فهرست مطالب

فصلنامه فیزیک زمین و فضا
سال سی و ششم شماره 3 (پاییز 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/09/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سیدمسعود انصاری، بهروز اسکویی، مارتین آنسورس صفحه 1
    در سال 1385 اندازه گیری های مگنتوتلوریک در گستره بسامدی وسیعی در شرق شهر اراک به منظور مشخص کردن رسانایی الکتریکی پوسته با تاکید بر مکان یابی زون های گسلی موجود در منطقه صورت گرفت. مولفه های میدان های الکتریکی و مغناطیسی در طول یک نیم رخ عمود بر امتداد زمین شناسی و در 15 نقطه اندازه گیری شد. پردازش داده ها و وارون سازی یک بعدی برای هرکدام از سایت ها صورت گرفت و در ادامه وارون سازی دوبعدی این داده ها به انجام رسید. نتایج به دست آمده از وارون سازی رسانایی الکتریکی ساختارها را در توافق خوبی با داده های زمین شناسی مشخص کرده است. مهم ترین این نتایج شناسایی شدن مکان دقیق گسل های تلخاب و تبرته و یک بلوک رسانا در منطقه است.
    کلیدواژگان: رسانایی الکتریکی، اراک، وارون سازی، مگنتوتلوریک، الکترومغناطیس، گسل های تلخاب و تبرته
  • علیرضا آزموده اردلان، محمد جواد طوریان صفحه 15
    در این مقاله به مدل سازی تغییرات جزرومدی سطح آب دریای عمان و خلیج فارس با استفاده از 11 سال داده های ماهواره توپکس-پوزایدون (TOPEX/Poseidon) و اطلاعات تایدگیج های ساحلی پرداخته شده است. مشاهدات ماهواره توپکس-پوزایدون در سایکل 100 مبنا در نظر گرفته شده و از تکرار مشاهدات ماهواره توپکس-پوزایدون در اطراف مشاهدات این سایکل در شعاع 1 کیلومتری، سری زمانی با فاصله نمونه برداری دو ساعته که از مشاهدات 915ر9 روزه این ماهواره با به کارگیری ساختار ویژه زمان تکرار این ماهواره، تشکیل شده و با استفاده از روش آنالیز فوریه، و برآورد کمترین مربعات مولفه های جزرومدی با پریود بزرگ تر از چهار ساعت مدل سازی شده اند. بدین ترتیب در 772 نقطه پای ماهواره توپکس-پوزایدون و 17 ایستگاه ساحلی در دریای عمان و خلیج فارس سطح متوسط دریا (MSL) و مدل جزرومدی تعیین و نقشه سطح متوسط آب دریا و نقشه های هم دامنه و هم فاز مولفه های جزرومدی، ، و تعیین شده است.
    کلیدواژگان: ارتفاع سنجی ماهواره ای، دریای عمان، تایدگیج های ساحلی، خلیج فارس، سطح متوسط دریا، مدل سازی سطح دریا، مولفه های جزرومدی
  • پویا هادیان، عبدالرحیم جواهریان، بهزاد نظری صفحه 27
    مهاجرت لرزه ای عمل بازگردان وقایع پراش در ثبت های مهاجرت داده نشده به نقاط و درنتیجه انتقال وقایع بازتابی به مکان های صحیحشان و ساختن یک تصویر واقعی از ساختارهای درون زمین است. روش مهاجرت کرشهف براساس مجموع پراش است که دامنه های لرزه ای را در طول هذلولی پراش جمع می کند و نتیجه را در راس هذلولی قرار می دهد. روش کرشهف به راحتی برای داده پیش از برانبارش قابل اصلاح است و می توان آن را بر ثبت های منبع مشترک و دورافت مشترک اعمال کرد. دراین مقاله مهاجرت زمانی پیش از برانبارش داده های لرزه ای دوبعدی به روش کرشهف مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا نرم افزاری در محیط MATLAB برای مهاجرت ثبت های منبع مشترک با این روش نوشته شده است. صحت این نرم افزار با داده های مصنوعی که به روش ردیابی پرتو موج در مدل زمین شناسی با نرم افزار GXII ساخته شده بود، آزمایش شد. مدل به کار رفته، یک مدل دولایه ای ذوزنقه ای شکل و یک مدل کوهپایه سه لایه ای است که ویژگی شیب های متضاد را دارد. جنبه های متفاوت مهاجرت کرشهف نیز مانند حساسیت به مدل سرعت و پهنای دهانه مهاجرت مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: روش های عددی حل معادله موج، مهاجرت به روش کرشهف، مدل سازی ردیابی مسیر پرتو، مهاجرت زمانی دوبعدی پیش از برانبارش، بازتابنده های شیب دار
  • بابان مصطفی یوسف، عبدالرحیم جواهریان، حسام شینی کیماسی، ابوالفضل مسلمی صفحه 45
