این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
ژئوفیزیک ایران، جلد ۱۴، شماره ۲، صفحات ۱۰۳-۱۲۰
عنوان فارسی شبیه‌سازی امواج ناشی از باد تحت‌تأثیر پیچیدگی‌های جغرافیایی در تنگه هرمز
چکیده فارسی مقاله برآورد قابل اعتماد از اطلاعات موج برای بدنه­های آبی متأثر از پیچیدگی­های جغرافیایی از اهمیت بسیاری برخوردار است. تنگه­های اصلی دنیا مانند تنگه هرمز، مرجع اصلی برای این برآورد هستند. داده­های باد ورودی به مدل­های موج، مهم‌ترین پیش­نیاز برای دستیابی به برآورد واقعی از امواج به‌شمار­می‌روند. این در حالی است که میدان باد در این حوزه­ها از خشکی­های اطراف تأثیر می­پذیرد. دقت داده­های باد همچنین به ‌وضوح افقی مدل­های جوی جهت گرفتن پدیده­های ریزمقیاس منطقه مورد مطالعه وابسته است. در پژوهش حاضر، نتایج توسعه مدل طیفی موج، جفت­شده با مدل جوی میان­‌مقیاس برای مدل طیفی– عددی SWAN جهت شبیه­سازی امواج ناشی از باد ارائه و تلاش شده است با به‌کارگیری مدل عددی- طیفی موج SWAN، به شبیه­سازی امواج در تنگه هرمز پرداخته شود که تحت تأثیر پیچیدگی­های زمین‌ریخت­شناسی اطراف است. این پیچیدگی­ها بر میدان باد تأثیر می­گذارند. در ابتدا مدل موج برای محدوده خلیج فارس و قسمتی از دریای عمان تا محدوده‌ای که تنگه هرمز را شامل شود با داده­های باد سطحی حاصل از داده­های بازتحلیل ECMWF-ERA5 راه‌اندازی و با داده­های اندازه‌گیری موجود صحت­سنجی شد. در ادامه، با استفاده از مدل هواشناسی میان‌مقیاس WRF و اجرای مدل مذکور برای منطقه مورد مطالعه، با تفکیک­های افقی متفاوت، داده میدان باد سطحی مورد نیاز برای مدل موج تأمین شد. مقایسه نتایج شبیه‌سازی­ها و داده­های اندازه‌گیری موجود برای پارامتر ارتفاع موج با کمک سنجه­های آماری، برای دو ایستگاه لارک در قسمت غربی تنگه هرمز و جاسک در قسمت شرقی تنگه هرمز انجام گرفت. نتایج شبیه­سازی، موفقیت در بهبود نتایج را در حد قابل قبولی نشان می­دهد. در این مقایسه­ها، عملکرد مدل SWAN با داده­های مدل WRF برای ایستگاه لارک که متأثر از دو رژیم باد دریای عمان و خلیج فارس است، بهبود چشمگیری دارد؛ نتایج، عملکرد خوب مدل موج SWAN جفت­شده با مدل جوی منطقه‌ای WRF را برای منطقه مورد مطالعه نشان می­دهد. کاهش میزان خطای جذر مربعات به مقدار 10 درصد و انطباق بیش از 75/0 درصد، بهبود نتایج شبیه­سازی نسبت به داده­های موج ERA5 را نشان داد. تحلیل­های آماری نتایج شبیه­سازی با داده­های موج ERA5 برای ارتفاع موج شاخص در ایستگاه جاسک که در بخش اقیانوسی محدوده مورد مطالعه است، نمایانگر عملکرد بهتر داده­های موج ERA5 با تطابق 9/0 درصد با داده­های اندازه­گیری است. همچنین افزایش تفکیک افقی میدان باد تا حدود قابل قبولی نتایج شبیه­سازی موج را بهبود بخشیده است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله تنگه هرمز، شبیه‌سازی امواج، مدل SWAN، مدل WRF، جفت‌شدگی،
عنوان انگلیسی Wave simulations under the effects of geographical complexity over the Strait of Hormuz
چکیده انگلیسی مقاله Reliable wave estimation in complex body of waters from geographical point of view is a matter of high importance. Main straits in the world, such as the Strait of Hormuz are major referent for this issue. Marine activities such as coastal management and ship routing, navigation, maintenance, and installation of offshore infrastructure are all greatly dependent on reliable wave estimations. Predicting waves in a region requires a well-developed wave model that can account for the shallow water wave mechanisms like their generation, propagation, and dissipation. On the other hand, reliable input wind data is a pre-requisite for realistic wave estimation, while the winds over such environments are highly affected by the land features around the straits. The wind data accuracy is also dependent on horizontal resolution of the models to capture the meso-scale dominant phenomena in the interest region. This study aims to develop a wave model employing SWAN wave model, in order to improve wave estimations over the Strait of Hormuz, where is highly affected by geographical complexity. Initially, the simulation is carried out for more than one month from January to May for period of 40 days of 2011. The main parameters of the model were assigned based on a comprehensive sensitivity analysis study and the model performance was verified based on the available archive field data for two stations Jask and Larak in the eastern part and western part of Strait of Hormuz, respectively. The numerical modeling activities are conducted to adopt two sources of surface wind data. The first adopted dataset, ECMWF’s hourly ERA5 product, is based on the presence of meso-scale locally convective phenomena such as land-seas breeze which is dominant in a water body like the Persian Gulf. ERA5 reanalysis dataset, which is the best available wind source, misses these features (because of low resolution) and in turn, when it is used to force the wave models, may result in predicting less accurate wave fields. For improving wind data accuracy, the second dataset, i.e., the high resolution meso-scale atmospheric model WRF was adopted to generate a more realistic wind field. This model reflects the meso-scale phenomena and using it to force the wave model, reflects more accurate wave fields over study area. Different model resolutions are also tested and the result showed that reducing the horizontal resolution for wind field improves the result. The final model results show a significant improvement in wave estimations in the middle of the Strait of Hormuz for coupling wave model SWAN and using WRF wind data. For Larak station, the RMSE decreases 10 percent in comparison to ERA5 wave data and CC (Corolation Coefficient) get to about 0.75. For Jask staion in eastern part of Strait of Hurmoz, ERA5 wave data CC is about 0.9 which is the best performance.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله تنگه هرمز, شبیه‌سازی امواج, مدل SWAN, مدل WRF, جفت‌شدگی
نویسندگان مقاله فاطمه عامری |
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران

سرمد قادر |
دانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران

سید عباس حق شناس |
استادیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://www.ijgeophysics.ir/article_109705_e324d165677534a8dd1df9850c71aeea.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات