مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1387 | دوره:34 | شماره:3 |تعداد مقالات:10

ارزیابی درونی برای مدل ژئوئید جاذبی ایران IRG04 بر اساس قانون انتشار خطاها (جذر میانگین خطای مربعی عمومی مدل) دقتی معادل 5.2 سانتی متر را برآورد می کند. باید توجه داشت که دقت ارزیابی شده از این روش یک ارزیابی نظری و اغلب بسیار خوشبینانه است و با واقعیت های عملی انطباق ندارد.روش آنالیز مولفه های واریانس روشی متداول و مستقل در سرشکنی است. در این تحقیق از روش آنالیز مولفه های واریانس BQUE در قالب مدل سرشکنی ترکیبی گوس- هلمرت و به همراه اطلاعات نقاط ترازیابی GPS- و ژئوئید جاذبی در ایران شده است. نظر به اینکه این روش لزوما همیشه برای مولفه های واریانس برآورد مقدار مثبت ندارد، روش جدید و توسعه یافته MBQUNE برای امکان تعیین مقادیر صرفا مثبت در همه شرایط به لحاظ نظری طراحی شد. همچنین برنامه رایانه ای به زبان MATLAB برای آنالیز مدل های متفاوت سرشکنی پارامتریک به منظور تعیین مولفه های واریانس برنامه نویسی شد. این ارزیابی، اطلاعات ارزشمندی را در زمینه برآورد دقت های مدل ژنوئید جاذبی، ارتفاعات ارتومتریک و ارتفاع ژئودتیک ایران در برداشت. نتیجه این تحقیق که بر اساس 73 نقطه ترازیابی و GPS با توزیع مناسب در ایران و مدل 7 پارامتری صورت پذیرفت، برآورد دقتی معادل 7 سانتی متر را برای مدل ژئوئید جاذبی IRG04 داشت که این مقدار، انطباق بسیار خوبی با برآورد اولیه داخلی ما برای این مدل در ایران به دست می دهد.مقدمه: روش آنالیز مولفه های واریانس (VCE) و خصوصا روش MINQUE به صورت گسترده ای در ژئودزی کاربرد دارد. این روش را هلمرت (1907) به صورت مستقل ارایه کرد و پروفسور گرافارند (1985) و شوبرگ (1982 a,b) نقش بسزایی در توسعه آن داشته اند. روش VC قابلیت استفاده در مشاهدات همگن و ناهمگن را دارد و عموما به منظور تغییر مقیاس واحد وزن مولفه های متفاوت در مدل های سرشکنی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش فرض بر این است توزیع خطاها در مشاهدات به صورت اتفاقی است.انگیزه های زیادی برای استفاده از روش VC در سرشکنی مدل ترکیبی ترازیابی GPS/ و ژئوئید وجود دارد.استفاده از این روش امکان درجه بندی کردن خطاهای مدل ژئوئید، ارتفاعات ژئودتیکی و ارتومتریک به صورت روشی کاملا مستقل را فراهم می کند. مزیت این روش ترکیبی داشتن درجه آ‍زادی زیاد در مدل VC است.به عبارت دیگر با وجود افزایش تعداد نقاط ترازیابی GPS/ و ژئوئید، تعداد مولفه های مجهول ثابت است (سه مولفه). عموما ماتریس واریانس و کواریانس مشاهدات مدل از نتایج سرشکنی شبکه های ترازیابی و GPS قابل استخراج است. در مورد دقت ژئوئید نیز بر اساس قانون انتشار خطاها (جذر میانگین خطای مربعی عمومی مدل) می توان برآورد مناسبی از دقت داخلی مدل داشت (رابطه (1. این مقادیر در حکم داده های اولیه برای مدل VC مورد استفاده قرار می گیرند و از طریق مولفه های واریانس به روش تکرار به تدریج روزآمد می شوند. نکته مورد توجه در این روش این است که مولفه های واریانس همیشه برآورد مثبتی ندارند. این مساله می تواند نشانگر وجود داده های اشتباه در مدل، خطاهای سیستماتیک و یا استفاده از مدل نامناسب در سرشکنی باشد. استفاده از روش BQUNE شوبرگ (1984) و اسحاق- شوبرگ (2008) می تواند روشی برای مقابله با مولفه های واریانس منفی باشد. با این حال بایستی قبل از استفاده از این روش، علت بروز آن را به دقت بررسی کرد.مدل سازی مساله، با استفاده از رابطه (1) ارزیابی درونی برای مدل ژئوئید جاذبی ایران IRG04 بر اساس قانون انتشار خطاها (جذر میانگین خطای مربعی عمومی مدل) دقتی معادل 5.2 سانتی متر را برآورد می کند. (برای مشاهده چکیده به صورت کامل، لطفا روی علامت PDF کلیک کنید.)

ماهواره گوس، در ماموریت در نظر گرفته شده، تغییرات کوچک جرم را در مسیر حرکت خود به دور زمین حس خواهد کرد. در این مقاله اثر توپوگرافی و جو زمین را روی داده های ماهواره گوس بررسی می کنیم.این اثرات به اندازه ارتفاعات توپوگرافی وابسته است و بنابراین، منطقه به منطقه تغییر می کند. از آنجا که اثرات جو و توپوگرافی از بی هنجاری جاذبه قبل از تعیین ژئوئید بایستی برداشته شود، این اثرات همچنین بایستی برای ساده کردن ادامه فروسوی داده های گوس روی تراز دریا نیز حذف و پس از ادامه فروسو، بازگردانده شوند. با توجه به اینکه داده های ماهواره گوس در ارتفاع 250 کیلومتری زمین اندازه گیری می شود، با در نظر گرفتن سری هارمونیک های کروی خارجی و داخلی، می توان پتانسیل توپوگرافی را به صورت زیر در نظر گرفت. (برای مشاهده چکیده به صورت کامل، لطفا روی علامت PDF کلیک کنید.)

در این پژوهش، ارتباط فرایند بارش با آلودگی ذره ای در کلان شهر تهران بررسی شده است. این بررسی از دیدگاه پژوهشگران هواشناسی و محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار است.تاثیر آلاینده های ذره ای بر فرایند بارش در مناطق گوناگون تهران اعم از شمال (اقدسیه)، شمال غرب (ژئوفیزیک)، شرق (سرخه حصار)، غرب (مهرآباد) و به مرکزیت ایستگاه بازار بررسی شده است. این بررسی ها به دو صورت: در روزهای آلودگی در حد مطلوب (آلاینده های ذره ای کمتر از (100 μgm-3 ونامطلوب (آلاینده های ذره ای بیش از (100 μgm-3 در فصل های گرم و سرد در یک دوره 5 ساله 1999) تا (2003 صورت گرفته است.بررسی نقشه های هم باران - هم آلاینده، برای هر رویداد بارش در شرایط نامطلوب در فصل گرم و سرد روشن می سازد که با پخش آلودگی از مرکز شهر به سمت شمال شهر و در نتیجه کاهش غلظت آلاینده های ذره ای، بارش از مرکز شهر به سمت شمال شهر طی روز افزایش می یابد. میانگین کل بارش در ایستگاه های شمال شهر، به دلیل ارتفاع بیشتر، نسبت به مناطق مرکزی و غربی و شرقی بیشتر است.این میانگین ها در روزهای نامطلوب، از غرب به شرق کاهش و در روزهای مطلوب افزایش می یابد.روند بارش در هر ایستگاه در فصل گرم و سرد در شرایط مطلوب افزایشی و در شرایط نامطلوب کاهشی است. از انطباق داده ها در روزهای مطلوب و نامطلوب و در فصول گرم و سرد می توان به وضوح مشاهده کرد که تا حد شرایط مطلوب با افزایش آلودگی، روند بارش نیز افزایش می یابد، که این احتمالا به دلیل فرایند بارورسازی غیرعمدی ابر است. در شرایط نامطلوب با افزایش الودگی و افزایش غلظت هسته های میعان ابر، روند بارش کاهشی می شود که این احتمالا در اثر فرایند فرابارورسازی ابر است.در فصول گرم در اکثر ایستگاه ها میزان بیشینه بارش در شرایط مطلوب و نامطلوب اندکی بیشتر از فصول سرد سال است که علت عمده آن ضخامت بیشتر ابرها در فصول گرم و شدت بارش بیشتر از آنها است.

