فهرست مطالب

فصلنامه فیزیک زمین و فضا
سال سی و پنجم شماره 2 (تابستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/05/11
  • تعداد عناوین: 12
|
  • روشندل کاهو، ا.، سلاجقه، ف صفحه 1
    امروزه از تبدیل موجک، به صورت گسترده ای در پردازش و تفسیر داده های ژئوفیزیکی، مخصوصا داده های لرزه ای، استفاده می شود اما این روش هنوز در تفسیر داده های گرانی و ژئومغناطیس کاربرد رایجی نیافته است. در این مقاله سعی شده است روشی جدید بر پایه نظری تبدیل موجک پیوسته برای تعیین موقعیت و عمق ناهنجاری های گرانی ارائه شود. موجک مورد استفاده در تبدیل موجک پیوسته در روش پیش گفته اساس مشتق های افقی چشمه ای استوانه ای تعیین شده است. در این تحقیق کارایی روش روی داده های مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته است. همه برنامه های رایانه ای در محیط نرم افزار MATLAB را نگارندگان تهیه کرده اند.
  • اسحاقی، ع.، قیطانچی، م. ر.، زارع، م. صفحه 17
  • آزموده اردلان، ع.، روفیان نایینی، م. صفحه 37
    در این مقاله روشی جدید برای محاسبه تانسور کرنش بدون استفاده از گرادیان زاویه های جابه جایی (روش معمول محاسبه تانسور کرنش) عرضه شده است. در این روش تانسور کرنش مستقیما براساس تغییر طول ها و زاویه های بین نقاط شبکه ژئودزی (یا ژئودینامیک) در اپک های مشاهداتی متفاوت محاسبه و بدین ترتیب نیاز به تشکیل بردار جابه جایی به منظور محاسبه گرادیان آن از مراحل محاسبه تغییر شکل، مرتفع شده است. همچنین نشان داده شده که اگر دستگاه مختصات بر اثر تغییر شکل، دچار دوران و انتقال شود، و یا اندازه تغییر شکل، مقدار قابل توجهی باشد، استفاده از روابط خطی معمول برای برآورد مؤلفه های تانسور کرنش بر مبنای بردار جابه جایی منجر به جواب های ناصحیح، در حالی که روش پیشنهادی این مقاله، از آنجا که مستقل از دستگاه مختصات است، در هر صورت برآورد صحیح مؤلفه های تانسور کرنش را میسر می سازد. از مباحث دیگر مورد بررسی در این تحقیق، امکان سنجی برآورد کرنش در صفحه سامانه تصویر متشابهی است که اخیرا از سوی دانشگاه تهران برای کاربردهای منطقه ای پیشنهاد شده است. با توجه به موفقیت آمیز بودن روش فوق، شبکه ژئودینامیک کشور به منزله بررسی موردی انتخاب و مؤلفه های تانسور کرنش صفحه ای برای آن به روش پیشنهادی محاسبه شد. جزئیات مربوط به این روش و نتایج حاصل به تفصیل در مقاله آورده شده است.
