شبیه سازی جبهه ترموهالاینی جریان خروجی خلیج فارس در دریای عمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران

3 موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران

4 دانشکده علوم دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

5 دانشکده فیزیک،دانشگاه اصفهان

چکیده


در تحقیق حاضر اندازه‌گیری‌های میدانی و یک مدل عددی سه‌بعدی(ROMS) به‌منظور مطالعه میدانی و شبیه‌سازی ساختار جبهه ترموهالاینی خلیج‌فارس در دریای عمان مورداستفاده قرارگرفته است. نتایج شبیه‌سازی، شکل‌گیری یک جبهه ترموهالاینی را در عمق 80 متر در جهت شمال شرقی- جنوب غربی در دهانه دریای عمان نشان می‌دهد. تغییرات فصلی جبهه ترموهالاینی، گرادیان‌های دما و شوری را در زمستان به‌صورت یک زبانه باریک در ساحل جنوبی عمان و در تابستان به‌صورت یک جریان جداشده از ساحل نشان می‌دهد که تا میانه دریای عمان پیشروی می‌کند. جبهه ترموهالاینی در تمام طول سال در این منطقه مشاهده شده و در تابستان، به‌صورت یکپارچه و در زمستان به شکل تکه‌ای است. نفوذ آب‌های گرم و شور خلیج‌فارس به دریای عمان افزایش محلی شوری را در لایه‌های میانی در زمستان بین عمق 450-150 متر و در تابستان بین عمق 400-100 متر نشان می‌دهد که بیان‌کننده دو مرز در بالا و پایین لایه‎ها است. همرفت پخش دوگانه و رژیم انگشتی به‌ترتیب در مرزهای بالا و پایین مشاهده می‌شوند. الگوهای پیچیده جریانات اقیانوسی نتیجه‌ای از مونسون‌های متناوب خلیج‌فارس و دریای عمان هستند. الگوی غالب گردش آب سطحی در دریای عمان در زمستان یک گردش سیکلونی در 58 درجه شرقی و در تابستان یک گردش آنتی سیکلونی در 25 درجه شمالی و پیچک‌های دوقطبی با یک سیکلون در غرب و یک آنتی سیکلون در شرق رأس الحمراء است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling Thermohaline Front of the Persian Gulf Outflow in the Oman Sea

نویسندگان [English]

  • Eram ghazi 1
  • Mojtaba Ezam 2
  • Abbasali Aliakbari Bidokhti 3
  • Massoud Torabi Azad 4
  • Esmaeal Hasanzade 5
1 Department of Marine Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Marine Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Institute of geophysics, University of Tehran
4 Department Physical Oceanography, Islamic Azad University, North Tehran Branch, Tehran, Iran
5 Isfahan University
چکیده [English]

A three dimensional numerical model namely ROMS (Regional Ocean Modeling System) and observational data are used to study the thermohaline front of Persian Gulf Outflow in the Oman Sea. The simulation results show the formation of a thermohaline front at 80m depth in the direction of the north-east-southwest at the mouth of the Oman Sea. The seasonal thermohaline front variability was also identified, during winter a heat and salty tongue stretches from the Strait of Hormuz to the continental shelf along the south Oman coast. During summer, it shows a current departing from the coast moving forward to the middle of the Oman Sea. Thermohaline front is observed throughout the year, in summer as unified and patchy in winter. Intrusion of warm and salty water of Persian Gulf into the Gulf of Oman displays a local increase in salinity in the middle layers in 150-450m and 100-400m depths in winter and summer respectively which expresses two boundaries in the upper and lower layers. Diffusive convection and salt fingering can be seen in both the upper and lower boundaries respectively. The complex ocean flow patterns are result of monsoons in the Oman sea area. During the winter monsoon, a single cyclonic gyre is often observed near 58◦E and during the Southwest monsoon in summer, a dipolar eddy near Ras al Hamra and an anticyclone’s gyre in 25°N are detected.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical Modeling
  • Thermohaline Front
  • Double Diffusion
  • Persian Gulf Outflow

[1] Reynolds RM. Physical oceanography of the Gulf, Strait of Hormuz, and the Gulf of Oman—Results from the Mt Mitchell expedition. Marine Pollution Bulletin. 1993 Jan 1;27:35-59.

[2] Swift SA, Bower AS. Formation and circulation of dense water in the Persian Gulf. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003 Jan;108(C1):1-4.

[3] Bidokhti AA, Ezam M. The structure of the Persian Gulf outflow subjected to density variations. Ocean Science Discussions. 2008 May 22;5(2):135-61.

[4] Brewer PG, Fleer AP, Kadar S, Shafer DK, Smith CL. Chemical oceanographic data from the Persian Gulf and Gulf of Oman. WHOI Rep. 1978(78-37).

