استفاده از داده‌های دمای سطحی آب دریای عمان جهت شناسایی آب زیرسطحی خلیج فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، آموزش و پرورش استان هرمزگان، پارسیان، ایران

2 دانشکده علوم و فنون دریایی و جوی دانشگاه هرمزگان

3 گروه فیزیک، آموزش و پرورش استان خوزستان، وزارت آموزش و پرورش، اهواز، ایران

چکیده

در این پژوهش با هدف شناسایی و ردیابی آب خلیج فارس در دریای عمان از ماهواره استفاده شده است. ردیابی آّب زیر سطحی خروجی خلیج فارس از گذرگاه تنگه‌ی هرمز به کمک شناسایی ویژگی‌های دمایی آّب سطحی عمان در ناحیه‌ای که وجود آب زیرسطحی خلیج فارس در مطالعات گذشته مورد تایید قرار گرفته است، می‌تواند به ردیابی آب زیرسطحی منجر شود. در این مطالعه از داده‌های دمای ‌سطح‌ دریا از مجموعه داده اوستیا برای حوضه مورد مطالعه که خلیج فارس و قسمتی از دریای عمان (47 الی 45/59 درجه شرقی و 6/22 الی 32 درجه شمالی) می باشد، تهیه شد. سپس با توجه به مطالعات ناشی از داده‌های اندازه‌گیری 73 ساله موجود در منطقه و شناسایی گستره دمایی آب سطحی دریای عمان (00/23- 20/22 درجه سانتی‌گراد) و آب زیر سطحی خلیج فارس (20/22- 00/16 درجه سانتی‌گراد) که بر روی همدیگر قرار گرفته‌اند، داده‌های ماهواره‌ای فیلتر شدند. جهت فیلتر کردن داده‌ها و ترسیم شکل‌ها از کدنویسی در محیط متلب استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد که آب خلیج فارس می‌تواند تا قسمت‌های میانی دریای عمان منتقل شود آب سطحی (دمای 5/28 الی 30 درجه سانتی‌گراد) در فصل سرد در محدوده‌ی 5/58 الی 5/59 درجه شرقی و در فصل گرم، به سمت طول‌های جغرافیایی تا بیش از 5/59 درجه شرقی پیشروی می‌نماید. در نتیجه میزان نفوذ آب خلیج فارس در دریای عمان در فصل گرم نیم درجه طول جغرافیایی بیش از فصل سرد است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Using surface temperature data of the Oman Sea to identify subsurface water of the Persian Gulf

نویسندگان [English]

  • Hoseyn Ramak 1
  • maryam soyufjahromi 2
  • Parasto Akbari 3
1 Department of physics, Education office of Hormozgan Province, Education Ministry, Parsiyan, Iran
2 hormozgan university
3 Department of physics, Education office of Khoozestan Province, Education Ministry, Ahwaz, Iran
چکیده [English]

In this research, satellite has been used for the purpose of identifying and finding the waters of the PersianGulf in the Sea of Oman.Finding the subsurface water exiting the PersianGulf through the cross of the Strait of Hormuz by identifying the temperature characteristics of Oman's surface water in the area where the presence of subsurface water in the Persian Gulf has been confirmed in previous studies can lead to finding the subsurface water.In this study, the sea surface temperature data of OSTIA for the studied basin, which is the Persian Gulf and a part of the Oman Sea(47 to59.45degrees of east and 22.60 to 32 degrees of north)was prepared.Then, according to the studies based on the73-year measurement data available in the region and identifying the temperature range of the surface water of the Oman Sea(22.20-23.00C) and the subsurface water of the Persian Gulf(16.00-22.20C)superimposed on each other, the satellite data were filtered. In order to filter the data and draw the figures, it was used coding in MATLAB environment.The results show that the water of the Persian Gulf can be transported to the middle parts of the Oman Sea, surface water (temperature 28.5 to 30 degrees of centigrade)in the cold season in the range of58.5to59degrees of east and in the warm season it advances towards the longitudes up to 59.5 degrees of east.As a result, the infiltration rate of Persian Gulf water in the Oman Sea in the warm season is half a degree of longitude more than the cold season.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Satellite
  • Water mass
  • Persian Gulf
  • Oman Sea
  • Sea surface temperature

مراجع

 [1] Wright LD, Short AD, Green MO. Short term changes in the morphodynamic states of beaches and surf zones: An empirical predictive model. Marine Geology. 1985;62(3-4):339–64. doi: 10.1016/0025-3227(85)90123-9.
[2] Ariyo k, Yoji T, Akira K, Masahiko S. Generalized Lyzenga's Predictor of Shallow Water Depth for Multispectral Satellite Imagery. Marine Geodesy. 2013;36(4):365-76. doi:10.1080/01490419.2013.839974.
[3] Clark RK, Fay TH, Walker CL. Bathymetry calculations with Landsat 4 TM imagery under a generalized ratio assumption. Applied Optics. 1987;26(19):10584-9. doi:10.1364/ao.26.4036_1.
[4] Geyman EC, Maloof AC. A simple method for extracting water depth from multispectral satellite imagery in regions of variable bottom type. Earth and Space Science.2019;6(3):527–37. doi:10.1029/2018EA000539.
[5] Liang J, Zhang J, Ma Y, Zhang C. Derivation of Bathymetry from High-resolution Optical Satellite Imagery and USV Sounding Data. Marine Geodesy.2017;40(6):466-79. doi:10.1080/01490419.2017.1370044.
[6] Barron CN, Vastano AC. Satellite observations of surface circulation in the northwestern Gulf of Mexico during March and April 1989. Journal of Continental Shelf Research. 1994;14(6):607-28. doi:10.1016/0278-4343(94)90109-0.
[7] Piracha A, Sabia R, Fernández-Prieto D, Klockmann M, Castaldo L. Satellite based estimation of water-mass formation areas and extents. Proceedings Volume 10784, Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions, SPIE Remote Sensing, Berlin, Germany. 2018;107840N(2018). doi: 10.1117/12.2325699.
[8] Barton BI, Lique C, Lenn YD. Water mass properties derivedfrom satellite observations in the Barents Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans.2020;125(8):e2019JC015449.  doi:10.1029/2019JC015449
 [9] Roberts-Jones J, Fiedler E, Martin M. Daily, global, high-resolution SST and sea-ice reanalysis for 1985- 2007 using the OSTIA system. Journal of Climate.2012;25(18):6215–32. doi:10.1175/JCLI-D-11-00648.1.
[10] Hasson A, Pegliasco C, Boutin J, Morrow R. Colder and smaller: 10 years of observations of surface salinity by SMOS, Aquarius and SMAP to study mesoscale eddies in the Southern Ocean. In: 22nd EGU General Assembly Conference Abstracts; 2020 May (p. 21449). doi:10.5194/egusphere-egu2020-21449, 2020
[11] Tarasenko A, Supply A, Kusse-Tiuz N, Ivanov V, Makhotin M, Tournadre J, Chapron B, Boutin J, Kolodziejczyk N, Reverdin G. Properties of surface water masses in the Laptev and the East Siberian seas in summer 2018 from in situ and satellite data. Ocean Science. 2021;17(1):221-247. doi:10.5194/os-17-221-2021.
[12] Stark JD, Donlon CJ, Martin MJ, McCulloch ME. OSTIA: An operational, high resolution, real time, global sea surface temperature analysis system. Oceans. 2007;2007-europe:1–4. doi: 10.1109/OCEANSE.2007.4302251.
[13] Lorenz M, Klingbell K, Burchard H. Numerical Study of the Exchange Flow of the Persian Gulf Using an Extended Total Exchange Flow Analysis Framework. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2020; 125(2):e2019JC015527. doi:10.1029/2019JC015527
[14] Rochford DJ. Salinity maxima in the upper 1000 metres of the north Indian Ocean. Australian Journal of Marine and Freshwater Research. 1964;15(1): 1-24. doi:10.1071/MF9640001.
[15] Premchand K, Sastry JS, Murty CS. Water mass structure in the western Indian Ocean: Part II- The spreading and transportation of Persian Gulf water. Mausam, 1986;37(2):179-86.  doi:10.54302/mausam.v37i2.2260.
 [16] Prasad TG, Ikeda M, Kumar SP. Seasonal spreading of the Persian Gulf Water mass in the Arabian Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001;106(C8):17059-17071. doi:10.1029/2000JC000480.
