های اجرایی حائز اهمیت باشد.

توپوگرافی سطح دریا Sea Topography (SST) بنابه تعریف، تفاوت بین ژنوئید و سطح متوسط دریا Mean Sea Level (MSL) است. عوامل فیزیکی زیادی باعث ایجاد این تفاوت می شود، که اگر هدف تعیین ژنوئید به مثابه سطح مبنای ارتفاعی از راه مشاهدات تایدگیج باشد، لازم است اثر این عوامل به دقت محاسبه و از سطح متوسط دریا حذف شد. یکی از روش های بررسی عکس العمل دستگاهی فیزیکی در قلمرو زمان، فن عکس العمل محلی با "تابع وزنی" یا "تابع پاسخ ضربه" است. این تابع رابطه بین ورودی و خروجی یک دستگاه فیزیکی یا به عبارت دیگر عکس العمل دستگاه را به صورت تابعی از بسامد مشخص می سازد و بدین سان امکان مدل سازی تغییرات محلی دستگاه مورد نظر را به صورت نقطه ای میسر می سازد. در تحقیق حاضر از مدل تابع وزنی و برای مدل سازی توپوگرافی سطح دریا در چهار ایستگاه های جزر و مدی و هواشناسی دریایی خلیج فارس استفاده شده است. براساس نتایج عددی حاصل، مقدار SST ناشی از عوامل جوی در فصل زمستان در این ایستگاه ها بین +2 تا منهای 82 سانتی متر متغیر بوده که مقدار کمینه مربوط به بندر شهید رجایی و بیشینه مربوط به بندر بوشهر است.

در این پژوهش، با استفاده از مدل میان مقیاس MM5 و با انتخاب طرح واره مناسب لایه مرزی، عمق لایه آمیخته جو شهری و تغییرات روزانه آن برای منطقه تهران در ماه های اوت و فوریه سال 2005، در حکم نمونه ای از دو فصل گرم و سرد سال بررسی شده است. سپس از عوامل موثر در عمق های کمینه و بیشینه لایه آمیخته در هر یک از دو ماه، شرایط همدیدی مستقر در منطقه مورد نظر، فرارفت گرما، رطوبت، شارهای سطحی گرما و تکانه، حرکت های قائم و چینش قائم جهت و تندی باد افقی بررسی شده است.در نتایج مدل، تغییرات فصلی قابل توجهی در عمق لایه آمیخته و دیگر کمیت های مورد بررسی به چشم می خورد. برای مثال، میانگین ارتفاع لایه آمیخته در فصل تابستان حدود 3 کیلومتر بوده و نسبت به فصل زمستان تقریبا دوبرابر است. نتایج نشان می دهد که روند کلی تغییرات ماهانه عمق لایه آمیخته، خصوصا در فصل تابستان، به علت شرایط آرام جو بوده و مستقیما از روند تغییرات شارهای سطحی پیروی می کند.به علاوه، رشد لایه آمیخته در این فصل بستگی بیشتری به فرارفت گرما، در مقایسه با دیگر عوامل دارد. در حالیکه در زمستان، که تغییرات شارهای سطحی و نوسانات لایه آمیخته چشمگیرتر است، رشد این لایه بیشتر متاثر از ساختار سامانه های همدیدی و چینش قائم باد است.

در این مقاله تغییرات روزانه و فصلی آلاینده ها مورد بررسی قرار گرفته است. سپس ارتباط پارامترهای هواشناسی با مقادیر غلظت آلاینده ها بررسی شده است. داده ها از ایستگاه هواشناسی موسسه ژئوفیزیک و ایستگاه های شرکت کنترل کیفیت هوای شهرداری تهیه شده و از داده های دوره زمانی 2004 تا 2007 استفاده شده است.نتیجه بررسی تغییرات فصلی آلاینده ها نشان داد که برای آلاینده های CO، NO2 و PM-10 دو بیشینه وجود دارد که یکی در تابستان و دیگری در زمستان رخ می دهد. همچنین بیشینه SO2 در زمستان و بیشینه O3 نیز در بهار رخ داده است. وجود بیشینه در فصل سرد می تواند بر اثر افزایش مصرف اشتعال سوخت های ناشی از منابع حرارتی و وسایل نقلیه در کنار شرایط هواشناسی از قبیل افزایش فشار هوا، پایداری هوا و وارونگی دما رخ دهد. همچنین بیشینه فصل گرم نیز می تواند بر اثر عوامل متعددی از قبیل وارونگی دمای سطحی و کاهش بارش رخ دهد.مقایسه الگوی روزانه آلاینده های گوناگون در فصل بهار نشان می دهد که همه آلاینده ها به جز O3 دارای دو بیشینه اند که یکی در حدود اوایل صبح و دیگری در اواخر شب رخ می دهد. ولی الگوی O3 متفات با سایر آلاینده ها است و بیشینه آن معمولا در بعد از ظهر رخ می دهد. آمدوشد وسایل نقلیه و وارونگی دمایی در اوایل صبح و شب در ایجاد این بیشینه ها موثرند. الگوی روزانه میانگین فصلی زمستانی و تابستانی CO نیز وجود بیشینه صبح و شب را نشان می دهد.برای دوره 6 ماهه اول (ژانویه تا ژوئن) 2007 بیشترین غلظت های میانگین برای آلاینده های CO، NO2، PM-10 و O3 همگی در دمای بیش تر از 30°C رخ داده است ولی برای آلاینده SO2 بیشترین غلظت مربوط به دماهای کمتر از 10°C است. همچنین در این دوره، برای آلاینده های O3، NO2 و PM-10 بیشترین غلظت ها مربوط به رطوبت نسبی کمتر از 40% است و برای آلاینده های SO2 و CO نیز بالاترین غلظت ها مربوط به رطوبت های نسبی 41-60% است.تحلیل آماری رگرسیون چندگانه بین غلظت آلاینده های ازون و NO2 با پارامترهای هواشناسی دما و رطوبت نسبی برای دوره 6 ماهه اول 2007 روشن ساخت که هر دو پارامتر غلظت آلاینده ها موثرند ولی دما عامل موثرتری بر ازون و رطوبت نسبی نیز عامل موثرتری بر NO2 است.

اولین قدم در جهت شناخت عوامل تاثیرگذار بر محیط های دریایی و نواحلی ساحلی، تعیین الگوی امواج و جریان های ساحلی است. در مناطق ساحلی، امواج و جریان ها نقش مهمی در تعیین هندسه و شکل سواحل بازی می کنند. در این تحقیق، الگوی جریان های کرانه ای به کمک مدول هیدرودینامیکی برای حالات قبل و بعد از احداث جتی ها در دهانه مرداب کیاشهر شبیه سازی شده است. برای این منظور از بسته نرم افزاری MIKE 21 استفاده شده است. سامانه مدل سازی کاربردی MIKE 21 چندین مدول جداگانه را در بر می گیرد. مدول استفاده شده در این بررسی، مدول هیدرودینامیکی (MIKE 21 HD) است که حرکات آب را در مناطق ساحلی محاسبه می کند. نتایج این تحقیق نشان دهنده آن است که جریان های ناشی از امواج شرقی در مقایسه با امواج شمالی، شمال غربی و شمال شرقی تاثیر بیشتری بر دهانه مرداب می گذارند. همچنین مقایسه جریان های کرانه ای برای دو حالت روشن ساخت که با احداث جتی ها، سرعت جریان ها در اطراف ورودی مرداب حدود 35 درصد کاهش یافته است.