مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1395 | دوره:42 | شماره:2 |تعداد مقالات:21

هدف این مطالعه بدست آوردن نقشه های توموگرافی دو بعدی سرعت گروه امواج ریلی برای پهنه شمال غربی فلات ایران است. برای این کار از داده های زمین لرزه های محلی مربوط به بازه زمانی 2006 تا 2013 ثبت شده در 10 ایستگاه باند پهن پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله استفاده شد. ابتدا منحنی های پاشندگی مد اساسی موج ریلی با استفاده از روش پردازش تک ایستگاهی برآورد شدند. در روش تک ایستگاهی، بعد از اعمال تصحیحات اولیه، منحنی های پاشندگی مد اساسی سرعت گروه موج ریلی با استفاده از آنالیز زمان- فرکانس (FTAN) برای مسیرهای مختلف چشمه- ایستگاه برآورد شدند. بعد از برآورد منحنی های پاشندگی مد اساسی سرعت گروه، با استفاده از روش وارون سازی خطی- دوبعدی، نقشه های توموگرافی سرعت های گروه برای پریودهای 2 تا 50 ثانیه بدست آمدند. نتایج بدست آمده برای پریود 5 ثانیه یک بی هنجاری کم سرعت زیر آتشفشان سبلان را نشان می دهد، در حالیکه زیر آتشفشان سهند بی هانجاری پرسرعت مشاهده می شود. برای پریود 10 ثانیه نتایج متفاوتی مشاهده می شود. زیر آتشفشان سبلان بی هنجاری پرسرعتی مشاهده می شود، در حالیکه زیر آتشفشان سهند، و همچنین در امتداد کمان ماگمایی ارومیه-دختر بی هنجاری کم سرعتی مشاهده می شوند. برای پریود 20 ثانیه نتایج در بیشتر مناطق آنومال کم سرعت را نشان می دهد. برای پریود 40 ثانیه متفاوت می شود، بطوریکه بی هنجاری کم سرعت در بخش های جنوبی و بی هنجاری پرسرعت در بخش های شمالی قابل مشاهده است.

در تحقیق حاضر، یک روش تئوری پیشنهاد می شود که در آن، با استفاده از روش گره مشترک که مبتنی بر روش عددی المان محدود است، مدل دو بعدی و سه بعدی از چند نوع گسل برای در نظر گرفتن ناپیوستگی و پیدا کردن میدان لغزش گسل ها عرضه شده است. روند حل مساله تا رسیدن به میدان لغزش گسل، شامل دو بخش حل مستقیم و حل وارون است. در حل مستقیم، با اعمال لغزش های یکنواخت معلوم در گسل، جابجایی های سطح زمین بدست آمده و صحت آن ها با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. در بخش حل وارون، با استفاده از روش گره مشترک، ماتریس های اپراتور گرین بدست آمده است. برای منظور کردن ناپیوستگی ها با این روش، فقط بردار بارگذاری اصلاح می شود و هیچ افزایشی در تعداد درجه های آزادی اعمال نمی شود، و بنابراین ماتریس سختی کل سیستم بدون تغییر می ماند. درنهایت، برای پیدا کردن رژیم لغزش گسل و تعیین ناحیه قفل شده، بعد از رفع تکینگی ماتریس های عملگر گرین، حل وارون بدست می آید. صحت سنجی مدل های حل وارون نیز نتایج قابل قبولی را نشان می دهد، که حاکی از تعیین ناحیه قفل شده برای مدل نهایی با دقت قابل قبول هستند.

تخمین اندازه بزرگ ترین زمین لرزه ای که ممکن است براثر یک گسل مشخص یا چشمه زمین لرزه رخ دهد، از جمله پارامترهای مهم تاثیرگذار در تحلیل خطر زمین لرزه است. یکی از روش های برآورد این بزرگی، استفاده از رابطه های تجربی بین بزرگی و پارامترهای گسل عامل زمین لرزه است. هدف اصلی این تحقیق عرضه بهترین روابط تجربی ممکن بین بزرگی و پارامترهای گسل به چند روش برازش (رگرسیون) مناسب، مبتنی بر فهرست نامه گردآوری شده و به روزآمد شده زمین لرزه های منطقه است. برای این منظور، برخی از پارامترهای گسلش از جمله طول شکستگی سطحی، بیشینه جابه جایی های افقی و قائم و بزرگی های Mw و Ms بیشتر از 5.5 گزارش شده دوره دستگاهی تا پایان سال 2014 برای زمین لرزه های ایران و ناحیه های مجاور با دقت گردآوری شده است. با این هدف، سه مدل رگرسیون SR، ISR و OR به کار رفته است. روشن شد که ضریب های بین بزرگی ها و پارامترهای گسل در رابطه های حاصل از روش های SR و OR با خطای کمتری نسبت به روش ISR برآورد می شوند. در عوض، در روابط وارون، طول شکستگی سطحی و بیشینه جابه جایی های قائم و افقی برحسب Mw و Ms، ضریب های حاصل ازروش ISR با کمترین میزان خطا نسبت به سایر روش ها برآورد می شوند. نتیجه های حاصل از این تحقیق با رابطه های مشابه جهانی مقایسه شده است. به عنوان نمونه، در رابطه بین Ms و طول شکستگی سطحی، رابطه میانگین جهانی به کار رفته نسبت به OR در این تحقیق تا بزرگی حدود 7.2 فراتخمین و پس از آن فروتخمین نشان می دهد.

در این تحقیق به منظور بررسی تغییرات جانبی ضخامت پوسته در ایران، با استفاده از روش توموگرافی لرزه ای تغییرات سرعت گروه بیشینه دامنه جابجایی موج برشی ML در پوسته ایران بدست آمده است. داده های استفاده شده در این مطالعه شامل 56152 خوانش سرعت ML استخراج شده از شکل موج های ثبت شده در شبکه های لرزه نگاری دائم و موقت ایران است. زلزله های انتخاب شده شامل 2943 رویداد زلزله در قالب 63 خوشه لرزه ای با خطای مکان یابی 5 کیلومتر یا کمتر هستند. با استفاده از روش کمترین مربعات مقید، وارون سازی مستقیم برای بدست آوردن نقشه سرعت دوبعدی موج ML به همراه تصحیح های ایستگاه و چشمه صورت گرفت. نقشه سرعت موج برشی بدست آمده از این تحقیق، تشابه زیادی با نقشه سرعت امواج Pn دارد که بیانگر وابستگی شدید سرعت موج Lg به تغییرات ضخامت پوسته و سرعت گوشته بالایی است. سرعت های بیشتر از 4 کیلومتر بر ثانیه برای حوضه خزر جنوبی و زاگرس نشان دهنده مسدود شدن انتشار موج Lg در این مناطق است. مرز سرعتی بین زاگرس و ایران مرکزی به طور قابل ملاحظه ای از گسل اصلی زاگرس انحراف دارد که می تواند نشان دهنده زیرراندگی بخشی از صفحه عربی به زیر ایران مرکزی باشد. منطقه لوت دارای سرعت کم موج Lg است که ممکن است نشانگر قاره ای بودن پوسته لوت باشد. البرز، قسمت اعظم ایران مرکزی و به ویژه منطقه شمال غرب ایران دارای سرعت کم موج Lg هستند که می تواند با گرم بودن پوسته در این مناطق باشد.

از سامانه های کارآمد می توان در پیش بینی زلزله استفاده کرد. در این سامانه های کارآمد از ویژگی های گوناگونی مانند رفتار گسل، غلظت رادون، انرژی، تپ و تعداد ضربه استفاده می شود. با بررسی این ویژگی ها می توان میزان رخداد زلزله را برآورد کرد. میزان دقت پیش بینی زلزله با سامانه های کارآمد نسبت به روش های غیرهوشمند به نسبت بیشتر است. در این مقاله ابتدا میزان دقت و نوع داده های بکار رفته در انواع گوناگون سامانه های کارآمد در زمینه پیش بینی زلزله مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر آن، پیش بینی زلزله با یک سامانه کارآمد مبتنی بر الگوریتم های مانند ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم گیری، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان بر اساس بهینه سازی ازدحام ذرات، بیزین و شبکه پرسپترون چندلایه در محیط Rapidminer شبیه سازی شد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که سامانه کارآمد مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان که با الگوریتم ازدحام ذرات بهینه شده باشد نسبت به سامانه های کارآمد مبتنی بر شبکه عصبی، ماشین بردار پشتیبان، بیزین، درخت تصمیم گیری و شبکه پرسپترون چندلایه دارای دقت پیش بینی بهتری است.