  • هاشمی فراهانی، ح.، آزموده اردلان، ع. صفحه 61
    یکی از کمیت های مشاهداتی مهم در ماموریت گرانی سنجی ماهواره ای GRACE تصویر اختلاف شتاب جاذبه بین زوج ماهواره گرانی سنجی GRACE-1 و GRACE-2 بر امتداد واصل بین دو ماهواره است. به کارگیری این کمیت مشاهداتی درحکم مقدار مرزی در مدل سازی محلی و منطقه ای میدان گرانی زمین، اطلاعات ارزشمندی را به منظور برآورد صحیح طول موج های کوتاه تا متوسط میدان جاذبه زمین به دست می دهد. یکی از پارامترهایی که به منظور تولید این داده مرزی با استفاده از داده های واقعی ماموریت گرانی سنجی ماهواره ای GRACE نیاز است، «فاصله بین دو ماهواره» است که می توان مقدار بایاس دار آن را در هر لحظه مشاهداتی، در مجموعه فایل هایی موسوم به KBRL1B-X یافت. وجود بایاس نامعلوم در مقدار مشاهداتی، مشکل اساسی، به کارگیری داده مرزی پیش گفته است که از اثر ابهام فاز در مشاهدات فاصله یابی بین زوج ماهواره ناشی می شود. این موضوع کاربران داده های واقعی گرانی سنجی ماهواره ای GRACE را مجبور به محاسبه در هر لحظه مشاهداتی از راه مؤلفه های بردار موقعیت دو ماهواره می کند. در این محاسبات، با توجه به اهمیت داده مرزی یاد شده در مسائل مقدار مرزی ژئودزی فیزیکی، پیشنهادی به منظور برآورد کمترین مربعات بایاس نامعلوم در مقدار مشاهداتی با استفاده از اندازه گیری های سامانه GPS ارائه شده، که منتج به معرفی نسخه جدیدی برای داده های فاصله یابی بین دو ماهواره، عاری از بایاس پیش گفته می شود.
  • جزایری جونقانی، س. ش.، شریفی، م. ع. صفحه 79
    نقشه های متفاوتی در سامانه های تصویر گوناگون در وزارتخانه ها و سازمان ها موجود است. به منظور تطبیق و هماهنگی بیشتر نقشه ها باید با استفاده از روش های تبدیل سامانه های تصویر، نقشه ها را به یک سامانه تصویر واحد تبدیل کرد. در این مقاله در مورد روشی که ابداع نگارندگان است و برای تبدیل سامانه های تصویر متشابه مورد استفاده قرار می گیرد، بحث شده است. این روش برای تبدیل سامانه های تصویر متشابه بدون اطلاع از نوع سامانه ها و ویژگی های بیضوی های مرجع، به کار می رود. تنها الزام به کارگیری این روش پیشنهادی، وجود نقاطی با مختصات معلوم در هر دو سامانه تصویر است که چنین نقاطی نیز در عمل وجود دارند. دراین روش از توابع چندجمله ای درحکم توابع تبدیل استفاده شده و شرط کوشی- ریمان نیز برای حفط تشابه اعمال شده است. در روش معمول تبدیل سامانه های تصویر به یکدیگر، دانستن نوع سامانه های تصویر و مشخصات بیضوی های مرجع الزامی است اما در مواردی اطلاعی از مشخصات بیضوی های مرجع در دسترس نیست. روش پیشنهادی نگارندگان مقاله، می تواند در حل مشکل موجود در دستگاه های اجرایی حائز اهمیت باشد.
  • صلواتی زاده، م. ر.، آزموده اردلان، ع. صفحه 89
    توپوگرافی سطح دریا Sea Surface Topography (SST) بنابه تعریف، تفاوت بین ژئوئید و سطح متوسط دریاMean Sea Level (MSL) است. عوامل فیزیکی زیادی باعث ایجاد این تفاوت می شود، که اگر هدف تعیین ژئوئید به مثابه سطح مبنای ارتفاعی از راه مشاهدات تایدگیج باشد، لازم است اثر این عوامل به دقت محاسبه و از سطح متوسط دریا حذف شد. یکی از روش های بررسی عکس العمل دستگاهی فیزیکی در قلمرو زمان، فن عکس العمل محلی با «تابع وزنی» یا «تابع پاسخ ضربه» است. این تابع رابطه بین ورودی و خروجی یک دستگاه فیزیکی یا به عبارت دیگر عکس العمل دستگاه را به صورت تابعی از بسامد مشخص می سازد و بدین سان امکان مدل سازی تغییرات محلی دستگاه مورد نظر را به صورت نقطه ای میسر می سازد. در تحقیق حاضر از مدل تابع وزنی و برای مدل سازی توپوگرافی سطح دریا در چهار ایستگاه های جزر و مدی و هواشناسی دریایی خلیج فارس استفاده شده است. براساس نتایج عددی حاصل، مقدار SST ناشی از عوامل جوی در فصل زمستان در این ایستگاه ها بین 2+ تا منهای 82 سانتی متر متغیر بوده که مقدار کمینه مربوط به بندر شهید رجایی و بیشینه مربوط به بندر بوشهر است.
