فهرست مطالب

ژئوفیزیک ایران - سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 34، 1396)
  • سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 34، 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/06/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حکیم گلشاهی*، سرمد قادر صفحات 1-14
    در پژوهش حاضر، روش فشرده مرتبه چهارم برای حل عددی معادلات آب کم عمق دولایه در صفحه f برحسب متغیرهای تاوایی، واگرایی و ارتفاع به کار گرفته می شود. با درنظر گرفتن متغیرهای فشارورد و کژفشار، این معادلات به دو بخش فشاورد و کژفشار تقسیم می شوند، به گونه ای که هر بخش به طور مجزا حل می شود. برای گسسته سازی مکانی معادلات، علاوه بر روش فشرده مرتبه چهارم از روش مرتبه دوم مرکزی نیز استفاده شده است تا نتایج این دو روش با یکدیگر مقایسه شوند. برای فرمول بندی و گسسته سازی زمانی این معادلات، روش نیمه ضمنی سه ترازه به کار گرفته شده است. شرط اولیه کژفشار به گونه ای انتخاب شده است که میدان جریان در لایه بالایی درست درخلاف جهت جریان لایه پایینی است و متغیرهای فشارورد در لحظه اولیه، صفر هستند. نتایج نشان دهنده قابلیت مدل در برقراری پایستگی انرژی و جرم است. مقایسه نتایج، عملکرد بهتر روش فشرده مرتبه چهارم را در مقایسه با روش مرتبه دوم مرکزی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: روش فشرده مرتبه چهارم، معادلات آب کم عمق، محیط دولایه، شبکه Z، متغیرهای فشارورد و کژفشار
  • طیب رضیئی * صفحات 15-35
    برای مدیریت بهینه منابع انرژی و تعین دقیق تقویم زراعی در مناطق مختلف کشور، شناسایی مناطق همگن از نظر رژیم دمایی بسیار ضروری است. از این رو، به منظور شناسایی رژیم های دمایی ایران از داده های دمای ماهانه 155 ایستگاه همدیدی پراکنده در سطح کشور در دوره آماری 1990 تا 2014 استفاده شد. با انجام تحلیل مولفه های اصلی بر روی ماتریس میانگین دمای ماهانه ایستگاه های مورد استفاده، 3 مولفه اول برای مطالعه بیشتر انتخاب شدند. در مرحله بعد با خوشه بندی به روش وارد بر روی ماتریس نمره استاندارد مولفه های انتخابی، ایستگاه های مورد مطالعه به هفت منطقه همگن دمایی با عنوان رژیم ساحلی عمان، رژیم ساحلی خلیج فارس، رژیم ساحلی خزری، رژیم کوهستانی، رژیم کوهستانی مرتفع، رژیم دشتی و رژیم گرمسیری گروه بندی شدند. رژیم دمایی کوهستانی با تابستان های تقریبا خنک و زمستان های سرد منطقه کوهستانی غرب و شمال کشور و رژیم دمایی دشتی نیز مناطق کم ارتفاع مرکز و شرق ایران را در بر می گیرند. ایستگاه های بسیار مرتفع مناطق کوهستانی کشور نیز در رژیم کوهستانی مرتفع خوشه بندی شدند که در مقایسه با رژیم دمایی کوهستانی، زمستان های سردتر و تابستان های خنک تری دارد. رژیم دمایی گرمسیری نیز به عنوان گرم ترین رژیم دمایی کشور، جنوب غرب و بخشی از جنوب ایران را در بر می گیرد. ایستگاه های کرانه های ساحلی دریای خزر در شمال و دریای عمان و خلیج فارس در جنوب کشور نیز به ترتیب با رژیم دمایی ساحلی خزری، رژیم ساحلی دریای عمان و رژیم ساحلی خلیج فارس مشخص می شود که در مقایسه با دیگر رژیم های دمایی ایران از اعتدال دمایی بیشتری در طی سال برخوردارند . نقش ناهمواری ها، عرض جغرافیایی و منابع آبی دریای خزر، دریای عمان و خلیج فارس در شکل گیری رژیم های دمایی به خوبی دیده می شود. رژیم های دمایی به دست آمده می تواند به مدیریت بهتر منابع انرژی، توسعه برنامه های گردشگری، تعیین دقیق تر تقویم زراعی مناطق مختلف کشور و نیز شناسایی گیاهان مناسب برای کاشت در آن ها کمک کند.
    کلیدواژگان: رژیم دمایی، تحلیل مولفه های اصلی، خوشه بندی، مناطق همگن، ایران
  • سید هادی دهقان منشادی، نوربخش میرزائی*، مرتضی اسکندری قادی، الهام شعبانی صفحات 36-62
    در این مطالعه، برای اولین بار با استفاده مستقیم و غیرمستقیم از آهنگ لغزش (slip rate) پهنه بندی مستقل از زمان خطر زمین‏لرزه برای نواحی ای از جنوب شرق ایران انجام گرفته و شتاب طیفی برای دو شهر کرمان و راور در استان کرمان برآورد شده است.آهنگ لغزش گسل‏ها به طور غیرمستقیم در محاسبه متوسط آهنگ رویداد سالانه چشمه‏ها (λ)، با استفاده از تابع توزیع مکانی‏ دخالت داده شده ‏است. همچنین، متوسط آهنگ رویداد سالانه چشمه‏ها مستقیما از آهنگ لغزش نسبت داده شده به هر چشمه محاسبه شده است. به منظور بررسی تاثیر مشارکت آهنگ لغزش گسل های منطقه بر روی نتایج برآورد احتمالاتی خطر زمین‏لرزه، نتایج حاصل از پهنه‏بندی مستقل از زمان خطر زمین لرزه در کل گستره مورد مطالعه برای سه حالت: 1- عدم استفاده از آهنگ لغزش، 2- استفاده غیرمستقیم از آهنگ لغزش و 3- استفاده مستقیم از آهنگ لغزش، برای سطح خطر 10 درصد احتمال فزونی در 50 سال (دوره بازگشت 475 سال) مقایسه گردیده است. مقایسه حالت های 1 و 2 نشان دهنده تغییرات بین g02/0-0 و مقایسه حالت های 1 و 3 نشان دهنده تغییرات g11/0-0 در نقاط مختلف گستره مورد مطالعه است. در صورت استفاده مستقیم از آهنگ لغزش (حالت 3)، برای بیش از 98 درصد از مساحت گستره مورد مطالعه، تغییرات بیشینه شتاب جنبش زمین (PGA) در مقایسه با حالت عدم استفاده از آهنگ لغزش (حالت 1) کمتر از 26درصد و برای بیش از نیمی از گستره، کمتر از 10درصد است. مقادیر بیشینه شتاب طیفی در شهر کرمان برای سه حالت ذکرشده به ترتیب g61/0، g61/0 و g57/0 و در شهر راور به ترتیب g71/0، g67/0 و g6/0 در پریود 15/0 ثانیه به دست آمده است. همچنین، مقدار PGAبرای این سه حالت در شهر کرمان به ترتیب g25/0، g25/0 و g23/0 و در شهر راور به ترتیب g29/0، g27/0 و g24/0 برآورد شده است. نتایج این تحقیق نشان می‏دهد با توجه به کمبود داده‏های زمین‏لرزه ای در بسیاری از نقاط ایران، می‏توان از آهنگ لغزش به صورت مستقیم یا غیرمستقیم به عنوان داده منحصربه فرد هر چشمه در پهنه بندی مستقل از زمان خطر زمین لرزه استفاده کرد. در این مطالعه، محاسبات برای خاک نوع یک (سنگ بستر)، مطابق با آیین‏نامه 2800 ایران انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: آهنگ لغزش، برآورد مستقل از زمان خطر زمین لرزه، تابع توزیع مکانی، شتاب طیفی، کرمان
  • مریم شیعه علی*، وحید چگینی، آزاده ولی پور صفحات 63-75
    طبقه بندی سواحل یکی از روش های موثر برای بررسی نحوه واکنش سواحل در مقابل عوامل هیدرودینامیکی مانند امواج و کشند است. به علاوه از این روش می توان در مدیریت جامع مناطق ساحلی و به خصوص در تهیه برنامه مدیریت خط ساحلی استفاده کرد. استان هرمزگان یکی از استان های مهم کشور در مجاورت خلیج فارس و دریای عمان است که با توجه به پیشرفت قابل توجه صنعتی استان، طبقه بندی سواحل آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
    در این تحقیق، با استفاده از داده های میدانی، روش های آزمایشگاهی و محاسبات، واکنش های خط ساحلی و حالت ساحل در ناحیه غربی استان هرمزگان، بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در سه ایستگاه این منطقه که در بخش مرکزی محدوده قرار می گیرند، حالت ساحل به صورت فراپراکنا است و در دو ایستگاه مجاور این سه ایستگاه، حالت ساحل به صورت پادگانه ناشی ازجزر است. همچنین در شرقی ترین ایستگاه منطقه، ساحل از نوع سد ماسه ای ناشی از جزر/سواحل ناشی از آب متلاطم بوده است.
    کلیدواژگان: استان هرمزگان، ساحل فراپراکنا، ساحل پادگانه ناشی ازجزر، سد ماسه ای ناشی از جزر، طبقه بندی سواحل، عوامل هیدرودینامیکی
  • مسعود حسینی، ابوالقاسم کامکار روحانی *، مهدی محمدی ویژه، سعید پرنو صفحات 76-86
    امروزه انتقال مواد سوختی و آب توسط لوله های مدفون در زیر سطح زمین در مناطق شهری و بین شهری امری ضروری و مهم است، به طوری که باعث ایجاد شبکه های زیرزمینی عظیم با صرف هزینه های فراوان شده است. مسئله ای که پس از ایجاد چنین شبکه هایی دارای اهمیت خاصی است، تعمیر و نگهداری این سازه ها برای جلوگیری از تخریب های احتمالی است. همچنین فقدان نقشه های دقیق زیرسطحی، باعث آسیب دیدن این خطوط طی عملیات های مختلف عمرانی می شود. بنابراین نیاز ضروری به روشی غیرمخرب برای آشکارسازی این گونه اهداف زیرسطحی کاملا مشهود است. از این رو برای تهیه نقشه این سازه ها می توان از روش های ژئوفیزیکی مناسب، بدون هرگونه تخریبی در سطح زمین بهره گرفت. در بین روش های ژئوفیزیکی، برداشت داده ها در روش های رادار نفوذی به زمین و مغناطیس سنجی غیرمخرب، سریع و آسان هستند. هدف اصلی این پژوهش، بررسی مزایا و معایب روش رادار نفوذی به زمین (Ground Penetrating Radar یا به طور مختصر (GPR)) در مقایسه با روش مغناطیس سنجی، در بررسی ساختارهای نزدیک به سطح زمین است. در این پژوهش روش (GPR) و مغناطیس سنجی از لحاظ قدرت تفکیک، عمق نفوذ و مقدار اطلاعات به دست آمده بر روی یک لوله فلزی انتقال گاز با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که رسانندگی زیاد منطقه مورد مطالعه (کانی سازی منطقه مورد مطالعه بیشتر رس و سیلت است)، سبب گردیده است امواج (GPR)، به شدت اتلاف شده و عمق نفوذ خیلی محدود گردد. از طرفی فلزی بودن لوله که تباین مغناطیسی قابل توجهی در مقایسه با محیط اطرافش دارد، باعث شده است که علی رغم قدرت تفکیک پذیری زیاد در روش (GPR) در مقایسه با روش مغناطیس سنجی، در چنین محیط هایی روش مغناطیس سنجی دارای عمق نفوذ زیادی در آشکارسازی این گونه اهداف باشد. هرچند در مکان های شهری که محیط های با نوفه زیاد هستند، امکان برداشت مغناطیس سنجی وجود ندارد، روش (GPR) با آنتن پوششی در چنین محیط هایی بسیار خوب عمل می کند.
    کلیدواژگان: آشکارسازی لوله های فلزی، تباین مغناطیسی، رادار نفوذی به زمین (GPR)، عمق نفوذ، مغناطیس سنجی
  • عباس گل محمدی، محمد رضا حیدریان شهری*، سید احمد مظاهری، بهنام رحیمی، محمد حسن کریم پور صفحات 87-109
    معدن آهن سنگان یک کانسار آهن اسکارن مگنتیتی است. بهترین روش متداول جهت اکتشاف این مدل کانسارها با توجه به وجود خاصیت مغناطیسی درآنها، روش مغناطیس سنجی است. بر اساس این روش می توان اطلاعاتی درباره عمق، شیب، شکل و امتداد منبع ایجادکننده ناهنجاری به دست آورد. اکتشافات زیادی از این گونه ذخایر در سطح دنیا با استفاده از روش مغناطیس سنجی صورت گرفته است که نمونه آن ذخایر بزرگ گل گهر در ایران است. بر مبنای مغناطیس سنجی و زمین شناسی، وجود ذخیره ای عظیم در طی اکتشاف آهن سنگان پیش بینی شده است. حفر 558 گمانه در قسمت غربی با شبکه 50 در 50 متر با استناد به داده های مغناطیس سنجی و زمین شناسی سطحی، طراحی شده و پس از حفاری، داده های زیرسطحی خیلی مفیدی به دست آمده است. بیشتر توده های نفوذی گرانیتی و از نوع تیپ اکسیدان هستند که به دلیل وجود کانی های ریز و پراکنده مگنتیت داخل آن ها، پذیرفتاری مغناطیسی بیشتری از سایر گرانیت ها دارند. این ها به عنوان سنگ منشا ایجادکننده توده عظیم معدنی سنگان لحاظ شده اند. تعداد 19376 نقطه مغناطیس سنجی زمینی با مشخصات مختلف برداشت شده در چند مرحله اکتشافی در این مطالعه یکسان سازی و تفسیر شده است. منابع ایجادکننده اکثر ناهنجاری های مغناطیسی نقشه برگردان به قطب(RTP) کانی سازی مگنتیت است که داده های حفاری آن را تایید می کند. با توجه به وجود مغناطیس باقیمانده در اسکارن مگنتیتی و نبود چنین اندازه گیری هایی و از طرف دیگر لازم بودن آن در تعیین صحیح عمق منابع ناهنجاری های مغناطیسی با مدل سازی معکوس یا پیشرو، از فیلترهای مشتق اول قائم و فراسو برای هدایت حفاری در این مطالعه استفاده شده است. اطلاعات عمقی مربوط به منبع ناهنجاری ها در نقشه های گرادیان عمودی و فراسو با عمق حاصل از حفاری و مدل سازی بلوکی هم خوانی خوبی دارند. مقدار ذخیره کانسار و عمق آن از ناهنجاری غربی(A'') تا ناهنجاری مرکزی(C) در حال افزایش بوده و شیب آن به سمت شرق است. این تغییر عمق کانی سازی با پاسخ عمقی نقشه های فراسو مبنی بر معرفی ناهنجاری مرکزی(C) به عنوان عمیق ترین بخش کانسار سنگان هماهنگی دارد. پاسخ مغناطیسی در نقشه فراسوی 1000 متر در محل ناهنجاری مذکور می تواند مربوط به عمق زیاد کانی سازی (تا 620 متر حفاری شده در حال حاضر) یا توده نفوذی عمیق تر در این محل باشد که تایید آن به حفاری عمیق (بیش از 1000 متر) نیاز دارد.
    کلیدواژگان: برگردان به قطب، حفاری مغزه گیری، فیلترها، معدن آهن سنگان، مغناطیس سنجی، ناهنجاری
  • ندا رحیمی، عباس غلام زاده* صفحات 110-118
    علم زلزله شناسی به کمک مطالعه نگاشت های ثبت شده حاصل از امواج زمین لرزه، نقش مهمی در شناسایی وضعیت و ترکیبات داخل زمین که امواج لرزه ای از داخل آن عبور می کنند، ایفا می کند. انرژی امواج لرزه ای در هنگام عبور از زمین با افزایش مسافت بین چشمه و گیرنده کاهش می یابد. کاهندگی امواج لرزه ای در لیتوسفر به عنوان یکی از ویژگی های مهم جهت مطالعه ساختار داخل زمین و یکی از راه های شناسایی ویژگی های لرزه خیزی و ارتباط آن با تکتونیک در یک منطقه شناخته می شود. تعیین ضریب کیفیت در درون زمین با مطالعه کاهندگی امواج لرزه ای امکان پذیر است. می توان کاهندگی لرزه ای را به صورت افت دامنه امواج لرزه ای نسبت به زمان و فاصله توصیف کرد. به طور کلی دامنه موج لرزه ای با افزایش فاصله درون زمین کاهش می یابد. به جز مواردی که تداخل امواج رخ می دهد، دامنه نسبت به فاصله به طور نمایی کاهش می یابد و مقدار افت آن متناسب با Qp-1 است که مشخصه مکانی موج P است. گستره مورد مطالعه، جزیره قشم با طول متوسط 132 کیلومتر و عرض متوسط 4/11 کیلومتر است که در بخش خاوری رشته کوه زاگرس قرار گرفته است. زمین‏لرزه قشم با بزرگای 0/6 = mb در ششم آذرماه 1384 در ساعت 10:22:19 (UTC) در مختصات جغرافیایی 83/26 درجه عرض شمالی و 82/55 درجه طول شرقی توسط 17 ایستگاه شبکه ملی لرزه نگاری پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله به ثبت رسید. در این مطالعه جهت برآورد رابطه وابستگی فرکانسی ضریب کیفیت امواج P به روش نرمالایز کدا، از 661 پس‏لرزه به دقت تعیین محل شده، استفاده شده است. در این روش ضریب کیفیت امواج طولی در 9 بازه فرکانسی، 5/1- 5/2- 5/3-5 – 7 – 10 – 14 – 19 -24 هرتز در منطقه قشم تعیین شدند. رابطه وابستگی فرکانسی به دست آمده برای امواج طولی در منطقه مورد مطالعه به صورت است. به این ترتیب کاهندگی منطقه قشم به نسبت بسیار زیاد است که می تواند دلالت بر این داشته باشد که مواد تشکیل‏دهنده پوسته زمین بخش زیادی از انرژی امواج تراکمی را مستهلک می کنند. این کاهندگی زیاد، با توجه به مقادیر گزارش شده برای سایر نقاط ایران و جهان، بازتابی از حضور یک لایه رسوبات نسبتا نرم هم چون گنبدهای نمکی است؛ همچنین می تواند به دلیل داده های استفاده شده پس لرزه های زمین لرزه 6 آذرماه باشد که منطقه دچار خردشدگی و بالتبع افزایش ناهمگنی شده است. مقدار ضریب کیفیت در بسامد مرجع 0/1 هرتز کمتر از 200 است. بنابراین می توان نتیجه گرفت این منطقه از لحاظ لرزه خیزی و زمین ساختی فعال است. نتایج با خصوصیات زمین شناسی و ساختار رسوبی منطقه مطابقت دارد؛ در این بخش از زاگرس تجمع گنبدهای نمکی به وفور یافت می شود.
    کلیدواژگان: امواج P، روش نرمالایز کدا، قشم
  • سحر یحیی آبادی، احمد قربانی*، عبدالحمید انصاری، الهام ساعی نیا صفحات 119-134
    با توجه به اثرات سوء زیست محیطی سدهای باطله و ناپایداری مکانیکی آن ها به دلیل فرسایش داخلی ناشی از نشت های احتمالی، دید بانی عملکرد این سدها بسیار ضروری است و عاملی برای مدیریت بهتر فعالیت های معدنی به حساب می آید. در این پژوهش به منظور بررسی وضعیت نشت آب از سد رسوب گیر معدن مس میدوک و شناسایی عامل نشت، از روش های ژئوفیزیکی توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی و پتانسیل خودزا استفاده شده است. برداشت توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی بر روی 3 پروفیل 200 متری با فاصله الکترودی 10 متر و 1 پروفیل 400 متری با فاصله الکترودی 20 متر و برداشت پتانسیل خودزا با اندازه گیری 208 نقطه بر روی 7 پروفیل با فاصله الکترودی 10 متر، در پایین دست سد رسوب گیر انجام گرفت. لازم به ذکر است به علت ساختار سنگی سد و پوشش تاج آن با مصالح سنگی درشت دانه، برداشت های ژئوفیزیکی بر روی تاج امکان پذیر نبود. نتایج برداشت توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی در پایین دست سد رسوب گیر، دو زون رسانا، یکی در یال شرقی و دیگری در یال اصلی سد رسوب گیر را نشان می دهد که بیانگر خردشدگی بستر سد در این محل هاست. در یال شرقی در حال حاضر، نشت از روی بستر سد قابل مشاهده است. پیش بینی می شود با افزایش سطح آب و رسوبات در پشت سد، نشت از بستر یال اصلی نیز اتفاق بیفتد. نتایج نشان می دهد عوامل زمین شناسی و وجود زون خرد شده در بستر سد، عامل اصلی نشت است. همچنین در نتایج برداشت پتانسیل خودزا، وجود آنومالی مثبت پتانسیل خودزا در پایین دست سد، دو مسیر نشت زیر سطحی را نشان می دهد که تاییدی بر نتایج توموگرافی است. انطباق نتایج حاصل از دو روش، نشان دهنده وجود نشت از بستر سد در یال شرقی و اصلی آن است. با افزایش سطح آب و رسوبات در پشت سد، امکان افزایش دبی نشت از زون های مشاهده شده و ایجاد مسیرهای جدید وجود دارد. این موضوع علاوه بر کاهش مقدار آب برگشتی به کارخانه فرآوری، مخاطرات زیست محیطی نیز در پی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: پتانسیل خودزا، توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی، دید بانی، سد رسوب گیر، معدن مس میدوک، نشت
  • فاطمه زارعی، مریم قرایلو *، امید علیزاده چوبری صفحات 135-155
    تغییر تعداد هواوبزهایی که به عنوان هسته های میعان درون قطرک ابر فعال می شوند، تاثیر قابل ملاحظه ای بر ویژگی های خردفیزیک ابر می گذارند، به نحوی که می توانند مقدار و الگوی بارش را تغییر دهند. در این مطالعه با استفاده از طرح واره خردفیزیک ابر تامپسون موجود در مدل WRF، تاثیر هواویزها بر بارش در یک رخداد توفان تندری بررسی شد. داده های مربوط به هواویزها از مدل جهانی GOCART استخراج و به مدل WRF خورانده شد، درحالی که برای شرایط اولیه و مرزی هواشناسی از داده های FNL استفاده گردید. دو آزمایش عددی که معرف هوای پاک و آلوده هستند انجام گرفت که در آن ها تعداد هواویزهای آب دوست به ترتیب به 2/0 و 5 برابر غلظت استخراج شده از مدل GOCART تغییر یافت.
    نتایج شبیه سازی ها نشان داد که توزیع مکانی بارش در دو حالت پاک و آلوده متفاوت است، به نحوی که در جو آلوده در برخی مناطق فراهنج های شدیدتری وجود دارد که بارش های شدیدتری را نیز در پی دارد. افزایش فراهنج ها در این مناطق سبب می شود که زمان رشد آب شهاب ها طولانی تر و اندازه شان بزرگ تر گردد؛ درنتیجه زمانی که از پایه ابر فرو می افتند کمتر تبخیر و ذوب می شوند و از این رو افزایش بارش سطحی را در این مناطق موجب می شوند. از طرفی کاهش بارش در حالت آلوده در مناطق پایین دست جریان باد شبیه سازی شد؛ که دلیل آن کاهش شعاع بلورهای یخ است که به کاهش فرایند یخ زدگی و تولید گویچه برف منجر می شود. همچنین، بررسی آهنگ ساعتی بارش نشان داد در ساعت هایی که رطوبت نسبی جو زیاد است و بخار آب به اندازه کافی در جو وجود دارد، افزایش تعداد هواویزهای آب دوست سبب افزایش بارش سطحی می شود. در حالی که در ساعت هایی که رطوبت نسبی جو کم است، کاهش بارش و گاهی توقف کامل بارش وجود دارد.
    کلیدواژگان: بارش، طرح واره خردفیزیک ابر، هسته های میعان ابر، هواویز
  • مهدی عزیزی، افسانه نصرآبادی*، محمدرضا سپهوند صفحات 156-175
    در این مطالعه ساختار پوسته در جنوب و جنوب-شرق ایران با استفاده از برگردان همزمان توابع انتقال گیرنده و پاشندگی سرعت گروه امواج ریلی بررسی شد. با پردازش داده دورلرز ثبت شده در مدت 2 سال در تعدادی از ایستگاه های باند پهن شبکه لرزه نگاری ملی ایران (INSN) و شبکه لرزه نگاری کشوری (ISC) با بزرگای بیشتر از 5/5، توابع انتقال گیرنده با استفاده از روش واهمامیخت تکراری در حوزه زمان تعیین شد. منحنی های پاشندگی سرعت گروه از تصاویر توموگرافی مطالعه مد اصلی امواج ریلی منطقه ای در ایران در دوره تناوب 10 تا 100 ثانیه گرفته شده است. با توجه به وابستگی توابع گیرنده و پاشندگی امواج سطحی به پارامترهای متفاوت و وجود خطا در الگوی ساختاری حاصل از برگردان مستقل هر کدام از این داده ها، تلاش گردید با برگردان همزمان این داده ها خطای مدل سرعتی حاصل به حداقل برسد. نتایج نشان می دهدکه ضخامت پوسته برای جنوب شرق زاگرس در ایستگاه های خلیج فارس (BNDS)، گنو(GENO) و نیان (NIAN) به ترتیب برابر با 2±54 ، 2±54 و2± 48 کیلومتر است. در این ناحیه همگرایی پوسته ضخیم قاره ای عربی با ایران مرکزی، دلیل زیادبودن ضخامت پوسته است. در منطقه فرورانش مکران (ایستگاه چابهار) الگوی ساختاری حاصل شده برای تنها ایستگاه این منطقه (CHBR) نشان دهنده ضخامتی در حدود 28 کیلومتر برای پوسته است که با فرورانش با شیب بسیار کم پوسته اقیانوسی صفحه عربی به زیر قسمت جنوبی پوسته مکران مطابقت دارد. برای ناحیه شرق ایران عمق موهو در دو ایستگاه زاهدان (ZHSF و SZD1) برابر 40 کیلومتر است. با استفاده از مدل سازی مستقیم مقدار خطا در تعیین عمق 2± برآورد گردید.