روش های مرسوم در پردازش داده های لرزه نگاری بازتابی، در مواجه با ساختارهای پیچیده و یا حضور تغییرات شدید جانبی سرعت، معمولا نتایج مطلوبی بدست نمی دهد. بدین ترتیب در روش های نوین تصویر سازی لرزه ای، الگوریتم های مورد استفاده به گونه ایی طراحی می شوند که بتوان تصاویر لرزه ای را مستقل از مدل سرعت تهیه کرد. روش سطح بازتاب مشترک، در حکم روشی مستقل از مدل سرعت در ساختارهای با هندسه پیچیده، تصویر لرزه ای قابل قبولی بدست می دهد. در این تحقیق، سعی شده است با استفاده از مزیت های روش سطح بازتاب مشترک و حساس نبودن زیاد روش کوچ زمانی پیش برانبارش کیرشهف به مدل سرعت، با تلفیق این دو روش، بتوان با برخی از مشکلات تصویر سازی در ساختارهای پیچیده، مقابله کرد. بدین ترتیب پس از تعیین راهبرد تلفیق و تعیین معادله های لازم، داده لرزه ای مربوط به منطقه ای در غرب ایران مورد پردازش قرار گرفت. همچنین نتایج با روش مرسوم کوچ زمانی پیش از برانبارش نیز مقایسه شد. با مقایسه نتایج بدست آمده از هر دو روش، مشاهده شد که تصویر لرزه ای بدست آمده از تلفیق روش سطح بازتاب مشترک و کوچ زمانی پیش از برانبارش، قادر به آشکارسازی بیشتر و بهتر ساختارهای مورد جستجو است. از دیگر مزیت های تلفیق این دو زوش، استفاده از یک مدل سرعت بسیار ساده به منظور تهیه مقطع نهایی بود که این مساله در روش های مرسوم کوچ بسیار حائز اهمیت است. بنابراین روشن شد که در مناطق با ساختارهای پیچیده، بتوان با استفاده از تلفیق این دو روش تصویر لرزه ای با کیفیت قابل قبول تهیه کرد.

مطالعه و مدلسازی ویژگی های سرعتی مناطق نزدیک سطح زمین به دلیل ارتباط مستقیم آن با تاسیسات شهری واقع برروی آن، از لحاظ ژئوتکنیکی و مهندسی زلزله از اهمیت خاصی برخوردار است. در سال های اخیر میکروترمور شکست مرزی (ReMi) برای تخمین منحنی های پاشش و در نهایت مدلسازی سرعت موج برشی، به دلیل هزینه پائین و سرعت بالای برداشت داده ها مورد استقبال قرار گرفته است. اما مشکل اساسی در پردازش این داده ها وارون سازی منحنی پاشش جهت تخمین سرعت امواج برشی است. در مقاله حاضر سعی شده است با پیشنهاد وارون سازی همزمان امواج ReMi (امواج ریلی) و امواج انکساری (زمان سیر امواج) با روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک چند هدفه و استفاده از مفهوم جبهه پارتو تخمینی از ساختار سرعت موج برشی ارائه شود. برنامه الگوریتم مذکور در محیط متلب نوشته شده است. روش پیشنهاد شده در ابتدا به وسیله مدل های مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفت و در ادامه برای ارزیابی بیشتر روی داده های تجربی اعمال شد. بدین منظور یک ایستگاه در جنوب تبریز، که بیشتر در برگیرنده واحدهای سنگی میوسن-پلیوسن و رسوبات آذرآورای هستند، برداشت شد. نتایج به دست آمده با استفاده از الگوریتم پیشنهاد شده با روش وارون سازی منفرد داده ReMi با استفاده از روش وارون سازی گروه ذرات مقایسه شد. نتایج وارون سازی به دست آمده، در مورد مدل های مصنوعی و هم داده های تجربی بیانگر عملکرد قابل قبول الگوریتم پیشنهاد شده، به عنوان یک روش موثر در وارون سازی همزمان داده های ژئوفیزیکی، در مقایسه با سایر روش های مرسوم می باشد. این الگوریتم یک راهکار مناسب در کاهش عدم یکتایی نتایج وارون سازی است.