    یکی از مشکلات اصلی در پردازش داده های لرزه ای، کشیدگی برون راند نرمال است. این اثر به صورت کشیدگی، به خصوص در رویدادهای کم عمق و دورافت های دور نمایان می شود. با حذف نشدن این اثر در یک ورداشت و برانبارش آن، رویدادهای کم عمق دچار ضعف و فقدان انرژی در بسامد های زیاد می شوند، که این منجر به کاهش قدرت تفکیک پذیری می شود. کشیدگی NMO (Normal Moveout) به طور واضح می تواند باعث کاهش قابلیت تفسیر مقاطع شود. در این مقاله تصحیح به روش برون راند بدون کشیدگی (Nonstretch NMO)، که اثرهای کشیدگی تصحیح NMO مرسوم را کمینه می کند، معرفی می شود. این روش با محاسبه سرعت NMO اصلاح شده برای همه نمونه ها در یک محدوده زمانی حداقل برابر با یک طول موجک و برای همه دورافت ها، با موازی کردن زمان رسیدها، از کشیدگی موجک جلوگیری می کند. روش Nonstretch NMO روی داده های مصنوعی و واقعی اعمال شده است. داده های مصنوعی مورد بررسی شامل ورداشت های CMP تک لایه تخت، دولایه تخت با بازتابنده های متقاطع و چهارلایه تخت با بازتابنده های متقاطع به همراه تکراری ها و وجود نوفه هستند. داده CMP واقعی مربوط به عملیات لرزه نگاری دوبعدی در ایران است. نتیجه این روش شامل حفظ بسامد های بیشتر نسبت به روش NMO مرسوم و کاهش تغییر شکل طیفی داده ها در دورافت های دور و بهبود نتیجه برانبارش است.
    کلیدواژگان: کشیدگی NMO، تصحیح برون راند بدون کشیدگی، تصحیح برون راند نرمال، دورافت های دور، برانبارش CMP
  • امین روشندل کاهو، حمیدرضا سیاهکوهی صفحه 65
    امروزه در لرزه نگاری از میرایی دامنه امواج به منزله یک نشانگر برای شناسایی مستقیم موقعیت ذخایر هیدروکربن استفاده می شود. میرایی امواج لرزه ای معمولا با پارامتری با نام فاکتور کیفیت به صورت کیفی برآورده می شود. در این مقاله ضریب جذب امواج لرزه ای به صورت کمی تعیین می شود. میرایی امواج لرزه ای معمولا در حوزه بسامد و براساس طیف توان و روش های آماری مورد بررسی قرار می گیرد. رفتار میرایی ناپایا است و از آنجا که تبدیل فوریه ابزار مناسبی برای تجزیه و تحلیل سیگنال های ناپایا در حوزه بسامد نیست، در این مقاله از روش توزیع ویگنر- وایل نمای هموار شده (smoothed pseudo Wigner-Ville) برای محاسبه مستقیم ضریب جذب (بدون نیاز به محاسبه طیف توان) استفاده شده است. این توزیع یکی از توزیع هایی است که جملات عرضی آن به مراتب از توزیع ویگنر- وایل کمتر است. جملات عرضی در توزیع ویگنر- وایل نمای هموار شده با هموار کردن نمایش زمان- بسامد تضعیف می شوند.
    کارایی روش پیش گفته روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی بررسی می شود. مقایسه نتایج به دست آمده با اطلاعات چاه و نتایج وارون لرزه ای، حاکی از موفقیت این روش در برآورد ضریب جذب و شناسایی موقعیت بی هنجاری های مرتبط با آن است.
    کلیدواژگان: توزیع ویگنر، وایل نمای هموار شده، حوزه زمان، بسامد، _ میرایی امواج لرزه ای، ضریب جذب
  • کمال علمدار، عبدالحمید انصاری صفحه 79
    روش های میدان پتانسیل شامل روش های گرانی سنجی و مغناطیس سنجی، جزء پرکاربردترین روش های ژئوفیزیکی در زمینه اکتشاف منابع معدنی به شمار می روند. در این مقاله روشی با دقت زیاد برای شناسایی و برآورد مرز ساختارهای زمین شناسی مانند گسل یا دایک از روی بی هنجاری های میدان پتانسیل معرفی شده است. این روش از مشتقات قائم سیگنال تحلیلی استفاده می کند. در مواقعی که چندین توده با ویژگی های متفاوت در مجاورت هم قرار دارند و همچنین در مواردی که توده سبب شونده بی هنجاری دارای مغناطیس باقی مانده ناشناخته است، این روش کاربرد گسترده ای دارد. این روش روی داده های گرانی سنجی جنوب غرب انگلستان به کار رفته است و نتایج آن با روش های مشتق قائم و مشتق افقی کل مقایسه شده است. با کاربرد این روش، رخنمون توده های گرانیتی و گسل های جداکننده آنها با دقت زیادی مشخص شده اند.
    کلیدواژگان: گرانی سنجی، میدان پتانسیل، مشتق قائم، مغناطیس سنجی، جنوب غرب انگلستان، سیگنال تحلیلی
  • حمزه محمدی قیماسی، حمیدرضا سیاهکوهی، کارو لوکس صفحه 87
    مقاطع لرزه ای حاصل از اعمال مراحل گوناگون پردازش، به منظور استخراج اطلاعات مربوط به سازندهای زمین شناسی مورد بررسی و تفسیر قرار می گیرند. برای شناسایی و تعیین محل دقیق اهداف، لازم است مقاطع لرزه ای قدرت تفکیک کافی داشته باشند. قدرت تفکیک زمانی کافی نیازمند پهنای باند بسامدی گسترده است. به علت محدود بودن ذاتی پهنای باند بسامدی موجک های لرزه ای و اثر پدیده جذب بسامدی، لزوم اعمال الگوریتم های نوین پردازشی برای افزایش پهنای باند امری ضروری است. در این مقاله هدف افزایش پهنای باند بسامدی داده های لرزه ای با استفاده از خاصیت تناوبی مولفه های حقیقی و موهومی طیف ردلرزه است. برای نیل به این هدف پس از اعمال واهمامیخت در حوزه بسامد، بخش هایی از مولفه های حقیقی و موهومی طیف بسامدی با S/N زیاد انتخاب و برای برون یابی در بسامدهای کم و زیاد روش های خودبرون یابی طیفی و آنالیز طیف تکین روی آنها اعمال می شود. با اعمال این روش ها طیف داده لرزه ای به مولفه های اصلی تفکیک می شود که هرکدام از آنها رفتار تناوبی دارند که قابل برون یابی هستند. پس از برون یابی هر مولفه اصلی، طیف برون یابی شده از ترکیب این مولفه ها به دست می آید. مولفه های حقیقی و موهومی طیف بسامدی ردلرزه برون یابی می شوند. کارایی روش پیشنهادی روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: خودبرون یابی مولفه های طیف، آنالیز طیف تکین، واهمامیخت در حوزه بسامد، قدرت تفکیک زمانی
  • منصوره منتهایی، بهروز اسکویی صفحه 101
    ناهمسانگردی الکتریکی بدین معنی که چگالی جریان در یک محیط تابعی از جهت گیری میدان الکتریکی در آن محیط باشد، اخیرا در تفسیر اندازه گیری های مگنتوتلوریک (MT) بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در بیشتر این بررسی ها، استنتاج ناهمسانگردی براساس جدایش های فازی قطبش های گوناگون داده های MT بوده است. تاکید بر پاسخ های فاز از این حقیقت ناشی می شود که توده های رسانای سطحی دامنه مؤلفه های تانسور امپدانس مربوط به ساختارهای عمیق تر را مغشوش و استنتاج از پاسخ های دامنه (مقاومت ویژه) را مشکل می سازند. این در شرایطی است که پاسخ های فازی، تانسور فاز، تحت تاثیر حضور این توده ها قرار نمی گیرند. اما پاسخ فازی MT مربوط به نیم فضایی با رسانایی ویژه همگن ولی ناهمسانگرد مستقل از جهت قطبش است و هیچ گونه جدایش فازی رخ نمی دهد. با استفاده از مدل های ساده ناهمسانگردی یک بعدی و دوبعدی نشان می دهیم که جدایش فازی داده های MT در نتیجه تغییرات مکانی یا گرادیان رسانایی ویژه ایجاد شده اند و به خواص عمده ذاتی تانسور رسانایی ویژه بستگی ندارند و از این جهت اساسا با جدایش امواج برشی که در تحقیقات ناهمسانگردی کشسانی مورد استفاده قرارمی گیرند، متفاوت هستند.
    کلیدواژگان: ناهمسانگردی الکتریکی، واپیچش گالوانیکی، جدایش فازی، مگنتوتلوریک
  • اکرم هدایتی دزفولی، مجید آزادی صفحه 115
    در کشور ایران استفاده عملیاتی و تحقیقاتی از مدل های منطقه ای پیش بینی عددی وضع هوا در چند سال اخیر متداول شده است. با وجود این هنوز تحقیقی برای راستی آزمایی این پیش بینی ها با استفاده از روش های آماری صورت نگرفته است. با توجه به اهمیت راستی آزمایی خروجی مدل، در این تحقیق، سعی بر آن است تا خروجی های بارش مدل MM5 را در مناطق گوناگون ایران در یک فصل زمستان (اول دسامبر 2004 لغایت 31 مارس 2005) راستی آزمایی کنیم. با این تحقیق، میزان دقت و صحت خروجی این مدل و در نتیجه کارایی مدل برای مناطق گوناگون ایران در پیش بینی های تا 72 ساعته بررسی و ارزیابی می شود، که در این صورت این امکان داده می شود تا با آگاهی بیشتر، نتایج مدل را به کار بست. در این بررسی ابتدا مدل یادشده برای فصل زمستان سال 1383 برای به دست آوردن پیش بینی های 24، 48 و 72 ساعته اجرا و سپس بارندگی تجمعی 24 ساعته در پیش بینی های 24 تا 72 ساعته برای همه ایستگاه های هواشناسی همدیدی با مقادیر متناظر دیدبانی مقایسه می شود. با در نظر گرفتن ویژگی های ناهمواری، اقلیمی و میانگین بارش، کشور ایران به 9 منطقه تقسیم شده و فرایند راستی آزمایی برای هر منطقه به طور جداگانه، به انجام می رسد. با در نظر گرفتن آستانه هایی برای بارش و تشکیل جدول توافقی برای وقوع یا نبود بارش و نیز جدول های توافقی چندگانه برای آستانه های متفاوت بارش، امتیازهای مهارتی مدل برای بارش با استفاده از این جداول محاسبه و نتایج نهایی از جمع بندی تحلیل های صورت گرفته برای هر منطقه به دست می آید. نتایج نشان می دهد که مهارت مدل در پیش بینی بارش برای آستانه های بارش بسیار کم (=>1/0) و یا زیاد (10<) میلیمتر در 24 ساعت بیشتر است به طوری که برای آستانه های کم بارش در مناطق جنوبی و برای آستانه های زیادبارش در مناطق شمالی و مرتفع کشور خروجی مدل دارای دقت بیشتری برخوردار است. در تحلیل ارزش اقتصادی پیش بینی، نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی نسبی پیش بینی های 24 و 48 ساعته حدود 70 درصد و برای آستانه های بارش، درحالت کلی 65 درصد است.
    کلیدواژگان: جدول توافقی، مدل منطقه ای MM5، امتیاز مهارتی، ارزش اقتصادی پیش بینی، راستی آزمایی پیش بینی بارش
  • محمدعلی نصراصفهانی، فرهنگ احمدی گیوی، علیرضا محب الحجه صفحه 131
    تغییر انرژی جنبشی پیچکی با زمان متاثر از چندین عامل واداشت نظیر همگرایی شار آزمین گرد، همگرایی شار کل انرژی، تبدیل کژفشاری و تبدیل فشاروردی است. در این تحقیق با استفاده از داده های بازتحلیل NCEP/NCAR توزیع میانگین همادی این عوامل واداشت همراه با تولید انرژی پتانسیل در دسترس پیچکی در ماه های بحرانی مثبت و منفی نوسان اطلس شمالی (NAO) در ناحیه مدیترانه و خاورمیانه بررسی شده است. ازآنجاکه در میانگین گیری زمانی جملات واداشت، بخشی از مقادیر مثبت و منفی با یکدیگر خنثی می شوند، علاوه بر میانگین گیری کلی، به طور جداگانه میانگین مقادیر مثبت و منفی این جملات نیز محاسبه و تفسیر شده است.
    نتایج نشان می دهد که میانگین انرژی جنبشی پیچکی در ناحیه ی مدیترانه در دو فاز NAO تفاوت چندانی ندارد، ولی با حرکت به سمت شرق، مقدار آن در فاز مثبت زیادتر می شود. همچنین بزرگی همه جملات محاسبه شده در فاز مثبت در این ناحیه، بیشتر از فاز منفی است. جمله تبدیل کژفشاری در عرض های بالاتر دارای مقادیر بیشتری است ولی در نواحی جنب حاره ای، جمله تبدیل فشاروردی چیره است. بیشینه مقادیر این جمله در شمال محور جت جنب حاره به صورت دو سلول مجزا در غرب ایران و مرکز مدیترانه قرار گرفته و کمینه آن در جنوب محور جت و روی دریای سرخ دیده می شود، به گونه ای که بزرگی همه این مراکز در فاز مثبت بزرگ تر از فاز منفی است.
    بردار شار انرژی نشان دهنده انتقال انرژی از غرب اقیانوس اطلس و شمال اروپا به ناحیه مدیترانه است که در فاز مثبت مقدار آن کمتر است. در مرکز دریای مدیترانه، ناحیه واگرای انرژی دیده می شود و مقدار آن در فاز مثبت به مراتب بزرگ تر از فاز منفی است. وجود ناحیه واگرایی در این ناحیه نشانگر وجود یک منبع قوی انرژی جنبشی پیچکی در این ناحیه است. جهت بردارهای شار آزمین گرد نیز نشانگر انتقال انرژی از این ناحیه به سمت جنوب شرق است، به طوری که در فاز مثبت یک ناحیه همگرا روی دریای سرخ و شمال شرق افریقا به روشنی دیده می شود. بزرگی این ناحیه همگرا در فاز مثبت بیش از فاز منفی است و می تواند دلیل تشدید جت جنب حاره در فاز مثبت باشد. همچنین از الگوی جمله تولید کژفشاری چنین بر می آید که ارتباط منطقه چرخندزای مدیترانه با مسیر توفان اطلس در فاز مثبت NAO ضعیف تر است.
    کلیدواژگان: جریان های جتی، نوسان اطلس شمالی، تبدیل کژفشاری، خاورمیانه، تبدیل فشاروردی، شار انرژی
  • سرمد قادر، عباسعلی علی اکبری بیدختی، سعید فلاحت صفحه 151
    در این مقاله حل عددی مسئله تنظیم راسبی غیرخطی ناپایا که یکی از فرایند های مهم دینامیکی در جو و اقیانوس است، در دو حالت یک بعدی و دوبعدی با استفاده از روش فشرده مک کورمک مرتبه چهارم ارائه می شود. ابتدا به نحوه و چگونگی به دست آوردن روابط این روش اشاره می شود. سپس برای بررسی عملکرد این روش در مقایسه با روش های مرتبه دوم مرکزی، مک کورمک مرتبه دوم و فشرده مرتبه چهارم از دو معادله مدل که دارای حل های تحلیلی هستند، استفاده می شود. نتایج، عملکرد دقیق تر روش فشرده مک کورمک را به ویژه هنگامی که میدان حل با ناپیوستگی همراه باشد، نشان می دهد. برای معادله مدل غیرخطی و برای میدان همراه با ناپیوستگی نتایج نشان می دهند که روش فشرده مرتبه چهارم مرکزی برای کنترل نوسانات اطراف ناپیوستگی، نیاز به استفاده از پالایه فشرده مکانی دارد، درصورتی که در روش فشرده مک کورمک جواب ها با توجه به ماهیت دونقطه ای روش پیش گفته، با دقت بیشتر و بدون نیاز به استفاده از پالایه مکانی به دست می آیند. در ادامه نتایج مربوط به حل مسئله تنظیم راسبی غیرخطی ناپایا برای شرایط اولیه همراه با ناپیوستگی و برای حالت های متفاوت آورده شده است. نتایج به دست آمده توانایی این روش را برای استفاده در مدل های پیش بینی عددی وضع هوا برای پدیده های جبهه ای نشان می دهند.
    کلیدواژگان: دقت عددی، روش فشرده مککورمک، تنظیم راسبی غیرخطی
  • بنفشه حبیبیان دهکردی، بهروز اسکویی، هاینریش براسه صفحه 1
    در این تحقیق، مدل مقاومت ویژه زونار بخیه ترانس-یوروپین، براساس اندازه گیری های مگنتوتلوریک در امتداد یک نیم رخ 400 کیلومتری با جهت گیری شمال شرقی شامل 38 ایستگاه مشاهده به دست می آید. بعد از تحلیل ابعادی و تعیین استرایک، همه توابع تبدیل مگنتوتلوریک و سونداژ تغییرات مغناطیسی حول استرایک تعیین شده چرخانده شده و وارون سازی دوبعدی بر آنها اعمال می شود. نتایج، وجود یک پوشش رسوبی ضخیم و ناهمگنی های رسانایی متعدد در پوسته و گوشته بالایی را نشان می دهد.
    زونار بخیه ترانس-یوروپین (Trans-European Suture Zone: TESZ) مهم ترین مزر زمین ساختی اروپا است که با بیش از 2000 کیلومتر طول، از دریای شمال تا دریای سیاه امتداد دارد و کراتن اروپای شرقی (East European Craton: EEC) را از سکوی پالئوزوئیک (Paleozoic Platform: PP) اروپای غربی و مرکزی جدا می کند (فاراو، 1999). تحقیقات ژئوفیزیکی در این منطقه، اغلب بر استفاده از روش های لرزه ای متمرکز بوده است؛ با وجود این، روش های سونداژ مگنتوتلوریک (Magnetoteluric: MT) و تغییرات مغناطیسی(Magnetvariational: MV) را می توان برای استنباط توزیع رسانایی الکتریکی پوسته و گوشته بالایی و درک بهتر ساختارهای ژئوالکتریکی به کار برد.
    طرح چندملیتی EMTESZ-Pomerania با هدف بررسی جزئیات این منطقه طراحی شد و در خلال آزمایش های میدانی متعدد آن، اندازه گیری های مگنتوتلوریک بلند دوره با استفاده از دستگاه هایی که به طور هم زمان کار می کردند، صورت گرفت. با اعمال کدهای پردازش مقاوم بر داده های برداشت شده در محدوده دوره 20000-10 ثانیه، همه توابع تبدیل ممکن محاسبه شدند (براسه و همکاران، 2006).
    پاسخ های مغناطیسی بین ایستگاهی را می توان درحکم بخش مهمی از توابع تبدیل در نظر گرفت که با اثرات غیرالقایی واپیچیده نمی شوند. علاوه برآن روی مرکز رسانا بیشترین مقدار را دارند؛ برخلاف تیپر که کمترین مقدار را نشان می دهد (وارنتسوف، 2005).
    قابل ذکر است که مدل مقاومت ویژه برای نیم رخ در نظر گرفته شده در این تحقیق، از طریق وارون سازی داده های محلی مگنتوتلوریک به دست آمده و عرضه شده است (ارنست و همکاران، 2008) و هدف اصلی این تحقیق، وارد کردن داده های مغناطیسی بین ایستگاهی در مدل سازی با استفاده از الگوریتم وارون سازی دوبعدی ربک (سیریپن واراپرن و اگبرت، 2000) به منظور بهبود قدرت تفکیک نتایج است.
    کلیدواژگان: زونار بخیه ترانس، یوروپین، سونداژهای مگنتوتلوریک و تغییرات مغناطیسی، وارون سازی دوبعدی
|
  • Page 1
    Reflection and refraction of EM signals at both horizontal and vertical interfaces separate media of different electrical parameters, geoelectromagnetic methods have been developed and employed to recognize the geological features and particularly fault zones in many regions. To achieve higher lateral resolution and also greater depth penetration, the MT method is one of the most effective electromagnetic techniques to imagine the subsurface structures electrically. In 2006 wide frequency range of magnetotelluric measurements were carried out at the eastern part of the city of Arak in Iran to understand the crustal electrical conductivity of the region by putting emphasis on locating the fault zones. The electric and magnetic field components were acquired along a profile across the geological trend at 15 stations. A robust single site processing followed by the inversion and one dimensional as well as two dimensional modeling was performed. The inversion results revealed electrical conductivity structures in correlation with geological features. As a significant result, true locations of two major faults, Talkhab and Tabarteh Faults and a conductive block in between were recognized in the Arak area.
  • Page 15
    Based on 11 years of TOPEX/Poseidon satellite altimetry and coastal tide gauge sea level observations, four tidal constituents, namely O1, K1, M2 and S2, are modeled for the Persian Gulf and Oman Sea using a time-wise approach according to the following details. By selecting the cycle 100 as the reference, 772 points on 12 paths along the track of the altimetry satellite footprints over the Persian Gulf and Oman Sea are selected as the center points of 772 circular cells that were used to catch the repeated MGDR data from cycle 8 through 345 that fall within the aforementioned circular cells with a radius of 0.053?. In this way 772 time series of the sea level observations located at the center of the circular cells are developed. These data were further corrected for all effects whose correction parameters are given by the MGDR data files; except the tidal correction that was kept to become the source of information for our tidal modeling. The gaps in the 772 satellite derived time series are filled via inverse solution of the autocorrelation function that was applied to the existing sea level variation data. Besides, the 1 hourly time series of sea level observations at 17 tide gauges along the Iranian coast line at the Persian Gulf and Oman Sea were used both to check the validity of the tidal models developed by the altimetry data at the 772 point over the above mentioned sea areas and to increase the accuracy of satellite derived tidal models at the shallow waters. The equally spaced 772 satellite altimetry derived time series and 17 time series at the coastal tide gauge stations are subjected to Fourier analysis to obtain the major tidal constituents, which are next used as the initial value within a least square solution to obtain the adjusted tidal frequencies, their phase angles and amplitudes. The result of this step for the satellite derived time series were modeling of all the existing tidal constituents with periods greater than 20 days, as the repetition of the TOPEX/Poseidon satellite altimetry observation is 9.915 days, except for the crossover points where the repetition time period is half. Next, via forward modeling, the effects of the modeled tidal constituents were removed from the original 772 time series to remain with the residual time series that were re-orders according to their observation hour, without considering their observation date in order to develop 2 hourly residual time series, which were used to derive the other short period tidal constituents. The result of the numerical computation and the comparison of the satellite derive models with that obtained by tide gauge observations granted the success of the method and such a new tidal model for four tidal constituents namely, O1, K1, M2 and S2 is developed for the test area, i.e. Persian Gulf and Oman Sea.
  • Page 27
    exploration seismology, migration refers to a multi-channel processing step that attempts to spatially re-position events and improve focusing. Before migration, seismic data is usually displayed with traces plotted at the surface location of the receivers and with a vertical time axis. This means that dipping reflections are systematically mispositioned in the lateral coordinate and the vertical time axis needs a transformation to depth. Also problematic is the unfocused nature of seismic data before migration. Migration moves dipping reflections to their true subsurface positions and collapses diffractions, thus increasing spatial resolution and yielding a seismic image of the subsurface. Time migration which produces a migrated time section is appropriate as long as lateral velocity variations are mild to moderate. Dipping events on a stacked section call for time migration. Conflicting dips with different stacking velocities is one case in which a conventional stacked section differs from a zero-offset section. Thus, poststack migration which assumes that the stacked section is equivalent to a zero-offset is not valid to handle the case of conflicting dips. Instead, one needs to do prestack time migration.
