مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1385 | دوره:32 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

رفتار آبرفت در مقابل جنبش های وارده به شکل های مختلفی در بروز خسارت دخالت دارند. یکی از مهم ترین اثر تخریبی را می توان حاصل از پدیده تشدید دانست. این پدیده وقتی رخ می دهد که پریود غالب آبرفت با پریود غالب جنبش نیرومند سنگ کف برابر باشد. در این حالت اثر تقویت آبرفت در شتاب حرکت زمین بیشتری مقدار است. در این پژوهش برای تعیین پریود غالب آبرفت، اندازه گیری مایکروترمورها در منطقه شمال غرب تهران در یک امتداد شمالی - جنوبی و در شش ایستگاه که پنج ایستگاه آن روی آبرفت و یک ایستگاه آن روی بیرون زدگی سنگی واقع شده بود، صورت گرفت. تفسیر داده ها بر اساس طیف دامنه به دو روش صورت گرفت. در روش اول که معروف به ایستگاه مرجع سنگ کف است، میانگین طیف دامنه ایستگاه واقع بر آبرفت به میانگین طیف دامنه ایستگاه واقع بر سنگ کف تقسیم می شود. در روش دوم که معروف به روش ناکامورا است. میانگین طیف دامنه مولفه های افقی به میانگین طیف دامنه مولفه قائم همان ایستگاه تقسیم می شود. بررسی نتایج حاصل از پردازش و تفسیر داده های صحرایی نشان می دهد، روش ایستگاه مرجع سنگ کف برای محاسبه بسامد تشدید آبرفت از اعتبار بالاترین نسبت به روش ناکامورا برخوردار است. بسامد تشدید در این منطقه بین 2.4 تا 5.5 هرتز به دست آمد که در امتداد پروفیل شمال به جنوب کاهش نشان می دهد. در نتیجه پریود غالب آبرفت از شمال به جنوب در امتداد پروفیل افزایش می یابد که با شواهد زمین شناسی منطقه مطابقت دارد. با توجه به شکل مایکروترمورها نوع خاک این منطقه از نوع رسوبات متراکم است که در تقسیم بندی آیین نامه 2800 از نوع دوم است. بنابراین روش مایکروترمورها بر اساس ایستگاه مرجع سنگ کف، به لحاظ مقرون به صرفه بودن و صرفه جویی در وقت جهت تعیین پریود غالب آبرفت پیشنهاد می شود

تراکم پذیری سنگ های مخازن هیدروکربوری یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار بر خواص مخزنی، لرزه ای و مکانیکی مخازن هیدروکربوری است. هدف از این مطالعه بررسی تراکم پذیری منافذ در سنگ های کربناته با تغییرات فشار همه جانبه خالص است که در این راستا تاثیر نوع بافت، نوع تخلخل و مقدار تخلخل بر تراکم پذیری منافذ مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بدین منظور 90 نمونه کربناته از سنگ مخزن سازند آسماری متعلق به یکی از میادین نفتی جنوب کشور انتخاب شد و پس از مطالعات زمین شناسی و تقسیم بندی نمونه ها بر اساس نوع بافت و نوع منافذ، روابط تراکم پذیری بر حسب فشارهای همه جانبه خالص برای گونه های سنگی سازند آسماری ارایه شده است.