    کلیدواژگان: برگردان همزمان، تابع گیرنده، حوضه فلیش شرق، زاگرس، عمق مرز موهو، مکران
|
  • Hakim Golshahy *, Sarmad Ghader Pages 1-14
    Two-dimensional shallow water equations are commonly used to study the dynamics of large-scale flows in the atmosphere and oceans that are nearly horizontal. Over the past years, the numerical solution of multi-layer shallow water systems has been widely researched. In stratified geophysical flows, two-layer shallow water equations are proper models for the simulation of certain phenomena in the atmosphere and oceans. In this model, the fluid is assumed to be composed of two shallow layers of immiscible fluids in which the superposed layers differ in velocity and density in a two-dimensional domain. The constant density of upper layer is less than the density of the lower one.
    For the solution of shallow water equations, high order compact finite difference schemes have been widely used owing to their good accuracy compared with standard finite difference schemes for a large range of wave numbers and a low numerical diffusion with small dispersion errors.
    In this research, fourth-order compact finite-difference method was used for spatial differencing of f-plane two-layer shallow-water equations in the vorticity-divergence formulation for a rectangular domain with periodic boundaries; the results were compared to those of conventional second order finite difference method. For time integration, a three-level semi-implicit formulation was applied with the Robert-Asselin time filter which prevents the numerical instability caused by the computational mode of the three-time-level scheme. The equations were derived in terms of barotropic and baroclinic variables such that they were split into two coupled systems (barotropic and baroclinic systems) consisting of all variables of both upper and lower layers in each system. These systems are different than standard two-layer shallow water systems.
    A perturbed unstable zonal jet, in a two-layer shallow-water flow, was considered for initial value problem with baroclinic instabilities. The two-layer baroclinic initial values were extracted from a one-layer initial condition such that the potential vorticity of one-layer initial condition was equal to the upper layer potential vorticity; other initial values of the two-layer shallow water equations were determined by taking the definition of baroclinic initial condition, in the situation where the initial current in the upper layer is opposite to one in the lower layer such that the initial barotropic variables are all zero. Over time, the initial state broke up into smaller barotropic and baroclinic vortices.
    To control the numerical nonlinear instability due to the interaction of nonlinear terms of the vorticity equations and subsequently produce the aliasing errors, the barotropic and baroclinic planetary vorticities were explicitly damped by adding the hyperdiffusion operator acting on the same vorticity equations.
    There exist myriad methods for assessing the accuracy of numerical schemes such as the conservation of total mass and energy. The ability of each simulation to conserve the total energy on the total layer-depth (i.e. energy error) and mass between isolevels of the potential vorticity (i.e. mass error) within each layer, was measured in order to assess the numerical accuracy. Results showed that this model meets the conservation laws of mass and energy in the test problem considered here. The fourth-order compact finite-difference method entailed less energy error than the second order finite difference method during the time integration of two-layer shallow water equations; additionally, it is more accurate regarding the conservation of mass for a long time integration.
    Keywords: fourth-order compact method, shallow-water equations, two-layer basin, Z grid, barotropic, baroclinic variables
  • Tayeb Raziei * Pages 15-35
    Identification of temperature regimes is very crucial for a better management of energy resources, recreations and truisms as well as for adequately determining agricultural calendars in different parts of the country. Few attempts have been made to adumbrate the Iranian temperature regimes; thus it is necessary to identify the most realistic temperature regimes of Iran using as many available stations across the country as possible. For this purposes, 155 Iranian synoptic stations with a relatively regular distribution across the country, mostly having full data records for the common period of 1990 to 2014, were used for the identification of the temperature regimes. In all stations, the average of the mean monthly temperature was computed in the mentioned period and further employed for the analysis. A principal Component Analysis (PCA) was applied to the inter-stations correlations matrix (155×12) composed of 155 stations and 12 mean monthly temperature values for each station. The computed Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) measure of the sampling adequacy indicated that the matrix with the KMO value of 0.87 is useful for a PCA application. The first three leading PCs were considered for further analysis based on the scree plot and the sampling errors of the PCs (North et al., 1982). The remaining PCs were then rotated using varimax orthogonal criterion. The PC scores of both rotated and un-rotated solutions were separately used as inputs for Cluster Analysis (CA) to partition the considered stations into distinctive clusters. Moreover, all agglomerative CA methods as well as K-means CA were examined so as to find out the most appropriate method for partitioning the data. The cophenetic correlation coefficient was employed to measure how well the hierarchical dendrogram of a given CA represents the relationships within the input data. The results indicated that all the clustering approaches properly represented the inherent structure of the input data, yet the Ward method was selected as the most appropriate method since it resulted in much realistic clusters that quite perfectly matched the topographic and geographical features of the country. The correct number of clusters was also selected based on the Silhouette index (Rousseeuw, 1987) that measures how well objects lie within their cluster, and which ones are merely somewhere in between the clusters. The average silhouette width provides an evaluation of clustering validity, and might be used to select an ‘appropriate’ number of clusters. Computing the index for a set of predefined cluster numbers (2 to 15 clusters), it was observed that six is the most appropriate number for clusters for a better representation of the inherent structure of the data. As such, all 155 stations were classified into six clusters applying Ward CA method on the three leading un-rotated PC scores.
    The maps of varimax rotated PC scores properly represented areas characterized with seasonal temperature variability. The first and second varimax rotated PC sores respectively display the winter and summer temperature variability across the country. Applying Ward clustering on un-rotated PC scores resulted in seven distinct clusters that appropriately specified the Iranian temperature regimes. It was found that the western and northern mountainous areas have a mountainous temperature regime whereas the central-eastern Iran hosting the Iranian deserts has a plain temperature regime which is considerably warmer than the earlier one. The third temperature regime includes stations scattered across the mountainous region, all of which are characterized with a very high elevation, hence having the coldest winters and the coolest summers in the country. The hot temperature regime which is the warmest temperature regime in the country belonged to the southwest and certain parts of the south. The stations located in the coastal areas of the northern and southern Iran respectively have the Caspian coastal, Persian Gulf coastal and Oman Sea coastal temperature regimes, all with the lowest annual temperature ranges in the country. Four out of the seven Iranian temperature regimes are continental but the two mountainous temperature regimes are the most continental regimes in the country due to their wider temperature ranges. The results conduce to a better management of energy resources, recreations and tourisms as well as an optimal determination of agricultural calendars in different parts of the country.
