مطالع تجربي اختلاط نزديك مرز چگالي در دريا  Fulltext 

[ علي اكبر بيدختي ] - دانشيار موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران
[ مهدي ثقفي ] - فوق ليسانس موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران

خلاصه مقاله:

مرز چگالي در آبهاي ساحلي و خورها و كلا محيطهاي دريايي فراوانند. اين مرزها كه از پايدار شديد برخوردار هستند باعث سركوب تلاطم شده (عدد ريجاردسون Ri خيلي بيشتر از مقدار بحراني 0.25) و در نتيجه ابهاي نزدييك اين مرزها را از خاصيت پخش نلاطمي شديد محروم مي كند. اين امر نقش موثري در جلوگيري از پخش آلاينده ها و همينطور نفوذ اكسيژن به لايه پائيني دارد. همچنين عامل كاهش تلاطم در نتيجه خاصيت پايداري هيدروديناميكي مرز چگالي مي تواند در ابهاي خورها محيط مناسبي را براي ته نشست رسوبات آماده سازد. (مثلا در محل سر يك كوه نمك درخورها رسوبگذاري عامل عمده ايجاد مسائل كشتيراني در اين آبها مي شود) مطالعات عمده اي روي اثر مرز چگالي (و قدرت پايداري ان، يعني اختلاف چگالي د و طرف مرز) بر ساختار تلاطم انجام شده اند (مثلا Mcgrath, etal. (1997), Linden (198) ). اين مطالعات نشان مي دهندكه بسته به Ri، مكانيسم هاي مخلتفي در فرايند درون آميختگي (entrainment) نزديك مرز چگالي دخالت دارند.
در اين مقاله، يك مطالعه تجربي روي فرايند اختلاط نزديك مرز چگالي (بين شور و شيرين) در ازمايشگاه ديناميك شاره هاي (سيالات) ژئوفيزيكي موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران انجام شده است. نتايج عمدتا شامل مشاهده مستقيم سرعت پديده درون آميختگي و ساحتار تلاطم است. همنچنين با استفاده از دو شوري سنج دقيق كه در موسسه ساخته شده است پارامترهاي تلاطم نزديك رمز، ازجمله شدت تلاطم مقياسهاي پيچكهاي تلاطمي (turbulent eddies) و طيف تلاطم اندازه گيري شده اند. نتايج نشان ميدهندكه با افزايش Ri ساختارهاي پيچكي تلاطم نزديك مرز چگالي به شدت تغيير فرم (distortion) مي دهند و به ويژه در Riهاي بالا مقدار قابل ملاحظه اي انرژي تلاطم صرف ايجاد امواج داخلي ميشود. تغييرات درون آميختگي به Ri-1 بستگي دارد كه با نتايج ديگران همخواني خوبي دارد. (مثلا Turner).