بخشی از مقاله
چکیده
نظر به موقعیت جغرافیایی اقیانوس هند - مجاورت آن با مناطق جنوب و غرب قاره آسیا، غرب و شمال قاره استرالیا و شرق قاره آفریقا - ، تأثیر کمیتهای فیزیکی این اقیانوس بر آب و هوای این مناطق دور از ذهن نیست. به عنوان مثال طوفان استوایی گونر که در ژوئن سال 2007 اتفاق افتاد و این طوفان ویرانی گستردهای در منطقهی ساحلی شمال غربی دریای عربی ایجاد کرد که بر روی ایران و عمان و پاکستان تاثیر گذاشت. از اینرو با مطالعه کمیتهای جوی و اقیانوسی میتوان از خطرات جانی و مالی جلوگیری به عمل آورد.. بر این اساس تجزیهوتحلیل کمیتهای فیزیکی اقیانوس هند و دریای عربی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به-منظور تعیین برهم کنش هوا-دریا در اقیانوس هند و دریای عربی، ابتدا تغییرات ماهانه و سالانه هر یک از کمیت های فشار سطحی - - SLP، دریا دمای سطح دریا - SST - ، رطوبت نسبی بر روی سطح دریا - RH - مربوط به شمال اقیانوس هند و دریای عربی در یک دوره 20 ساله از پایگاه داده های سازمانی مدیریت اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا - NOAA - استخراج شده است.
میانگین ماهانه و سالانه هر یک از کمیتها بهطور مجزا در محیط متلب برای دوره 1994-2013 محاسبه شده است. سپس از تجزیهوتحلیل ویژه توابع متعامد تجربی - EOF - استفاده شد، تا مهمترین تغییرات کمیتهای فیزیکی با کاهش حجم دادهها، و در غالب چند مد نمایش داده شود. مشاهده شد که، مدهای غالب اول این کمیتها دارای بیش از 70 درصد از کل واریانس میباشند همبستگی بالایی - بیش از 99 درصد - بین مدهای اول فشار سطحی دریا، دمای سطحی دریا و رطوبت سطحی برقرار است؛ این امر بیانگر رابطه مستقیم بین فشار، دما و رطوبت در سطح اقیانوس هند و دریای عربی است.
مقدمه
از آنجایی که دریا و اقیانوس از حرکت کند و ظرفیت گرمایی بالایی برخوردار هستند، میتوانند بهطور چشمگیری آبوهوای کره زمین را برای دورههایی از چندین هفته تا چندین سال تحت تاثیر قرار دهند. از طرفی شرایط جوی و تغییرات آن به شرایط اقیانوس و دریا بهویژه دمای سطح دریا - - SST وابسته است. با توجه به اینکه دریاها و اقیانوسها مهمترین منابع رطوبتی و محل تشکیل سیستم های مختلف جوی هستند شار رطوبتی سازوکار مهمی در تقویت یا تضعیف چرخندها و فرآیند بارش دارد. فرج زاده و همکاران - 1388 - شار رطوبت را برای سامانههایبارش در ژانویه 1996در مناطقی از اقیانوس هند بررسی کردند.
آنها دریافتند که بیشترین شار رطوبتی سامانه مورد بررسی از دریای عربی و خلیج عدن است. این شارش با عبور از دریای سرخ تقویت میشود و به غرب ایران جابهجا میشود و دریایی مدیترانه نقش قابلتوجهی در تغذیه رطوبت آن نداشته است. چن و همکاران - - 1988 رطوبت برفراز اقیانوس هند را به جریانهای غربی مونسون هند، جابهجایی ناحیه همگرایی اقیانوس آرام شمالی و نیز بادهای شرقی ناشی از پرفشار اقیانوس آرام، که رطوبت را از دریای چین به این ناحیه منتقل میکنند، نسبت دادند. دو قطبی اقیانوس هند یک پدیده برهمکنش جو-اقیانوس -در اقیانوس هند است. وقتی دمای آب سطح اقیانوس در جنوب شرقی اقیانوس هند در منطقه استوا سردتر از معمول باشد و دمای سطح آب در غرب اقیانوس هند در استوا گرمتر باشد، همرفت نرمال در سراسر اقیانوس هند شرقی رخ داده و حوضه آب گرم به غرب انتقال یافته و بادهای شرقی قویتر از نرمال خواهد بود.