  • احمدی گیوی، ف.، ثابت قدم، س.، علی اکبری بیدختی، ع. صفحه 105
    در این پژوهش، با استفاده از مدل میان مقیاس MM5 و با انتخاب طرح واره مناسب لایه مرزی، عمق لایه آمیخته جو شهری و تغییرات روزانه آن برای منطقه تهران در ماه های اوت و فوریه سال 2005، درحکم نمونه ای از دو فصل گرم و سرد سال بررسی شده است. سپس از عوامل مؤثر در عمق های کمینه و بیشینه لایه آمیخته در هر یک از دو ماه، شرایط همدیدی مستقر در منطقه مورد نظر، فرارفت گرما، رطوبت، شارهای سطحی گرما و تکانه، حرکت های قائم و چینش قائم جهت و تندی باد افقی بررسی شده است.
    در نتایج مدل، تغییرات فصلی قابل توجهی درعمق لایه آمیخته و دیگر کمیت های مورد بررسی به چشم می خورد. برای مثال، میانگین ارتفاع لایه آمیخته در فصل تابستان حدود 3 کیلومتر بوده و نسبت به فصل زمستان تقریبا دو برابر است. نتایج نشان می دهد که روند کلی تغییرات ماهانه عمق لایه آمیخته، خصوصا در فصل تابستان، به علت شرایط آرام جو بوده و مستقیما از روند تغییرات شارهای سطحی پیروی می کند. به علاوه، رشد لایه آمیخته در این فصل بستگی بیشتری به فرارفت گرما، در مقایسه با دیگر عوامل دارد. در حالیکه در زمستان، که تغییرات شارهای سطحی و نوسانات لایه آمیخته چشمگیرتر است، رشد این لایه بیشتر متاثر از ساختارسامانه های همدیدی و چینش قائم باد است.
  • شرعی پور، ز. صفحه 119
    در این مقاله تغییرات روزانه و فصلی آلاینده ها مورد بررسی قرار گرفته است. سپس ارتباط پارامترهای هواشناسی با مقادیر غلظت آلاینده ها بررسی شده است. داده ها از ایستگاه هواشناسی مؤسسه ژئوفیزیک و ایستگاه های شرکت کنترل کیفیت هوای شهرداری تهیه شده و از داده های دوره زمانی 2004 تا 2007 استفاده شده است.
    نتیجه بررسی تغییرات فصلی آلاینده ها نشان داد که برای آلاینده های CO، NO2 و PM-10 دو بیشینه وجود دارد که یکی در تابستان و دیگری در زمستان رخ می دهد. همچنین بیشینه SO2 در زمستان و بیشینه O3 نیز در بهار رخ داده است. وجود بیشینه در فصل سرد می تواند بر اثر افزایش مصرف اشتعال سوخت های ناشی از منابع حرارتی و وسایل نقلیه در کنار شرایط هواشناسی از قبیل افزایش فشار هوا، پایداری هوا و وارونگی دما رخ دهد. همچنین بیشینه فصل گرم نیز می تواند بر اثر عوامل متعددی از قبیل وارونگی دمای سطحی و کاهش بارش رخ دهد.
    مقایسه الگوی روزانه آلاینده های گوناگون در فصل بهار نشان می دهد که همه آلاینده ها به جز O3 دارای دو بیشینه اند که یکی در حدود اوایل صبح و دیگری دراواخر شب رخ می دهد. ولی الگوی O3 متفاوت با سایر آلاینده ها است و بیشینه آن معمولا در بعد از ظهر رخ می دهد. آمدوشد وسایل نقلیه و وارونگی دمایی در اوایل صبح و شب در ایجاد این بیشینه ها مؤثرند. الگوی روزانه میانگین فصلی زمستانی و تابستانی CO نیز وجود بیشینه صبح و شب را نشان می دهد..
