ردیابی توده آب خلیج‌ فارس با استفاده از ویژگی‌های دما و شوری سطحی

پیشینه و اهداف:  خلیج‌فارس، محیطی کم‌عمق، نیمه‌بسته و با عمق متوسط 35 متر و بیشینه‌ عمق 90 متر است که از طریق تنگه‌ی هرمز به خلیج عمان متصل می‌شود. خلیج فارس یکی از منابع اصلی توده آب شور جهان است. در گذشته از ردیاب‌های غیرفعال برای ردیابی توده‌ی آب استفاده می‌شده است. کاربرد داده‌های ماهواره‌ای در مطالعه الگوی آب و توده‌ی آب به عنوان یک علم جدید مطرح است. دلیل استفاده از داده‌های ‌ماهواره‌ای، کم هزینه بودن و در دسترس بودن آن است. هدف این پژوهش، بررسی موقعیت مکانی توده آب خلیج فارس (pgw) در دو فصل گرم و سرد است که با استفاده از تحلیل داده‌های ماهواره‌ای، نحوه توزیع و پویایی توده‌ی‌ آب خلیج فارس بررسی شده است و مناطق احتمالی آن در دریای عمان شناسایی شده است.روش‌ها‌:  به ترتیب، دمای منطقه مورد مطالعه (e˚59.45- 47.00، n˚32.00 - 22.60) از گروه داده‌های دمای ‌سطح‌ دریا (sst) با قدرت‌ تفکیک‌ زیاد (قدرت ‌تفکیک ˚0.05)، به اختصار ostia و شوری ‌سطح ‌دریا (sss) از noaa nesdis star (قدرت ‌تفکیک ˚0.25) از noaa تهیه شد. ابتدا اطلاعات ‌آماری ‌‌روزانه‌ی شش سال (2014-2019)، به صورت سالیانه، و در دو فصل گرم و سرد استخراج گردید. سپس از داده‌ها برای کل‌حوضه، متوسط زمانی، بیشینه، کمینه، دامنه و انحراف ‌معیار به دست آمد و متوسط هر فصل به تفکیک رسم گردید. میانگین مکانی sst سالیانه حوضه در سال‌های مذکور (2014-2019) برای همه‌ی سلول‌ها، محاسبه شد اما از محاسبه میانگین مکانی sss سالیانه به علت اینکه در بسیاری از سلول‌ها، داده وجود نداشت، صرف‌نظر شد. سپس داده‌ها‌ی ماهواره‌ای sst و sss، با توجه به داده‌های تاریخی اندازه‌گیری شده‌ی 73 ساله‌، در متلب از نظر مکانی فیلتر شدند تا محدوده فیلتر شده‌ی sst و sss به دست آید و گسترش توده‌ی pgw در دریای عمان مشخص گردد.یافته‌ها:  از فیلتر دمایی داده‌های ما‌هواره‌ای ostia در فصل گرم سال‌های مورد مطالعه (2014-2019) مشاهده گردید که توده‌ی pgw تغییر مکان داده است، به طوری‌که در سال 2016 نسبت به سال 2015 توده‌ی pgw در حدود 0.12 درجه معادل 14 کیلومتر و سال 2017 نسبت به سال 2016 نیز حدود 0.08 درجه معادل 9 کیلومتر جلوتر رفته و به سمت شرق پیشروی داشته است. توده‌ی pgw، می‌تواند در دریای ‌عمان و به فاصله 300 تا 350 کیلومتر از تنگه ‌هرمز منتقل شود. پهنای توده‌ی pgw در دریای عمان، حدود یک درجه (e˚56-57) در فصل گرم و 2.5 درجه (e˚59.5- 57) در فصل سرد، با تغییرات سالیانه است. (بیشترین گسترش در 2015 اتفاق افتاده است.).نتیجه‌گیری:  این مطالعه نشان می‌دهد که اختلاف بیشترین sst روزانه‌ی فصل گرم و سرد (به ترتیب، c˚35.87 و c˚34.06)، حدود c˚1.8 ‌بوده‌است و اختلاف کمترین sst روزانه در فصل گرم و سرد (به ترتیب، c˚18.27 و c˚13.11) حدود c˚5.16 بود. میانگین شوری در فصل گرم در حدود psu34.08 تا psu36.49 است که دامنه‌ی تغییرات آن psu2.4 است. در صورتی‌که در فصل سرد میانگین شوری در محدوده‌ی psu34.51 الی psu36.5 با دامنه‌ی تغییرات psu2.01 است. همچنین، آب سطحی (با دمای فیلترشده‌ی c˚30-28.5) در فصل سرد در غرب دریای عمان (e˚58.5 الی e˚59.5) قرار دارد. این آب در فصل گرم، به سمت قسمت‌های میانی دریای عمان (طول‌های جغرافیایی بیشتر از e˚59.5) پیشروی می‌نماید که بیانگر نفوذ بیشتر توده‌ی pgw از لایه زیرسطحی آن به دریای عمان در فصل گرم است.

