مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1389 | دوره:36 | شماره:3 |تعداد مقالات:12

در سال 1385 اندازه گیری های مگنتوتلوریک در گستره بسامدی وسیعی در شرق شهر اراک به منظور مشخص کردن رسانایی الکتریکی پوسته با تاکید بر مکان یابی زون های گسلی موجود در منطقه صورت گرفت. مولفه های میدان های الکتریکی و مغناطیسی در طول یک نیم رخ عمود بر امتداد زمین شناسی و در 15 نقطه اندازه گیری شد. پردازش داده ها و وارون سازی یک بعدی برای هر کدام از سایت ها صورت گرفت و در ادامه وارون سازی دوبعدی این داده ها به انجام رسید. نتایج به دست آمده از وارون سازی رسانایی الکتریکی ساختارها را در توافق خوبی با داده های زمین شناسی مشخص کرده است. مهم ترین این نتایج شناسایی شدن مکان دقیق گسل های تلخاب و تبرته و یک بلوک رسانا در منطقه است.

در این تحقیق، مدل مقاومت ویژه زونار بخیه ترانس - یوروپین، بر اساس اندازه گیری های مگنتوتلوریک در امتداد یک نیم رخ 400 کیلومتری با جهت گیری شمال شرقی شامل 38 ایستگاه مشاهده به دست می آید. بعد از تحلیل ابعادی و تعیین استرایک، همه توابع تبدیل مگنتوتلوریک و سونداژ تغییرات مغناطیسی حول استرایک تعیین شده چرخانده شده و وارون سازی دوبعدی بر آنها اعمال می شود. نتایج، وجود یک پوشش رسوبی ضخیم و ناهمگنی های رسانایی متعدد در پوسته و گوشته بالایی را نشان می دهد.زونار بخیه ترانس - یوروپین (Trans-European Suture Zone: TESZ) مهم ترین مزر زمین ساختی اروپا است که با بیش از 2000 کیلومتر طول، از دریای شمال تا دریای سیاه امتداد دارد و کراتن اروپای شرقی (East European Craton: EEC) را از سکوی پالئوزوئیک (Paleozoic Platform: PP) اروپای غربی و مرکزی جدا می کند (فاراو، 1999). تحقیقات ژئوفیزیکی در این منطقه، اغلب بر استفاده از روش های لرزه ای متمرکز بوده است؛ با وجود این، روش های سونداژ مگنتوتلوریک (Magnetoteluric: MT) و تغییرات مغناطیسی  (Magnetvariational: MV)را می توان برای استنباط توزیع رسانایی الکتریکی پوسته و گوشته بالایی و درک بهتر ساختارهای ژئوالکتریکی به کار برد.طرح چندملیتی EMTESZ-Pomerania با هدف بررسی جزئیات این منطقه طراحی شد و در خلال آزمایش های میدانی متعدد آن، اندازه گیری های مگنتوتلوریک بلند دوره با استفاده از دستگاه هایی که به طور هم زمان کار می کردند، صورت گرفت. با اعمال کدهای پردازش مقاوم بر داده های برداشت شده در محدوده دوره 20000-10 ثانیه، همه توابع تبدیل ممکن محاسبه شدند (براسه و همکاران، 2006).پاسخ های مغناطیسی بین ایستگاهی را می توان در حکم بخش مهمی از توابع تبدیل در نظر گرفت که با اثرات غیرالقایی واپیچیده نمی شوند. علاوه بر آن روی مرکز رسانا بیشترین مقدار را دارند؛ بر خلاف تیپر که کمترین مقدار را نشان می دهد (وارنتسوف، 2005).قابل ذکر است که مدل مقاومت ویژه برای نیم رخ در نظر گرفته شده در این تحقیق، از طریق وارون سازی داده های محلی مگنتوتلوریک به دست آمده و عرضه شده است (ارنست و همکاران، 2008) و هدف اصلی این تحقیق، وارد کردن داده های مغناطیسی بین ایستگاهی در مدل سازی با استفاده از الگوریتم وارون سازی دوبعدی ربک (سیریپن واراپرن و اگبرت، 2000) به منظور بهبود قدرت تفکیک نتایج است.

در این مقاله به مدل سازی تغییرات جزرومدی سطح آب دریای عمان و خلیج فارس با استفاده از 11 سال داده های ماهواره توپکس - پوزایدون (TOPEX/Poseidon) و اطلاعات تایدگیج های ساحلی پرداخته شده است. مشاهدات ماهواره توپکس - پوزایدون در سایکل 100 مبنا در نظر گرفته شده و از تکرار مشاهدات ماهواره توپکس - پوزایدون در اطراف مشاهدات این سایکل در شعاع 1 کیلومتری، سری زمانی با فاصله نمونه برداری دو ساعته که از مشاهدات 915ر9 روزه این ماهواره با به کارگیری ساختار ویژه زمان تکرار این ماهواره، تشکیل شده و با استفاده از روش آنالیز فوریه، و برآورد کمترین مربعات مولفه های جزرومدی با پریود بزرگ تر از چهار ساعت مدل سازی شده اند. بدین ترتیب در 772 نقطه پای ماهواره توپکس - پوزایدون و 17 ایستگاه ساحلی در دریای عمان و خلیج فارس سطح متوسط دریا (MSL) و مدل جزرومدی تعیین و نقشه سطح متوسط آب دریا و نقشه های هم دامنه و هم فاز مولفه های جزرومدی S2، M2، K1 و O1 تعیین شده است.

مهاجرت لرزه ای عمل بازگردان وقایع پراش در ثبت های مهاجرت داده نشده به نقاط و در نتیجه انتقال وقایع بازتابی به مکان های صحیحشان و ساختن یک تصویر واقعی از ساختارهای درون زمین است. روش مهاجرت کرشهف بر اساس مجموع پراش است که دامنه های لرزه ای را در طول هذلولی پراش جمع می کند و نتیجه را در راس هذلولی قرار می دهد. روش کرشهف به راحتی برای داده پیش از برانبارش قابل اصلاح است و می توان آن را بر ثبت های منبع مشترک و دورافت مشترک اعمال کرد. در این مقاله مهاجرت زمانی پیش از برانبارش داده های لرزه ای دوبعدی به روش کرشهف مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا نرم افزاری در محیط MATLAB برای مهاجرت ثبت های منبع مشترک با این روش نوشته شده است. صحت این نرم افزار با داده های مصنوعی که به روش ردیابی پرتو موج در مدل زمین شناسی با نرم افزار GXII ساخته شده بود، آزمایش شد. مدل به کار رفته، یک مدل دولایه ای ذوزنقه ای شکل و یک مدل کوهپایه سه لایه ای است که ویژگی شیب های متضاد را دارد. جنبه های متفاوت مهاجرت کرشهف نیز مانند حساسیت به مدل سرعت و پهنای دهانه مهاجرت مورد بررسی قرار گرفته است.

یکی از مشکلات اصلی در پردازش داده های لرزه ای، کشیدگی برون راند نرمال است. این اثر به صورت کشیدگی، به خصوص در رویدادهای کم عمق و دورافت های دور نمایان می شود. با حذف نشدن این اثر در یک ورداشت و برانبارش آن، رویدادهای کم عمق دچار ضعف و فقدان انرژی در بسامدهای زیاد می شوند، که این منجر به کاهش قدرت تفکیک پذیری می شود. کشیدگی (Normal Moveout) NMO به طور واضح می تواند باعث کاهش قابلیت تفسیر مقاطع شود. در این مقاله تصحیح به روش برون راند بدون کشیدگی (Nonstretch NMO)، که اثرهای کشیدگی تصحیح NMO مرسوم را کمینه می کند، معرفی می شود. این روش با محاسبه سرعت NMO اصلاح شده برای همه نمونه ها در یک محدوده زمانی حداقل برابر با یک طول موجک و برای همه دورافت ها، با موازی کردن زمان رسیدها، از کشیدگی موجک جلوگیری می کند. روش Nonstretch NMO روی داده های مصنوعی و واقعی اعمال شده است. داده های مصنوعی مورد بررسی شامل ورداشت های CMP تک لایه تخت، دولایه تخت با بازتابنده های متقاطع و چهارلایه تخت با بازتابنده های متقاطع به همراه تکراری ها و وجود نوفه هستند. داده CMP واقعی مربوط به عملیات لرزه نگاری دوبعدی در ایران است. نتیجه این روش شامل حفظ بسامدهای بیشتر نسبت به روش NMO مرسوم و کاهش تغییر شکل طیفی داده ها در دورافت های دور و بهبود نتیجه برانبارش است.