پارامترهای دینامیکی و فیزیکی متعددی در مطالعه سامانه های جوی به کار برده می شود. یکی از این پارامترهای دینامیکی، تاوایی پتانسیلی است که در غیاب اصطکاک و فرایندهای دررو، پایستار است. با توجه به پایستاری این کمیت، می توان از آن در حکم یک ردیاب دینامیکی در تشکیل و تحول سامانه های سطح زمین استفاده کرد. در این مقاله، سامانه های جوی واقع در کشور ایران در آذرماه 1382 از دیدگاه تاوایی پتانسیلی بررسی خواهد شد. برای این کار، ابتدا به استفاده از داده های اداره ملی اقیانوس و جوی (NOAA)، تاوایی پتانسیلی ارتل در بیست تراز مختلف هم فشاری محاسبه شده است. سپس با محاسبه دمای پتانسیلی روی همه سطوح هم فشاری، تاوایی پتانسیلی برای نمونه هایی از سطوح هم دمای پتانسیلی به منظور بررسی نقش هر یک از عوامل سطح زمین، سطوح میانی و زبرین در مراحل مختلف چرخندزایی، درون یابی شده است. با تحلیل توزیع افقی و قائم تاوایی پتانسیلی، می توان ساختار افقی و قائم سامانه های چرخندی و تحول آن ها را از دیدگاه دینامیکی مطالعه کرد.ویژگی های مهم نتایج پژوهش صورت گرفته این است که مرحله تکوین چرخند سطحی فقط با حضور بی هنجاری تاوایی پتانسیلی سطوح زیرین آغاز شده است. در مرحله بلوغ سامانه بر هم کنش سه عامل شامل تاوایی پتانسیلی سطوح زبرین، تاوایی پتانسیلی ناشی از فرایندهای دررو و تاوایی پتانسیلی ناشی از فرارفت های گرم سطوح زیرین منجر به چرخندزایی شده است و مرحله میرایی چرخندزایی، مصادف با تضعیف و قطع رابطه بین سه بی هنجاری تاوایی پتانسیلی سطوح زبرین، میانی و سطح زمین است.

الگوریتم M8 روشی برای پیش بینی میان مدت زمین لرزه های بزرگ (بزرگی 6.5 ریشتر یا بیشتر) است. این الگوریتم فعالیت های لرزه ای پیش آگاهی دهنده قبل از زمین لرزه های بزرگ را مورد بررسی قرار می دهد. از این فعالیت ها برای شناسایی هنگام اعلام خطر یا زمان بیشترین - احتمال وقوع (times of increased probability), TIP زمین لرزه های بزرگ استفاده می شود. هر TIP به مدت 5 سال به ناحیه ای که وسعت آن چند برابر اندازه چشمه زمین لرزه در حال وقوع است، اشاره می کند. تاکنون چندین زمین لرزه بزرگ بر اساس الگوریتم M8، به طور موفقیت آمیز پیش بینی شده است. در این تحقیق، با استفاده از این الگوریتم پهنه ایران برای پیش بینی زمین لرزه های آتی (پیش بینی پیشرو) مورد آزمایش قرار گرفته است. کاربرد الگوریتم M8 وجود چند منطقه خطر برای وقوع زمین لرزه های آتی را در نقاط مختلف ایران نشان می دهد. این مناطق اعلام خطر در غرب و جنوب غرب ایران قرار دارند.

کاربرد الگوریتم M8 یکی از راهکارهای معتبر در پیش بینی میان مدت زمین لرزه است. گستره مکانی پیش بینی شده با این الگوریتم، ناحیه نسبتا وسیعی را در بر می گیرد. از این رو، با توجه به اینکه زمین لرزه ها در محیط هایی رخ می دهند که پتانسیل لازم برای تجمع تنش و ایجاد گسیختگی را داشته باشند، با مشخص کردن این مناطق همان چشمه های بالقوه زمین لرزه اند و محدود کردن گستره پیش بینی شده با الگوریتم M8 به این چشمه ها، می توان وسعت این گستره را محدودتر کرد و عدم قطعیت مکانی را کاهش داد. در این تحقیق، ابتدا این روش برای زمین لرزه های رودبار و بم که الگوریتم M8 توانسته است در حد قابل قبولی آنها را پیش بینی کند، آزمایش شده است. در مرحله بعد، گستره های پیش بینی شده با الگوریتم M8 برای رویداد زمین لرزه های آتی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده کاهش قابل ملاحظه وسعت نواحی پیش بینی شده با الگوریتم M8 در صورت استفاده از چشمه های بالقوه زمین لرزه است.