[17] Johns W, Yao F, Olson D, Josey S, Grist J, Smeed D. Observations of seasonal exchange through the Straits of Hormuz and the inferred heat and freshwater budgets of the Persian Gulf. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003; 108(C12). doi:10.1029/2003JC001881.
[18] Matsuyama M, Kitade Y, Senjyu T, Koike Y,Ishimaru T. Vertical structure of a current and density front in the Strait of Hormuz. In Offshore Environments of the ROPME after the War related Oil-Spill edited by Otsuki A, Abdulraheem MY, Reynolds RM. Terra Sci., Tokyo. 1998; 23-34.
[19] Pous S, 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;109(C12). doi:10.1029/2003JC002146
[20] Alessi CA, Hunt HD, Bower AS. Hydrographic data from the U. S. Naval Oceanographic Office: Persian Gulf, southern Red Sea, and Arabian Sea, 1923–1996. WHOI Technical Reports WHOI‐99‐02. Woods Hole Oceanographic Institution. Woods Hole, Mass. doi:10.1575/1912/78.
[21] ملکوتیان مصطفی. مقدمه‌ای بر جغرافیای سیاسی و اهمیت استراتژیک ایران. مجلة دانشکدۀ حقوق و علوم سیاسی. 1383؛ 63(1):203-221.
[22] Rynolds M. Physical oceanography of the Gulf, Strait of Hormuz, and the Gulf of Oman—Results from the Mt Mitchell expedition. Marine Pollution Bulletin. 1993;27: 35-59. doi:10.1016/0025-326X(93)90007-7.
[23] Emery KO. Sediments and water of Persian Gulf. AAPG Bulletin. 1956; 40(10): 2354-83. doi: 10.1306/5CEAE595-16BB-11D7-8645000102C1865D.
[24] Dueing W, Koske PH. Hydrographic observation in the Arabian Sea during the NE monsoon period 1964–1965. Meteor Forschungsergeb., Reihe A. 1967;8:1-43.
[25] Duing W, Schwill W D. Spreading and mixing of the highly saline water of the Red Sea and the Persian Gulf. “Meteor” Forschungsergebnisse A. 1967;8:44-66.
[26] Sewell RBS. The John Murray expedition to the Arabian Sea. Nature. 1934;133(3366):86-9. doi: 10.1038/133669a0.
[27] ESRI. ArcGIS Desktop (Version 10.3). Redlands, CA: Environmental Systems Research Institute. 2011.
[28] ERDDAP. Global SST and Sea Ice Analysis, Retrieved 31 July  2020. 2020. https://coastwatch.pfeg.noaa.gov/erddap/griddap/jplUKMO_OSTIAv20.html
[29] MetOffice. The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA) system. 2018. https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2018/17975-operational-sea-surface-temperature-and-ice-analysis-ostia-system.pdf
[30] Sadrinasab M, Kämpf J. Three‐dimensional flushing times of the Persian Gulf. Geophysical research letters. 2004;31(24):L24301. doi:10.1029/2004GL020425.
[31] Swift SA, Bower AS. Formation and circulation of dense water in the Persian Gulf. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003; 108(C1):1-4. doi:10.1029/2002JC001360.
[32] Babu DR, Hosseinzadeh M, Ehsaninejad A, Babaei R, Kashkooli MR, Akbary H. Carbonates precipitation in MEG loops–A comparative study of South Pars and Bass Strait gas fields. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2015;27(2):955-966. doi: 10.1016/j.jngse.2015.09.035.
[33] Rezaei-Latifi A. Spatial and temporal variability of the surface permittivity of Persian Gulf water at the C-band. Applied Mathematical Modelling. 2016;40(2):1069-1081. doi:10.1016/j.apm.2015.06.025.
[34] Shanableh A, Imteaz M, Hamad K, Omar M, Merabtene T, Siddique M. Potential impact of global warming on whiting in a semi-enclosed gulf. International Journal of Global Warming. 2017;13(3-4):411-425. doi:10.1504/IJGW.2017.087210.
[35] شفیعی سروستانی راحله، صدری نسب مسعود، اکبری نسب محمد. ردیابی توده‌های آب خلیج عدن با استفاده از ردیاب غیرفعال . نشریه علمی - پژوهشی اقیانوس شناسی. 1397؛ ۹ (۳۵):۶۰-۴۹.
[36] Shanableh A, Al-Ruzouq R, Al-Khayyat G. Assessing the spatial and temporal capacity of a semi-enclosed gulf to absorb and release CO2 Using GIS and Remote Sensing. In: Pradhan, B. (eds) Global Civil Engineering Conference (GCEC) 2017. GCEC 2017. Lecture Notes in Civil Engineering, vol 9. Singapore: Springer; 2019. p.1161-73. doi: 10.1007/978-981-10-8016-6_81.
