مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1386 | دوره:33 | شماره:1 |تعداد مقالات:18

موضوع اصلی این مقاله نمایش اغتشاش المان های مداری یک ماهواره نزدیک سطح زمین است. خروجی حل عددی مدار ماهواره بردارهای سرعت و موقعیت ماهواره در یک سامانه مختصات لختی است. این بردار موقعیت و سرعت ممکن است به المان های مداری نیز تبدیل شود. در این مقاله پس از معرفی نیروهای مغشوش کننده حرکت یک ماهواره، روش تبدیل بردار موقعیت و سرعت به المان های مداری ارائه می شود و در نهایت اغتشاش در المان های مداری یک ماهواره نزدیک به سطح زمین مانندCHAMP عرضه خواهد شد. نتایج عددی نشان می دهد که پس از نیروی ژئوپتانسیلی اصطکاک جوی مهم ترین نیروی اغتشاشی است و تغییر شکل دورانی زمین، اثر تابش خورشید، اثر جرم سوم، جزر و مد پوسته، جزر و مد اقیانوس ها و اثر نسبیت عام به ترتیب در مراحل بعدی اهمیت هستند.

استفاده از روش (Minimum Entropy Deconvolution) MED  که در سال 1978 ویگینز آن را برای واهم آمیخت داده لرزه ای پیشنهاد کرد، به علت نداشتن بسیاری از فرضیات محدود کننده و داشتن الگوریتم ساده و تکرار پذیر، مورد توجه است. عملگر این روش فقط بر اساس سادگی خروجی که با نرم وریماکس تایید می شود، به دست می آید. محققین از نرم هایی مشابه با نرم وریماکس در این روش استفاده کرده اند، که در این بین، نرم وریماکس به علت استفاده از ماتریس توپلیتس در معادله نهایی، محاسبات کم تر و بنابراین کاربرد بیشتری دارد. یکی از مهم ترین خصوصیات این روش، قرار ندادن هیچ گونه فرضی برای مشخصه فازی موجک لرزه ای است. در این مقاله، با طراحی فیلتر MED و برآورد های موفق موجک لرزه ای با مشخصه فازی متفاوت این خصوصیت روی داده های مصنوعی، بررسی و سپس روی داده های واقعی نیز اعمال شده است.

جداسازی امواج پایین رونده و بالا رونده از یکدیگر، در تفسیر داده های پروفیل لرزه ای قائم از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این مقاله با استفاده از تلقی ویژه تصویر از روش تجزیه مقدار تکین برای جداسازی امواج پایین رونده و بالا رونده از یکدیگر استفاده شده و نتایج، با روش f-k در مورد داده های مصنوعی و واقعی مقایسه شده اند. استفاده از روش فوریه دو بعدی f-k برای این منظور نیازمند نمونه برداری یکنواخت در زمان و مکان است. در استفاده از روش فیلتر میانه برای تفکیک امواج بالا رونده و پایین رونده از هم، لازم است یکی از رویدادها با دقت خوبی به خط شوند. با توجه به نتایج به دست آمده از اعمال روش تجزیه مقدار تکین بر روی داده های واقعی و مصنوعی، می توان بیان کرد که روش تجزیه مقدار تکین به خاطر نیاز نداشتن به نمونه برداری منظم و به خط شدگی دقیق، ترجیح داده می شود. همچنین با توجه به مبانی نظری ویژه تصویرها، تضعیف نوفه به طور خودکار در حین اجرای پردازش از دیگر مزایای این روش است. شایان ذکر است که نگارندگان، نرم افزار لازم برای این مطالعه را تدوین کرده اند.

در این مقاله تبدیل موجک یک بعدی گسسته آنتگرال استوکس بررسی می شود. ضرایب مقیاس از طریق طراحی عملگر هم آمیخته محاسبه می شود. قسمت زون نزدیک آنتگرال استوکس از طریق تبدیل موجک و زون دور از روش معمول بسط هماهنگی های کروی محاسبه می شود. در انتها، ارتفاع ژئویید منطقه ای در کانادا از روش نام برده تعیین شده است.

هدف این مقاله بررسی روند تغییرات سطح آب دریای خزر در طی سیزده سال گذشته به کمک ارتفاع سنجی ماهواره ای است. داده های ارتفاع سنجی از طریق ماهواره های Topex/Poseidon و Jason-l تامین و از داده های تاید گیج های ساحلی بندر انزلی، بندر صدرا و بندر نوشهر برای کنترل نتایج حاصل از ارتفاع سنجی ماهواره ای مورد استفاده قرار گرفته اند. عمده دستاورد های این مطالعه که در مقاله حاضر ارائه خواهد شد، به شرح ذیل اند: 1- بررسی روند تغییرات سطح آب دریای خزر با استفاده داده های تاید گیج های ساحلی در بنادر پیش گفته. 2- بررسی روند تغییرات سطح آب دریای خزر با استفاده از داده های ارتفاع سنجی. 3- استفاده از تبدیل فوریه و سرشکنی کمترین مربعات برای تعیین تغییرات تناوبی سطح آب دریای خزر از راه ارتفاع سنجی ماهواره ای و تایدگیج های ساحلی. 4- کشف اختلاف ارتفاع ارتومتریک 3.5 متری از شمال به جنوب در دریای خزر. 5- تعریف ارتفاع دینامیک برای دریای خزر و اثبات غیر جاذبی بودن اختلاف ارتفاع مشاهده شده در ارتفاع ارتومتریک سطح آب دریای خزر.

در این مقاله، در راستای شناخت نقش رشته کوه های زاگرس بر سامانه های جوی واقع بر ایران، به بررسی حساسیت مدل RegCM در آشکارسازی این نقش در مقیاس منطقه ای و در بازه ای سه ماهه (از یکم ژانویه 1999 تا پایان مارس 1999) پرداخته شده است. برای این کار، آزمایش های متفاوتی صورت گرفته و مدل در وضعیت ها، با رشته کوه و بدون آن اجرا شده است. با توجه به مجهول بودن نقش پوشش گیاهی زاگرس و همچنین میزان آشکارسازی این فاکتور منطقه ای با مدل، اجرای دیگری با شرایط بدون رشته کوه و جایگزین شدن پوشش گیاهی زاگرس با پوشش غالب در مرکز ایران (یعنی بیابان) صورت گرفته و نتایج این آزمایش ها با یکدیگر مقایسه شده است. با حذف رشته کوه های زاگرس، میزان بارش در مناطق مرکزی و شرقی ایران افزایش می یابد، ولی میزان بارش در کل محدوده شبیه سازی تقریبا ثابت می ماند. با توجه به پوشش گیاهی کم پشت زاگرس و همچنین بازه آزمایش ها، تغییر پوشش گیاهی این رشته کوه تفاوت شاخصی را در نتایج شبیه سازی ها نشان نمی دهد. برای بررسی بیشتر حساسیت مدل در آشکارسازی نقش مناطق کوهستانی، میدان های کمیت های تاوایی و هم گرایی در سطوح متفاوت هم فشاری نیز تهیه و تحلیل شده است. به طور کلی همخوانی خوبی در الگوهای تاوایی و هم گرایی در رو به باد و پشت به باد رشته کوه های زاگرس مشاهده می شود که بیانگر موفقیت مدل در نشان دادن نقش این رشته کوه ها است. تقریبا همه نتایج، نقش اساسی رشته کوه های زاگرس در الگوهای تاوایی و هم گرایی در سطوح پایین و همچنین بارش، خصوصا در نواحی غربی و بعضا مرکزی ایران را نشان می‎دهند. در مقابل، اثر این رشته کوه ها در الگوهای بارش، تاوایی و هم گرایی نواحی جنوبی ایران کمتر است.

ارزیابی اشباع شدگی هیدروکربن در مخازن نفتی دارای اهمیت زیادی در محاسبات مخازن است. رابطه آرچی یکی از اساسی ترین فرمول های محاسبه اشباع شدگی است، که ضرایب این رابطه در آزمایشگاه تعیین می شود. آرچی این ضرایب را در سنگ های ماسه سنگی به دست آورده و اعداد ثابتی برای این لیتولوژی ارائه داد. اما سنگ های کربناته برخلاف ماسه سنگ ها دارای تنوع زیادی با توجه به نوع بافت و شکل منافذ در لیتولوژی است و چون ضرایب آرچی نیز تحت تاثیر عوامل لیتولوژیکی بالاخص نوع منافذند، در نتیجه ضرایب آرچی بایستی برای انواع گونه های سنگی در کربنات ها به دست آیند. عدم قطعیت در این ضرایب منجر به خطای زیادی در تعیین اشباع شاره ها، به ویژه میزان نفت در جا می شود. یکی از این ضرایب که تحت تاثیر شدید شکل منافذ است، ضریب سیمان شدگی است که عدم قطعیت در آن بیشترین خطا را تولید می کند. در این بررسی با اندازه گیری ضریب مقاومت ویژه سازندی و خواص پتروفیزیکی روی 60 نمونه مغزه ضرایب آرچی (m و a) برای پتروفاسیس های متفاوت با استفاده از مطالعات پتروگرافی و تصاویر CT تعیین شد. همچنین با توجه به وابستگی شدید سرعت های امواج لرزه ای به شکل منافذ، پتروفاسیس های متفاوت با استفاده از نگارهای انحراف سرعت لرزه ای مشخص و ضرایب آرچی برای هر پتروفاسیس تعیین شد. نتایج حاصل نشان می دهند در حالت کلی با افزایش مقادیر انحراف سرعت، مقدار ضریب سیمان شدگی افزایش می یابد. همچنین مقایسه نتایج نشان می دهد که ضرایب همبستگی در پتروفاسیس های حاصل از نگارهای انحراف سرعت لرزه ای، بیشتر از پتروفاسیس های حاصل از مطالعات پتروگرافی مغزه هستند. بنابراین با توجه به این که اطلاعات نگارهای پتروفیزیکی، بیش از اطلاعات پتروگرافی حاصل از مغزه در دسترس است، به کارگیری روش ارائه شده می تواند در تعیین ضرایب آرچی بسیار مفید باشد.