  • اسماعیلی، م.، آزرم سا، ع.، کرمی خانیکی، ع. صفحه 139
    اولین قدم در جهت شناخت عوامل تاثیرگذار بر محیط های دریایی و نواحی ساحلی، تعیین الگوی امواج و جریان های ساحلی است. در مناطق ساحلی، امواج و جریان ها نقش مهمی در تعیین هندسه و شکل سواحل بازی می کنند. در این تحقیق، الگوی جریان های کرانه ای به کمک مدول هیدرودینامیکی برای حالات قبل و بعد از احداث جتی ها در دهانه مرداب کیاشهر شبیه سازی شده است. برای این منظور از بسته نرم افزاری MIKE 21 استفاده شده است. سامانه مدل سازی کاربردی MIKE 21 چندین مدول جداگانه را دربر می گیرد. مدول استفاده شده در این بررسی، مدول هیدرودینامیکی (MIKE 21 HD) است که حرکات آب را در مناطق ساحلی محاسبه می کند. نتایج این تحقیق نشان دهنده آن است که جریان های ناشی از امواج شرقی در مقایسه با امواج شمالی، شمال غربی و شمال شرقی تاثیر بیشتری بر دهانه مرداب می گذارند. همچنین مقایسه جریان های کرانه ای برای دو حالت روشن ساخت که با احداث جتی ها، سرعت جریان ها در اطراف ورودی مرداب حدود 35 درصد کاهش یافته است.
  • مقالات انگلیسی
  • ابراهیم زاده اردستانی صفحه 1

    یک پروژه میکروگرانی سنجی برای آشکارسازی فروچاله ها در یک نیروگاه برق اجرا شده است.
    اثر تونل های کم عمق زیرزمینی و تاسیسات سطحی نیروگاه در داده ها تصحیح شده اند. این تاسیسات شامل مخازن سوخت برج های خنک کننده و غیره اند.
    عملیات برداشت داده ها در دو سایت واقع در نیروگاه که خطر ایجاد فروچاله ها در آنها وجود داشته است صورت گرفت.
    با وجود نوفه های فراوان حاصل از تاسیسات، برداشت داده ها با دقت قابل قبولی و با استفاده از گرانی سنج های سینترکس صورت گرفت. بعد از به دست آوردن اطلاعات لازم نظیر عمق و شکل این حفره ها با اعمال فیلترهای متفاوت نظیر فراسو، فروسو و اویلر روی نقشه های بی هنجاری بوگه، شکل نهایی و عمق این بی هنجاری ها با مدل سازی سه بعدی تعیین شده اند.
    از آنجاکه اطلاعات مربوط به محل و عمق بی هنجاری ها (فروچاله ها) در زیر تاسیسات حساس نیروگاه بسیار حیاتی است، این اطلاعات می تواند برای مهندسان عمران و تاسیسات بسیار باارزش باشد.

  • ابراهیم زاده اردستانی صفحه 17
    روش جدیدی که سالم و همکاران (2004) در تفسیر داده های گرانی و مغناطیسی برای برآورد عمق و فاکتور شکل بی هنجاری های گرانی به کار برده است.
    عمق و فاکتور شکل مدل های مکعبی درحکم بی هنجاری های مصنوعی با این روش برآورد شده است.
    سپس نوفه های تصادفی به اثر گرانی این مدل ها اضافه شده و پارامترهای مجهول شامل عمق و فاکتور شکل با روش پیش گفته برآورد شده است.
    در مجموعه ای از داده صحرایی نیز این پارامترهای مجهول برای یک بی هنجاری اصلی برآورد شده اند.