[37] Azarmsa SA. Thermal structure in coastal waters of central Bushehr (Iran/Persian Gulf). Indian Journal of Marine Sciences. 2008;37(3):273-278. http://nopr.niscpr.res.in/handle/123456789/2049
[38] عبدالخانیان نسرین، علمی‌زاده هیوا، دادالهی سهراب علی، سواری احمد، فیاض محمدی محمد. مدل‌سازی مقایسه پخش آلودگی در اروندرود در فصل کم‌آبی و پر‌آبی، مجله علوم و فنون دریایی. 1396؛ 16(4): 13-24.
[39] Sadrinasab M, Poorkiani K. A three-dimensional numerical modeling of contaminant dispersion from Arvand Rood River into the Persian Gulf. Journal of the Persian Gulf (Marine Science). 2011;2(4):19-26.‎
[40] Abdolkhanian N, Elmizadeh H, Dadolahi Sohrab A, Savari A, Fayaz Mohammadi M. Modeling Flow Velocity and the Area of Erosion and Sedimentation at the Entrance of Arvand River to the Persian Gulf Using GIS. Physical Geography Research Quarterly. 2018;50(2):207-219. doi: 10.22059/jphgr.2018.225389.1006993
[41] Sarani AS, Mehrfar H, Raeisi A. Sound Speed Spatial Modeling in Persian Gulf in a 2001 ROPME Patrol using Geostatistical Techniques. 4th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development; 27-29 December 2016; Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
[42] Akbary H, Mousavi Khoshdel SH, Bolouki Azari MR, Saeedi A, Hosseinzadeh M, Ehsaninejad A, Bahmannia GH, Babu DR. Thermal Regime Effect on Gas-Transport Lines in the Persian Gulf. Oil and Gas Facilities. 2016;5(06):SPE-185176-PA. doi:10.2118/185176-PA
[43] Bower A, Hunt DH, Pricr JF. Character and dynamic of the Red Sea and Peasian Gulf outflows. Journal of geophysical research: Oceans. 2000;105(C3):6387-6414. doi: 10.1029/1999JC900297
[44] Azizpour J, Chegini V, Khosravi M, Einali A. Study of the Physical Oceanographic Properties of the Persian Gulf, Strait of Hormuz and Gulf of Oman Based on PG-GOOS CTD Measurements. Journal of the Persian Gulf. 2014;5(18):37-48.
[45] Ghazi E, Bidokhti A, Ezam M, Azad M, Hassanzadeh S. Physical Properties of Persian Gulf Outflow Thermohaline Intrusion in the Oman Sea. Open Journal of Marine Science. 2017;7(1):169-190. doi:10.4236/ojms.2017.71013.
[46] سیه‌سرانی آسیه. مدل‌سازی عددی پارامترهای فیزیکی دما و شوری در خلیج‌فارس. سومین کنفرانس بین‌المللی اقیانوس‌شناسی خلیج‌فارس؛ زمستان 1394؛ تهران.
[47] Kämpf J, Sadrinasab M. The circulation of the Persian Gulf: a numerical study. Ocean Science Discussions, European Geoscience Union. 2005;2(1):129-64. ⟨hal-00298403⟩
[48] Gertman I, Pinardi N, Popov Y, Hecht A. Aegean Sea Water Masses during the Early Stages of the Eastern Mediterranean Climatic Transient (1988–90). Journal of Physical Oceanography. 2006;36(9):1841-59. doi:10.1175/JPO2940.1
[49] Ezam M, Bidokhti AA, Javid AH. Numerical simulations of spreading of the Persian Gulf outflow into the Oman Sea. Ocean Science. 2010; 6:887–900. doi:10.5194/osd-6-3057-2009.
[50] قاضی ارم، بیدختی عباسعلی، عظام مجتبی، ذوالجودی مجتبی. مطالعه وارونگی‌های دما و شوری در آب‌های دریای عمان. مجله اقیانوس شناسی. ۱۴۰۰؛ ۱۲ (۴۵):۲۷-۱۶.
[51] Zervakis V, Georgopoulos D, Drakopoulos PG. Hydrology and circulation in the north Aegean (eastern Mediterranean) throughout 1997 and 1998. Mediterranean Marine Science. 2002;3(1): 5–19. doi:10.12681/mms.254.
[52] Kumar SP, Prasad TG. Formation and spreading of Arabian Sea high‐salinity water mass. Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999;104(C1):1455-64.  doi:10.1029/1998JC900022.
[53] رامک حسین. مقایسۀ الگوی تغییرات تبادل آب در تنگة هرمز در دو فصل گرم و سرد[ رساله دکتری]. بندر عباس: دانشگاه هرمزگان؛ ۱۴۰۰. ص. 135-50.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار