این نشریه با احترام به قوانین اخلاق در نشریات تابع قوانین کمیته اخلاق درانتشار (COPE) است و از آیین نامه اجرایی قانون پیشگیری و مقابله با تقلب در آثار علمی پیروی می نماید.
پیشینه و اهداف:جریان زمینگرد می‌تواند عمیقاً بر روی وقایع مختلف اقیانوس‌شناسی و فرآیندهای تعاملی مختلف بین جو و اقیانوس تأثیر بگذارد.براساس تصاویر ماهواره‌ای ادی‌های خلیج فارس با قطر متوسط km 90-40 و سرعت cm/s 6-3، بیشتر در نزدیکی سواحل بوشهر و بخش مرکزی خلیج فارس مشاهده شده‌اند. از این رو، با هدف حل عددی، یک ادی جریان زمینگرد در یک مدل سیال یک لایه که مدل آب کم عمق نامیده می‌شود، حل می‌شود. روش‌ها:تحقیق حاضر که با استفاده از حل عددی معادلات زمینگردی که توسط موسسه اقیانوسی Woods Hole ارائه شده است، با عنوان «راهنمای کوریولیس» که توسطJames F. Price تدوین شده و در چهار بخش مجزا به صورت رایگان جهت مطالعات پژوهشی ارائه شده است، می‌تواند معادلات پایه‌ای که براساس نیروی کوریولیس هستند (مانند معادلات زمینگرد) را پوشش دهد. با بکارگیری واقعیت‌های دینامیکی مانند کم‌عمق بودن اقیانوس، تقریب هیدرواستاتیک و ویژگی نسبتاً ثابت ساختار عمودی اقیانوس، ادی زمینگردی در نرم‌افزاز MATLAB براساس معادلات زمینگردی حل می‌شوند. مبدا دستگاه مختصات روی مرکز ادی و رسم نتایج در راستای قطر ادی است. پارامتر کوریولیس f، ثابت (دستگاه مختصات f-plane) است و از اصطکاک صرف‌نظر می‌شود. در این حل عددی، از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است و توسعه مدل روی شبکه باسازمان و منظم مستطیل شکل انجام گرفته است.بررسی‌ها در عرض جغرافیایی N˚28، (مشابه خلیج فارس) برای یک ادی زمینگردی با پهنای km50 و ارتفاع قله‌ای برابر با m3 نسبت به طرفین آن انجام شده است. در این حل عددی تا جای ممکن ویژگی‌های ادی خلیج‌فارس مورد آزمایش قرار گرفته است. شبیه‌سازی به صورت لایه‌ای متراکم از سیال با قله مستطیلی شکل، به مدت 10 روز از زمان اولیه صفر و از حالت سکون (سرعت اولیه صفر در مرکز قله) اجرا گردیده است. منبع انرژی برای فعالیت ادی از انرژی پتانسیل ذخیره شده در حالت سکون اولیه بسته سیال فراهم می‌شود. بنابراین کل انرژی در این مدل آب کم‌عمق حفظ می‌شود. یافته‌ها:شعاع تغییر شکل راسبی برابر با km5/28 و سرعت ادی، برابر m/s029/0 به دست آمد که در توافق خوبی با تصاویر ماهواره‌ای مطالعات گذشته بود. نتایج حاصل نشان می‌دهد کهبا توجه به تقریب زمینگرد بودن جریان، شکل ادی حاصل بصورت متقارن و گاوسی است. در ابتدای شبیه سازی با آزاد شدن قله مستطیل شکل اولیهدر زمانصفر طی مدت زمان چند ثانیه تحت نیروی جاذبه، قله شروع به ریزش میکندو باعث آزاد شدن انرژی پتانسیل و تولید جریان می‌شود و جریان با سرعتی ثابتی در ادی حرکت می‌کنند. همچنین در ابتدای شبیه‌سازی، ناپایداری‌های زیادی در سطح آب و در اطراف حلقه اصلی زمینگردی مشاهده می‌شود که با نزدیک شدن به انتهای شبیه‌سازی، این پالس‌ها تقریباً از بین می‌روند و تنها حلقه اصلی ادی زمینگردی به صورت نسبتا پایدار باقی می‌ماند. به علاوه، ادی مستطیل شکل اولیه به یک ادی نرم منحنی‌شکل تبدیل می‌شود. نتایج به خوبی دو سرعت جریان در جهت مخالف یکدیگر (مولفههای سرعت افقی) در سمت راست و چپ نسبت به مرکز ادی زمینگردی نشان می‌دهند. با تغییر مکانی جریان در سمت راست و چپ حلقه ادی زمینگردی نسبت به مرکز آن، تاوایی ایجاد می‌شود که چرخش را برای ادی متعادل زمینگردی ایجاد می‌کند.انرژی جنبشی و انرژیپتانسیل در آخرین روز شبیه‌سازی که مدل به یک حالت پایدار می‌رسد و اغتشاشات در سطح حوضه از بین می‌رود، برابر خواهند بود. نتیجه‌گیری:از نتایج، به خوبی دیده می‌شود نیروی کوریولیس و گرانش منجر به یک ادی با تعادل زمینگردی می‌شود. با تغییر میزان کشیدگی قائم ستون سیال، سرعت چرخش ادی نیز تغییر می‌کند و ادی‌های با قطر بزرگتر، انرژی بیشتری دارند.
Darskhan S, Soyuf Jahromi M. Numerical solution of the geostrophic mesoscale eddy in the shallow water model. Journal of Oceanography 2022; 13 (49) :81-91 URL: http://joc.inio.ac.ir/article-1-1652-fa.html
درس‌خوان سمیه، سیوف‌جهرمی مریم. حل عددی ادی میان‌مقیاس زمینگردی در مدل آب کم‌عمق. اقیانوس شناسی. 1401; 13 (49) :81-91
.jpg)
