تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : فهيمه حسيني بالام

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر احمد کياست پور- دکتر اسماعيل حسن زاده

تاريخ دفاع : 25/11/85

رشته و گرايش : فيزيک- نجوم

استاد مشاور : دکتر سوئيفت

بررسي نيروهاي عامل تغييرات فصلي سطح تراز در طول محور خليج فارس

چكيده

تراز دريا شاخص کليدي آب و هوا و کميت مهم مشاهده‌اي در مدل‌هاي جهاني است همچنين تغييرات تراز دريا مهم‌ترين پارامتر محدود کننده‌ي آب و هواي محلي و گردش اقيانوس است. وقوف بر تراز دريا و تغييرات آب و هوايي زمان‌هاي گذشته از اصول پيش‌بيني تراز دريا، تغييرات آب و هوايي و گردش اقيانوسي است.

روش‌هاي آماري در واکافت مشاهده‌اي تراز دريا نقش اساسي دارند. در واکافت داده‌هاي ثبت شده‌اي که مشخصه‌هاي آن‌ها با زمان گسترش مي‌يابند به ايده‌هاي آماري که بر توصيف‌هاي محلي تکيه دارند، نياز است. به‌علاوه در ساختار زماني اطلاعات مشاهده شده در تفسير تغييرات بسامدي، نقش ماندگاري تغييرات تراز دريا  و گردش را بايد ارزيابي کرد.

اين تحقيق بر واکافت نراز دريا، گردش و اندرکنش هوا-دريا در خليج فارس تاکيد دارد. روش‌هاي آماري در حوزه‌ي زمان و بسامد، توابع متعامد آرويني (EOF) و تجزيه‌ي تک مقدار (SVD) در واکافت داده‌هاي کشندسنجي تراز دريا، دماي سطح آب و مشاهدات جوي به‌کار گرفته شده است.

داده‌هاي کشندسنجي سال‌هاي 1999-1990 را همراه با داده‌هاي جوي مربوط در ايستگاه‌هاي بندر عباس و بوشهر و در توصيف پاسخ درياي ميانگين و نيروهاي ناشي از فشار جو، دماي جو و باد محلي مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه‌ي تغييرات هر کميت با استفاده از واکافت طيفي مورد بررسي قرار گرفت. نشان داده شد، چرخه‌ي سالانه در تراز دريا، فشار جو، دماي هوا و طيف باد غالب است. اثر عوامل آب و هوايي را با به کارگيري روش رگرسيون قدم به قدم مورد بررسي قرار داديم. نتايج نشان مي‌دهند به ترتيب 5/71% و2 /71% از تغييرات تراز درياي ميانگين ايستگاه‌هاي بندر عباس و بوشهر در اثر نيروهاي آب و هوايي در هر ايستگاه است.

مدل نشان مي‌دهد که در بندر عباس، فشار مهم‌ترين عامل تأثيرگذار و در بوشهر دماي هوا مهم‌ترين عامل تغييرات مشاهده‌شده در تراز درياي ميانگين است. نتايج رگرسيون ساده و چند متغيره نشان مي‌دهد اين پارامترها به طور قوي به هم وابسته‌ي داخلي هستند، ولي تراز درياي خليج فارس با نوسان اطلس شمالي (NAO) ماهانه و زمستانه و مونسون همبستگي چنداني نشان نمي‌دهد. تغييرات باقي‌مانده در اثر تغييرات چگالي آب دريا (اثر استريک) است که اثر قابل ملاحظه‌اي بر تغييرات تراز دريا و فراچاهي ساحلي دارد.

در اين پايان نامه سعي شده است که دلايل چرخه‌ي فصلي تراز دريا در خليج فارس مورد بررسي قرار گيرد. رابطه‌ي داده‌هاي تراز دريا را در يازده ايستگاه اطلاعاتي با فشار جو و تراز ترمواستريک مورد بررسي قرار داديم. تراز درياي همه‌ي ايستگاه ها به طور قابل توجهي به هم همبسته‌اند. تغييرات تراز درياي ترمواستريک از نمايه‌هاي دما در نقاط شبکه‌ي °1*°1 به‌دست مي‌آيند. نقشه‌هاي تراز ترمواستريک نشان مي‌دهند که ارتفاع سطح دريا در اثر انبساط گرمايي در تابستان و پاييز بالا است و در زمستان و بهار پايين است. محدوده‌ي ارتفاع ميانگين ماهانه‌ي ترمواستريک از 2/2 cm در جولاي به  1/2 cm- در فوريه تغيير مي‌يابد. تأثيرغالب بر چرخه‌ي فصلي تراز دريا مربوط به فشار جو است، ولي تعديل تراز درياي ترمواستريک در واکافت چندگانه به نسبت (7/90-1/78)% از واريانس را توضيح مي‌دهد. تراز دريا به‌ترتيب در ايستگاه‌هاي صفانيه (2/61٪)، امام حسن (2/54٪) و بوشهر (9/48٪) توسط پمپاژ اکمن توصيف مي‌شود. در نتيجه افزايش غيرعادي روند بدين‌وسيله توجيه مي‌شود.

سي‌و‌چهارسال داده (2000-1967) را در توصيف تغييرات الگوي مربوط به اندرکنش جو-دريا به‌کار گرفتيم. الگوها با استفاده از روش‌هاي EOF و SVD به‌دست آمدند. اندرکنش قوي جو-دريا و شباهت بين ويژه‌بردارها و ضرايب بسط SST و SLP مشاهده شد. چهار ويژه‌بردار نخست EOF(SST)،ء8/99% و چهار ويژه‌بردار نخست EOF(SLP)،ء8/94% از کل واريانس را توجيه مي‌کنند. پربند صفر در الگوي (EOF1(SST و (EOF1(SLP، جبهه‌اي را به‌طور قوي نشان مي‌دهند و هر دو گردش خليج فارس را به خوبي از هم جدا مي‌سازد. گرته‌هاي ديگر نيز خصوصيات منطقه‌اي خليج‌فارس و گردش را تکميل مي‌کنند. از جمله جبهه‌ي نزديک تنگه‌ي هرمز بيان‌گر بازگشت مقداري از جريان برونشارش از دهانه‌ي تنگه به داخل خليج است. مدهاي  SVD بيشتر اطلاعاتي در مورد متغيرها به‌دست مي‌دهند. واکافت هم‌بستگي تاخير زماني بين (SVD1(SST و (SVD1(SLP بر برهمکنش قوي جو-دريا دلالت مي‌کند. فشار جو، يک ماه نسبت به‌دماي سطح آب تقدم دارد. بنابراين اولين مد SVD بيان‌گر هدايت دريا توسط جو است که در آن دريا با تغييرات جوي با تاخير درون‌فصلي (ضريب همبستگي معني‌دار 94/0=r) پاسخ مي‌دهد. در مجموع دو مد SVD،ء6/99%واريانس داده‌ها را توجيه مي‌کنند.

گرته‌هاي مربوط به (EOF(SST و (EOF(SLP اطلاعات زيادي در مورد گردش خليج به‌دست مي‌دهند. در حالي‌که گرته‌هاي (SVD(SST و (SVD(SLP بر اندرکنش جو-دريا دلالت دارند.