مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1384 | دوره:31 | شماره:2 |تعداد مقالات:17

تبدیل فوریه یک بعدی برای حل انتگرال بیضوی استوکس در دایره ای اطراف نقطه محاسبه ای (زن نزدیک) استفاده شده است.برای زن دور از بسط ضرایب هماهنگی های کروی استفاده شده است. همچنین ارتفاع ژئوئید حاصل از حل عددی انتگرال استوکس با حل عددی آن با روش FFT با هم مقایسه شده اند. این مقایسه اختلاف بزرگی را نشان می دهد.

در این مقاله روشی برای محاسبه صفر ارتفاعی بر مبنای حل مساله مرزی ثابت - آزاد دو مرزی بر اساس مشاهدات از انواع: الف) جاذبه ای شامل: پتانسیل ثقل، قدر مطلق شتاب ثقل، طول نجومی، عرض نجومی و ب) ارتفاع سنجی ماهواره ای ارایه و در مورد تعیین وضعیت صفر ارتفاعی ایران نسبت به ژئویید به کار برده شده است. براساس نتایج حاصل، صفر ارتفاعی ایران 0.094 متر زیر ژئویید قرار دارد و لازم است این مقدار از کلیه ارتفاع های شبکه ارتفاعی کم شود. از آن جایی که در این روش وضعیت صفر ارتفاعی نسبت به ژئویید تعیین می شود می توان از آن به مثابه ابزاری برای یکسان سازی ارتفاعی در کل جهان استفاده کرد. از آن جایی که مساله مرزی طراحی شده در این جا امکان به کارگیری هر مشاهده مربوط با شتاب ثقل را در حکم مقدار مرزی فراهم آورده است، راه برای به کارگیری همه مشاهدات حال و آینده فراهم شده که این خود متضمن دست یابی به حداکثر دقت در تعیین وضعیت صفر ارتفاعی نسبت به ژئویید و یا یکسان سازی مبنای ارتفاعی با کلیه امکانات مشاهداتی هر زمان و مکان است.

آب قابل بارش ابر (PW)، از کمیت های مهم هواشناسی است که امروزه دانشمندان فیزیک ابر توجه ویژه ای به آن دارند. در اکثر نقاط جهان اندازه گیری این کمیت با رادار صورت می گیرد ولی به دلیل این که هنوز در منطقه تهران پوشش راداری مناسب برای این اندازه گیری وجود ندارد بررسی این کمیت با تحلیل داده های رادیوگمانه به انجام می رسد.در این پژوهش سعی شده است تا با محاسبه آب قابل بارش به روش ترمودینامیکی از روی نمودارهای هواشناختی Skew-Tlnp و مقایسه آن با بارش اندازه گیری شده در ایستگاه های زمینی منطقه تهران، رابطه ای برای پیش بینی کمی بارش به دست آید.بررسی های فیزیکی مربوط به ارتباط آب قابل بارش حاصل از نمودارهای هواشناختی و بارش اندازه گیری شده، به طور جداگانه و به تفکیک برای ساعت های 00 و 12 در بازه زمانی پانزده ساله (1998-1984) صورت گرفته است. در ادامه روابطی نیز بین آب قابل بارش ساعت 00 و 12 در بازه های 0 تا 15، 15 تا 30 و 30 تا 45 میلی متر و بارش اندازه گیری شده متناظر معرفی شده است که عمدتا از دیدگاه آماری معنی دارند.در این پژوهش بر اساس کارهای پژوهشگران فیزیک ابر در کاربرد آب قابل بارش در برآورد قابلیت بارورسازی ابرها، این آستانه برای ابرهای همرفتی تهران بین 20 تا 25 میلی متر به دست آمده است. علاوه بر آن، آستانه 7 میلی متر آب قابل بارش ابر برای احتمال وقوع بارش به دست آمده است، بدین معنا که هنگامی که آب قابل بارش کمتر 7 میلی متر باشد، انتظار بارشی روی تهران نمی رود. در یک بررسی تکمیلی، برای پیش بینی احتمال وقوع سیل نیز از آب قابل بارش ابر استفاده شده است و نتیجه این بررسی آستانه 40-35 میلی متر آب قابل بارش را برای احتمال وقوع سیل در تهران به دست می دهد. به عبارت دیگر اگر آب قابل بارش اندازه گیری شده از 40-35 میلی متر بیشتر باشد، احتمال وقوع سیل وجود دارد.

