دانلود پایان نامه:شکل گیری امواج داخلی غیرخطی به واسطه ی جزرومد داخلی در خلیج عمان با استفاده از مدل … |
1-3-1 مدل جزر و مد داخلی دولایه. 10
1-3-2 برخی مشخصههای اصلی امواج داخلی.. 13
1-3-3 عبور جریان جزر و مدی از روی توپوگرافی.. 15
1-4 منطقه مورد مطالعه. 21
1-4-1 موقعیت جغرافیایی و اهمیت.. 21
1-4-2 مشخصات هیدروفیزیکی.. 23
1-4-3 امواج داخلی در خلیج عمان. 30
1-4-3-1 مدلهای عددی استفاده شده در خلیج عمان. 32
1-4-3-2 پیکربندی و نتایج مدلهای عددی استفاده شده در خلیج عمان. 36
1-5 اهداف و فرضیات.. 45
1-5-1 اهداف.. 45
1-5-2 فرضیات پژوهش… 45
فصل دوم: مروری بر پیشینه ی پژوهش… 46
2-1 پیشینهی مطالعهی امواج داخلی در خلیج عمان. 47
2-2 پیشینهی مطالعات امواج داخلی در سایر مناطق مستعد. 48
2-2-1 مدلسازی امواج داخلی در خلیج چین.. 49
2-2-2 مدلسازی امواج داخلی در خلیج بنگال. 50
2-2-3 مدلسازی امواج داخلی در دریای آندامان. 51
2-2-4 مدلسازی امواج داخلی در تنگه های کوریل.. 53
2-2-5 مدلسازی امواج داخلی در تنگهی جبل الطارق. 53
2-2-6 مدلسازی امواج داخلی در نواحی شکست فلات قاره و شیبهای توپوگرافی.. 53
فصل سوم: مواد و روشها 55
3-1 انتخاب مدل عددی.. 55
3-1-1 مدل عددی MITgcm.. 56
3-1-2 معادلات حل شده 57
3-2 پیکربندی مدل. 58
3-2-1 محدوده، شبکه و توپوگرافی حوزه 58
3-2-2 طرحوارهی فرارفتی.. 58
3-2-3 شرایط اولیه. 59
3-2-4 شرایط مرزی.. 59
3-3 پایداری مدل. 60
3-4 اعتبارسنجی مدل. 61
فصل چهارم: نتایج.. 63
4-1 اثرات سطحی امواج داخلی در خلیج عمان. 63
4-1-1 نرخ کرنش سطحی ناشی از امواج داخلی.. 64
4-1-2 تغییرات سطحی میدان فشار غیرهیدروستاتیکی.. 67
4-2 شکلگیری امواج داخلی غیرخطی در ناحیهی فلات قارهی خلیج عمان. 68
4-2-1 مشخصههای موج داخلی در ناحیهی فلات قاره 68
4-3 شکلگیری امواج داخلی غیرخطی در روی گسل بستری.. 85
4-3-1 اثر سطحی امواج داخلی بر روی گسل بستری.. 85
4-3-2 پرتوهای موج داخلی.. 87
4-3-3 تأثیر پرتوهای موج داخلی بر پروفایل مشخصههای هیدروفیزیکی.. 90
4-3-4 مشخصههای امواج داخلی.. 92
4-4 شکلگیری موج داخلی در دهانهی تنگهی هرمز. 94
4-5 تغییرات سرعتهای افقی و قائم در محل امواج داخلی غیرخطی.. 96
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری.. 100
5-1 جمعبندی و تحلیل نتایج 101
5-1-1 امواج داخلی در ناحیهی فلاتقاره(مقایسهی نتایج با مشاهدات راداری و نتایج مدلSmall و Martin(2002)) 101
5-1-2 امواج داخلی بر روی تپهی دریایی.. 102
5-1-3 موج تنهای داخلی در دهانهی تنگهی هرمز. 103
5-2 پیشنهادات.. 104
5-2-1 پیشنهادات عملی.. 104
5-2-2 پیشنهادات علمی.. 104
منابع و مآخذ. 106
فهرست شکلها
شکل 1-1 اطلس جهانی امواج داخلی(Apel, 2002) 2
شكل1-2 جابجایی یك بستهی آب درون شارهای با لایه بندی چگالی.. 5
شکل 1-3 لایهبندی دو لایه و توپوگرافی سادهسازی شده توسط Small & Martin(2002). سطح تماس دو لایه با یک خط موجی نازک مشخص شده است. توپوگرافی با یک خط ضخیمتر مشخص شده است. جریان رفت و برگشتی جزر و مدی نیز با پیکانها مشخص شده است (Small & Martin, 2002). 13
شکل 1-4 تولید امواج داخلی جزر و مدی به وسیلهی عبور جریان نوسانی از روی توپوگرافی با مقادیر مختلف نسبت شیب تپه به موج 17
شکل 1-5 الف) سیستم مختصات استفاده شده برای مدل سازی جریان پتانسیلی پیرامون یک استوانه. ب) سیستم مختصات استفاده شده برای مدل سازی محورهای پرتو عرضی() و پرتو طولی() (Sutherland , 2010). 18
شکل 1-6 کنتورهای دمای پتانسیل(خطوط پررنگ) در هنگام یک باد توفانی شدید در 11 ژانویه 1972 که به سمت سراشیبی گردالهی کلورادو میوزید توسط یک هواپیما اندازهگیری شده است. خطوط نقطهچین، مسیر هواپیما را نشان میدهند (Sutherland , 2010). 19
شکل 1-7 کنتورها جابجایی سطوح ایزوپیکنال را در نتیجهی جریان بالاسو با لایه بندی یکنواخت و با سرعت نشان میدهد که از روی یک تپهی نیم دایره با شعاع عبور کرده است. انتشار قائم امواج داخلی به طور موثری با کاهش عدد فرود شروع میشود. در عدد فرود بحرانی() ایزوپیکنالها روی نقطهی واژگونی از روی تپه هستند (Sutherland , 2010). 19
شکل 1-8 تصویر شبیه سازی باد توفانی در سراشیبی یک تپهی دوبعدی با باد بالاسو و شرایط دمای پتانسیل مطابق با مشاهدات یک باد توفانی که در نزیک گردالهی کلورادو در 11 ژانویهی 1972 رخ داده است (Sutherland , 2010). 20
شکل1-10 توپوگرافی حوزهی مورد مطالعه (Meirion & Former, 2014) 22
شکل 1-11 مشاهدهی اثر بستهی موج داخلی در سطح دریا که در سوم اکتبر 1998 توسط سنجندهی راداری ERS SAR ثبت شده است(Small and Martin,2002). 23
شکل 1-12 نیمرخ تغییرات دما نسبت به عمق در اواخر بهار(نمودار سمت راست) و اواخر پاییز(نمودار سمت چپ) (خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393) 25
شکل 1-13 نیمرخ تغییرات شوری نسبت به عمق در اواخر بهار(نمودار سمت راست) و اواخر پاییز(نمودار سمت چپ)(خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393) 25
شکل 1-14 نیمرخ تغییرات چگالی نسبت به عمق در اواخر بهار(نمودار سمت راست) و اواخر پاییز(نمودار سمت چپ) (خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393) 26
شكل1-15 مربع فركانس پایداری مشاهده شده در خلیجعمان در اواخر بهار(سمت راست) و اواخر پاییز(سمت چپ) (خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393). 27
شکل 1-16 محدودهی رژیم انگشتی، انتشار همرفتی، ناپایداری ایستابی و پایداری مضاعف برای زوایای ترنر مختلف(خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393) 29
شکل 1-17 نیمرخ تغییرات زاویهی ترنر نسبت به عمق در اواخر بهار(نمودار سمت راست) و اواخر پاییز(نمودار سمت چپ) (خلیلآبادی & اکبرینسب، 1393) 29
شکل 1-18 پروفایل های چگالی پتانسیل(سمت چپ) و فرکانس شناوری(سمت راست) در ناحیهی عمیق خلیج عمان (Small & Martin, 2002) 32
شکل 1-19 نقشهی عمقسنجی خلیج فارس و خلیج عمان(Small & Martin, 2002) 34
شکل 1-20 خروجی مدل جزر و مد در تنگهی هرمز و بخشهایی از خلیج عمان. خطوط همفاز با رنگ خاکستری و خطوط همدامنه با رنگ سفید نشان داده شدهاند(Small & Martin, 2002). 35
شکل 1-21 محل مقطع انتخاب شده برای مدل سازی Small & Martin(2002) (با علامت *) نشان داده شده است. خطچینها نیز کنتورهای عمق را نشان میدهند. 38
شکل 1-22 پروفایل عمق واقعی در لبهی فلات قارهی خلیج عمان (Small & Martin, 2002). 38
شکل 1-23 ثبت چند بستهی موج داخلی توسط سنجندهی راداری در 3 اکتبر 1998(Small & Martin, 2002) 39
شکل 1-24 یک سری از جابجاییهای سطح تماس دو لایه را در 6 فاصلهی زمانی یکسان در یک دورهی جزر و مدی را برای مورد 1 نشان میدهد. بردارهایی که روی هر یک از جابجاییهاست، جهت و اندازهی جریان را نشان میدهد. نمودار پایین شکل نیز عمق را نشان میدهد(Small & Martin, 2002). 40
شکل 1-25 خروجی مدل جزر و مدی داخلی برای مورد3. 6 نمودار بالا نوسانات سطح تماس دو لایه را در محدودهی مدلسازی در یک دورهی جزر و مدی 12 ساعته نشان میدهند. نمودار پایین شکل نیز عمق را نشان میدهد (Small & Martin, 2002). 43
شکل نرخ کرنش در محدودهی 90-70 کیلومتر(Small & Martin, 2002). 43
شکل 2-12 موج داخلی شبیهسازی شده پس از زمان t=2.875 M2 (M2 دوره تناوب جزر و مد نیمه روزانه است). الف) نقشهی دو بعدی گرادیان جریان سطحی(du/dx) در راستای مداری. ب) تغییرات du/dx در امتداد برش عرضی 20∘47′N ج) پروفایل عمقی تغییرات دما در امتداد همان برش عرضی (Vlasenko, et al., 2010) 50
شکل 2-13 سری زمانی پروفایل دما حاصل از الف) اندازهگیری میدانی ب) شبیهسازی توسط مدل MITgcm (Himansu, et al., 2013) 51
شکل 2-14 نمایش سری زمانی چگالی در مراحل مختلف تکامل امواج داخلی. خط نقطهچین قائم معرف مکانی است که پارامتر غیرخطی() در سمت راست آن غیر صفر میشود و امواج داخلی غیرخطی شکل میگیرند. (Vlasenko & Stashchuk, 2007) 52
شکل 3-1 سری زمانی تغییرات شوری لایهی سطحی.. 61
شکل 3-2 مقایسهی میانگین ماهانهی پروفایلهای دما و شوری حاصل از مدلسازی عددی با مدل MITgcm و دادههای WOA 62
شکل 4-1 نرخ کرنش سطحی مداری ناشی از امواج داخلی در زمانهای مد(شکل الف) و جزر(شکل ب) 65
شکل 4-2 نرخ کرنش سطحی نصفالنهاری ناشی از امواج داخلی در زمانهای مد(شکل الف) و جزر (شکل ب) 66
شکل 4-3 میدان فشار غیرهیدروستاتیکی در زمانهای مد(شکل الف) و جزر (شکل ب) 67
شکل 4-4 نوسانات داخلی بینلایهای دمای پتانسیل 3 ساعت قبل از جزر، حاصل از مدلسازی امواج داخلی با مدل MITgcm 69
شکل 4-5 نوسانات داخلی بینلایهای دمای پتانسیل در زمان جزر، حاصل از مدلسازی امواج داخلی با مدل MITgcm.. 70
شکل 4-6 نوسانات داخلی بینلایهای دمای پتانسیل 3 ساعت قبل از مد، حاصل از مدلسازی امواج داخلی با مدل MITgcm.. 70
شکل 4-7 نوسانات داخلی بینلایهای دمای پتانسیل در زمان مد، حاصل از مدلسازی امواج داخلی با مدل MITgcm.. 71
شکل 4-8 تغییرات سرعت قائم در یک دورهی جزر و مدی نیمهروزانه(با فاصلهی زمانی 3 ساعت مرتبط با تصاویر 4-4 تا 4-7) 71
شکل4-9 تغییرات دمای پتانسیل مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از جزر 73
شکل4-10 تغییرات دمای پتانسیل مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان جزر 74
شکل4-11 تغییرات دمای پتانسیل مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از مد 75
شکل 4-12 تغییرات دمای پتانسیل مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان مد 76
شکل4-13 تغییرات سرعت قائم و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از جزر 77
شکل4-14 تغییرات سرعت قائم و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان جزر 78
شکل4-15 تغییرات سرعت قائم و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از مد. 79
شکل4-16 تغییرات سرعت قائم و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان مد. 80
شکل4-17 تغییرات مولفهی مداری سرعت افقی و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از جزر 81
شکل4-18 تغییرات مولفهی مداری سرعت افقی و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان جزر. 82
شکل4-19 تغییرات مولفهی مداری سرعت افقی و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در 3 ساعت قبل از مد. 83
شکل 4-20 تغییرات مولفهی مداری سرعت افقی و کنتورهای موج داخلی در 120 متر بالایی مقطع ”ب“ برای اجراهای هیدروستاتیک(شکل الف) و غیرهیدروستاتیک(شکل ب) در زمان مد. 84
شکل4-21 تغییرات نرخ کرنش سطحی مداری ناشی از امواج داخلی در محل گسل بستری در یك دورهی جزرومدی.. 85
شکل 4-22 تغییرات میدان فشار غیرهیدروستاتیکی در زمان های جزر(شکل الف) و مد(شکل ب) 86
شکل 4-23 میدان سرعت قائم در محل تپهی دریایی در یک دورهی جزر و مدی.. 89
شکل 4-24 میدان سرعت افقی در محل تپهی دریایی در یک دورهی جزر و مدی.. 89
شکل 4-25 تغییرات شوری در روی تپهی دریایی در یک دورهی جزر و مدی.. 91
شکل 4-26 تغییرات شوری در 140 متر بالای تپهی دریایی در یک دورهی جزر و مدی.. 91
شکل 4-27 تغییرات عدد بدون بعد فرود در محل تپهی دریایی در یک دورهی جزر و مدی.. 92
شکل 4-28 تغییرات دمای پتانسیل و کنتورهای امواج بین لایهای در یک دورهی جزر و مدی.. 94
شکل 4-29 مراحل شکلگیری یک موج تنهای داخلی در یک مقطع قائم شمالی-جنوبی در دهانهی تنگهی هرمز(که تقریبا بر مقطع ”ه“ شکل 4-2 منطبق است) در یک دورهی جزر و مدی.. 95
شکل 4-30 تغییرات سرعت قائم در محل امواج داخلی غیرخطی در زمانهای جزر(شکل الف) و مد(شکل ب) 97
شکل 4-31 تغییرات سرعت افقی در محل امواج داخلی غیرخطی در زمانهای جزر(شکل الف) و مد(شکل ب) 98
شکل 4-32 تغییرات سرعت قائم در محل تشکیل موج تنهای داخلی جزر(شکل الف) و مد(شکل ب) 99
فهرست جداول
جدول 1-1 دامنه و فاز مولفههای جزر و مدی در چهار بندر در تنگهی هرمز و خلیج عمان (Small & Martin, 2002) 34
جدول 1-2 جزئیات لایهبندی در ناحیهی فلات قارهی خلیج عمان(مجموع عمق آب 100 متر در نظر گرفته شده است) (Small & Martin, 2002) 37
جدول 1-3 لیست مشخصههای ورودی مدل در اجراهای مختلف (Small & Martin, 2002) 44
جدول 1-4 لیست مشخصههای بستهی موج پیشبینی شده به وسیلهی مدل جزر و مد داخلی در محدودهی تقریبی 80 کیلومتر که امواج توسط سنجندهی SAR مشاهده شدهاند (Small & Martin, 2002). 44
جدول 5-1 مقایسهی مشخصههای بستههای موج پیشبینی شده در مطالعهی حاضر با نتایج پیشبینیSmall و Martin(2002) و مشاهدات سنجندههای راداری در محدودهی 80 کیلومتری که امواج توسط SAR ثبت شدهاند. 102
فصل اول
مقدمه و کلیات
فرم در حال بارگذاری ...
[سه شنبه 1399-10-09] [ 02:08:00 ق.ظ ]
|