[5] Pous SP, Carton X, Lazure P. Hydrology and circulation in the Strait of Hormuz and the Gulf of Oman—Results from the GOGP99 Experiment: 1. Strait of Hormuz. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2004 Dec 1;109(C12.

[6] Ezam M, Bidokhti AA, Javid AH. Numerical simulations of spreading of the Persian Gulf outflow into the Oman Sea. Ocean Science. 2010 Oct 11;6(4):887-900.

[7] Senjyu T, Ishimaru T, Matsuyama M, Koike Y. High salinity lens from the Strait of Hormuz. Offshore Environment of the ROPME Sea Area after the War-Related Oil Spill. 1998 Jan:35-48

[8] L’Hégaret P, Carton X. Dipolar eddy near Ras Al Hamra (Sea of Oman). Ocean Dynamics. 2013;63: 633–59.

[9] Aicken W, Shimwell S, Stapleton N. Improved monitoring of oceanographic features in the Gulf of Oman through combined use of satellite thermal infra-red, ocean colour & radar altimeter observations. 2000.

[10] Bower AS, Hunt HD, Price JF. Character and dynamics of the Red Sea and Persian Gulf outflows. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2000 Mar 15;105(C3):6387-414.

[11] Thoppil PG, Hogan PJ. A modeling study of circulation and eddies in the Persian Gulf. Journal of Physical Oceanography. 2010 Sep;40(9):2122-34.

[12] L’HégaretP, Carton X, Louazel S, Boutin, G. Mesoscale eddies and submesoscale structures of Persian Gulf Water off the Omani coast in spring 2011. Ocean Science. 2016; 12: 687–701. doi:10.5194/os-12-687.

[13] سیوف جهرمی مریم، صدری‌نسب مسعود، علی اکبری بیدختی عباسعلی. شبیه‌سازی سه‌بعدی داده‎های اندازه‎گیری شده دریای عمان در اواخر زمستان 2005. مجلۀ علوم و فنون دریایی.1393؛13(3): 21-31.

[14] Bidokhti A. Shear induced splitting of a plume outflow in a stratified enclosed basin. Indian Journal of Geo-Marine Sciences. 2005; 34(2): 192–211.

[15] Griffiths RW, Bidokhti AA. Interleaving intrusions produced by internal waves: a laboratory experiment. Journal of Fluid Mechanics. 2008 May;602:219-39.

[16] Ruddick BR, Oakey NS, Hebert D. Measuring lateral heat flux across a thermohaline front: A model and observational test. Journal of Marine Research. 2010 May 1;68(3-4):523-39.

[17] علی اکبری بیدختی عباسعلی. مبانی دینامیک شاره‌ها. انتشارات دانشگاه تهران؛1383. ص. 286.

[18] Shchepetkin A, McWilliamsJ. Regional Ocean Model System: a split-explicit ocean model with a free-surface and topography-following vertical coordinate. Ocean Modelling. 2005; 9: 347- 404.

[19] Smith WH, Sandwell DT. Global sea floor topography from satellite altimetry and ship depth soundings. Science. 1997 Sep 26;277(5334):1956-62.doi: 10.1126/science.277.5334.1956.

[20] Dee DP, Uppala SM, Simmons AJ, Berrisford P, Poli P, Kobayashi S et all. The ERA‐Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system. Quarterly Journal of the royal meteorological society. 2011 Apr 1;137(656):553-97.

[21] Woodruff R, Reynolds S, Lubker, Lott N. ICOADS release 2.1 data and products. International journal of Climatology. 2005; 25(7): 823–42.

[22] Locarnini R, Mishonov A, Antonov J, T. Boyer T, Garcia H, Baranova O, Zweng M, Johnson D.World Ocean Atlas 2009. 2010; vol. 1.

[23] Willmott CJ. On the validation of models. Physical geography. 1981 Jul 1;2(2):184-94. doi:10.1080/02723646.1981.10642213.

[24] Stern ME. Geostrophic fronts, bores, breaking and blocking waves. Journal of Fluid Mechanics. 1980 Aug;99(4):687-703.

[25] علی اکبری بیدختی عباسعلی، صباغ کاشانی زهرا. همرفت پخش دوگانه و وارونگی دما در آب‎های خلیج‌فارس و دریای عمان. مجله فیزیک زمین و فضا. 1382. 29 (1):45-33.

[26] Johns W, Yao F, Olson D, Josey S, Grist J, SmeedD. Observations of seasonal exchange through the Straits of Hormuz and the inferred heat and freshwater budgets of the Persian Gulf. Journal of Geophysical Research. 2003;08(C12); 3391.              doi:10.1029/2003JC001881.