به منظور اکتشاف ذخایر هیدروکربوری، عملیات گرانی سنجی در طول 28 پروفیل در 1115 ایستگاه در منطقه طبس صورت گرفته است. پس از اعمال تصحیحات و پردازش های لازم و حذف اثرات ناحیه ای، نقشه آنومالی باقی مانده گرانی تهیه شد. با توجه به وجود آنومالی های تاقدیسی و نقش آن ها در تجمع ذخایر هیدروکربوری، تعیین پارامترهای هندسی آن ها از مسایل مهم در تفسیر کمی نتایج گرانی سنجی برای تصمیم گیری های بعدی است. از این رو در مقاله حاضر امکان پذیری مدل سازی معکوس سه بعدی پارامتری همزمان چندین آنومالی برای نیل به اهداف مورد نظر بررسی می شود برای مدل سازی از نرم افزار Modelvision Pro استفاده شده است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که در ناحیه مورد بررسی تعداد چهار ساختمان تاقدیسی و هفت ساختمان ناودیسی وجود دارد که از بین آن ها یکی از تاقدیس ها از عمق و ابعاد قابل توجه تری برخوردار است و لذا می توان آن را از نظر تجمع منابع هیدروکربوری، تله مناسبی تلقی کرد.

در این مقاله روشی برای محاسبه شتاب گرانشی میانگین در داخل زمین از نقطه مشاهده تا ژئویید که مورد نیاز تعیین ارتفاع اورتومتریک است ارایه شده است. روش ارایه شده شامل مراحل زیر است:.1 محاسبه اثرات جهانی - منطقه ای شتاب گرانشی از راه بسط شتاب جاذبه به هارمونیک های بیضوی تا درجه و مرتبه 360 به اضافه شتاب گریز از مرکز..2 تعیین شتاب جاذبه حاصل از جرم های نزدیک با استفاده از حل انتگرال نیوتن در سامانه تصویر هم مساحت استوانه ای تا شعاع 55 کیلومتر..3 محاسبه شتاب گرانشی در امتداد خط شاغولی بر اساس نتایج مراحل (1) و (2) در دو نقطه واقع بر سطح زمین و سطح ژئویید و محاسبه میانگین آنها و افزایش تعداد نقاط به کار برده شده در محاسبه میانگین تا جایی که تفاوت شتاب گرانشی میانگین از مقدار از پیش تعیین شده برای دقت شتاب گرانشی میانگین تجاوز نکند..4 تعیین میانگین شتاب گرانشی محاسبه شده در طی مراحل (1) تا (3). روش ارایه شده با مشاهدات شتاب گرانشی در داخل زمین در چاه اکتشافی به دو روش زیر مقایسه شده است: (الف) مقایسه شتاب گرانشی مشاهده شده در داخل زمین در امتداد چاه اکتشافی با شتاب گرانشی محاسبه شده در همان نقاط. (ب) مقایسه شتاب گرانشی میانگین حاصل از مشاهدات شتاب گرانشی در داخل چاه اکتشافی با شتاب گرانشی میانگین حاصل از محاسبات طی مراحل (1) تا (4). نتایج حاصل از دو مقایسه (الف) و (ب) حاکی از حصول دقت 10.768 میلی گال در محاسبه شتاب گرانشی نقطه ای در عمق 474.7 متر و دقت 5.56 میلی گال در شتاب گرانشی میانگین داخل زمین تا عمق یاد شده است.

چرخندها و واچرخندهای سطح زمین در مناطق عرض های میانی عمدتا ناشی از امواج کژفشار سطوح میانی و زبرین اند. برای بررسی سازوکارهای تشکیل و تقویت این سامانه های جوی، شناسایی امواج کژفشار و مطالعه جنبه های دینامیکی آن ها ضروری است.در این مقاله که بخش اول از مقاله 2 شماره ای است، با استفاده از داده های پیش یابی مدیریت بین المللی اقیانوسی و جوی (NOAA) که از سازمان هواشناسی کشور به دست آمد، مطالعه همدیدی و دینامیکی برای شناسایی و تحویل بسته های موج کژفشار در ماه فوریه 2003 صورت گرفته است. در شناسایی بسته های موج، دو روش نمودارهای هافمولر و وامدوله سازی مختلط به کار رفته است. بسته های موج موجود در وردسپهر زبرین در نمودارهای هافمولر نشان می دهد که این بسته های موج با سرعت گروهی بزرگ تر از تندی فاز انتشار می یابند. این ویژگی بسته های موج نشانه ای از تکوین جریان سوی امواج است.نتایج نشان می دهد که وجود دو بلاکینگ در شرق اقیانوس های آرام و اطلس در دهه اول ماه فوریه، مانع حضور بسته های موج های کژفشار و فعالیت های سطح زمین مرتبط با آن ها شده است.مقایسه بسته های موج مربوط به دو روش شناسایی متفاوت نشان می دهد که ویژگی بسته موجی که از تاریخ دهم تا پانزدهم فوریه در نتایج روش وامدوله سازی مختلط مشاهده می شود با ویژگی های بسته موج شناسایی شده در نمودار هافمولر همخوانی نزدیکی دارد. نتایج ردیابی بسته های موج با روش وامدوله سازی مختلط نشانگر تقویت بسته موج ها روی غرب و تضعیف آنها بر روی شرق اقیانوس های آرام و اطلس است که این امر با تحلیل دینامیکی از دیدگاه انرژی در بخش دوم مورد بررسی دقیق قرار می گیرد.

در بخش دوم این مقاله، با استفاده از داده های پیشیابی مدیریت بین المللی اقیانوسی و جوی (NOAA) که از سازمان هواشناسی کشور به دست آمد، انتشار بسته موج های شناسایی شده در بخش اول به تفصیل از دیدگاه انرژی مورد بررسی دینامیکی قرار می گیرد. بدین منظور شش ناوه از بسته موج های فوق که دارای تکوین جریان سو بوده اند، انتخاب شده و مقدار انرژی جنبشی پیچکی همراه با مقادیر دیگر جملات مهم موجود در رابطه بودجه انرژی در طول چرخه عمر هر یک از ناوه ها محاسبه شده اند. جملات بررسی شده شامل همگرایی شار آزمین گرد، همگرایی شار کل، تبدیل کژفشار انرژی، تبدیل فشارورد انرژی و جمله باقی مانده است.نتایج نشان می دهد که تقریبا در همه مواردی که گسترش موج به دلیل پاشندگی جریان سو بوده، تبدیل کژفشاری یک منبع عمده انرژی به هنگام بلوغ و میرایی ناوه بوده است. تبدیل کژ فشاری سبب پریشیدگی اولیه شده است، سپس این پریشیدگی تکوین جریان سو را شروع می کند. عامل اصلی در تکوین جریان سو، همگرایی شارهای آزمین گرد است که باعث تابش انرژی از پاد جریان سوی پریشیدگی موجود به جریان سوی آن می شود. زمانی که امواج کژفشار بالغ می شوند، این موضوع سبب تضعیف موج و رشد یک موج جدید در جریان سو می شود.