در این تحقیق از طریق روابط محاسباتی جدید، پارامترها هندسی چشمه بی هنجاری، بر اساس مدل استوانه شیبدار، محاسبه می شود. روش های گذشته عمدتا روی حالت های افقی و عمودی استوانه بررسی می شد و علاوه بر این زاویه امتداد آن نیز درنظرگرفته نمی شد. روش مورد استفاده در این تحقیق با حل محدودیت های موجود در روش های پیشین، اجازه چرخش آزادانه استوانه در فضای زیر سطحی را فراهم می کند. در نهایت با این روش می توان تغییرات بیشتری از جمله زاویه شیب، امتداد، شعاع، عمق تا بالای چشمه و تباین چگالی استوانه را بررسی کرد. رابطه های جدید وارون سازی در این مقاله، روابطی هستند که در گذشته توسط سو و همکاران مطالعه کرده اند. در این مقاله نیز با 38 مدل گوناگون و استفاده از الگوریتم وارون سازی مورد استفاده سو و همکاران، رابطه های جدید روی مدل های دیگر بررسی شده است. در اینجا نیز همانند تحقیق قبلی برای وارون سازی از الگوریتم رگرسیون گیری خطی چندگانه و روش حداقل مربعات استفاده می شود. در این الگوریتم بین پارامترهای چشمه در نقش متغیر مستقل و یک سری نشانگرها در حکم متغیر وابسته ارتباط خطی برقرار می شود. نشانگرها رابطه هایی هستند که از مختصات بخش های خاصی از بی هنجاری باقی مانده استخراج می شوند. این بخش ها قسمت هایی از خم بی هنجاری هستند که با تغییر پارامترها، تغییرات قابل ملاحظه ای دارند. در این مقاله یک شفت در منطقه سیاه بیشه برای بررسی صحرایی استفاده شده است. زون ریزشی در این شفت داده های میکروگرانی آشکارسازی شده و به روش معرفی شده در این مقاله با استفاده از مدل استوانه شیب دار مدل سازی شده است.

در این مقاله روشی برای وارون سازی داده های گرانی سنجی با استفاده از تابع منظم کننده نرم یک ارائه شده است. استفاده از این نوع پایدارکننده مساله وارون را به سمت حصول جواب هایی متراکم و با مرزهای تیز سوق می دهد، بنابراین برای بازسازی ساختارهای زمین شناسی دارای مرزهای گسسته مناسب است. ارتباط نزدیک بین منظم کننده نرم یک با قید فشردگی بررسی شده است. برای محاسبه جوابی که تابع هدف نرم یک را کمینه کند، الگوریتم IRLS ((Iteratively Reweighted Least Square به کار می رود. در هر تکرار تابع وزن دهی پارامترهای مدل با استفاده از مدل به دست آمده در تکرار قبل بهنگام می شود. حل عددی مساله وارون با استفاده از تجزیه مقادیر تکین تعمیم یافته انجام پذیرفته است. پارامتر تنظیم کننده تعادل بین دو عبارت تابع هدف با استفاده از روش UPRE ((Unbiased Predictive Risk Estimator محاسبه می شود. برای بررسی کارایی روش، داده مصنوعی تولید شده توسط یک دایک شیب دار استفاده شده است. مدل حاصل از وارون سازی تفکیک پذیری نسبتا بالایی دارد، مرزهای بازسازی شده، شیب و تباین چگالی آن نزدیک به مدل اصلی هستند. نتایج دلالت برآن دارد که استفاده از منظم کننده نرم یک، به همراه سایر قیود مورد نیاز، می تواند روشی موثر برای شناسایی مرزهای توده زیرسطحی باشد. برای نشان دادن کارایی عملی این روش داده گرانی برداشت شده بر روی سد گتوند در جنوب غربی ایران برای مدل سازی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از وارون سازی این داده ها انطباق نسبتا خوبی با نتایج حاصل از حفاری های صورت گرفته در منطقه نشان می دهند.

به دلیل اهمیت زیاد تعیین مرزهای آنومالی در تفسیر نقشه های گرانی و مغناطیس، روش های گوناگونی برای تعیین مرز آنومالی ها وجود دارند. برخی از این روش ها عبارت اند از فیلتر زاویه تیلت (T)، فیلتر مشتق افقی کل زاویه تیلت (THDT)، فیلتر تتا، فیلتر TDX، فیلتر زاویه تیلیت هذلولوی (HTA) و غیره. فیلترهای فاز محلی قابلیت های زیادی دارند اما با یک ضعف عمده و آن کاهش دقت آنها در رویارویی با منابع عمیق است. این تحقیق توانایی روش گرادیان کل افقی نرمال شده (NTHD) را در تعیین مرز آنومالی ها بررسی و آن را با سایر روش های مرسوم مقایسه می نماید. به منظور بررسی کارایی فیلتر NTHD، این فیلتر بر روی مدل مصنوعی مکعب اعمال گردید و برای بررسی بیشتر، به مدل مکعب مصنوعی نویز گوسین اضافه گردید و سپس این فیلتر بر روی داده های حاوی نویز اعمال که نتایج به دست آمده در هر دو مورد نشان از کارایی بالای این فیلتر را دارند. علاوه بر این، فیلتر NTHD و دیگر فیلترهای ذکر شده بر روی مدل های مصنوعی مکعبی ترکیبی با عمق-های مختلف و در مجاورت هم، به کار بسته شد که تقریبا تمام روش ها در تعیین مرز آنومالی ها سطحی موفق عمل کردند اما فیلتر NTHD در مقایسه با فیلترهای دیگر جزئیات بیشتری را در دسترس قرار می دهد به طوری که در تعیین مرز آنومالی های عمیق قرار گرفته در مجاورت آنومالی های سطحی، بهبود واضحی نشان می دهد. نهایتا فیلتر NTHD بر روی داده های واقعی توده معدنی موبرون (Mobrun) کانادا اعمال گردید که نتایج آن با مطالعات قبلی تطابق خوبی را نشان می دهد.

استفاده از روش های ژئوفیزیکی در کاوش های باستان شناسی جهت تعیین مرز بی هنجاری قبل از حفاری می تواند مفید و موثر باشد. در این میان به دلیل نداشتن اثرات مخرب محیطی روش گرانی سنجی یکی از روش های پرکاربرد می باشد. در گرانی سنجی تباین چگالی بین دیواره ها و اتاقک ها مورد مطالعه قرار می گیرد. در این مقاله از داده های گرانی و فیلترهای فازی جهت بررسی دیواره های ساختارهای زیرسطحی در محوطه باستانی تپه حصار دامغان استفاده شده است. در این راستا علاوه بر فیلترهای زاویه تمایل، نقشه تتا، لاپلاسین، تانژانت هایپرپولیک، از یک فیلتر جدید برای تفکیک و بارزسازی ساختارهای زیرسطحی در داده های مصنوعی و داده های واقعی محوطه باستانی تپه حصار استفاده گردید. فیلتر جدید نسبت مشتق به هنجار نامیده شده که با نرمال کردن مجموع مشتق های متعامد در راستای محورهای افقی به دست می آید. نتایج حاصل از بررسی داده های گرانی تپه حصار نشان می دهد که تفکیک و بارزسازی دیواره ها و اتاقک ها در محدوده برداشت با نتایج حفاری های انجام شده توسط گروه باستان شناسی انطباق بالایی دارد.

