مدل سازي بي هنجاري ژيومغناطيسي ناشي از حركت جسم شناور در دريا

Geomagnetic Anomaly Due to Moving Body in Shallow Water

حركت جسم شناور در دريا باعث القاي يك بي هنجاري ژيومغناطيسي در ميدان مغناطيسي زمين مي‌گردد. در اين مطالعه يك مدل رياضي جهت بررسي تغييرات اين بي هنجاري ژيومغناطيسي در آب‌هاي با عمق محدود ارايه مي‌شود كه رابطه‌ي اين بي هنجاري را با پارامترهاي محيطي و فيزيك جسم شناور بيان مي‌كند. آناليز فركانسي روي مدل رياضي مذكور، نشان مي دهد كه بي هنجاري ژيومغناطيسي ناشي از حركت جسم شناور، داراي مولفه‌هاي فركانسي خاصي است كه آن را از نويز محيطي و ميدان‌هاي الكترومغناطيسي ناشي از ساير امواج محيط دريا قابل تفكيك مي‌كند. شبيه‌سازي براي يك شناور معمولي در دريا با عمق هاي مختلف نشان مي‌دهد كه هميشه فاصله‌ي بهينه‌اي از سطح آب وجود دارد كه با قرار دادن حسگر مغناطيسي در آن فاصله، بيشترين دامنه بي هنجاري ژيومغناطيسي قابل دريافت است. در اين مقاله نشان داده مي‌شود كه اين عمق بهينه به عمق آب دريا نيز وابسته است. به علاوه اثبات مي‌شود كه با افزايش سرعت شناور، دامنه‌ي بي هنجاري فوق بيشتر شده و با كاهش سرعت شناور، كاهش مي يابد.

Wake is hydrodynamic footprint of a vessel at sea. The Earthʹs 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.