    Keywords: temperature regime, principal component analysis, cluster analysis, homogeneous regions, Iran
  • Seyed Hadi Dehghan-Manshadi, Noorbakhsh Mirzaei *, Morteza Eskandari-Ghadi, Elham Shabani Pages 36-62
    Presently, seismic hazard assessment (SHA) is highly conducive to seismic-resistant building designs and seismic regulations. Seismic hazard maps and other seismic hazard products such as spectral acceleration (SA) are prerequisites for the preparation of building codes and earthquake risk mitigation plans, which are used in making public decisions and policy. Therefore, it is indispensable to use the best available data and methods in SHA. In cases of incomplete historical records like Iran, and in intracontinental areas like Central-East Iran, where fracture boundaries interact slowly, large earthquakes may recur every 1000–5000 years or even with a longer period. In such areas, it is useful to employ geological inputs like slip rates. In the present paper, the slip rate of the faults is used for the first time, in both direct and indirect approaches in time-independent probabilistic seismic hazard assessment (PSHA), so as to evaluate spectral acceleration (SA). To this end, Kerman region (Southeastern Iran) is selected as an example, and Kerman and Ravar cities located between 54-59° N, and 28.5- 34° E are considered as specific regions to show the effects of slip rate on the seismic hazard. With the purpose of using slip rates in PSHA, indirectly, we have defined a new factor denoted as the fifth factor (K5) to specify the effects of slip rates in calculating spatial distribution function (SDF). On the other hand, the mean annual occurrence rate of each source may be directly calculated based on the slip rate of the faults for a direct use of slip rates in PSHA. In the first time-consuming stage, the slip rates of the faults or fault segments and the seismological data are assembled using available resources and literature. Seismicity parameters in the targeted region are calculated using a unified, homogenized and complete catalog in the method proposed by Kijko and Sellevoll (1992), in which one can consider the magnitude uncertainty and completeness of data in calculations. Through the use of geological maps with scales of 1:100000 and 1:250000, and with the experience of previous studies, we have determined 26 potential seismic sources in the region. The comparison of the SDFs calculated based on four factors (K1-K4) and SDFs calculated based on slip rate factor (the fifth, K5) accompanied with the previous four factors indicates that the most differences occurred for sources No. 111 and 121 for the magnitude of 7
    Keywords: Kerman, spatial distribution function (SDF), time-independent seismic hazard assessment, slip rate, spectral acceleration (SA)
  • Maryam Shiea-Ali *, Vahid Chegini, Azadeh Valipour Pages 63-75
    Coastal classification is an effective method for investigating the reaction of coasts against such hydrodynamical factors as waves and tides. This method is also employed in integrated coastal zone management, especially shoreline management. Coastal classification models are of two kinds, equilibrium models, predicting the effects of constant incident waves on nearshore features such as bars and troughs, and morphologic state models, predicting the sequence of bar-trough shapes and scales under the varying influences varying waves. Wright and Short (1984) presented the most widely accepted beach classification scheme where three main beach states are identified, namely dissipative, intermediate, and reflective. Intermediate beaches are divided into four states, low tide terrace, transverse bar rip, rhythmic bar beach, and longshore bar trough.
    In this paper, the beach states of the southern coasts (Hormozgan Province) of Iran were classified using Masselink and Short (1993) and Masselink and Hegge (1995) methods. Owing to its location, and abundant oil and gas resources, Persian Gulf is one important military, economic and political interest, hence the necessity of its investigation. We primarily studied different kinds of hydrodynamic forces dominating the beaches of the province. Six stations were chosen throughout the shoreline between 54˚39' 18" latitude and 26˚30' 29" longitude up to 53˚ 9' 39" longitude and 27˚4' 34" latitude. Next, the waves, tides, and sediments were evaluated in different depths in these stations via laboratory actions. We employed the wave data of 2002 from the modeling project (ISWM) which was done in the National Institute of Oceanography, and the sediment data of Hormozgan Province coast were gleaned from the Marine Geological Organization. In order to determine the general slope of the beach by Arc GIS software, hydrographic maps were used with approximately 1/100000, and the slope of each station was calculated. After that, through breaker height (Hb), the tide range (TR), wave period (T) and sediment fall velocity (Ws), two dimensionlessparameters, namely the relative tide range (RTR = TR/ Hb) and the dimensionless fall velocity (Ω = Hb/WsT,) were calculated in each station.
    The results indicated that in the southern regions of Iran (Hormozgan Province), due to the tidal effects in and based on (3
    Keywords: coastal classification, hydrodynamical factors, ultra-dissipative, low tide terrace, low tide bar, Hormozgan Province
  • Maseod Hosaini, Abolghasem Kamkar Rouhani *, Mehdi Mohammadivizheh, Saeed Parnow Pages 76-86
    Today, it is indispensable to transmit and retain fuels, water and other energy resources by buried pipes, tanks and cables in urban and non-urban areas. Thus, the generation of huge and costly underground networks for this purpose is inevitable. Following the creation of such networks, their maintenance, and prevention from possible destructions are needed. Otherwise, considerable financial losses and irreparable environmental contaminations may occur. Often, a sufficient physical contrast between these installations and their surrounding media exists, and as a result, these installations are considered as suitable targets for detection by ground penetrating radar (GPR) method. In this paper, GPR data, acquired from a GPR survey on buried pipes including metallic pipes for gas transmission, have been processed and interpreted to detect the buried metallic pipes and other subsurface anomalies. To investigate the advantages or efficiency and drawbacks of the GPR method in this application, we have compared the results of the GPR method with the results of the magnetic method performed on the same targets. The results of this comparison are given in the following.
    The GPR method provides a higher resolution in comparison to the magnetic method. However, GPR waves in subsurface highly conductive media are intensively attenuated. Hence, the depth of penetration in the latter method is limited. As can be seen from the GPR depth sections obtained from the GPR survey in the study area, the depth of penetration is even less than two meters. The magnetic method, despite its weak resolution, can more successfully detect the targets in highly conductive media provided that there is a good magnetic susceptibility contrast between the target and the surrounding medium. In urban areas, where high noise levels exist magnetic surveys unlike GPR methods via shielded antenna cannot be successfully performed. In this research, first, both the GPR and magnetic surveys have been carried out along survey lines passing the buried gas pipelines and other shallow subsurface targets in Qaleh-Showkat area that is approximately located 10 km to the west of Shahrood city to detect the targets. Then, the results of the GPR and magnetic surveys have been compared. As a result, we have found that the GPR method provided higher resolution in the detection of small anomalies located at shallow depths and near each other. However, in the locations having high electrical conductivities, the GPR method, unlike the magnetic method, could detect very shallow subsurface targets or anomalies even high attenuation of the GPR waves happen in these situations.
