مدل‌سازی بی‌هنجاری ژئومغناطیسی ناشی از حرکت جسم شناور در دریا

حرکت جسم شناور در دریا باعث القای یک بی هنجاری ژئومغناطیسی در میدان مغناطیسی زمین می گردد. در این مطالعه یک مدل ریاضی جهت بررسی تغییرات این بی هنجاری ژئومغناطیسی در آب های با عمق محدود ارائه می شود که رابطه ی این بی هنجاری را با پارامترهای محیطی و فیزیک جسم شناور بیان می کند. آنالیز فرکانسی روی مدل ریاضی مذکور، نشان می دهد که بی هنجاری ژئومغناطیسی ناشی از حرکت جسم شناور، دارای مولفه های فرکانسی خاصی است که آن را از نویز محیطی و میدان های الکترومغناطیسی ناشی از سایر امواج محیط دریا قابل تفکیک می کند. شبیه سازی برای یک شناور معمولی در دریا با عمق های مختلف نشان می دهد که همیشه فاصله ی بهینه ای از سطح آب وجود دارد که با قرار دادن حسگر مغناطیسی در آن فاصله، بیشترین دامنه بی هنجاری ژئومغناطیسی قابل دریافت است. در این مقاله نشان داده می شود که این عمق بهینه به عمق آب دریا نیز وابسته است. به علاوه اثبات می شود که با افزایش سرعت شناور، دامنه ی بی هنجاری فوق بیشتر شده و با کاهش سرعت شناور، کاهش می یابد.

Geomagnetic Anomaly Due to Moving Body in Shallow Water

Wake is hydrodynamic footprint of a vessel at sea. The Earth's magnetic field makes these footprints visible using magnetic sensors. Geomagnetic anomalies induced by the motion of vessels may extend several kilometers and stay up long hours under certain conditions. Physical properties of this geomagnetic anomaly are studied in this paper. A mathematical model is derived to simulate the anomaly in shallow waters. It is shown that the peak of geomagnetic anomaly spectrum is located in the range of frequencies where the corresponding value of the ambient noise spectrum is less significant. In addition, it is shown that there is an optimum depth in which the geomagnetic anomaly has a maximum. Variation of the geomagnetic anomaly with vessel speed is studied and it is shown that higher speed vessels make stronger anomalies in geomagnetic field.