امروزه در لرزه نگاری از میرایی دامنه امواج به منزله یک نشانگر برای شناسایی مستقیم موقعیت ذخایر هیدروکربن استفاده می شود. میرایی امواج لرزه ای معمولا با پارامتری با نام فاکتور کیفیت به صورت کیفی برآورده می شود. در این مقاله ضریب جذب امواج لرزه ای به صورت کمی تعیین می شود. میرایی امواج لرزه ای معمولا در حوزه بسامد و بر اساس طیف توان و روش های آماری مورد بررسی قرار می گیرد. رفتار میرایی ناپایا است و از آنجا که تبدیل فوریه ابزار مناسبی برای تجزیه و تحلیل سیگنال های ناپایا در حوزه بسامد نیست، در این مقاله از روش توزیع ویگنر - وایل نمای هموار شده (smoothed pseudo Wigner-Ville) برای محاسبه مستقیم ضریب جذب (بدون نیاز به محاسبه طیف توان) استفاده شده است. این توزیع یکی از توزیع هایی است که جملات عرضی آن به مراتب از توزیع ویگنر - وایل کمتر است. جملات عرضی در توزیع ویگنر - وایل نمای هموار شده با هموار کردن نمایش زمان - بسامد تضعیف می شوند.کارایی روش پیش گفته روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی بررسی می شود. مقایسه نتایج به دست آمده با اطلاعات چاه و نتایج وارون لرزه ای، حاکی از موفقیت این روش در برآورد ضریب جذب و شناسایی موقعیت بی هنجاری های مرتبط با آن است.

روش های میدان پتانسیل شامل روش های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی، جزء پرکاربردترین روش های ژئوفیزیکی در زمینه اکتشاف منابع معدنی به شمار می روند. در این مقاله روشی با دقت زیاد برای شناسایی و برآورد مرز ساختارهای زمین شناسی مانند گسل یا دایک از روی بی هنجاری های میدان پتانسیل معرفی شده است. این روش از مشتقات قائم سیگنال تحلیلی استفاده می کند. در مواقعی که چندین توده با ویژگی های متفاوت در مجاورت هم قرار دارند و همچنین در مواردی که توده سبب شونده بی هنجاری دارای مغناطیس باقی مانده ناشناخته است، این روش کاربرد گسترده ای دارد. این روش روی داده های گرانی سنجی جنوب غرب انگلستان به کار رفته است و نتایج آن با روش های مشتق قائم و مشتق افقی کل مقایسه شده است. با کاربرد این روش، رخنمون توده های گرانیتی و گسل های جداکننده آنها با دقت زیادی مشخص شده اند.

مقاطع لرزه ای حاصل از اعمال مراحل گوناگون پردازش، به منظور استخراج اطلاعات مربوط به سازندهای زمین شناسی مورد بررسی و تفسیر قرار می گیرند. برای شناسایی و تعیین محل دقیق اهداف، لازم است مقاطع لرزه ای قدرت تفکیک کافی داشته باشند. قدرت تفکیک زمانی کافی نیازمند پهنای باند بسامدی گسترده است. به علت محدود بودن ذاتی پهنای باند بسامدی موجک های لرزه ای و اثر پدیده جذب بسامدی، لزوم اعمال الگوریتم های نوین پردازشی برای افزایش پهنای باند امری ضروری است. در این مقاله هدف افزایش پهنای باند بسامدی داده های لرزه ای با استفاده از خاصیت تناوبی مولفه های حقیقی و موهومی طیف ردلرزه است. برای نیل به این هدف پس از اعمال واهمامیخت در حوزه بسامد، بخش هایی از مولفه های حقیقی و موهومی طیف بسامدی با S/N زیاد انتخاب و برای برون یابی در بسامدهای کم و زیاد روش های خودبرون یابی طیفی و آنالیز طیف تکین روی آنها اعمال می شود. با اعمال این روش ها طیف داده لرزه ای به مولفه های اصلی تفکیک می شود که هر کدام از آنها رفتار تناوبی دارند که قابل برون یابی هستند. پس از برون یابی هر مولفه اصلی، طیف برون یابی شده از ترکیب این مولفه ها به دست می آید. مولفه های حقیقی و موهومی طیف بسامدی ردلرزه برون یابی می شوند. کارایی روش پیشنهادی روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.

ناهمسانگردی الکتریکی بدین معنی که چگالی جریان در یک محیط تابعی از جهت گیری میدان الکتریکی در آن محیط باشد، اخیرا در تفسیر اندازه گیری های مگنتوتلوریک (MT) بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در بیشتر این بررسی ها، استنتاج ناهمسانگردی بر اساس جدایش های فازی قطبش های گوناگون داده های MT بوده است. تاکید بر پاسخ های فاز از این حقیقت ناشی می شود که توده های رسانای سطحی دامنه مولفه های تانسور امپدانس مربوط به ساختارهای عمیق تر را مغشوش و استنتاج از پاسخ های دامنه (مقاومت ویژه) را مشکل می سازند. این در شرایطی است که پاسخ های فازی، تانسور فاز، تحت تاثیر حضور این توده ها قرار نمی گیرند. اما پاسخ فازی MT مربوط به نیم فضایی با رسانایی ویژه همگن ولی ناهمسانگرد مستقل از جهت قطبش است و هیچ گونه جدایش فازی رخ نمی دهد. با استفاده از مدل های ساده ناهمسانگردی یک بعدی و دوبعدی نشان می دهیم که جدایش فازی داده های MT درنتیجه تغییرات مکانی یا گرادیان رسانایی ویژه ایجاد شده اند و به خواص عمده ذاتی تانسور رسانایی ویژه بستگی ندارند و از این جهت اساسا با جدایش امواج برشی که در تحقیقات ناهمسانگردی کشسانی مورد استفاده قرار می گیرند، متفاوت هستند.

در کشور ایران استفاده عملیاتی و تحقیقاتی از مدل های منطقه ای پیش بینی عددی وضع هوا در چند سال اخیر متداول شده است. با وجود این هنوز تحقیقی برای راستی آزمایی این پیش بینی ها با استفاده از روش های آماری صورت نگرفته است. با توجه به اهمیت راستی آزمایی خروجی مدل، در این تحقیق، سعی بر آن است تا خروجی های بارش مدل MM5 را در مناطق گوناگون ایران در یک فصل زمستان (اول دسامبر 2004 لغایت 31 مارس 2005) راستی آزمایی کنیم. با این تحقیق، میزان دقت و صحت خروجی این مدل و درنتیجه کارایی مدل برای مناطق گوناگون ایران در پیش بینی های تا 72 ساعته بررسی و ارزیابی می شود، که در این صورت این امکان داده می شود تا با آگاهی بیشتر، نتایج مدل را به کار بست. در این بررسی ابتدا مدل یادشده برای فصل زمستان سال 1383 برای به دست آوردن پیش بینی های 24، 48 و 72 ساعته اجرا و سپس بارندگی تجمعی 24 ساعته در پیش بینی های 24 تا 72 ساعته برای همه ایستگاه های هواشناسی همدیدی با مقادیر متناظر دیدبانی مقایسه می شود. با در نظر گرفتن ویژگی های ناهمواری، اقلیمی و میانگین بارش، کشور ایران به 9 منطقه تقسیم شده و فرایند راستی آزمایی برای هر منطقه به طور جداگانه، به انجام می رسد. با در نظر گرفتن آستانه هایی برای بارش و تشکیل جدول توافقی برای وقوع یا نبود بارش و نیز جدول های توافقی چندگانه برای آستانه های متفاوت بارش، امتیازهای مهارتی مدل برای بارش با استفاده از این جداول محاسبه و نتایج نهایی از جمع بندی تحلیل های صورت گرفته برای هر منطقه به دست می آید. نتایج نشان می دهد که مهارت مدل در پیش بینی بارش برای آستانه های بارش بسیار کم (0.1<=) و یا زیاد (>10) میلیمتر در 24 ساعت بیشتر است به طوری که برای آستانه های کم بارش در مناطق جنوبی و برای آستانه های زیادبارش در مناطق شمالی و مرتفع کشور خروجی مدل دارای دقت بیشتری برخوردار است. در تحلیل ارزش اقتصادی پیش بینی، نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی نسبی پیش بینی های 24 و 48 ساعته حدود 70 درصد و برای آستانه های بارش، در حالت کلی 65 درصد است.

تغییر انرژی جنبشی پیچکی با زمان متاثر از چندین عامل واداشت نظیر همگرایی شار آزمین گرد، همگرایی شار کل انرژی، تبدیل کژفشاری و تبدیل فشاروردی است. در این تحقیق با استفاده از داده های بازتحلیل NCEP/NCAR توزیع میانگین همادی این عوامل واداشت همراه با تولید انرژی پتانسیل در دسترس پیچکی در ماه های بحرانی مثبت و منفی نوسان اطلس شمالی (NAO) در ناحیه مدیترانه و خاورمیانه بررسی شده است. از آنجا که در میانگین گیری زمانی جملات واداشت، بخشی از مقادیر مثبت و منفی با یکدیگر خنثی می شوند، علاوه بر میانگین گیری کلی، به طور جداگانه میانگین مقادیر مثبت و منفی این جملات نیز محاسبه و تفسیر شده است.نتایج نشان می دهد که میانگین انرژی جنبشی پیچکی در ناحیه مدیترانه در دو فاز NAO تفاوت چندانی ندارد، ولی با حرکت به سمت شرق، مقدار آن در فاز مثبت زیادتر می شود. همچنین بزرگی همه جملات محاسبه شده در فاز مثبت در این ناحیه، بیشتر از فاز منفی است. جمله تبدیل کژفشاری در عرض های بالاتر دارای مقادیر بیشتری است ولی در نواحی جنب حاره ای، جمله تبدیل فشاروردی چیره است. بیشینه مقادیر این جمله در شمال محور جت جنب حاره به صورت دو سلول مجزا در غرب ایران و مرکز مدیترانه قرار گرفته و کمینه آن در جنوب محور جت و روی دریای سرخ دیده می شود، به گونه ای که بزرگی همه این مراکز در فاز مثبت بزرگ تر از فاز منفی است.بردار شار انرژی نشان دهنده انتقال انرژی از غرب اقیانوس اطلس و شمال اروپا به ناحیه مدیترانه است که در فاز مثبت مقدار آن کمتر است. در مرکز دریای مدیترانه، ناحیه واگرای انرژی دیده می شود و مقدار آن در فاز مثبت به مراتب بزرگ تر از فاز منفی است. وجود ناحیه واگرایی در این ناحیه نشانگر وجود یک منبع قوی انرژی جنبشی پیچکی در این ناحیه است. جهت بردارهای شار آزمین گرد نیز نشانگر انتقال انرژی از این ناحیه به سمت جنوب شرق است، به طوری که در فاز مثبت یک ناحیه همگرا روی دریای سرخ و شمال شرق افریقا به روشنی دیده می شود. بزرگی این ناحیه همگرا در فاز مثبت بیش از فاز منفی است و می تواند دلیل تشدید جت جنب حاره در فاز مثبت باشد. همچنین از الگوی جمله تولید کژفشاری چنین بر می آید که ارتباط منطقه چرخندزای مدیترانه با مسیر توفان اطلس در فاز مثبت NAO ضعیف تر است.

در این مقاله حل عددی مساله تنظیم راسبی غیرخطی ناپایا که یکی از فرایندهای مهم دینامیکی در جو و اقیانوس است، در دو حالت یک بعدی و دوبعدی با استفاده از روش فشرده مک کورمک مرتبه چهارم ارائه می شود. ابتدا به نحوه و چگونگی به دست آوردن روابط این روش اشاره می شود. سپس برای بررسی عملکرد این روش در مقایسه با روش های مرتبه دوم مرکزی، مک کورمک مرتبه دوم و فشرده مرتبه چهارم از دو معادله مدل که دارای حل های تحلیلی هستند، استفاده می شود. نتایج، عملکرد دقیق تر روش فشرده مک کورمک را به ویژه هنگامی که میدان حل با ناپیوستگی همراه باشد، نشان می دهد. برای معادله مدل غیرخطی و برای میدان همراه با ناپیوستگی نتایج نشان می دهند که روش فشرده مرتبه چهارم مرکزی برای کنترل نوسانات اطراف ناپیوستگی، نیاز به استفاده از پالایه فشرده مکانی دارد، در صورتی که در روش فشرده مک کورمک جواب ها با توجه به ماهیت دونقطه ای روش پیش گفته، با دقت بیشتر و بدون نیاز به استفاده از پالایه مکانی به دست می آیند. در ادامه نتایج مربوط به حل مساله تنظیم راسبی غیرخطی ناپایا برای شرایط اولیه همراه با ناپیوستگی و برای حالت های متفاوت آورده شده است. نتایج به دست آمده توانایی این روش را برای استفاده در مدل های پیش بینی عددی وضع هوا برای پدیده های جبهه ای نشان می دهند.