  • Page 45
    The application of NMO (normal moveout) has been recognized as an effective method of generating quasi-zero-offset traces in traditional common-midpoint processing. Artifacts of the NMO method relate to the NMO-stretch effects. Conventional application of normal-moveout correction to a common-midpoint (CMP) reflection generates a stretch that increases with offset and decreases with zero-offset time. Shatilo and Aminzadeh (2000) introduced the technique which implies constant normal moveout (CNMO) for a finite time interval of a seismic trace. Perroud and Tygel (2004) introduced the implementation, called nonstretch NMO, automatically, which avoids the undesirable stretch effects that are present in the conventional NMO. They applied their new method (Nonstretch NMO) to shallow seismic data including high resolution (HR) seismic data and ground-penetrating radar (GPR) measurements.
  • Page 65
    Elastic energy of seismic wave is lost through propagation into the earth. Various factors affect seismic energy. Some of them are frequency independent and recovered in processing steps. But other factors such as intrinsic absorption of medium are frequency dependent and cannot be recovered by processing methods. Lost energy caused by these factors is called attenuation. There are various methods to study the attenuation of seismic energy. Because of the frequency dependency behaviour of attenuation, it acts as a non-stationary quantity. Attenuation coefficient is usually studied in frequency domain based on power spectrum and statistical methods. Since Fourier transform does not consider the temporal variation of frequency content of seismic data, and due to the dependence of attenuation to frequency we used time-frequency tools in this study. Time-frequency transforms such as short-time Fourier transform, wavelet transform and S-transform are common tools in the processing and interpretation of seismic data. In this study, we used the Wigner-Ville distribution as a time-frequency tool to study the seismic wave attenuation.
  • Page 79
    The analytic signal for magnetic anomalies was initially defined as a “complex field deriving from a complex potential” (Nabighian, 1972). This function can be computed easily in the frequency domain, its real part is the horizontal derivative of the field and its imaginary part is the vertical derivative. Analytic signal processing and interpretation requires few initial assumptions regarding the source body geometry and magnetization and is particularly efficient at an early stage of the interpretation even if constraints are not available. For 2-D structures (Nabighian, 1972), the method assumes that the causative bodies have a polygonal cross-section with uniform magnetization. Such structures can also be considered as the superimposition of a finite number of magnetic steps. Narrow dikes and thin sheets can also be taken into account using a lower order of derivation; for example, the field itself instead of the horizontal derivatives. Nabighian (1972) demonstrates that the analytic signal has simple poles at each corner of the structures. The amplitude of the analytic signal is a bell-shaped symmetric function maximizing exactly over the top of each contact, with the width of the amplitude curve being related directly to the depth of the contact. This is also true for any of the derivatives of the signal (Nabighian, 1974); these properties can be used to locate the magnetic contacts and to estimate their depths. Extension of the 2-D analytic signal to three dimensions will allow more general interpretation procedures to be developed, the two-dimensionality assumption being no longer required. The relationship between the horizontal and vertical derivatives for the 3-D case was first derived by Nabighian (1984).
  • Page 87
    Temporal resolution of seismic data is proportional to the seismic band width. Seismic data still have not enough temporal resolution because of the band-limited nature of available data even if it is deconvolved. Lower and higher frequencies of seismic data spectrum are missing and cannot be recovered by the usual deconvolution methods. Because of absorption, high frequencies belonging to the spectrum are missing and recovery of lower frequencies is also a big deal (Lindseth, 1979). Many different deconvolution techniques have been developed to process the data obtained from various sources ranging of seismic data. especially, since for many years in seismic processing, they have been used to improve the temporal resolution of seismic data. In this paper we introduce a method that is the generalization of the autoregressive (AR) spectral extrapolation based method originally applied by Hakan Karsli (2006), which extrapolates the deconvolved seismic spectrum for recovery of missed frequencies. When reflectors are numerous, the seismic spectrum is complicated and extrapolation by AR-based methods is uncertain. The introduced method takes a certain part of both real and imaginary parts of the spectrum, where S/N is high compare to the rest of the spectrum, and extrapolates lower and higher portions of the spectrum using Singular Spectrum Analysis (SSA) and Autoregressive model. Experience shows that a 3–10 dB drop from the maximum amplitude of the spectrum of the source wavelet represents a high SNR portion of the spectrum. Because of the existence of unwanted noise, the usual regression algorithms do not lead to favorable results. In second step of extrapolation algorithm we decompose selected spectrum by SSA.