    بعضی عمق های به دست آمده با این روش از راه حفاری های محلی نیز تایید شده اند.
|
  • Page 1
    Introduction
    Wavelet transform is one of the useful and suitable tools for time series and signal analysis. Nowadays wavelet transform is frequently used in geophysical data processing and interpretation, especially seismic data. However, the use of this method isn’t widespread in gravity and geomagnetic. Fedi and Quarta (1998), Martelet et al. (2001) and de Oliveira Lyrio (2004) used the wavelet transform for processing and interpretation of the potential field data. In this paper, a new method based on continuous wavelet transform for determination of depth and location of gravity anomalies is introduced. Continuous Wavelet Transform and Gravity Source Identification: All of the time-frequency or time-scale transforms intend to show how the energy of a signal is distributed in time-frequency or time-scale plan. The Continuous Wavelet Transform (CWT) maps the time (space) domain signal into the time (space)-scale plan. The CWT of a signal is defined as the convolution of signal with a translated and scaled wavelet (Equation (1)).
  • Page 37
    method for deformation computation based on strain tensor elements, as an alternative to the usual way of application of gradient of displacement vector, is proposed. The method computes directly the strain tensor elements from the computed/observed changes in distances and angles between the stations of a geodetic network in two epochs of observations. Displacement vector which is determined from the coordinate differences with respect to “reference” and “current” states depends on the definition of coordinate system and as such can not be considered as suitable measure of deformation. On the contrary from strain tensor invariant parameters like “dilatation” and “maximum shear” can be computed which allow correct interpretation of deformation. The strain tensor can be derived from the difference between line elements of a massive body in the reference and current states as follows:
  • Page 61
    Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite gravimetry mission launched in March 2002 based on its twin gravimetric satellites makes application of both High-Low (HL) and Law-Low (LL) gravimetric techniques possible. The LL is based on Satellite-to-Satellite Tracking (SST) via the one way two frequencies K-Band-Ranging between the two GRACE satellites. As a result of combination of LL and HL structures via geodesy community following gravity observables are developed: (1) Potential Difference between the two GRACE satellites based on Line of Sight (LOS) velocity using energy integral method. (2) Projection of the gravitational acceleration difference of the two GRACE satellites along the LOS, using LOS acceleration. The latter observable which can provide finer details is one of the important observation quantities of the GRACE mission. Application of this observable as a boundary data for local and regional modeling of the Earth’s gravity field provides valuable information about short and medium wavelength spectrums of the field.
  • Page 79
    Geospatial Information System (GIS) has emerged as a very powerful tool for capturing, storing, analyzing, managing, and presenting data that is linked to location. The location information, which is usually obtained from existing maps or the Global Positioning Systems (GPS), refers to different coordinate and map projection systems. Therefore, unification of the coordinate and mapping systems of the spatial information is absolutely necessary before any data processing in a GIS system. In the classical approach, coordinate transformation among different map projection systems is performed via the reference geodetic ellipsoids. The transformation is possible if the reference ellipsoids and their corresponding datum definition parameters are known. In many cases, implementation of the classical approach is impossible due to lack of information. Herein, we introduce an innovative approach for coordinate transformation which is completely datum-independent. It is based on the mathematical relationship between the coordinate systems. From mathematical point of view, two functions mathematically define the relationship between the horizontal coordinates in two systems. For simplicity, two polynomial functions are employed. The optimal degree of the polynomials and the unknown coefficients can be determined using the common points in two systems
  • Page 89
    Sea Surface Topography (SST) by definition is the separation between the geoid and the Mean Sea Level (MSL). The separation between the geoid and MSL is caused by various non-gravitational physical effects. If determination of the geoid as the zero point of the height systems from the tide gauge observation be the goal, it is necessary that the affect of the physical effect be precisely computed and removed from MSL. One of the methods used for the study of physical response of a system to environmental effects in time domain is the “local response with weight function” or “impact response function” technique. The aforementioned function reveals the point-wise relation between the input and output of the physical system of interest, and in this way makes the point-wise modeling of the local variations of the system possible. In this study the weighted local response technique is used for SST computations in four tide gauge stations along the Persian Gulf, namely Shahid-Rajai Port, Kangan Port, Bushehr Port, Imam-Hasan Harbor, as well as the related meteorological stations. According to the numerical results, SST within the winter time in the studied stations varies between -82cm (in Bushehr Port) to +2cm (in Shahid-Rajai Port). The maximum SST value in Bushehr Port shows the reduction of the mean Persian Gulf level, while the minimum value of SST in Shahid-Rajai Port shows the rise of sea level due to SST in that area. This result is also in agreement with the geographical location of the two stations. Shahid-Rajai port being closer to the Oman Sea is dominantly affected by the topography of the Oman Sea and sea incoming currents to the Persian Gulf from the Oman Sea. Bushehr Port is farther away from the Oman Sea and as such is less affected by the Oman Sea currents. This finding is also reported in the previous studies over the region. Therefore, it can be concluded that SST computation using weighted local response technique is sufficienty accurate for the computation of SST and specially SST difference between the tide gauge stations.
