مدل‌سازی عددی و آشکارسازی اتوماتیک پیچک‌های زیرمیان‌مقیاس (Submesoscale) در خلیج‌فارس با استفاده از یک الگوریتم هندسه برداری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران

2 استادیار، گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران

3 دانشیار، گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

doi
10.22059/jesphys.2021.307109.1007237
چکیده

پیچک­ها یکی از پدیده­های معمول دریایی هستند که باعث انتقال انرژی و جرم در دریا می­شوند. شناسایی و استخراج پیچک­ها یکی از جنبه­های مهم اقیانوس­شناسی فیزیکی است و الگوریتم­های اتوماتیک شناسایی پیچک­ها از اساسی­ترین ابزارها برای آشکارسازی و تحلیل پیچک­ها هستند. از نظر ابعاد و مدت­دوام، پیچک­ها به دو نوع میان­مقیاس و زیرمیان­مقیاس تقسیم می­شوند که پیچک­های زیرمیان­مقیاس دارای مقیاس طولی 100 متر تا 10 کیلومتر و مقیاس زمانی 1 تا 10 روز هستند. در این مطالعه از الگوریتم هندسه برداری برای شناسایی اتوماتیک پیچک­ها در خلیج­فارس استفاده شده است که این الگوریتم بر مبنای چرخش بردار سرعت جریان عمل می‌کند. داده­های اصلی استفاده­شده برای آشکارسازی پیچک­ها، خروجی­های مدل عددی شامل مؤلفه‌های سرعت هستند. این خروجی­ها حاصل مدل‌سازی عددی با درنظرگرفتن واداشت‌های گرما-شوری و تنش باد هستند که پس از پایداری و صحت­سنجی مدل عددی جهت استخراج پیچک­ها به‌عنوان ورودی الگوریتم در نظر گرفته شده­اند. در مجموع 4308 پیچک چرخندی و 2860 پیچک واچرخندی در لایه­ی سطحی و 617 پیچک چرخندی و 329 پیچک واچرخندی در پایین­ترین لایه یعنی عمق 50 متری به‌ازای داده‌های روزانه طی یک سال خروجی مدل شناسایی شد. تعداد پیچک­ها در فصل زمستان بیشترین و در فصل تابستان کمترین است و شعاع میانگین پیچک­های واچرخندی در فصل زمستان و چرخندی در فصل تابستان بیشینه است. بیشترین شعاع پیچک­ها در بازه بین 5-10 کیلومتر و مدت دوام بیشتر آنها نیز بین 3-6 روز است. همچنین هرچه طول عمر پیچک‌ها و شعاع آنها بیشتر باشد، می‌توانند در عمق بیشتری نفوذ کنند.