مواد و روش ها
به کمک ویژه بردارها میتوان تغییرات زمانی–مکانی متغیرها را به صورت چند مد تجربی نمایش داد. این مدها راه سودمندی برای کاهش حجم دادهها هستند از این نظر اهمیت دارند که گذشته از شناسایی الگوهای زمانی و مکانی درجه اهمیت تغییرات کمیت را نیز نشان میدهند. این روشهای ویژه برداری در اقیانوششناسی به توابع متعامد تجربی - آروینی - ، EOF معروفند.محدوده مورد مطالعه به ترتیب بین طول و عرض جغرافیایی 35-70 درجه شرقی و 10-30 درجه شمالی انتخاب شده است. ابتدا داده های دما، فشار و رطوبت نسبی سطح شمال اقیانوس هند و دریای عربی در بازه زمانی 1994-2013 از پایگاه دادههای سازمان مدیریت اقیانوسی و جوی ایالات متحد آمریکا - NOAA - تهیه شد. اطلاعات به صورت سالانه در 20 ماتریس 36×21 طول در عرض جغرافیایی برای سه کمیت بهدست آمد و بهکمک نرم افزار متلب تغییرات دما، رطوبت و فشار سطح دریا مورد بررسی قرار گرفت و مدهای غالب برای هر یک از این متغیرها رسم و مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت.
تجزیه وتحلیل داده ها
پس از به دست آوردن ویژه مقدارهای مربوط بههر کدام از ماتریسهای سری زمانی، ویژه مقدارهایی که بالاترین سهم در واریانس دادهها دارند، مشخص شدهاند. مد اول و دوم برای فشار بهترتیب 73/86%و%4/15، دمای سطحی بهترتیب 72/4% و 4/28% و رطوبت بهترتیب % 74/9 و%3/9 که بهعنوان مدهای غالب انتخاب شدند و بهترتیب در شکلهای 1تا 6 نشان داده شدهاند.به-طور کلی مدهای غالبی در نظر گرفته میشوند که درصد واریانس آنها بالاتر از%50 باشد. همانگونه که در شکلها مشخص است. مدهای دوم هر یک از کمیتها دارای درصد کمتر از 50%درصد هستند، الگوی خاصی ندارند بنابراین از اهمیت کمتری برخوردار هستند. مدهای سوم این کمیت ها در محدوده 3% محاسبه شده-است.که الگوی خاصی ندارد بنابراین مد غالب این کمیتها همان مد اول آنها است.که به توصیف آنها میپردازیم.
مطابق شکل1، مد اول فشار سطحی دریا 73/86% از واریانس کل را به خود اختصاص میدهد. این مد بارزترین تغییرات فشار سطحی دریا را در این دوره بیان میکند. این مد نشان میدهد تراکم پربندها در قسمت شمال شرقی و مرکز منطقه همچنین در کنارسواحل بیشتر است. که این تغییرات فشار به وزش بادهای شمال شرقی و جنوب شرقی و بادهای مونسونی بستگی دارند.
شکل:2 مد دوم فشار سطح دریا 2EOF
مطابق شکل 3 مد اول دمای سطح دریا 74/2% از واریانس کل را به خود اختصاص میدهد. همانطور که الگوی مکانی مد اول نشان میدهد.از دو پربند جداگانه در مرکز و شمال شرقی منتطقه دارد که دو قطبی اقیانوس هند را نشان می دهد. همچنین تراکم خطوط در کناره ها نشان دهندهی راکت ماندن آب یا کم عمق بودن آن محدوده میباشد.تغییرات دمایی سطح دریا بهخصوص کنارههای ساحل به جریانات قائم اکمن بستگی دارند.
