بخشی از مقاله
چکیده
اختلاط افقی در دریا و نقش آن در توزیع گرما و شوری از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این تحقیق ابتدا تشکیل پیچکها در خلیج فارس در اثر تغییر چگالی ناشی از تغییر دما و شوری بررسی میشود. برای این منظور از دادههای جمع آوری شدهی دما، شوری و چگالی مربوط به سری دادههای آنالیز شده سایت Aviso - سالهای 2009 تا - 2014 استفاده شده است. سپس با تشخیص محل شکل گیری پیچکها، ضریب پخش پیچکی آنها نیز محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که پیچکهای ایجاد شده در فصل بهار دارای پهنهای بزرگ و سرعت بالا میباشند اما پیچکهای ایجاد شده در فصل زمستان دارای پهنهای کوچک و سرعتی کم هستند.
کلید واژه
خلیج فارس، پیچک میان مقیاس، ضریب پخش پیچکی، اختلاط افقی
مقدمه
ادی حرکت چرخشی سیال است که میتواند به دلایل مختلف ایجاد شود. این دلایل عبارتند از: - 1 چرخش ناشی از برخورد سیال با مانع و شکل گیری جریان معکوس در پشت مانع، - 2 ادی میتواند محل برخورد دو جریان وارونه باشد.[3] در دینامیک شارهها، تلاطم یک رژیم حرکتی سیال است که با تغییر ویژگیهای حرکتی بخشی از یک سیال به صورت آشوبناک همراه است. تغییرات سریع فشار و سرعت سیال در زمان و مکان و همچنین پخش مومنتوم و گرما از مهمترین پیامدهای این حرکت تلاطمی است.[3] باید توجه داشت که تلاطم در عدد رینولدز بالا برای جریان سیال اتفاق میافتد. این مهم سبب افزایش ترمهای غیرخطی در معادلات حرکت میشود که با بی نظمی هم زمان در مکان و زمان همراه است. یک جریان تلاطمی با تعداد زیادی ادی از کوچکترین تا بزرگترین مقیاسها همراه است. تلاطم در مقیاس کوچک سه بعدی ولی در مقیاس بزرگ ژئوفیزیکی شبه دو بعدی است که ادی های مورد نظر عمدتا جزء این نوع تلاطم است. در این نوع حرکت با رسیدن یک دامنه کوچک از جریان اصلی به حد مناسب، یک حلقهی بسته ایجاد می شود که سرانجام از جریان اصلی جدا میشود - شکل [3] . - 1
شکل - 1 - نحوهی شکل گیری یک ادی
گسترش یک ادی سایکلونیک باعث بالا آمدن آب در مرکز1 و پایین رفتن آب در پیرامون آن میشود که در نتیجه آب های زیر سطحی سرد و سرشار از مواد غذایی به سطح ستون آب آمده باعث افزایش فیتوپلانکتونها و دیگر ردیابها میشود. ادیهای آنتی سایکلونیک رفتاریکاملاً متفاوت دارند و به عنوان یک ادی با مرکز گرم و زیست توده پایین مطرح هستند.[2] ادی های اقیانوسی دارای طول عمری از چند هفنه تا چند ماه هستند. در بعضی از موارد طول عمر آنها به بیش از یکسال نیز می-رسد. حداکثر گسترش افقی و عمودی آنها به ترتیب از مرتبهی 100 کیلومتر و 1 کیلومتر است. با این نسبت ابعادی 2، این پدیده معمولاً دارای الگوی دو بعدی است. البته ادیها ممکن است به خوبی در زیر ترموکلاین گسترش یابند. سرعت انتشار آنها مشابه با امواج راسبی باروکلینیکی، خطی است. البته سرعت آنها در عرضهای پایین اندکی آرامتر از عرضهای بالا و میانه هستند. شکل - 2 - نیز نمایی از ابعاد و ساختار ادیهای میان مقیاس تشکیل شده در محدودهی خلیج فارس را نشان میدهد.
شکل - 2 - نمایی از ابعاد و ساختار یک ادی میان مقیاس در خلیج فارس
خلیج فارس و پیچکهای میان مقیاس
اختلاف چگالی در توده های آب و جریان های اصلی بزرگ مقیاس و تنش باد در سطح ، موجب شیبدار شدن خطوط ایزوپیکنال و ایجاد ناپایاری باروکلینیکی در خلیج فارس شده است. وجود این ناپایداریها باعث تشکیل ادی ها در اطراف جریان اصلی می شود. با تشکیل ترموکلاین و در نظر گرفتن جریان آب اروند و ورودی آب دریای عمان به خلیج فارس از طریق تنگه هرمز، شرایط لازم برای ایجاد ادیهای میان مقیاس مخصوصاً در سواحل ایران فراهم میشود.[1] ورود جریان آب شیرینتر و گرمتر از میانه تنگه هرمز به درون خلیج فارس سبب ایجاد آشفتگی در میدان چگالی عمود بر فلات قاره میشود. این تغییر در میدان چگالی فرایند ناپایداری باروکلینیکی را به دنبال خواهد داشت. از آنجا که یکی از مکانیزمهای حاکم بر ایجاد ادیها، وجود ناپایداری باروکلینیکی است، بنابراین سبب تغییرات مهمی در گردش عمومی آب در خلیج فارس و به وجود آمدن ادی هایی در آن خواهد شد.[4] در این تحقیق نتایج بدست آمده در خصوص ادی ها در فصلهای مختلف برای سال های 2010 تا 2014 بررسی شده است. شکل - 3 - نقشه کنتورهای ارتفاع را در خلیج فارس برای ماههای مختلف سال 2014 - از هر ماه یک روز بصورت نمونه - نشان میدهد. در این نقشهها به خوبی میتوان مکان ادیها را مشاهده کرد.
