مقاله بررسی پروفیل‌های قائم سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس در 22 صفحه ورد قابل ویرایش
عنوان : اثر جریان ناشی از تغییر چگالی در تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس
1 – افشین محسن آراسته ، دانشگاه آزاد اسلام واحد تهران – شمال
2 – منیره سادات کیایی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات
چکیده
به منظور بررسی اثر جریان آب ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی ، از داده های دما ، شورای و چگالی و سرعت صوت استفاده می شود که ان داده توسط گشت دریایی ROPME در تابستان 2001 جمع آوری شده است بنابه کنتورهای رسم شده دما ، شوری ، چگالی ، در عمق 20 متر ، سه نوع جریان ناشی از تغییرات چگالی در این منطقه وجود دارد.
نوع اول : جریان سرد و شیرین از دریای عمان به حوضه ی آبی خلیج فارس که در اثر ناپایداری دینامیکی ( تغییر نیروی کوریولیس) به وجود می آیند. (جریان بزرگ مقیاس) در اثراین نوع جریان ، بنا به دیاگرام های دو بعدی دما و سرعت صوت ، دما با افزایش عمق کاهش خواهد یافت ( تشکیل لایه ی ترموکلاسین) و به تبع آن سرعت صوت نیز کاهش خواهد یافت که در نواحی تنگه هرمز و ایستگاه های شمال خلیج ایجاد می شود. در اثر این نوع جریان بنابه پروفیل های سرعت صوت ، دو نوع کانال صوتی سطحی در ایستگاههای 56 و 69 تشکیل خواهد شد.
نوع دوم : جریان میان مقیاس می باشد که در اثر ورود آب رودخانه ها به حوضه ی آبی خلیج ، بوجود می آید این نوع جریانات ، به صورت حلقه های آب سردند که باعث افزایش سرعت صوت و همچنین اغتشاش و نوسان در امواج صوتی خواهند شد. که این نوع جریانات بیشتر در راس و نواحی مرکزی خلیج شکل می گیرد.
نوع سوم : جریانات ریز مقیاس است که در اثر ناپایداری استاتیکی تشکیل خواهد شد آب شور و گرم از اعماق به طرف دهانه ی تنگه هرمز حرکت می کند که منجر به افزایش سرعت صوت و ثابت ماندن آن همراه با افزایش عمق خواهد شد. در این نواحی به دلیل تغییرات ناچیز سرعت صوت کانال صوتی تشکیل نخواهد شد.
کلید واژه : شوری – دما – جریان ناشی از اختلاف چگالی – کانال صوتی سطحی
در این پیش درآمد و مقدمه‌ی کوتاه، بیان تحلیل جریانات ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی کاری بس دشوار است، چرا که مطلبی دراین باب چنان گسترده و فراخ نیست نیز در قیاس با موارد مشابه چیزی جز همان پیشگفتار کوتاه نمی‌باشد.
این مقدمه آغازنامه و حاشیه‌ای است بر تحلیل علمی. گزارش از جستجو و کنکاش شخصی که امیدوارم انتهای آن به گوشه‌ای از افق شفاف علم فیزیک دریا متصل شود.
اما چرا موضوع جریانات ناشی از تغییرات چگالی؟چرا کانال صوتی؟ و چرا اثر این نوع جریان در تشکیل کانال صوتی؟ گذشته از علاقه‌مندی و دلبستگی من به این مبحث، مطالعه و پژوهش درباره‌ی بررسی جریانات دریایی و خواص فیزیکی دریاها و اقیانوس‌ها مانند سرعت انتشار صوت و چگالی و دما و شوری و عواملی مانند آن، همواره مهم‌ترین مسائل ذهنی نویسنده‌ی این سطور بوده است. علاوه بر آن، تحقیق و پژوهشی در این زمینه، بخصوص در منطقه‌ی خلیج فارس، انجام نگرفته است. البته تحقیقاتی در زمینه‌ی تشکیل کانال صوتی و اقیانوس در دریای سیاه صورت گرفته است. بعنوان مثال اشخاصی همچون، A.widtfeldt و M.J.Jacobson در زمینه‌ی مشخصات صوت در هنگام عبور جریان یکنواخت از یک اقیانوس عمیق و همچنین تشکیل کانال صوتی انجام داده‌اند.
منطقه‌ی خلیج فارس از نظر نظامی و سوق‌الجیشی و همچنین ارتباط با دریای آزاد، بسیار حائز اهمیت می‌باشد، همچنین از لحاظ کشتیرانی و شیلات بسیار مورد توجه است. بنابراین بررسی اثر جریانات ناشی از تغییرات چگالی، که جریانی غالب در منطقه به شمار می‌آید در تشکیل کانال صوتی اهمیت بسزایی دارد.
خلیج فارس به دلیل داشتن عمق کم (آب کم عمق)و جریانات ناشی از تغییرات چگالی (از نوع بزرگ مقیاس) بیشتر در سطح، وجود دارد که منطقه‌ی وسیعی را تحت پوشش و تأثیر خود قرار می‌دهد. جریان این نوع توده‌ی آب و همچنین جریانات از این نوع اما با مقیاس‌های دیگر (میان مقیاس – ریز مقیاس) باعث تغییر سرعت انتشار صوت خواهد شد. با دانستن نحوه‌ی تغییرات سرعت انتشار صوت، می‌توان تشکیل کانال صوتی را در مناطق و ایستگاههای مختلف پیش‌بینی نمود.
برای این کار از مدل هانتر و همچنین داده‌‌های مربوط به دما و شوری و سرعت صوت و چگالی که توسط گشت دریایی ROPME از 81 ایستگاه طی دو مرحله Leg1 , Leg1 در تابستان 2001، جمع‌آوری شده استفاده می‌نماییم. با رسم نمودارهای دو بعدی سرعت صوت، دما، شوری و چگالی برحسب عمق (پروفیل‌های قائم) برای هر ایستگاه که توسط نرم‌افزار excel صورت می‌گیرد و همچنین رسم کنتورهای دما و شوری و سرعت صوت و چگای در عمق 20 متری از طریق نرم‌افزار Arcuv و مطلب به تحلیل و بررسی موضوع مورد تحقیق پرداخته و سپس با استفاده از رسم نمودارهای چهار بعدی سرعت صوت و چگالی برحسب طول و عرض جغرافیای و عمق، می‌توان بحث را تکمیل نموده و نتایج کار را تأیید نمود. این نمودارها با استفاده از نرم‌افزار عصبی برای کل منطقه رسم شده است.
1) روش مطالعه
به منظور بررسی اثر جریان ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی ، از داده های دما ، شوری که توسط گشت دریایی ROPME با مشارکت حوضه ی خلیج فارس ، از جمله ایران جمع آوری شده ، استفاده می شود. این داده ها از تاریخ 6 تا 28 اگوست سال 2001 طی دو مرحله Leg1 و Leg2 برای 81 ایستگاه واقع در 14 ترانسکت گرداوری شده است.
شکل (1.1) موقعیت ایستگاههای نمونه‌برداری شده منطقه خلیج فارس
موقعیت این دستگاه ها در شکل (1) نشان داده شده است.
با استفاده از داده های دما و شوری و به کار گیری فرمول ویلسون (Willson) سرعت صوت محاسبه شده و میدان سرعت صوت نیز تعیین می گردد.
101) بررسی اثر جریان ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی با استفاده از نیمرخ های قائم و افقی شوری ، دما ، چگالی و سرعت صوت.