بخشی از مقاله
چکیده
خلیج فارس یک حوضه آبی است که از طریق تنگه هرمز به دریای عمان و اقیانوسها متصل می شود. این حوضه از لحاظ بیولوژیکی، شیلات و کشتیرانی حایز اهمیت مطالعه است. جزر و مد، باد، تبخیر، تابش و بارش به طور چشمگیر در آنجا رخ می دهند و در تش کیل ترموکلاین مؤثر هستند. ورود جریان رودخانه اروند به خلیج فارس نیز بر این پدیده تاثیر دارد.
بنابر تحقیقات گذشته، باروکلینیسیتی و لایه بندی ستون سیال دو ویژگی در خلیج فارس است که به صورت فصلی اتفاق افتاده و تغییر می کند. در واقع، تشکیل ترموکلاین و جابجایی محور ترموکلاین نسبت به فضا و زمان، معرف فعالیتهای تلاطمی وامواج داخلی در محیط آب است. تشکیل ترموکلاین و تاثیر ورود جریان رودخانه اروند به خلیج فارس در شمال بر این پدیده، از نتایج این تحقیق است. نتایج به دست آمده و تحلیل آن در منطقه مورد مطالعه تحقیق حاصل از اندازه گیریها با نتایج یک مدل عددی مقایسه می شود.
مقدمه
اگر مکانیزم رویدادها را واداشتها گوناگون در محیط آبی دریا بدانیم، می توانیم از این مکانیزمها در تحلیل اثرات آنها در حوضه های آبی استفاده کنیم. در آبهای خلیج فارس، تحقیقات و اندازه گیریهای متعدد انجام شده است؛ از جمله اندازه گیریها، گشت تحقیقاتی مونت میشل در سال 1992 است و این تحقیق بر مبنای این اندازه گیری صورت گرفته است.
خلیج فارس یک منطقه استراتژیک مهم در خاورمیانه است. کشورهایی مثل ایران، امارات، عمان و قطر از این حوضه آبی در مواردی از قبیل کشتیرانی، شیلات و روابط تجاری استفاده می کنند. ترموکلاین به صورت یک لایه زیر سطحی با کاهش شدید دما از دو لایه بالا و پایین جدا می شود .[3] امواج داخلی در این لایه به دلیل عوامل مختلف به وجود می آیند که در اثر شکست منجر به تربولانس می شوند. اختلاط تربولانسی در تابستان در نتیجه عوامل موثر که عبارتند از: باد، جزر و مد، تبخیر، تابش و ورودی رودخانه اتفاق می افت.
در وجه مشترک دو لایه در ستون آب دریا امواج داخلی جابجا شده و بخشی از انرژی جنبشی تلاطمی را منتقل می کنند.[4] آب شورتر از سمت خلیج فارس به سمت محدوده عمقی200 تا 350 متری دریای عمان در شمالشرقی اقیانوس هند جریان می یابددر حالیکه آبهای شیرین تر از در یای آزاد وارد خلیج فارس شده و لایه بندی شوری را بوجود می آورد .[10] شار شناوری لایه آمیخته وقتیکه لایه بندی ستون سیال به وجود می آید، منجر به همرفت کوچک مقیاس در این لایه می شود.
در آب کم عمق، دو عامل بررسی این موضوع را جهت تحلیل مشکل می سازد: اول اینکه حرکت اربیتی ایجاد شده توسط امواج سطحی جاذبه ای یک لایه مرزی نوسانی با ضخامت چند ده سانتیمتر ایجاد می کند. دوم اینکه هندسه و توپوگرافی بستر از پیش شناخته شده نیست. با مطالعه باروکلینیسیتی و جابجایی موج داخلی در ستون سیال، می توان توسعه ترموکلاین با مکان و همچنین وابستگی آن به زمان در خلیج فارس را فهمید.