  • Page 105
    Mixed layer is a part of the atmospheric boundary layer in which pollutants are uniformly distributed. It is sensitive to the Earth’s surface, controls the flow of heat and momentum between the surface and the free atmosphere, thus playing a key role in atmospheric circulation. Most of atmospheric pollution models require the height of the mixed layer as an input to determine the depth of atmosphere through which surface emitted pollutants are well mixed. Thus, the study of the depth variation of this layer is important in the spatial and temporal distribution of air pollution. This can be estimated from direct measurement and also from numerical forecasting models (such as MM5) with a proper boundary layer scheme
  • Page 119
    In this paper, seasonal and diurnal variation of pollutants and the relation between meteorological parameters and the amount of pollutant concentrations is investigated. The data used were obtained from the Air Quality Department of the Municipality and from the synoptic station of the Institute of Geophysics. In this survey, the data used are from 2004 to 2007. The result of survey for seasonal variation of pollutants showed that for CO, NO2 and PM-10, two maxima exist one of which occurs in summer and the other in winter, the maximum of SO2 is in winter and the maximum of O3 occurs in spring. The existence of maximum in winter may be from increasing consumption of fuels in thermal sources, besides meteorological conditions like increased air pressure, stability and temperature inversion. Maximum in summer may be from various factors like surface temperature inversion and decreased precipitation. In October, often because of the reopening of schools and universities, and the consequent increased traffic, a temporary rise in the quantity of pollutants. The increased ozone production of photochemical reactions in spring and summer can be one of the effective factors for the existence of an ozone maximum in these seasons. Increased dry air in summer can help to raise PM-10 concentration in this season.
  • Page 139
    Determination of waves and the pattern of coastal currents is the first step in finding the effective physical factors on marine environments and coastal regions. Moreover, wave induced currents play important roles in the determination of geometry and shape of coasts. In this research, patterns of longshore currents are simulated for situations before and after construction of jetties on the mouth of the Kiashahr lagoon. Construction of jetties may lead to change in the pattern of coastal currents not only near the entrance of the lagoon, but also in the adjacent areas. Therefore, a precise study is necessary to understand and prevent the possible impact of the jetties on the study area. For this purpose, MIKE 21 software package was used to simulate patterns of longshore currents before and after construction of the jetties. The field measurements in the Kiashahr coastal area are also used for calibration of the model parameters. Besides, the results of this study can be used for other related research works on sediment transport, water quality, etc. in the study area.
  • Page 1

    A microgravity survey was conducted for detecting the sink-holes at site of a power plant. Pits, man-made tunnels and canals were considered as topographical effects and were corrected. To show the capability of the method two sites in a power plant have been surveyed for existing areas which can be affected by sink-holes overnight. Ground shakes due to the running facilities were also preventing us from taking a calm measurement. Despite all unwanted factors at site, we could delineate the sink holes quite accurately. The depth of and the shape of these anomalies have been modeled by 3-D inversion of micro-gravity data.

  • Page 17
    A new method derived by Salem et al. (2004) for interpretation of gravity and magnetic anomalies is used to determine the depth and shape factor of the gravity anomalies. The depth and shape factor of some rectangular prisms as synthetic models are estimated using the method. The gravity effects of the models are contaminated with some random noise and then the parameters of the models are extracted through the erroneous data. A field example is interpreted and the depth and shape factor of the main anomaly has also been estimated through the method.