هدف از مطالعه حاضر بررسی کارایی روش های زمین آماری (geostatistics) در پهنه بندی اقلیمی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه است. از این روش های مربوط به طبقه بندی اقلیمی، روش ساده سلیانینوف (Selianinov) انتخاب شده است که پارامترهای اصلی آن میانگین جمع بارش سالانه، میانگین جمع سالانه واحدهای حرارتی فعال (active hear units) از نظر رشد گیاهی ده درجه (درجه - روز) و شاخص هیدروترمیک است. بدین منظور ابتدا پارامترهای ماهانه بارندگی و دمای هوا به تفکیک 165 ایستگاه برای یک دوره آماری 30 ساله با استفاده از اطلاعات شبکه جامع ایستگاه های هواشناسی ایران تهیه شد، سپس به منظور انتخاب روش مناسب برای معرفی تغییرات منطقه ای بارندگی و واحدهای حرارتی فعال، کارایی روش های زمین آماری مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق از روش های کریجینگ (kriging)، میانگین متحرک وزنی (weighted moving average) با توان های 1 تا 5 و همسایگی 3 الی 30 و نوعی از روش اسپلاین (spline thin plate smoothing) TPSS با توان های 2 تا 5، با متغیر کمکی ارتفاع و بدون آن استفاده شده و برای ارزیابی، روش اعتبار سنجی حذفی (cross validation) به کار رفته است. نتایج این بررسی نشان داد که برای بارندگی، روش TPSS با توان 2 و بدون متغیر کمکی ارتفاع و برای مجموع سالانه گرمای فعال همین روش با توان 2 و متغیر کمکی ارتفاع مناسب تر است. مقایسه خطای حاصل از روش های زمین آماری مورد استفاده در این تحقیق با روش گرادیان، برتری روش زمین آماری بر روش کلاسیک را نشان می دهد. با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) (geographic information system) نقشه های توزیع مکانی بارندگی سالانه و مجموع سالانه گرمای فعال ترسیم شده است و از روی هم گذاشتن آنها پهنه بندی اقلیمی حوضه مطالعاتی ارومیه در دستگاه طبقه بندی سلیانینوف به دست آمده است. بدین ترتیب اقلیم غالب حوضه آبریز دریاچه ارومیه، نیمه خشک میانه و مرطوب تعیین شد.

در این پژوهش با استفاده از داده های اقلیمی 14 ساله (1980-1993) موسسه هوا فضای امریکا (NASA) ساختار ترمودینامیکی وردسپهر برای منطقه خاورمیانه و ایران بررسی شده است. برای این کار، توزیع افقی و قایم میانگین ماهانه، شار میانگین ماهانه، واگرایی شار میانگین برای هر یک از عوامل رطوبت ویژه و گرما مطالعه شده است. به علاوه، تاثیر احتمالات پدیده های بزرگ مقیاس جوی از قبیل نینو، لانینا و مانسن در توزیع زمانی و مکانی این عوامل در بازه زمانی یاد شده نیز بررسی شده اند.نتایج نشان می دهد که دمای نواحی شمال ایران و شمال منطقه خاورمیانه عمدتا تحت تاثیر مرکز سرد واقع در شمال گروئنلند و دمای نواحی جنوب ایران بیشتر تحت تاثیر شارش های ناشی از شرق دریای سرخ است. رطوبت ایران و منطقه خاورمیانه نیز متاثر از چهار منبع واقع در شرق اقیانوس اطلس، شمال افریقا، شرق دریای سرخ و غرب اقیانوس هند است که اثر منبع رطوبت شرق اقیانوس اطلس در مقایسه با اثر سه منبع دیگر ضعیف تر است.بر اساس نتایج حاصل، بییشینه رطوبت رو ی ایران هم زمان با بیشینه تقویت دو منبع واقع در شرق دریای سرخ و غرب اقیانوس هند و وقوع مانسن تابستانی شدید هند است. در این شرایط شارهای رطوبت عمدتا جنوبی اند. همچنین بیشینه دامنه تغییرات سالانه دما هم زمان با وقوع مانسن تابستانی شدید در هند و بیشینه دامنه تغییرات سالانه رطوبت هم زمان با وقوع لانینای قوی است.

