الگوي امواج ناشي از باد در درياي خزر

Wind-driven Waves Pattern in the Caspian Sea

شناخت مشخصه‌هاي امواج منطقه از نيازمندي‌هاي اوليه در هر فعاليت دريايي و مطالعات زيست محيطي است. در اين تحقيق با استفاده از مدل‌سازي عددي با شبكه محاسباتي نامنظم مثلثي به شبيه‌سازي امواج ناشي از باد در حوضه درياي خزر پرداخته شده است. سپس ميدان موج درياي خزر در بازه زماني سال 2000 تا 2020 مورد تحليل و بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور از مدل عددي SWAN با شبكه محاسباتي نامنظم و ميدان باد مجموعه داده‌هاي بازتحليل Era-Interim با دقت شبكه 125/0 درجه استفاده شده است. نتايج مدل با داده‌هاي اندازه‌گيري بويه‌هاي موج‌نگار بندر نوشهر، اميرآباد و انزلي صحت‌سنجي شد. براي بالا بردن دقت پيش‌بيني، مدل با ضرايب مختلف رشد موج و ضريب استهلاك انرژي با سفيدك موج مورد ارزيابي قرار گرفت و بهترين ضريب آنها براي امواج ناشي از باد در درياي خزر انتخاب گرديد. سپس براي يك دوره 20 ساله علاوه بر استخراج ميانگين ماهيانه ميدان باد و موج شاخص، ميدان امواج ناشي از باد با استفاده از روش تحليل مولفه‌هاي اصلي در حوضه مطالعاتي استخراج شد. نتايج تحقيق نشان مي‌دهد مولفه اول تحليل حدود 70% ، مولفه دوم حدود 20% و مولفه سوم حدود 5% از الگوي كلي آنومالي امواج ناشي از باد را در درياي خزر مي‌تواند تفسير نماند و مي‌توان تاثير امواج محلي را در الگوي كلي امواج ناشي از باد منطقه به شكل جداگانه بررسي كرد.

An accurate knowledge and understanding of wind-driven wave characteristics is one of basic requirements in marine activities and environmental studies. The present research deals modeling wind-driven wave with irregular triangular computational mesh grid in the Caspian Sea. Then, the wind-driven 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 wind-driven wave characteristics using Era-Interim 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 wind-driven 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 wind-driven waves in the Caspian Sea. Therefore we can interpret separately the effect of the local waves on the general wind-driven wave pattern of the Caspian Sea.