Persian Gulf Water mass tracking by surface temperature and salinity properties

Background and Objectives: The Persian Gulf is a shallow, semi-closed environment with an average depth of 35 meters and a maximum depth of 90 meters, connected to the Gulf of Oman through the Strait of Hormuz. The Persian Gulf is one of the main sources of saline water masses in the world. In the past, passive detectors have been used to track water mass. The use of satellite data in the study of water patterns and masses is a new science. The reasons of satellite data usage are its low costs and its availability. The purpose of this research is to investigate the location of Persian Gulf Water mass (PGW) in both warm and cold seasons which by using satellite data analysis, the distribution and dynamics of the Persian Gulf Water mass have been investigated and its possible areas in the Oman Sea have been identified.Methods: The sea surface temperature of the studied area (47.00-59.45˚E, 22.60-32.00˚N) prepared from the Group for High Resoulation Sea Surface Temperature (SST) of NOAA named OSTIA (by the resolution of 0.05˚), and Sea Surface Salinity (SSS) prepared from NOAA NESDIS STAR (by the resolution of 0.25˚), respectively. First, daily statistical data for six years (2014-2019) were extracted annually, in both warm and cold seasons. Then, temporal mean, maximum, minimum, range and standard deviation were obtained for the whole basin and the means of the basin were illustrated separately for each season. The spatial mean of annual SST of basin in the studied years (2014-2019) was calculated for all cells, but the spatial mean of annual SSS was not calculated due to the lack of data in many cells. Then, the SST and SSS satellite data, according to the 73-years measured historical data, were spatially filtered in MATLAB to obtain the filtered range of SST and SSS and determine the expansion of the PGW mass in Oman Sea.Findings: From the filter of OSTIA satellite data in the warm season of the studied years (2014-2019), it was observed that the PGW mass has shifted, so that PGW mass has gone further and moved to east about 0.12 degrees equal to 14 km in 2016 in compared with 2015 and about 0.08 degrees, equivalent to 9 km in 2017 in compared with 2016. The PGW can be transported in the Oman Sea, 300 to 350 km from the Strait of Hormuz. The width of PGW in the Oman Sea is about one degree (56-57˚E) in the warm season and 2.5 degrees (57-59.5˚E) in the cold season, by annual changes. (The widest expansion happened in 2015.).Conclusion: This study represents that the difference of the highest daily SST of the warm and cold seasons (35.87˚C and 34.06˚C, respectively) were about 1.8˚C and the lowest daily SST difference of  the warm and cold seasons (18.27˚C and 13.11˚C, respectively) were about 5.16˚C. The average salinity in the warm season is about 34.08 psu to 36.49 psu with a range of changes of 2.4 psu. Whereas the average salinity is in the range of 34.51 psu to 36.50 psu with a range of changes of 2.01 psu in the cold season. Moreover, the surface water of the cold season (by filtered temperature of 28.5-30˚C) is located in the west of Oman Sea (58.5˚E to 59.5˚E). In the warm season, this water progress farther to the middle of Oman Sea (longitudes more than 59.5˚E), which indicates that the PGW mass penetrates more from its subsurface to the Oman Sea in the warm season.