آشفتگی های مکانیکی و الکترومغناطیسی، در محیط متخلخل و اشباع از سیال، با یکدیگر جفت می شوند. این جفت شدگی بدین ترتیب است که عبور یک موج لرزه ای از محیط مذکور سبب حرکت نسبی بین سیال - جامد می شود. سپس این حرکت به نوبه خود جریان شارشی الکتریکی را القا می کند. به عبارتی دیگر هنگامی که یک پالس لرزه ای از یک تقابل در خواص شیمیایی سیال یا الاستیکی محیط عبور کند، بی توازنی در شارش این جریان الکتریکی به وجود می آید. این نبود توازن باعث جدایش بارهای دو قطبی و چند قطبی الکتریکی در دو طرف سطح مشترک یک محیط لایه ای می شود که بر اثر آن، آشفتگی های الکترومغناطیسی که در سطح زمین قابل اندازه گیری اند، تولید می شود. در این مقاله چگونگی تولید و انتشار موج سایزموالکتریکی در محیط متخلخل لایه لایه و اشباع از سیال، بررسی و شبیه سازی شده است. در مرحله شبیه سازی از معادلات حاکم بر این پدیده که پراید (1994) آن را ارایه کرده و همچنین از زوج معادلات بیوت و ماکسول که با معادلات انتقالی شار - نیرو به دست آمده، استفاده شده است. در این بررسی برای محاسبه الکترولرزه نگاشت های مربوطه از روش ماتریس بازتاب و انتقال تعمیم یافته (GRTM) استفاده شده است.

با توجه به ویژگی ناپایا بودن داده های لرزه ای (سیگنال و نوفه)، استفاده از ابزارهای پردازشی که بر اساس پایا بودن داده های ورودی طراحی شده اند، چندان مناسب به نظر نمی رسند. با توجه به این که تبدیل S توانایی ارایه نمایشی از توزیع زمان - بسامد داده ها را دارد، می تواند ابزاری برای طراحی فیلترهای متغیر با زمان باشد. در این مقاله ضمن معرفی تبدیل S نتایج برخی از کاربردهای آن در لرزه نگاری بازتابی ارایه می شود. تضعیف نوفه های اتفاقی و امواج سطحی از رکوردهای لرزه ای و شناسایی مستقیم هیدروکربور روی مقاطع لرزه ای از جمله کاربردهایی است که در این مطالعه بررسی شده است. فیلترهای طراحی شده در حوزه زمان - بسامد برای تضعیف نوفه ها از نوع انطباقی بوده و برای تشخیص موقعیت هیدروکربورها، از مقاطع تک بسامد در حوزه زمان - بسامد و ویژگی منطقه سایه بسامد پایین استفاده شده است.