    Keywords: detection of metallic pipes, magnetic contrast, ground penetrating radar (GPR), depth of penetration, magnetic survey
  • Abass Golmohammadi, Mohammad Reza Haidarian Sahahri *, Seyed Ahmad Mazaheri, Behnam Rahimi, Mohammad Hassan Karimpour Pages 87-109
    Sangan iron deposit is a magnetite iron skarn. Magnetometry is the most common method for the exploration of such kinds of deposits based on the magnetic properties of these minerals. This method specifies the depth, dip, shape, and strike of the sources causing the anomaly. Many explorations of this ilk have been done of which giant Gol e Gohar in Iran is an example. Based on geology and following magnetometry, a massive iron deposit was predicted during Sangan iron exploration, where 558 boreholes in 50×50 m net were designed and drilled in the west ore body, revealing very useful subsurface information. Intrusive bodies are mainly granitic and oxidant types which, because of the presence of fine grain and disseminated magnetite, have higher magnetic susceptibility (K) in comparison to other granites. These bodies are considered as source rocks for the creation of gigantic Sangan mines. Multiphase ground magnetic survey points (19376) with different specifications were equalized and interpreted in this study. The causative sources of most magnetic anomalies in the rotation to the pole (RTP) map were magnetite mineralization, confirmed by the drilling data. In this research, filters of first vertical gradient and upward continuation were used to guide drilling owing to the presence of the remnant magnetism in the magnetite skarn and the unavailability of such measurements that are necessary for specifying the accurate depth of the magnetic anomaly sources. The information pertaining to vertical gradient and upward continued maps correlated well with the depth obtained from drilling and 3D block modelling. The amount of ore reserve and its depth increased from the western anomaly (A') to the central anomaly (C) and had a dip direction to the east. Such change in the depth of mineralization correlated with upward continued responses which represent the central magnetic anomaly (C) as the deepest anomaly in Sangan iron ore deposit. Magnetic responses of the Upward continuation to 1000 m of this magnetic anomaly can be related to either the high depth of the mineralization (620 m drilled so far) or the deeper intrusive body which needed deeper drilling (more than 1000 m) for confirmation.
    Keywords: Sangan iron ore mine, magnetometry, anomaly, borehole drilling, RTP, filters
  • Neda Rahimi, Abbas Gholamzadeh * Pages 110-118
    Seismology has an important role in identifying earth structure by studying seismic waves. The amplitude and frequency of these waves change when they pass into the earth due to various parameters including anisotropy and heterogeneity. Seismic waves decay as they radiate away from their sources, partly for geometric reasons because their energy is distributed on an expanding wave front, and partly because their energy is absorbed by the material they travel through. The energy absorption depends on the material properties.
    The amplitude of seismic waves decreases with increasing distance from earthquake, explosion, and impact sources. How this amplitude decrease occurs and how rapidly it occurs and how it depends on the frequency of the seismic waves is fundamentally important to the efforts to describe Earth structure and seismic sources.
    Attenuation of seismic waves is expressed with inverse quality factor (Q-1) and helps understand the physical laws governing the propagation of seismic waves in the lithosphere.
    The observed seismic-wave amplitudes usually decay exponentially with increasing traveled distance after the correction for geometrical spreading, and decay rates is proportional to Q−1 which characterizes the spatial attenuation for P-wave.
    An earthquake with magnitude Mw 5.8 occurred on Qeshm Island, on the western edge of the Strait of Hormuz in SE Zagros, on November 27, 2005. From 2005 December 2 to 2006 February 26, a dense seismological network of 17 stations was installed in the epicentral region of the 2005 November 27 Qeshm sequence.
    In this study, 661 aftershocks were selected to estimate the frequency dependence relationship of the quality factor of P-wave with coda normalization method. The coda normalization method was used for the estimation of the quality factor of the longitudinal waves at 9 frequency band (the central frequency: 1.5, 2.5, 3.5, 5, 7, 10, 14, 19, 24). The frequency dependence relationship for the longitudinal waves are Qp = 0.059f -0.94 in the study area. As reported from other parts of world and Iran, the high value of attenuation in Qeshm may be because of the presence of some soft sediments such as a salt dome. Another reason for this high attenuation, probably due to using aftershocks data. After main shocks occurred, the medium must smash and cracked, and as a result, more heterogeneity and consequently, attenuation increase. The quality factor at a reference frequency of 1.0 Hz is less than 200. Therefore, it can be concluded the area is very active in terms of tectonic plates and seismicity which represents the accumulation of salt domes in this part of Zagros.
    Keywords: P-waves, attenuation, coda normalization method, Qeshm
  • Sahar Yahyaabadi, Ahmad Ghorbani *, Abdolhamid Ansari, Elham Saeinia Pages 119-134
    A tailing dam or confining embankment is constructed to enable the deposited tailings to settle and retain processed water. Tailing dams are susceptible to different kinds of pressures such as water pressure and the load of the tailings themselves. Miduk tailing dam was originally constructed with a fine silty sand layer to retain water covered by coarse grains. It was constructed in stages according to the downstream method, filter and support fill.
    Tailing dams and downstream areas must be monitored as they undergo internal erosion, during which, the fine grains in the core of a dam are flushed away by seeping water and, as a consequence, the hydraulic conductivity in the remaining material increases. High velocity flows through the dam embankment can cause progressive erosion and piping. Moreover, the saturation of embankment soils, abutments, differential settlements in foundations, local stress relaxation in the soil and locally increased hydraulic gradient generally reduce soil strengths. The seepage issue in a tailing dam is the cause of reservoir loss to groundwater . Furthermore, it causes environmental problems such as the diffusion of heavy metals, acid drainage and so forth. Reversed water from the tailing dam is particularly important in desert areas.
    Resistivity and self-potential (SP) monitoring has been widely applied for solving environmental and engineering problems of embankment dams by studying the changes in the subsurface properties with time. SP changes are caused by water movements through (or under) the dam and resistivity changes reflect the changes in the electrical properties of the dam materials.
    Self-potential (SP) is a method where naturally occurring electrical potentials are measured. There are a number of different electro-chemical processes that can create such potentials. The type that is of interest in dam investigations is the so-called streaming potential which is the voltage difference parallel to the direction of flow. The streaming potential is manifested by a shearing of the diffuse layer caused by the hydraulic gradient. The field equipment for SP measurements is simple and inexpensive. It requires a pair of non-polarized electrodes, a high impedance voltmeter and t cables to connect them. Electrode drifts were controlled during SP measurements. Electrode drift is primarily caused by variations in temperature or soil moisture or by contamination of the electrolyte by ions introduced from the soil. Changes in the telluric currents induce substantial changes in the potential distribution in the subsurface, an effect accounted for by making regular measurements of the SP difference between the reference point and the base point within the survey area.
    The Resistivity method involves the measurement of the apparent resistivity of soil and rocks as a function of depth or position. The resistivity of the ground is measured by injecting a current with two electrodes and measuring the resulting potential difference with two other electrodes. The readings are usually converted into an apparent resistivity of the sub-surface. From these measurements, the true resistivity of the subsurface can be estimated. The investigated volume can be changed by moving the electrodes. The data are usually inverted to a vertical resistivity section, assuming a 2D geometry perpendicular to the profile. Most commonly, the local variability is minimized, resulting in smooth models compatible with the measured data, meaning that sharp resistivity borders such as the ground water surface is visualized as a smooth transition in such inverted sections.