در این مقاله کوشش شده است به کمک محاسبه، برخی از مهم ترین شاخص های تلاطم هوای صاف، با استفاده از پارامترهای مرتبط از جمله چینش باد در یک دوره 5 ماهه (ژانویه تا مه 2004)، مقادیر آستانه شاخص های وقوع تلاطم با شدت های سبک تا متوسط و متوسط، مشخص شود و الگوهای جوی متداول همراه با این پدیده در سطوح فوقانی جو و در منطقه ایران مورد بررسی قرار گیرد. برای محاسبه شاخص ها از داده های مدل جهانی AVN (داده های عینی) استفاده شده است و نتایج به دست آمده با گزارش های دریافتی از خلبانان (داده های ذهنی) پروازهای عبوری بر فراز آسمان ایران محاسبه شده است. این مطالعه نشان می دهد که وقوع تلاطم هوای صاف (clear Air turbulence, CAT) با شدت های بیشتر از متوسط در ایران نادر است. آستانه عددی وقوع تلاطم هوای صاف با شدت متوسط در ایران به کمک شاخص های عینی الرود-2 و داتن، با وجود اینکه شرایط اقلیمی در ایران و دیگر نقاط دنیا از جمله اروپا و امریکا یکسان نیست، تطبیق قابل قبولی با مقادیر آستانه ای معرفی شده در اروپا و امریکا دارد و با گزارش های دریافتی از خلبانان نیز همخوانی خوبی را نشان می دهد. بیشترین تلاطم ها در لایه 300-250 میلی باری رخ داده است و در جریان سوری ناوه ژئوپتانسیلی بیشترین مقادیر عددی شاخص ها همراه با تلاطم هوای صاف دیده شده است.

زلزله بم در 5 دی ماه سال 1382 با بزرگی (mb=6,Ms=6.8) در جنوب شرقی ایران، در منطقه ای پر جمعیت رخ داده و شوک اصلی آن را 23 ایستگاه شتاب نگاری مرکز تحقیقات مسکن(BHRC)  ثبت کرد. در این مطالعه با استفاده از شتاب نگاشت های حرکت تنومند زمین پارامترهای چشمه، ضریب جذب امواج بسامد بالا و پارامتر افت طیفی، K، برای 9 ایستگاه از 23 ایستگاهی که رکوردهای ثبت شده، سیگنال به نوفه خوبی داشتند، تعیین شد. پارامترهای چشمه به روش بهینه سازی غیر خطی بین طیف جابه جایی به دست آمده از طیف شتاب برای هر رکورد، با ترکیب مدل آشفتگی چشمه با مدلی توانی برای ضریب جذب امواج بسامد زیاد به دست آمد. ضریب جذب امواج بسامد زیاد، با استفاده از مدل کاهیدگی دامنه از رابطه:A(f,r)=G(r).e-prf/Qbکه G(r)­ معرف گسترش هندسی است، به دست آمد.مقدار میانگین برآورده شده برای ضریب جذب، در رنج بسامدی (2-25) هرتز 328 به دست آمد و پارامترهای چشمه به صورت MO=5.88*1025dyn-cm, r=4.04km, Du=35cm, Ds=44bar, Td=3secبرآورد شدند.بزرگی ممان از رابطه کاناموری (Mw=6.5)، به دست آمد که سازگاری خوبی با مقادیر به دست آمده دانشگاه هاروارد (Mw=6.6) به روش CMT و سازمان زمین شناسی امریکا (Mw=6.5) USG دارد.

انتگرال استوکس درجه بالا برای تعیین ژئویید منطقه ای در ایران به کار برده شده است. برای محاسبه درجه پایین ارتفاع ژئویید از مدل ژئوپتانسیل استفاده شده است. برای محاسبه قسمت درجه بالا از انتگرال استوکس درجه بالا استفاده می شود و بنابراین ارتفاع ژئویید از این راه محاسبه می شود.

از سال 1363 مدل های متعدد ژئویید جاذبی برای کشور ایران تعیین شده است. اخیرا بر اساس ارزیابی صورت گرفته از راه مدل ژئویید هندسی که با تلفیق داده های سامانه تعیین موقعیت جهانی (GPS) و ترازیابی به انجام رسید، مشاهده شد که دقت مدل های ژئویید جاذبی موجود کشور مشابه و یا در مواردی کم تر از مدل های ژئویید جهانی است که در حال حاضر در دسترس عموم قرار دارد. به منظور استفاده از پتانسیل داده های جدید ماهواره ای در این تحقیق، مدل جدید ژئوئید جاذبی برای ایران از طریق جمع آوری و تلفیق اطلاعات کلیه داده های موجود گرانی کشور (از منابع متفاوت)، جدیدترین اطلاعات مدل ژئویید جهانی GRACE و همچنین مدل دقیق جهانی توپوگرافی SRTM به روش (Least- Squares Modification of Stockes’s) تعیین شد. در حین این تحقیق ابتدا بانک جدید اطلاعات داده های جاذبی کشور از منابع گوناگون داخلی و خارج تهیه شد و داده های اشتباه از روش (Least- Squares Collocation) مورد ارزیابی قرار گرفت و حذف شد. شبکه داده های گرانی با تفکیک 90 ثانیه از تلفیق داده های زمینی، با تلفیق داده های ارتفاع سنجی ماهواره ای (Satellite Altimetry) و داده های گرانی به کار رفته در مدل EGM96 در محدوده 3 درجه خارج از مرزهای کشور تعیین شد. مدل ارتفاعی SRTM با قدرت تفکیک بهتر از 100 متر، در ابتدا از نظر دقت مطلق در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت و کلیه مناطق دارای گپ، از راه تلفیق اطلاعات این مدل با مدل های جهانی دیگر کامل شد. این مدل در مرحله انترپلاسیون داده ای گرانی و همچنین اعمال تصحیح توپوگرافی مدل جدید ژئویید ایران مورد استفاده قرار گرفت. همچنین آخرین مدل جهانی ژئویید از سامانه ماهواره ای (GGM025) GRACE در این تحقیق برای تلفیق اطلاعات زمینی و ماهواره ای استفاده شد. ارزیابی صورت گرفته روی نتایج مدل جدید جاذبی ایران که از تلفیق داده های سامانه تعیین موقعیت جهانی (GPS) و ترازیابی به انجام رسید، حصول به دقت مطلق و نسبی حدود 27 سانتی متر و 3.8 ppm (میلی متر در کیلومتر) تایید می کند. این دقت در مقایسه با دقت حاصل از مدل ترکیبی GRACE-GGM025 بهبود دقتی را بیشتر از چهار برابر از نظر دقت نسبی تایید می کند. ضمنا در مقایسه با مدل های موجود و منتشر شده ژئویید جاذبی کشور، مدل جدید دقت نسبی در حد چهار برابر بهتر ارایه می دهد. علت بهبود کیفیت مدل جدید را می توان در استفاده از داده های گرانی نسبتا کامل و عاری از اشتباه، استفاده از مدل های جدید و دقیق جهانی توپوگرافی و ژئویید و همچنین قابلیت ویژه اساس روش تبدیل کمترین مربعات رابطه استوکس در تلفیق بهینه داده های ناهمگون از راه دادن وزن مناسب به مجموعه داده ها و کاهش خطای برش در رابطه استوکس تفسیر کرد.

روش کاتوره ای برای گسلش محدود به منظور شبیه سازی تاریخچه زمانی شتاب رکوردهای به دست آمده از زمین لرزه اول تیرماه 1381 چنگوره - اوج استفاده شده است. این روش تعمیم فن شبیه سازی حرکات زمین برای چشمه نقطه ای به حالت گسلش محدود است که در آن دامنه حرکات زمین به صورت مجموع حرکات حاصل از چندین چشمه نقطه ای شبیه سازی می شود. پارامتر گسترش هندسی و نیزکاهندگی غیرالاستیک در مدل اولیه در نظر گرفته شده است. شبیه سازی جنبش نیرومند زمین با تنظیم ابعاد زیر گسل ها برای کالیبره کردن مدل اولیه با رکوردهای ثبت شده صورت گرفته است. در این راستا طول گسل برابر 25 کیلومتر در نظر گرفته شده و صفحه گسل به 5×3 المان تقسیم شده است. از آنجا که توابع تقویت ساختگاهی، نقش مهمی را در فرایند شبیه سازی ایفا می کنند، توابع تقویت مربوط به هر ساختگاه به کم کروش نسبت طیفی مولفه افقی به قائم تخمین زده شده است.نتایج کاملا قابل قبولی بین طیف دامنه شبیه سازی و رکورد شده در محدوده بسامد مورد نظر مهندسان به دست آمده که مبین کارآیی روش به کار گرفته شده برای دستیابی به ویژگی های بارز حرکت های زمین است.