در این مقاله برخی از متداول ترین روش های تخمین عمق و نوع ساختار چشمه های میدان پتانسیل (مغناطیسی و گرانی) از جمله روش های سیگنال تحلیلی یا گرادیان کل، تصویرسازی مشخصه هایچشمه (Source Parameter Imaging-SPI)، تصویرسازی بهبود یافته مشخصه های چشمه، (Improved SPI-iSPI)، واهمامیخت اویلر (Euler deconvolution)، عدد موج محلی (Local wavenumber) و روش ترکیبی سیگنال تحلیلی و واهمامیخت اویلر (ANEUL) مورد بحث قرار می گیرد. این روش ها اغلب مبتنی بر مشتق های میدان و یا ترکیب های گوناگون آن هستند. سپس گروه دیگری از روش ها تحت عنوان روش های چندمقیاسی (multiscale) که در سال های اخیر برای تعیین عمق و شکل چشمه ها مطرح شده اند بررسی می شوند. این روش ها همان گونه که از نام آنها پیداست به تحلیل میدان در مقیاس های مختلف می پردازند و عموما پایداری بیشتری نسبت به نوفه دارند. برای درک بهتر روش های معرفی شده، این روش ها روی داده های مصنوعی تولید شده با مدلی که پی سنگ مغناطیسی را شبیه سازی می کند به کاربرده می روند و سپس نتایج به دست آمده با یکدیگر مقایسه می شوند. علاوه بر این نشان داده می شود که چگونه با استفاده از نتایج روش های گوناگون می توان جواب های به دست آمده را اعتبارسنجی کرد. در این مقاله فقط به بررسی ساختارهای دوبعدی پرداخته می شود. در نهایت این روش ها برای تحلیل داده های واقعی ناشی از یک ساختار دوبعدی مغناطیسی استفاده قرار می شود.

روش های متعدد عرضه شده برای افزایش توان تفکیک لبه ها، اکثرا بر اساس مشتقات افقی یا عمودی میدان پتانسیل هستند. فیلتر مانند مشتق کل افقی (THD) که در تعیین لبه منابع عمیق کارایی کمتری دارد و یا فیلتر هایی مانند TDX و Theta که حساسیت کمتری به عمق بی هنجاری و همچنین دقت بیشتری در تشخیص لبه ها، نسبت به فیلتر THD دارند. در این تحقیق، روش مشتق افقی متعادل (BHD) و مشتق کل افقی مرتبه دوم به صورت نرمالایز شده (TDX 2) برای تعیین دقیق مرز بی هنجاری های میدان پتانسیل بکار رفته است. در این تحقیق بر روی داده های یک مدل مصنوعی بدون نویز، کارایی فیلتر های مورد استفاده بررسی و سپس بر روی داده های مدل با نویز اتفاقی 2% مقایسه بین فیلتر ها انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهدکه مختصات افقی لبه به دست آمده از فیلترهای BHD و TDX 2، در مقایسه با فیلتر های TDX و Theta، به مختصات لبه مدل نزدیکتر است. همچنین، فیلترهای BHD و TDX 2 لبه بی هنجاری های حاصل از تداخل اجسام مجزا با دامنه های متفاوت را از دیگر فیلترها بهتر تفکیک می کنند. همچنین در این تحقیق، فیلتر های مذکور بر روی داده های گرانی قنات موسسه ژئوفیزیک به کار برده شده است. بر اساس نتایج حاصله، فیلتر های TDX 2 و BHD با تفکیک لبه-های بی هنجاری قنات و سایر بی هنجاری های موجود، روند کلی قنات را به خوبی نشان می دهند. لبه به دست آمده از این فیلتر ها حدودا 1.27 متر است، در حالیکه برای فیلترهای TDX و Theta، 2.7 متر است که با توجه به اطلاعات زمین شناسی منطقه احتمال وجود قناتی با این عرض بعید است.

در این پژوهش تغییرات زمانی- مکانی چرخندهای قوی در مدیترانه با الگوریتم عددی طی دوره 1980 تا 2013 بررسی شد. برای این منظور از داده های باز تحلیل شده ERA-Enterim با تفکیک شبکه 0.5 ´ 0.5 درجه در تراز 1000 هکتوپاسکال استفاده شد، گام زمانی این داده ها بصورت 6 ساعته و محدوده -10 تا 64 درجه طول شرقی و 23 تا 50 عرض شمالی برای این پژوهش انتخاب شد. برای شناسایی تغییرات زمانی مکانی مراکز چرخنده ها، دوره تحقیقاتی به سه بازه زمانی 11 ساله تبدیل شد و تغییرات این سه دوره مورد بررسی قرار گرفت.برای شناسایی چرخندها از الگوریتم کمینه ارتفاع تراز 1000 هکتوپاسکال، یک نقطه در مقایسه با 8 نقطه اطراف آن استفاده شد و برای حذف چرخندهای سطحی و حرارتی، میانگین تاوایی نسبی تراز 800 هکتوپاسکال، نقطه کمینه تا شعاع 300 کیلومتری آن محاسبه شد. نتایج نشان داد که چرخندهای شناسایی شده مدیترانه با این آستانه میانگین تاوایی، با حرکت به سمت شرق از شدت تاوایی شان کاسته می شود و تا مرز های ایران از بین می روند و حداکثر تمرکز آنها در خاورمیانه بر روی مرکز کشور عراق است. بررسی روند سالانه چرخندها نشان داد که با ضریب اندکی فراوانی آنها در حال افزایش است و این روند در غرب مدیترانه بیشتر از شرق مدیترانه بوده است. همچنین تغییر مکانی مرکز گرانی چرخندهای شناسایی شده در بازه زمانی اول تا سوم حدود 100 کیلومتر به سمت غرب مدیترانه جابه جا شده اند.

سیگنال های سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) اطلاعات باارزشی را از ساختار فیزیکی یونوسفر در اختیار می گذارند. با کمک این مشاهدات می توان مقدار محتوای الکترونی کلی (TEC) را برای هر مسیر دید مابین گیرنده و ماهواره بدست آورد. در این مقاله اندازه گیری های بدست آمده از 22 ایستگاه موجود در شمال غرب ایران (l>44, 40>j>36<48) جهت تعیین مقدار محتوای الکترونی کلی در راستای قائم (VTEC) استفاده شده است. بدلیل کمبود مشاهدات و توزیع مکانی نامناسب ایستگاه ها، جهت برآورد زمانی- مکانی مقدار VTEC در سایر نقاط، دو مدل شبکه عصبی مصنوعی 3 لایه (MLP-ANN) و شبکه عصبی با توابع پایه شعاعی (RBFNN) بر اساس الگوریتم پس انتشار خطا (BPA) بکار گرفته شده است. 3 ایستگاه آزمون با توزیع مناسب جهت ارزیابی صحت نتایج انتخاب شده است. کمینه خطای نسبی در نقاط آزمون برای شبکه عصبی مصنوعی 3 لایه 1.40% و برای شبکه عصبی با توابع پایه شعاعی 1.88 % محاسبه شده است. محاسبه خطاهای نسبی کم و همچنین آنالیز انجام گرفته، بیانگر قابلیت بالای روشهای GPS+MLP-ANN و GPS+RBFNN در مقایسه با روش های متعارف درون یابی در نشان دادن تغییرات زمانی- مکانی یونوسفر می باشد.

مقاله حاضر در راستای کشف وجود یا عدم وجود رابطه تحولات پارامترهای یون سپهری با پدیده هواشناختی بارش، تغییرات بیشینه های روزانه محتوای کلی الکترونی قائم (VTEC) یون سپهری حاصل از پردازش داده های خام دو ایستگاه GPS را با تغییرات بارش ثبت شده در دو ایستگاه همدیدی واقع در محل ایستگاه های GPS، که در بازه زمانی مورد بررسی از نظر میزان بارش تفاوت قابل توجهی داشتند، مورد تحلیل و مقایسه قرار داده است. این تحلیل ها در شرایط آرام ژئومغناطیسی صورت گرفت و در نتیجه مشاهده شد که بین تغییرات بیشینه های VTEC یون سپهری و وقوع بارش، رابطه ای نظام مند وجود دارد، به گونه ای که پس از وقوع افت و خیزهایی با دامنه مخصوص در بیشینه VTEC، پیک های بارشی رخ داده اند. همچنین در ایستگاهی که تغییرات بیشینه های VTEC یون سپهری نسبتا ملایم بود، شرایط پایدار وردسپهری مشاهده شد، در حالی که در همان بازه زمانی در ایستگاهی که تغییرات بیشینه های مذکور نسبتا شدید بود، ناپایداری وردسپهری حاکم است.