به منظور تفسیر صحیح اندازه گیری های سطحی مولفه های میدان های مغناطیسی و الکتریکی، بایستی مفاهیم اولیه برهم کنش این میدان ها با زمین را بدانیم. در این مقاله، ابتدا به شرح قوانین ماکسول و به دست آوردن معادلات موج می پردازیم. آنگاه برای نشان دادن کاربر امواج الکترومغناطیسی در اکتشاف های ژئوفیزیکی، پاگیری (امپدانس) موج تخت برای یک نیم فضای همگن محاسبه می شود. سپس به توضیح تانسور پاگیری و بردار تیپر می پردازیم و بعد از آن توابع انتقال موج تخت دوبعدی و تجزیه مد را بررسی می کنیم. در نهایت ناهمسانگردی 1D و 2D و تابع تبدیل 3D برای امواج تخت به طور خلاصه شرح داده می شود.

هدف از این بررسی جداسازی لیتولوژی برای نمونه های سنگ آهک و ماسه سنگی با استفاده از سرعت امواج لرزه ای تراکمی و برشی و همچنین ضرایب پواسون و لامه در شرایط مخزن در محیط آزمایشگاهی است. در این بررسی تعداد 5 نمونه ماسه سنگ از سازند گدوان و 34 نمونه سنگ آهک از سازند سروک مربوط به 4 حلقه چاه اکتشافی در ناحیه حنوب غرب ایران به شکل استوانه (پلاگ) تهیه و پس از آماده سازی چگالی، تخخل و تراوایی نمونه ها اندازه گیری شد. این نمونه ها برای اندازه گیری سرعت های Vp و Vs درشرایط خشک و اشباع از آب و همچنین در دما و فشارهای متفاوت، به خصوص در فشار و دمای مخزن آماده شدند. با استفاده از دستگاه پیشرفته مستقر در شرکت TRC ژاپن اندازه گیری آزمایشگاهی سرعت در دو حالت خشک و اشباع از آب در فشارهای متفاوت صورت گرفت.با بهره گیری از نتایج آزمایشگاهی اندازه گیری سرعت نمونه ها، محاسبه ضرایب پواسون و لامه و رسم نمودارهای نسبت سرعت امواج تراکمی و برشی وهمچنین ضرایب پواسون و لامه در حالت های گوناگون، می توان نمونه های سنگ آهک و ماسه سنگ را در محیط آزمایشگاهی بر حسب نوع لیتولوژی نمونه ها از یکدیگر جدا کرد.هدف اصلی این بررسی، استفاده از سرعت امواج لرزه ای تراکمی و برشی و همچنین ضرایب پواسون و لامه در جداسازی لیتولوژی مغزه ها در شرایط مخزن و در محیط آزمایشگاهی است.

داده های اندازه گیری و ثبت شده در چاه نگاری به اندازه ی گسترده و وسیع اند که دسته بندی و مقایسه آنها پیش از تجزیه و تحلیل و تفسیر آنها ضروری است. دسته بندی داده ها، کیفیت و بازده نتایج حاصل را افزایش می دهد.منظور از منطقه بندی مخزن تقسیم لایه های مخزن بر اساس پارامترهای متفاوتی همچون سنگ شناسی، تخلخل، تراوایی، اشباع آب و غیره است. به طور کلی منطقه بندی مخزن را یا گروه زمین شناسی بر اساس خصوصیات چینه ای به انجام می رساند و یا با نرم افزارهای شبیه ساز از قبیل پترل و آر- ام- اس صورت می گیرد، لیکن در اینجا به معرفی روشی متمایز می پردازیم. به کارگیری روش های آماری راه حل های توانمندی را برای منطقه بندی داده ها در اختیار قرار می دهد. روش های متعددی برای منطقه بندی با داده های چاه نگاری ارایه شده است، که در آنها میانگین داده ها درحکم عدد نماینده (نماینده منطقه) انتخاب می شود. از جمله این روش ها می توان به مواردی همچون کراس - پلات تخلخل و تراوایی، شاخص های (آر- کیو- آی) و (اف- زد- آی)، روش پیکت و سودر و روش گیل اشاره کرد. روش منطقه بندی که در این بررسی از آن استفاده شده، روش تسترمن است که بر مبنای یک بررسی آماری بنا شده است. در این روش از پارامتر واریانس برای منطقه بندی استفاده می شود. از جمله مزایای این روش نسبت به روش های قبل این است که از ابتدا هیچ گونه پیش داوری نسبت به تعداد منطقه ها نیست و مرز بین منطقه ها به صورت خودکار تعیین می شود و این منطقه بندی با یک شرط خاتمه دهنده از پیش تعریف شده، کنترل می شود. در این بررسی پس از کدنویسی برنامه محاسباتی، داده های دو مخزن نفتی ایران مورد بررسی قرار گرفته است.

