آشنایی با مهندسی دریا(کشتی سازی و سازه های دریایی)

[Sina]

رابطه شوری با عمق خطی نیست

به مرور زیاد میشه و از یجا به بعد به حد خودش میرسه و دیگه از یه عمقی به بعد شوری توی آب اونقدر عوض نمیشه

ولی خب شوری تا عمق ۲۰۰ متری هی بیشتر میشه و بعد از اون تقریبا ثابت میشه....

 

[Sina]

اگر حس کردید رنگ آب دریا واقعا فرق داره

مثلا رنگ آب خلیج فارس روشن تره؛ این حس درسته

رنگ آب ها با هم متفاوتن

چندین علت داره :

جلبک ها
زاویه تابش نور خورشید
رسوب ها
مواد معلق روی هوا

جلبک زیاد میتونه رنگ آب رو از آبی به سمت سبز ببره

و البته هر چقدر پایین تر ببریم طبیعتا اب تیره تر

چون نهایتا رنگ سبز تا عمق ۵۰۰ متری برسه

اگر رنگ ابی میبینید بخاطر وجود جذب نور قرمزه و پراکنده شدن این رنگ آبی

 

[Sina]

شفافیت اب یکی از مهم ترین چیزایی هست که میتونید اکوسیستم آب رو باهاش تحلیل کنید

هر چی آب شفاف تر؛ جلبک کمتر؛ ذرات معلق کمتر؛ الودگی نفتی کمتر

 

[Sina]

لایه های هوا رو یادتونه های دبیرستان؟
اتمسفر تراپوسفر مزوسفر و استراتسفر؟

دریا هم لایه داره

لایه اول همون لایه ای هست که عموما همتون توش یبار شنا کردید

لایه اول بهش میگن لایه مخلوط

که نسبتا به بقیه آب خیلی گرم تره

از ۰ تا ۲۰۰ رو میگن

لایه دوم اسمش ترموکلینه

تغییرات خیلی شدید دما تو این لایه اتفاق میوفته

بین ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ متری رو میگن

و لایه آخر که بهش میگن عمیق یا دیپ واتر

از ۱۰۰۰ به بعد که دیگه دما ثابت و سرده بین ۰ تا ۴ درجه سانتی گراد

 

[Sina]

 

[Sina]

این برای خلیج فارس هست

میانگین دمای اب توی این محدوده ۱۸ هست دیگه

 

[Sina]

اقیانوس ها چون خیلی بزرگن اونقدر اختلاف دمای سالانه ندارن

ولی خلیج چرا؛ به دلیل تبخیر

دمای اب خزر هم تو زمستان حدودا ۶ درجه در سطح و ۵ درجه در عمقه

راستی جهت جریان اب اینطوریه که اب از قسمت سرد به گرم میره


درباره خود خزر هم نکته ای رو بگم


عمق خزر خیلی متغیره

و خزر از ۲ تا کاسه انقدر تشکیل شده

اون کاسه عمیق تر سمت ایران هست؛ سر همین ما اونقدر پسرفت اب نداریم نسبت به روسیه

از طرفیم امکان استخراج دشوار تره و مجبوریم از سکو های شناور استفاده کنیم

عمق تو خلیج فارس به مراتب کمتره...

 

[Sina]

اندازه گیری باد :

۱. **نحوه کار فناوری‌های اندازه‌گیری فاصله و ارتفاع:**
این فناوری‌ها با استفاده از پرتوهای لیزر یا امواج راداری، با تاباندن لیزر به سطح آب و محاسبهٔ زمان بازگشت آن، فاصله و ارتفاع را اندازه می‌گیرند.

۲. **نحوه کار بادسنج (آnemometer):**
بادسنج با استفاده از پره‌ها یا پروانه‌های چرخان کار می‌کند؛ وزش باد باعث چرخش پره‌ها شده و سرعت باد اندازه‌گیری می‌شود.

۳. **نمونه‌موتور حرکتی (بادسنج مکانیکی):**
این نوع شامل پره‌های چرخان است که سرعت باد را به مقدار «دور بر دقیقه» تبدیل می‌کند.

۴. **نمونه‌موتور دیجیتال (بادسنج دیجیتال):**
اطلاعات را به صورت دیجیتال نمایش می‌دهد و معمولاً دقت بیشتری نسبت به نوع مکانیکی دارد.

 

[Sina]

گل باد نوشهر

توصیف بخوام کنم

این شکل می‌گوید هوا بیشتر وقت‌ها آرام است همون حدود ۵۴.۱۷ درصد

۲. عدد بزرگ (۵۴٪) یعنی بیشتر از نصف روزها** اصلاً باد نیست یا خیلی خیلی کم است.

