سطح متوسط دریا

هدف اصلی از این مقاله، تعیین پتانسیل ژئوئید با استفاده از داده های ماهوارة ارتفاع سنجی، Jason-2 و ماهواره GRACE است. مراحل انجام تحقیق حاضر براساس الگوریتم زیر است: 1) تهیه 80 دوره، در حدود 27 ماه، داده های خام ماهواره ارتفاع سنجی Jason-2؛ 2) انجام تصحیحات لازم نظیر: جزر و مدی، اتمسفریک و دستگاهی بر روی داده های خام به منظور تعیین ارتفاع سطح آب تصحیح شده؛ 3) تعیین پتانسیل ثقل روی نقاط سطح متوسط دریا به صورت ماهانه، با استفاده از ضرایب ماهانه هارمونیک های کروی مدل های ژئوپتانسیل ماهواره GRACE؛ 4) حذف داده های مربوط به دریاچه های بزرگ دنیا، به خصوص خزر یا کاسپین؛ و 5) متوسط گیری از باقی ماندة داده ها به منظور تعیین پتانسیل ژئوئید. نتایج نشان می دهند که متوسط پتانسیل ژئوئید در فاصله زمانی ـ از ژوییه 2008 تا سپتامبر 2010- در حدود بوده که بیشترین مقدار تغییرات زمانی ماهانه آن با دوره تناوب نیمه سالانه در حدود 2/2 مترمربع بر مجذور ثانیه است.

در این تحقیق مدل جدید توپوگرافی متوسط دینامیک با نام انتخابی MDT_IAU_TN_2014 ارائه می شود. همچنین بردارهای سرعت جریان های دائمی سطحی درشبکه ای با ابعاد 2 دقیقه در منطقه خلیج فارس، دریای عمان و شمال اقیانوس هند محاسبه گردیده است. این مدل با استفاده از سطح متوسط دریا های به دست آمده از 6 ماهواره ارتفاع سنجی (توپکس پوزیدن، جیسون 1و2، ای.ار.اس 1و2 و ادامه ماموریت ژئوست) و داده های ثقل سنجی ماهواره گوس به ترتیب در بازه های زمانی مشخص 21 و 4 سال محاسبه شده است. نتایج این مدل با مدل سطح متوسط دریاهای MSS_CNES_CLS11 مقایسه شده که خطای جذر میانگین مربع ها (RMS ) 1/0 متر دارد. برای یکسان سازی مدل ژئوئید گوس و سطح متوسط دریاها از نظر طیفی، از فیلتر کوتاه شده گوس با شعاع 386/1 درجه در راستای طول و عرض جغرافیایی استفاده شده است. نتایج مدل توپوگرافی متوسط دینامیک محاسباتی مذکور با مدل جهانی توپوگرافی متوسط دینامیکی که با استفاده از داده های ارتفاع سنجی و داده های دوماهه گوس به دست آمده، ترمیم گردید. با مقایسه مدل توپوگرافی متوسط دینامیک محاسباتی با دو مدل جهانی، خطای جذر میانگین مربع ها به ترتیب 033/0 و 051/0 متر به دست آمد. بردار های جریان ژئوستروفیک با بردارهای جریان اکمن حاصل از 22 سال داده های بادهای سطحی جمع شده و جریان های دائمی سطحی محاسبه گردیدند. مقایسه جریان های کلی مدل ارائه شده در این تحقیق با جریان های سطحی به دست آمده از داده های OSCAR به عمل آمد، و خطای جذر میانگین مربع ها در مؤلفه های شمالی-جنوبی و شرقی-غربی جریان آب دریا به ترتیب 047/0 و 031/0 متر بر ثانیه محاسبه شد. بردار سرعت جریان های حاصل از مدل MDT_IAU_TN_2014 ، در منطقه شمال اقیانوس هند بین 0 تا 61/0 متر برثانیه تغییر می نماید.

دریای خزر بزرگترین دریاچه جهان است و ساحل دریای خزر ایران با طول حدود  900 کیلومتر، در حاشیه جنوبی آن واقع شده است.  در این تحقیق داده های آنومالی تراز سطح دریا، سطح ژئویید و سطح متوسط دریا برای مدت  20  سال طی سال های  1993  تا  2012، به منظور بررسی روند تغییرات خط ساحلی و سطح آب دریای خزر مورد بررسی قرار گرفته شده است.  برای بدست آوردن داده های آنومالی تراز سطح دریا از مجموعه داده های ارتفاع سنجی آویسو، به منظور یافتن ژئویید از مدل ژئوپتانسیل گوس و برای دست یابی به سطح متوسط دریا از مجموعه داده های MSS_CNES.CLS15   با قدرت تفکیک 0.25 در جه استفاده شده است.  پس از آن با محاسبه توپوگرافی دینامیکی متوسط، توپوگرافی دینامیکی مطلق و سری زمانی تراز دریا در طی سال های مورد نظر، نسبت به شناسایی تغییرات تراز دریای خزر در این سال ها و پیرو آن بررسی تغییرات خط ساحلی در همان زمان ها اقدام گردید.  بررسی مقاطع تغییرات تراز دریا نشانگر تغییرات غیر یکنواخت و نامنظم بوده و در دوره هایی روند کاهشی و در دوره هایی روند افزایشی را مشاهده می نماییم، اما روند تغییرات بصورت کلی منفی و میزان آن به طور متوسط  32  میلی متر در سال می باشد.  دامنه تغییرات مقدار بالاترین و پایین ترین تراز دریا در این  20  سال،  1.287-  متر می باشد.  از پیامدهای ناشی از تغییرات منفی تر از دریا، می توان به فرایند پسروی خزر اشاره نمود که از سال ۱۹۹۵ میلادی آغاز شده و تاکنون ادامه دارد و ماحصل آن خشک شدن بیش از  10000  هکتار از سطح دریا در خلیج گرگان می باشد.