  • Page 101
    Electrical anisotropy in the earth, the effect of current density dependency on the electric field orientation in a medium, has been considered significantly in recent Magnetotelluric (MT) observations. Several suggestions for electrical anisotropy are based upon MT observations of "phase splits", analogous to shear wave splits in seismology. The MT phase data is accentuated more than its amplitude responses since shallow small scale conductivity heterogeneities cause a significant distortion in MT amplitude responses (known as Galvanic Distortion), while MT phase responses remain immune. To investigate the MT phase response we will use the tensor representation of the MT phase introduced by Caldwell et al. (2004). This representation has the advantage of considerably simplifying the analysis of the Galvanic distortion effect. Moreover no assumption about the dimensionality of the underlying regional conductivity structure is essential. The properties of a generally asymmetric "phase tensor" are best understood in terms of the tensor's graphical representation as an ellipse (figure1). The tensor principal axes and principal values correspond to the major and minor axes and the lengths of the corresponding ellipse radii, respectively
  • Page 115
    During the last several years, application of numerical weather prediction models in the country have become common in both research and operations, even though systematic verification of the models’ results using statistical methods has rarely been conducted (Sodoudi et al. 2009). This paper aims at comparing the MM5 24-hour precipitation forecasts with the corresponding observations using standard scores for categorical forecasts associated with 2×2 contingency tables for different precipitation thresholds over different nine sub-regions of Iran. Comparison is conducted for +24h/+48h/+72h forecasts for a four winter month period from December 2004 to March 2005. Performance of the model results were assessed for all available synoptic and climatological stations scattered across the country at three different precipitation thresholds. The 0.1 mm/24h threshold was considered as the rain/no rain event. The other two intervals are: 0.1-10 and greater than 10 mm/24h for light and heavy precipitation respectively. Based on the long term means of precipitation of different parts of Iran, nine different sub-regions were defined and verification was conducted for the whole country and nine different sub-regions separately. In this study for verification scores the quantity of precipitation is considered as a dichotomous variable by considering different precipitation thresholds. The standard approach is to record the frequencies with which the precipitation was observed and forecasted in a two-by-two table, and then to quantify forecast quality with summary measures of the table. The structure of a typical contingency table is presented in table.
  • Page 131
    Previous studies show that the North Atlantic Oscillation (NAO) is the dominant mode of variability in the northern hemisphere winter with marked climatic effects on its downstream regions. In this article the effects of some important forcing terms in the time tendency equation of the Eddy Kinetic Energy (EKE) in critical positive months (CPM) and critical negative months (CNM) of the NAO are studied using NCEP/NCAR reanalysis data. The data covered span the years 1950-2005 for the winter months (December to February). The critical months are defined on the basis of the monthly index of NAO and include 29 CPM and 33 CNM. The selected forcing terms include baroclinic conversion (BCC), barotropic conversion (BTC), convergence of total energy flux (CTF) and ageostrophic flux (CAF). The ensemble mean of vertical average of these forcing terms as well as the baroclinic generation (BCG) term, representing the generation of available potential energy, are computed over an area from 0 to 90E and 20N to 70N for CPM and CNM. In addition to the usual ensemble mean, to avoid cancellation, separate averages are also taken of the positive and negative values of the foregoing quantities
  • Page 151
    The compact finite difference schemes have been found to give simple ways of reaching the objectives of high accuracy and low computational cost. During the past two decades, the compact schemes have been used extensively for numerical simulation of various fluid dynamics problems. These methods have also been applied for numerical solution of some prototype geophysical fluid dynamics problems (e.g., shallow water equations). Most of the compact finite difference schemes are symmetric (usually with 3 or 5 point stencil) and finding each derivative requires a matrix inversion. However, by splitting the derivative operator of a central compact scheme into one-sided forward and backward operators, a family of compact MacCormack-type schemes can be derived. While these classes of compact schemes are as accurate as the original central compact methods used to derive the one-sided forward and backward operators, they need less computational work per point. In addition, the one-sided nature of the method is an essential advantage of the method especially when severe gradients are present. These two features (i.e. high accuracy and low computational cost) makes the compact MacCormack-type scheme an attractive candidate for numerical models of the atmosphere and oceans. This work focuses on the application of the fourth-order compact MacCormack-type scheme for numerical solution of the unsteady and non-linear Rossby adjustment problem (one and two dimensional cases). The second-order MacCormack method is also used for numerical solution of the equations. In the one-dimensional case, a single layer shallow water model is used to study the unsteady and nonlinear Rossby adjustment problem. The conservative form of the two-dimensional shallow water equations is used to study the unsteady and nonlinear Rossby adjustment problem in the two-dimensional case. For both cases, the time evolution of a fluid layer initially at rest with a discontinuity in the height filed is considered for numerical simulations.
  • Page 1
    The conductivity distribution across the Trans-European Suture Zone (TESZ) is presented based on the measurements along a 400 km northeastern directed profile, starting from the German-Polish Basin, crossing the TESZ and ending at the East European Craton. Two-dimensional inversion was applied to magnetotelluric transfer functions and magnetovariational responses corresponding to 38 long-period simultaneously observed sites. Input data for the inversion procedure were created by rotating all transfer functions to strike direction obtained from strike and dimensionality analysis. The results show a thick sedimentary cover, several crustal inhomogeneities and a deep conductive structure below the center of the TESZ. In order to achieve a stable model, several sensitivity analysis were carried out.