یکی از مراحل اصلی در محاسبه ژئوئید بدون استفاده از فرمول استوکس، انتقال به سمت پایین مشاهدات جاذبه به سطح بیضوی مبنا است. انتقال به سمت پایین مشاهدات پس از هارمونیک سازی، از طریق انتگرال آبل - پواسون و مشتقات آن صورت می گیرد. این انتگرال یک انتگرال فردهولم نوع اول است که مجهول (پتانسیل جاذبه هارمونیک روی بیضوی مبنا) در زیر علامت انتگرال قرار دارد. تعیین این مجهول از راه معادله انتگرالی یاد شده، یک مساله ناپایدار است و نظیر هر مساله ناپایدار دیگر، یافتن جواب، نیازمند پایدارسازی است. یکی از مهم ترین مراحل در هر روش پایدارسازی، تعیین پایدارسازی است. در این مقاله به بررسی روش های متفاوت تعیین پارامتر پایدارسازی برای مساله انتقال به سمت پایین مشاهدات از نوع شتاب جاذبه تفاضلی در محاسبه تعیین ژئوئید بدون استفاده از فرمول استوکس پرداخته شده است. بر اساس نتایج حاصل، روش "منحنی ال (L-curve)" بهترین روش برای تعیین پارامتر پایدارسازی در مساله پیش گفته است.

امروزه تعیین ژئوئید به صورت نقطه ای از تلفیق اطلاعات ترازیابی با GPS (ژئوئید (GPS/Leveling) به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله از داده های ژئوئید GPS/Leveling به عنوان یک مقدار مرزی در کنار سایر مقادیر مرزی در مساله تعیین ژئوئید استفاده شده است. الگوریتم مورد استفاده در این روش را می توان در مراحل محاسباتی آن به صورت زیر خلاصه کرد: (1) حذف اثرات توپوگرافی جهانی و جرم های در فاصله دور از راه بسط هارمونیک های بیضوی تا درجه و مرتبه 360.360 به همراه میدان گریز از مرکز بیضوی از مشاهدات گرانی روی سطح زمین با استفاده از مختصات GPS نقاط. (2) حذف اثرات جرم های واقع در فاصله نزدیک از راه حل تحلیلی انتگرال نیوتن در دستگاه تصویر هم مساحت استوانه ای بیضوی مرجع، (3) تشکیل معادلات مربوط به انتقال به سمت پایین مشاهدات شتاب گرانی تصحیح شده طی مراحل 1 و 2 از سطح زمین به پتانسیل جاذبه روی بیضوی مرجع با استفاده از مختصات GPS نقاط محاسبه. (4) محاسبه ژئوئید GPS/Leveling. (5) تشکیل معادلات مربوط به تبدیل ارتفاع ژئوئید حاصل از مرحله 4 به پتانسیل جاذبه روی بیضوی مرجع از راه فرمول برونز بیضوی. (6) حل توام معادلات مربوط به مراحل 3 و 4 به منظور تعیین پتانسیل جاذبه روی بیضوی مرجع از راه کم ترین مربعات. (7) بازگرداندن اثرات حذف شده به پتانسیل جزیی حاصل از مرحله 6. (8) تبدیل پتانسیل حاصل از مرحله 7 به ارتفاع ژئوئید از راه فرمول برونز بیضوی. به منظور بررسی موردی روش ارایه شده، ژئوئید دقیق ایران بر مبنای مشاهدات گرانی و GPS/Leveling تعیین و نتایج آن ارایه شده است.

همدوسی لرزه ای نشانگری هندسی است که ارتباط زمانی و مکانی را با سایر نشانگرها برقرار می کند.هنگامی که این نشانگر بر روی داده های لرزه ای به کار برده می شود، پیوستگی بین دو یا تعداد بیشتری از ردلرزه های پنجره لرزه ای را نشان می دهد که این میزان پیوستگی لرزه ای، نشانه مستقیمی از پیوستگی زمین شناسی است. اختصاص یک کمیت محاسباتی مانند همدوسی روی یک مقیاس از صفر تا یک اجازه می دهد که پیوستگی لرزه ای مورد سنجش قرار گیرد و پدیده های زمین شناسی مانند گسل ها، کانال ها، دلتاهای مدفون، ریف ها، آتشفشان های گلی، رخساره های آبدار و غیره نمایان شوند. اندازه گیری های همدوسی در سه بعد تشابه ردلرزه به ردلرزه را بیان می کنند و بنابراین تغییرات قابل تفسیر را در این گونه موارد نشان می دهند. مناطقی از ردلرزه ها که بر اثر گسل ها یا سایر پدیده های زمین شناسی دچار تغییر شده اند، دارای شباهت کم تری با ردلرزه های مجاور خود هستند که نتیجه آن به تصویر درآمدن همدوسی کم برای این مناطق است. در این مقاله نشانگرهای همدوسی روی داده های لرزه ای سه بعدی میدان گازی خانگیران واقع در شمال شرق ایران اعمال می شوند تا توانایی آنها برای تفسیر بهتر پدیده های زمین شناسی مشخص شود. نتایج این تحقیق نشان دهنده کاربردی بودن این نشانگر روی داده های لرزه ای ایران است و تفسیر دقیق تر و کامل تری از داده ها را میسر می سازد.

در این مقاله مدل سازی وارون غیرخطی داده های گرانی سنجی به منظور تعیین هندسه سنگ بستر مورد نظر صورت گرفته است به طوری که با کمترین اطلاعات اولیه زمین شناسی، بهترین ساختار نزدیک به واقعیت زمین شناسی را نتیجه دهد. در روش ارایه شده هندسه سنگ بستر با مجموعه ای از منشورهای کنار هم چیده شده تقریب زده می شود و در نهایت طول این منشورها است که عمق سنگ بستر را به دست می دهد.در الگوریتم تهیه شده، از روند تکرار غیرخطی برای شبیه سازی هندسه سنگ بستر استفاده می شود. در گام اول با استفاده از یک تقریب مناسب و با استفاده از روش های استاندارد، مساله غیرخطی به یک مساله ای خطی تبدیل می شود. در گام دوم با استفاده از همه اطلاعات اولیه، مدل طراحی و به اصطلاح پارامتری می شود. در گام بعدی یک مدل اولیه منطبق بر همه فرضیات ژئوفیزیکی و زمین شناسی پیشنهاد می شود و با استفاده از آنالیز عددی، ماتریس های مشتقات جزئی برای مدل محاسبه می شود. روند وارون سازی بر مبنای روش مارکوارت - لونبرگ، در تکرارهای متفاوت با توجه به میزان تطابق بین داده های واقعی و محاسبه ای، مدل اولیه را بهبود می بخشد. در این روند از خطی سازی مدل، با آنالیز عددی در نزدیکی مدل اولیه و محاسبه مجدد ماتریس مشتقات جزئی استفاده می شود تا بهترین تطابق بین داده های اندازه گیری و محاسبه ای ایجاد شود.به منظور نشان دادن قابلیت این روش، مدل سازی برای داده های مصنوعی با نوفه و بدون نوفه برای اعماق کم و زیاد صورت گرفته است. داده های واقعی مورد استفاده، داده های میکروگرانی سنجی مربوط به عملیات حفر تونل ادامه خط یک متروی تهران است که نتایج حاصل از آن با واقعیت زمین شناسی، منطقه تطابق بسیار مناسبی دارد.