فنگچائو - - 2004 با مدلسازی انتقال جرم از طریق تنگه هرمز، گردش آب در نتیجه مبادله آب را در تنگه هرمز برسی کرد. کولار و همکاران - - 2004 یک مدل سه بعدی برای آب کم عمق را درخلیج فارس اجرا کرده و تشکیل و روند انتشار امواج داخلی را از طریق این تنگه شبیه سازی کردند. تعیین وابستگی امواج داخلی به توسعه ترموکلاین ناشی از تنشها، نتایج عمده این تحقیق بوده است. جریان آب رودخانه اروند به خلیج فارس نیز به عنوان یکی از عوامل و واداشتهای شکل گیری ترموکلاین از طریق لایه بندی ستون آب در شمال خلیج فارس مد نظر مطالعه این تحقیق است.
منطقه مورد مطالعه
خلیج فارس در محدوده جغرافیایی [47-57]E, [24-30]N و در ابعادی حدود - 900 - km در - 300 - km قرار دارد. همچنین در قسمت شمالی آن باروکلینیسیتی و تربولانس وجود دارد؛ چرا که جریان ورودی رودخانه، تنش بستر و وزش باد در این قسمت تاثیر بیشتری نسبت به قسمت عمیق خلیج فارس دارد. آب چگالتر در زمستان و در قسمت شمالی خلیج نسبت به قسمتهای جنوبی و غربی گرمتر تشکیل می شود.[10] چینه بندی چگالی در نتیجه ورود رودخانه و بارش در خلیج فارس و در قسمتهای شمالی به وجود می آید. [8 ] شکل - 1 - منطقه مورد مطالعه تحقیق را نشان می دهد.
شکل-1 تصویر هوایی دهانه ورود جریان رودخانه اروند به خلیج فارس
روش تحقیق و تحلیل
جو، نقشی اساسی در گردش آب و تغییر پارامترهای فیزیکی آب دریا دارد.[10] همانطور که می دانیم، ورود جریان رودخانه اروند به خلیج فارس در شمالغربی خلیج به لایه بندی ستون آب کمک می کند و در نتیجه امواج داخلی و تربولانس می توانند تشکیل شوند. البته گرادیان دانسیته در همه جای خلیج فارس و در فصل تابستان، بیانگر تشکیل ترموکلاین ناشی از واداشتها گرمایی وکاهش تنشهای باد موجود در این فصل است. تنش باد وارد بر سطح آزاد آب طی فرایندهای زیر تاثیر گذار است.
- 1یک اختلال جوی سبب یک موج اینرسی می شود.
- 2تربولانس در نتیجه تنش امواج داخلی به وجود می آید.
- 3یک عدم توازن جاذبه در جهت افقی و قائم باعث به هم ریختن ستون آب می شود.
همچنین امواج داخلی دارای این قابلیت هستند که می توانند انرژی لازم برای ایجاد اختلاط را انتقال دهند و تغییرات سالیانه شوری آب در منطقه ساحلی مشهود است.[9] وجود و انتشار امواج داخلی در این حوضه در نتیجه عوامل موثر با توجه به تغییرات در نمودارهای دما-شیب در ستون سیال قابل تشخیص است. شکل - - 2 سه منطقه عمده تشکیل ترموکلاین تابستانه در خلیج فارس را بر اساس رسم نیم رخ های دما نشان می دهد. شکل - - 3، تغییرات میانگین دما را در سه منطقه عمده تشکیل ترموکلاین تابستانه در خلیج فارس نشان می دهد.
شکل-2 ایستگاههای اندازه گیری خلیج فارس با سه منطقه عمده تشکیل ترموکلاین تابستانه
در واقع بعد از رسم نیم رخ های دما در ایستگاههای اندازه گیری گشت مونت میشل - 112 ایستگاه - ، سه منطقه اصلی - شمال خلیج فارس، میانه یا قسمت عمیق خلیج فارس و نزدیک تنگه هرمز - تشکیل ترموکلاین به صورت شکل فوق به دست آمدند. با رسم نیم رخ های میانگین دما، شوری و دانسیته در فصل تابستان و در سه منطقه به صورت زیر، تشکیل ترموکلاین تابستانه در این سه منطقه به طور عمده مشاهده می شود. البته بنابر نمودارهای زیر، از دلایل تشکیل ترموکلاین در تابستان در منطقه شمالی، وزش بادهای شمالغربی و ورودی اروند به خلیج فارس و در منطقه نزدیک به تنگه هرمز، تبادل دائمی آب با دریای عمان و طبقه بندی ستون آب در این قسمت از خلیج فارس است.
