الگوی امواج ناشی از باد در دریای خزر

شناخت مشخصه‌های امواج منطقه از نیازمندی‌های اولیه در هر فعالیت دریایی و مطالعات زیست محیطی است. در این تحقیق با استفاده از مدل‌سازی عددی با شبکه محاسباتی نامنظم مثلثی به شبیه‌سازی امواج ناشی از باد در حوضه دریای خزر پرداخته شده است. سپس میدان موج دریای خزر در بازه زمانی سال 2000 تا 2020 مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از مدل عددی swan با شبکه محاسباتی نامنظم و میدان باد مجموعه داده‌های بازتحلیل erainterim با دقت شبکه 0.125 درجه استفاده شده است. نتایج مدل با داده‌های اندازه‌گیری بویه‌های موج‌نگار بندر نوشهر، امیرآباد و انزلی صحت‌سنجی شد. برای بالا بردن دقت پیش‌بینی، مدل با ضرایب مختلف رشد موج و ضریب استهلاک انرژی با سفیدک موج مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین ضریب آنها برای امواج ناشی از باد در دریای خزر انتخاب گردید. سپس برای یک دوره 20 ساله علاوه بر استخراج میانگین ماهیانه میدان باد و موج شاخص، میدان امواج ناشی از باد با استفاده از روش تحلیل مولفه‌های اصلی در حوضه مطالعاتی استخراج شد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد مولفه اول تحلیل حدود 70% ، مولفه دوم حدود 20% و مولفه سوم حدود 5% از الگوی کلی آنومالی امواج ناشی از باد را در دریای خزر می‌تواند تفسیر نماند و می‌توان تاثیر امواج محلی را در الگوی کلی امواج ناشی از باد منطقه به شکل جداگانه بررسی کرد.

Wind-driven Waves Pattern in the Caspian Sea

An accurate knowledge and understanding of winddriven wave characteristics is one of basic requirements in marine activities and environmental studies. The present research deals modeling winddriven wave with irregular triangular computational mesh grid in the Caspian Sea. Then, the winddriven wave field of the Caspian Sea has been analyzed in the 2000 2020 period. For this purpose, the SWAN numerical model with irregular computational mesh grid was used to simulate winddriven wave characteristics using EraInterim reanalysis data with accuracy of 0.125 degree. The results of the modeling were validated with the measurements data in Nowshahr, Amirabad and Anzali buoys position. To increase the forecast accuracy, the model with different AGROWTH and the Whitecapping coefficients was evaluated in the Caspian Sea. Then the monthly average sea surface wind and the significant wave height field extracted for a period of 20 years. Also, dominant winddriven wave patterns were extracted using the Empirical Orthogonal Functions (EOF) analysis method in the study area. The results show that three first main components of the EOF analysis are respectively about 70%, 20% and 5% of the total anomaly pattern of the winddriven waves in the Caspian Sea. Therefore we can interpret separately the effect of the local waves on the general winddriven wave pattern of the Caspian Sea.