هدف از این مطالعه، بررسی امکان سنجی پیش بینی کوتاه مدت موج در دریای خزر جنوبی با مدل موج (wave modelling) WAM است. به منظور بررسی توانایی مدل در پیش بینی موج، دو وضعیت جوی متفاوت آرام و توفانی در نظر گرفته شد. مدل روی عرض جغرافیایی 36.5 تا 47.5 درجه شمالی و طول جغرافیایی 46.5 تا 55 درجه شرقی با یک شبکه مستطیلی با فاصله شبکه ای 15 دقیقه قوسی اجرا شد. داده های ورودی مورد نیاز در اجرای مدل موج WAM، داده های باد و عمق اند. داده های ورودی باد برای شرایط نسبتا آرام جوی از داده های هم دیدی (Synoptic) ارسالی از مراکز منطقه ای (Global Telecomunication System) GTS به مرکز پیش بینی سازمان هواشناسی، برای شرایط توفانی از برون داد مدل میان مقیاس جوی MM5 واداشته با داده های AVN از مرکز NOAA و داده های عمق از نقشه آب نگاری دریای خزر سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح استخراج شدند. داده های ورودی قبل از تبدیل به فرمت مدل WAM روی شبکه دریای خزر درون یابی شدند. با تهیه برنامه های به زبان های فرترن، MATLAB و GrADS برای تبدیل برون داد رقمی مدل به برون داد نموداری، نقشه های میدان برداری موج (نمودار کاستر)، برداری باد، پربندی موج، نمودارهای طیف بسامدی و طیف زاویه ای رسم شدند. نتایج حاصل از این تحقیق بر اساس برون داد مدل موج دریای خزر به شرح زیر است:مدل موج WAM به علت وجود تغییرات آشکار روی مقدار و گرادیان ارتفاع موج در شرایط متفاوت جوی که بیانگر حساسیت مدل به داده های ورودی باد است و به دلیل توافق بسیار بالا بین میدان موج و باد که از ویژگی پیش بینی موج در حوزه های بسته است توانایی پیش بینی کوتاه مدت مشخصه های امواج در دریای خزر را دارد.مدل موج WAM به علت تطابق شکل طیف بسامدی دو قله ای دریای خزر با تحقیقات استریکالوف و ماسل (1971) در این مورد، قادر به پیش بینی کوتاه مدت و نمایش الگوی صحیحی از طیف بسامدی موج دریای خزر است.به علت وجود چولگی به سمت راست در شکل طیف بسامدی موج دریای خزر، تعداد امواج شرکت کننده در انتشار انرژی طیفی موج، بیشتر به حوزه بسامدی بالاتر از بسامد اوج اختصاص دارد اما حداکثر میزان انتشار انرژی طیفی موج به صورت انتگرالی با امواج دارای بسامد کمتر از بسامد اوج صورت می گیرد.به دلیل توافق نسبتا خوب بین داده های برون داد مدل و داده های موج بویه انزلی حاصل از مقایسه آن ها به منظور بررسی درستی سنجی نتایج مدل، مشخص شد که مدل WAM با دقت نسبتا خوبی قادر به پیش بینی کوتاه مدت مشخصه های موج در دریای خزر جنوبی است.

بر پایه شاخص های مدل تابع انتقال مدل آماری دینامیک با توجیه فیزیکی به کمک پایداری ریاضیاتی مشتق شده است. این مدل به کمک تغییر در شرایط حوضه در زمان واقعی عمل می کند و نتایج قابل قبولی به دست می دهد. ساخت مدل در این بررسی از راه بسته نرم افزاری تدوین شده صورت می گیرد. این برنامه نیازمند دو فایل ورودی شامل فایل داده های بارندگی و داده های رواناب است. در این بررسی برای ساخت مدل از داده های ساعتی دبی و باران هشت رویداد در ایستگاه بهبهان حوضه مارون استفاده شده است. در مرحله شبیه سازی مدل، سه عامل حجم (α)، شکل (ε) و زمان (γ) معرفی و به کار گرفته شده است که تاثیرات انفرادی و تجمیعی هیچ کدام از آنها موجب ناپایداری، نوسان و منفی شدن پاسخ ضربه واحد مدل نمی شود. با تعدیل کردن این سه عامل، مدل بهنگامی ساخته شد که دقت بیشتری نسبت به مدل ایستا دارد. چنانچه بهنگام کردن مدل با این پارامترها که به طور خودکار و با توجه به روش کمترین مربعات بازگشتی در برنامه به دست می آیند مطلوب نباشد، با انتخاب دستی این سه پارامتر می توان به جواب های مطلوب تری رسید.آخرین بخش مربوط به پیش بینی سیل است. این بخش با استفاده از یافته های مرحله کالب زنی و مرحله بهنگام کردن مدل به کمک پارامترهای حجم، شکل و زمان، برای پیش بینی دبی به کار می رود. به منظور آزمودن مدل، از چهار رویداد دیگر ایستگاه بهبهان استفاده شده است. نتایج به دست آمده اجازه می دهد تا دبی واقعی و دبی پیش بینی شده برای چند گام بعدی مقایسه شود.

عمق متوسط چند ضلعی های دو بعدی با مینیمم کردن تابع چند متغیری که در واقع اختلاف بین داده های اندازه گیری و محاسبه ای است برآورد می شود. به این منظور، برنامه ای رایانه ای نوشته شده و در مورد مدل های مصنوعی و حقیقی به کار رفته است.