در این مقاله روشی جدید برای تعیین عمق دید جوی، با استفاده از تصویربرداری از یک توری خطی انعکاسی با تابع برتابندگی سینوسی که گام آن متغیر است ارائه می شود. اندازه گیری عمق دید در ساعت مشخصی از روزهای متفاوت ماه های آذر و دی ماه سال 1391 که عمق دید متفاوتی داشتند صورت گرفت. یک توری خطی سینوسی با گام متغیر در محدوده 7 تا 110 میلی متر در مساحت 1 متر در 3 متر روی مقوای سفید رنگ و مات چاپ شد و توری روی قاب چوبی مناسبی تعبیه و بطور عمودی در ارتفاع 3 متری از سطح زمین نصب شد. از این توری از فاصله 475 متری توسط یک تلسکوپ که در کانون آن یک عدد دوربین CCD قرار داده شده بود تصویربرداری شد. تصاویر ثبت شده با استفاده از نرم افزار مت لب تحلیل و نمایانی موضعی تصاویر توری تعیین شد. گرد و غبار موجود در جو باعث از بین رفتن تفکیک گام های کوچکتر توری می شود. با تعیین کوچک ترین گام قابل مشاهده در تصاویر، حد تفکیک زاویه ای از فاصله 475 متری تعیین شد. با مقایسه کوچکترین زاویه دید بدست آمده با کوچکترین زاویه مربوط به اندازه گیری عمق دید توسط چشم غیرمسلح و فرض خطی بودن حجم آلاینده ها نسبت به طول مسیر دید، عمق دید بدست آمد. مقادیر عمق دید بدست آمده از این روش با عمق دید گزارش شده توسط ایستگاه هواشناسی فرودگاه زنجان که در مجاورت محل اندازه گیری قرار دارد، مقایسه شد که مطابقت خوبی بین آنها مشاهده می شود.

دید، علاوه بر اینکه به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های نوری جو محسوب می شود، از جنبه های مختلف از جمله ترافیک زمینی و هوایی دارای اهمیت است. در مقاله حاضر بانک اطلاعات تاریخی برای نشان دادن تغییرات دید در 4 فرودگاه پرتردد کشور شامل فرودگاه های مهرآباد تهران، مشهد، شیراز و اصفهان در دوره مشترک 40 ساله بررسی شده است. ضریب خاموشی با استفاده از رابطه کشمایدر برآورد می شود. تغییرات بلندمدت خاموشی در روزهای آفتابی و نسبتا خشک با کاربست پالایه در شرایط رطوبت نسبی بیش از 70% و ابرناکی بیش از 50% مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که روند تغییرات میانگین سالانه ضریب خاموشی جو در بازه زمانی 1970 تا 2010 افزایش نسبتا ملایمی را در هر چهار ایستگاه فرودگاهی دارد. مقایسه حدهای پایین و بالای دید، تغییر قابل ملاحظه ای در ایستگاه های مختلف را نشان نمی دهد. کم ترین مقادیر حدی دید مربوط به ایستگاه مهرآباد تهران است. بررسی تغییرات ماهانه میانگین دید افقی حاکی از آن است که در ماه های زمستان کمترین مقادیر وجود داشته و اندازه آن حدود 2 کیلومتر کمتر از ماه های دیگر است. ارتباط مستقیم میان رطوبت نسبی و ضریب خاموشی جو احتمالا ناشی از تبدیل آلاینده های اولیه به ثانویه در حضور رطوبت است. نتایج مطالعه حساسیت روند تغییرات بلندمدت خاموشی به رطوبت نسبی و ابرناکی نشان می دهد که با اعمال پالایه، تغییر اندکی در مقادیر مطلق داده ها ایجاد می شود، ولی در روند کلی تغییرات خاموشی، به ویژه در ایستگاه های تهران و اصفهان، تغییری دیده نمی شود که بیانگر کاهش دید در بلندمدت به دلیل افزایش غلظت آلاینده های جوی است.