    The principle objective of the present study was to evaluate the electrical resistivity and the self-potential methods used to detect anomalous seepage through mine tailing dams. In this regard, field measurements of resistivity and self-potential were carried out on the downstream grounds of tailing dam so as to identify the SP-responses related to seepage. The hydro-stratigraphy was mapped with the resistivity data (4 profiles of ERT) and groundwater flow patterns were specified with self-potential data (208 SP measurement points). The groundwater flow pattern was controlled by the geological and tectonic history of bedrock and the preferential flow pathway existing beneath the dam.
    Keywords: seepage, tailing dam, electrical resistivity tomography (ERT), self-potential (SP), monitoring, Miduk Copper Mine
  • Fatemeh Zarei, Maryam Gharaylou *, Omid Alizadeh-Choobari Pages 135-155
    Although cloud properties and precipitation formation are primarily affected by atmospheric dynamics, cloud microphysical features also play key roles. The aerosol number concentration strongly influences cloud microphysics and precipitation formation, mainly through affecting the formation of cloud droplets and ice crystals.
    In the current research, using the Thompson aerosol-aware microphysics scheme implemented on the Weather Research and Forecasting (WRF) model, the effects of aerosol number concentration was investigated on the precipitation formation of a heavy rainfall in Tehran. The aerosol number concentrations were obtained from the Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport (GOCART) model, while the National Center for Environmental Prediction Final Analysis (NCEP/FNL) dataset was used for the initial and lateral boundary conditions. Two numerical simulations were conducted, referred to as the clean and polluted experiments. The initial hygroscopic aerosol number concentrations, compared to the values obtained from the GOCART model, were reduced to one-fifth and increased by a factor of 5 in the clean and polluted experiments, respectively. The model simulations were run with three nested domains, with horizontal resolutions of 21, 7 and 2.3333 km, and 45 levels in the vertical position, reaching up to the 50 hPa level. Simulations were conducted for 30 hours, starting from 18:00 UTC April 13, 2012, from which, the first 6 hours were considered as the model spin-up. The Rapid Radiative Transfer Model (RRTM; Mlawer et al., 1997) was used for the shortwave and longwave radiation, respectively. The land surface scheme and surface layer scheme were based on the five-layer thermal diffusion and the revised MM5 similarity theory, respectively (Zhang and Anthes, 1982). The non-local Yonsei University (YSU) scheme was employed for the parameterizations of the boundary layer processes (Hong et al., 2006). The Kain-Fritsch scheme (Kain, 2004) was used to parameterize moist convection in the mother and first nested domains, while it was explicitly modelled in the innermost domain.
    Results indicated that changes in the aerosol number concentration are associated with changes in the spatial distribution of precipitation. Stronger updraft cores were found in the polluted experiment, entailing higher precipitation, longer growth times, and larger sizes of hydrometeor; accordingly, more raindrops survived from the evaporation after falling from the cloud base, increasing the surface precipitation. On the other hand, surface precipitation decreased in the downstream, primarily due to the decrease in the effective radii of ice crystals, reducing the riming processes and the amounts of graupels. Results further indicated that the increase in the aerosol number concentration is associated with the increase in the rate of precipitation under high relative humidities, while the reverse is true when the available water vapour is relatively low.
    Keywords: aerosol, precipitation, cloud condensation nuclei, cloud microphysics scheme
  • Mahdi Azizi, Afsane Nasrabadi *, Mohammad Reza Sepahvand Pages 156-175
    Iran is one of the seismically active areas of the world because it is located in the Alpine-Himalayan orogenic belt, at a 1000-km-wide zone of the compression between the colliding Eurasian and Arabian continents. Studying the crust velocity structure and Moho discontinuity in Iranian plateau is conducive to an understanding of its evolution and the tectonic history of its seismotectonic zones. Nowadays, it is indispensable to acquire sufficient and accurate data from the crust and upper mantle velocity structure or its specification.
    To specify the receiver functions with an iterative approach, we made use of a two-year teleseismic data (with epicentral distance 25o-90o) recorded by six seismic stations located in the southeast Zagros (BNDS, NIAN and GENO), Makran (CHBR) and eastern Iran (SZD1 and ZHSF) . In order to delete high frequencies, Gaussian parameter 1.0 was used. So as to augment the signal to noise ratio, RFs were clustered in 10˚ azimuthal and less than 15˚ epicentral distance ranges. Finally, the RFs were stacked.
    Receiver functions (RFs) show Earth’s local structure response to P-wave vertical arrival approximately beneath a three-component seismometer; these functions are sensitive to shear-wave velocity impedance. Depth-velocity trade-off in RFs information poses inversion non-uniqueness issues, but a combined inversion of receiver functions and surface wave dispersion increases the uniqueness of the solution over separate inversions, further facilitating the explicit parameterization of layer thickness in the model space, providing more exact constraints as to the crustal structure. Surface wave velocity dispersion depends more on S wave velocity than on P wave velocity, and its dependence on density is slight. In previous studies, it has been shown that it improves the inversions of receiver functions for crustal structures (Julia et al. 2000). Surface wave velocity dispersion provides information as to the absolute seismic shear velocity, yet is relatively insensitive to sharp velocity changes. The group velocities were incorporated into our joint inversion scheme from an independent surface wave tomography study by Rham (2009). Group velocities from regional events, recorded at permanent and broadband stations, were measured for fundamental mode Rayleigh waves within 10–100s period range. The region was parameterized using a uniform, 1×1°, grid of constant slowness cells. The dispersion curve is the result of separate tomographic imaging for each period. Fundamental mode Rayleigh wave group velocities are taken from the corresponding tomographic cell containing the stations. The joint inversion of the two independent data sets was performed considering a proper combination of weighting parameters done by Herrmann and Ammon’s program (2003). Minimizing the standard error between the real and predicted data is the criterion for the desired final model which is close to Earth’s real model.
    Models resulting from joint inversion in the south-east Zagros (Hormozgan province) suggest that Moho discontinuity depths beneath BNDS, GENO and NIAN stations are about 54, 54 and 48 kilometers, respectively, while the average depth of Moho discontinuity in the region is about 52±2 kilometers. In the Makran’s seismotectonic state, the resulted models pertaining to single station in the region (CHBR, near the city of Chabahar) show that the average depth of Moho discontinuity in this region is about 28 kilometers and thickness of the sediments is about 10 km, consistent with the shallow subduction of a high-velocity oceanic crust of Arabian plate beneath the southern side of Makran. In the Flysch zone (eastern Iran), the models of the two stations (SZD1, ZHSF) show that the average depth of Moho is about 40±2 kilometers.
    Keywords: Zagros, Makran, eastern flysch zone, receiver function, joint inversion, depth of Moho