برای بررسی تغییرات بلند مدت بارش سالانه، تعداد روزهای بارانی سالانه و فصلی و شدت بارش روزانه، آمار بارش روزانه دوره 1960 تا 2001 در 38 ایستگاه در ایران تحلیل شده است. برای هر ایستگاه سری های بارش روزانه، بارش سالانه و فصلی محاسبه و با استفاده از روش دنباله ای، همگنی داده ها آزمون شد. سری های بارش سالانه در همه ایستگاه ها و بارش فصلی در اغلب ایستگاه ها همگن و فقط در پاره ای از ایستگاه های مناطق خشک فصل تابستان ناهمگن بود. برای بررسی وجود روند از آزمون من کندال و برای برآورد اندازه روند از روش خطی حداقل مربعات استفاده شد. اندازه روند بارش کل سالانه و فصلی برحسب درصدی از میانگین بارش سالانه و فصلی طی دوره مطالعه (42 سال) ارائه شده است. روند بارش کل سالانه در 10 ایستگاه و تعداد روزهای بارانی در 21 ایستگاه معنی دار (حداقل در سطح اعتماد 90%) است. اغلب ایستگاه های واقع در منطقه غرب و شمال غرب دارای روند بارش سالانه کاهشی و بیشتر ایستگاه های واقع در نواحی جنوبی و مرکزی ایران دارای روند افزایشی اند. روند بارش فصل زمستان شبیه به روند بارش سالانه است. روند بارش فصل بهار در اغلب ایستگاه ها کاهشی و فصل پاییز افزایشی است. برای شناخت دلایل این تغییرات، به بررسی بزرگ مقیاس تغییرات توده های هوا و بررسی های محلی از راه شناسه ایستگاه ها (meta data) نیاز است. در پاره ای از ایستگاه ها سیر صعودی از روند کاهشی در بارش های خفیف به سمت روند افزایشی بارش های سنگین ملاحظه می شود که با روند افزایشی قوی و اغلب معنی دار بارش کل سالانه یا فصلی مطابقت دارد. در بعضی ایستگاه ها نیز سیر نزولی از روند افزایشی در بارش های خفیف به سمت روند کاهشی در بارش های سنگین دیده می شود که با روند کاهشی قوی و غالبا معنی دار بارش کل سالانه یا فصلی هماهنگ است.

محاسبه اثر جرم های توپوگرافی در فاصله نزدیک، یکی از مراحل اساسی در محاسبات تعیین ژئوئید است. برای عملی ساختن این محاسبات، به شناخت توپوگرافی در قالب یک مدل رقومی زمین DTM) (Digital Terrain Model) نیاز است. توپوگرافی امروزه به صورت مدل های رقومی با توان تفکیک (spatial resolution)، دقت و صحت های متفاوت بیان می شود. در این مقاله هدف، بررسی اثر مدل رقومی بر محاسبات تعیین ژئوئید است. برای این منظور از مدل رقومی تهیه شده توسط سازمان نقشه برداری امریکا (U.S. Geological Survey's EROS Data Center) با توان تفکیک 30 ثانیه و مدل رقومی ناسا (NASA, National Aeronautics and Space Administration) با توان تفکیک مکانی سه ثانیه، که به ترتیب به نام های مدل رقومی GTOPO30) و SRTM (Shuttle Radar Topography Mission شناخته می شوند، دو ژئوئید در منطقه فارس ساحلی تعیین شد. نتایج محاسباتی نشان می دهد که کاربرد مدل رقومی SRTM در منطقه مورد مطالعه، ژئوئید را به طور متوسط به میزان 30.5 سانتی متر در نقاط GPS/Leveling منطقه بهبود بخشیده است.

در این مقاله در نظر است که دقت روش ابرفشرده در مقایسه با روش های فشرده و همچنین روش های رایج مرکزی مرتبه دوم و چهارم سنجیده شود. دقت این روش ها در یک مساله خطی مورد بررسی قرار می گیرد، مساله خطی انتخاب شده در اینجا، مساله تنظیم زمین گرد است. از آنجا که در مدل سازی های عددی شاره های جوی برای گسسته سازی مکانی از شبکه های متفاوتی استفاده می شود، به همین دلیل در این مقاله دو شبکه رایج و پرکاربرد A و C برای بررسی انتخاب شده اند. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از این تحلیل مشخص می شود که کاربرد روش ابرفشرده برای گسسته سازی مکانی مساله تنظیم زمین گرد خطی منجر به جواب هایی با دقت بیشتری خواهد شد.

در این بررسی، ساختار سرعت لرزه ای پوسته و عمق موهو در مناطقی از شمال شرق ایران با استفاده از روش تحلیل توابع گیرنده دورلرزه ها در زیر 9 ایستگاه لرزه نگاری محاسبه شده است. این ایستگاه ها به منظور مطالعات لرزه ای از جمله مطالعات پوسته، به گونه ای در شمال شرق ایران نصب شد که چهار ایستگاه در پهنه سبزوارـ تکنار و پنج ایستگاه در پهنه بینالود قرار گرفت. روش تحلیل توابع گیرنده روش سودمندی برای به دست آوردن ساختار سرعتی پوسته و عمق موهو با استفاده از دورلرزه ها است، لذا از این روش برای به دست آوردن ساختار پوسته در منطقه مورد مطالعه استفاده شده و بیش از 40 دور لرزه به منظور به دست آوردن توابع گیرنده و تجزیه و تحلیل آنها مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، عمق موهو در پهنه سبزوار- تکنار 46 تا 48 کیلومتر برآورد شده و برای پوسته در این نواحی، سه قسمت عمده شامل پوسته فوقانی با سرعت موج برشی 9/1 تا 1/3 کیلومتر بر ثانیه و ضخامتی در حدود 11 کیلومتر، پوسته میانی با سرعت موج برشی 0/3 تا 5/3 کیلومتر بر ثانیه و ضخامت 18 کیلومتر و پوسته تحتانی با سرعت موج بررشی 6/3 تا 6/4 کیلومتر بر ثانیه و ضخامتی در حدود 18 کیلومتر پیشنهاد شده است. در منطقه بینالود عمق موهو در حدود 48 تا 50 کیلومتر تعیین شده است. علاوه بر این، سه قسمت اصلی در ساختار پوسته بینالود تشخیص داده شده که شامل پوسته فوقانی با سرعت موج برشی بین 4/2 تا 3/3 کیلومتر بر ثانیه و ضخامتی در حدود 10 کیلومتر، پوسته میانی با سرعت موج برشی 0/3 تا 5/3 کیلومتر بر ثانیه و ضخامتی در حدود 22 کیلومتر و پوسته تحتانی با سرعت موج برشی 6/3 تا 6/4 کیلومتر بر ثانیه و ضخامتی در حدود 17 کیلومتر هستند.

در اثر شارش هوا از روی تپه ها و کوه ها، گردش هایی در جو ظاهر می شود که اندازه و گسترش افقی آنها به ابعاد و اندازه مانع و نیز شرایط جوی مانند باد و پایداری قائم بستگی دارد. هنگامی که باد از روی کوهستان پهن عبور می کند، اگر جو در حالت پایدار باشد، بسته هواها به صورت یک الگوی موجی در صفحه قائم حرکت خواهند کرد. در این بررسی ابتدا مولفه های مداری و قائم معادله تکانه و نیز معادله های انرژی ترمودینامیکی و پیوستگی در حالت پایا، بدون مالش و بدون چرخش برای جو غیر قابل تراکم، خطی سازی می شود و از ترکیب آنها یک معادله هلمهولتز برحسب سرعت قائم یا تابع جریان به دست می آید. سپس با به کارگیری تابع تبدیل فوریه، معادله به دست آمده حل می شود. آزمایش ها برای یک و دو کوه منفرد با تغییر ارتفاع بیشینه قله، تغییر سرعت افقی باد و تغییر پارامتر اسکورر در یک و دو لایه صورت می گیرد. نتایج نشان می دهد که در یک جو دو لایه، وقتی پارامتر اسکورر در لایه پایین بیشتر از لایه بالایی است، خط جریان از شکل کوه پیروی می کند و هرچه ارتفاع قله ها بیشتر باشد یا سرعت باد افزایش یابد، پشته ها و ناوه های خط جریان ناشی از اثر کوه ژرف تر می شوند. به علاوه هسته های بیشینه و کمینه سرعت قائم، به ترتیب در بخش رو به باد کوه و باد پناه آن تشکیل می شوند. گسترش این هسته ها با ارتفاع افزایش می یابد به طوری که این هسته ها در اطراف ارتفاع سه کیلومتری قرار دارند و دامنه آنها نیز تا ارتفاع ده کیلومتری امتداد می یابد.