۳. رنگ‌ها به ما می‌گویند باد چقدر تند است مثلاً باد خیلی تند خیلی کم پیش می‌آید (فقط ۳٪).


جهت سمتی که باد از سمت اون میاد رو نشون میده(ورودی رو)

به این میگن نمودار گلباد

 

[Sina]

جزر و مد یعنی بالا و پایین رفتن آب دریا
به همهٔ نوسانات سطح آب، چه کوچک و چه بزرگ، «کِشَند» یا همان «جزر و مد» می‌گویند.

نوع اصلی آن «جزر و مد نجومی» است
این نوع در اثر نیروی گرانش ماه و خورشید ایجاد می‌شود. همان چیزی است که معمولاً همه به نام جزر و مد می‌شناسند.

این تغییرات در سه بازهٔ زمانی رخ می‌دهد
کوتاه‌مدت مثل جزر و مد عادی و برکِشَند طوفان (افزایش ناگهانی آب هنگام طوفان).
فصلی:مثل تغییرات سطح آب دریای خزر که در فصول مختلف سال فرق می‌کند.
بلندمدت: مثل بالا آمدن تدریجی آب دریاها به خاطر گرم شدن زمین و آب شدن یخچال‌ها.

نکته مهم
دریا همیشه یک سطح ثابت ندارد؛ گاهی در عرض چند ساعت، گاهی در طول فصل‌ها و گاهی در طول سال‌ها بالا و پایین می‌رود.



جزر و مد همه حالات رو شامل میشه که نید و اسپید هم جزوی از حالات حساب میشه!

 

[Sina]

این نمودار تغییرات دریای خزر هست تو یک پریود تقریبا ۲۰ سال که میبینید حالا روند کلی نزولی هست اما باز هم بالا پایین میشه


علت منفی بودن کلی عدد ها هم این هست مبنای این اعداد آب های آزاد هست که خب خزر از آب های آزاد سطح پایین تره

 

[Sina]

جزر و مد از چند نیرو همزمان درست می‌شود
تنها ماه و خورشید مؤثر نیستند، بلکه گرانش خود زمین و نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش زمین هم در بالا و پایین رفتن آب نقش دارند.

ماه و خورشید همیشه با هم کار می‌کنند
نیروی این دو همزمان وجود دارد، پس جزر و مد حاصل کار همزمان هر دوی آنهاست، نه جدا از هم.

مه‌کِشَنْد (Spring Tide) = جزر و مد خیلی بزرگ
وقتی ماه و خورشید در یک راستا قرار می‌گیرند (در ماه نو و ماه کامل)، نیروی آنها جمع می‌شود و آب دریا بیشتر از حالت عادی بالا و پایین می‌رود.

که‌کِشَنْد (Neap Tide) = جزر و مد کوچک‌تر
وقتی ماه در حالت نیمه است، نیروی ماه و خورشید با زاویهٔ ۹۰ درجه نسبت به هم قرار می‌گیرند و اثر یکدیگر را خنثی می‌کنند؛ در نتیجه جزر و مد کم‌ارتفاع‌تری رخ می‌دهد.

 

[Sina]

برای دانستن همه جزئیات جزر و مد، باید خیلی طولانی اندازه گرفت
جزر و مد از ۳۹۰ جزء مختلف تشکیل شده (مثل نت‌های مختلف یک آهنگ). برای دیدن همه آن‌ها باید ۱۸/۶ سال آب را اندازه بگیری.

خیلی از این اجزا کوچک و بی‌اثر هستند. فقط ۶۰ جزءاصلی را می‌شود با یک سال اندازه‌گیری به دست آورد که برای بیشتر کارها کافی است.

در ایران، فقط ۴ جزء اصلی را حساب می‌کنند
سازمان نقشه‌برداری کشور برای نقاط مهم ایران فقط ۴ مولفه اصلی جزر و مد را تعیین و ارائه می‌دهد (چون بقیه خیلی کوچک و کم‌اهمیت هستند).

 

[Sina]

جزر و مد را بر اساس تعداد دفعات بالا و پایین رفتن آب در یک روز دسته‌بندی می‌کنند. یک روز جزر و مدی ۲۴ ساعت و ۵۰ دقیقه طول می‌کشد، نه ۲۴ ساعت معمولی. در نوع نیمروزانه، در طول این مدت دو بار آب دریا بالا می‌آید و دو بار پایین می‌رود. یعنی شما دو قله و دو دره را پشت سر هم می‌بینید. ارتفاع هر دو قله تقریباً با هم برابر است و فاصله‌شان منظم می‌باشد. این نوع جزر و مد در بیشتر نقاط دنیا دیده می‌شود و رایج‌ترین نوع است.

 

[Sina]

توی مدل روزانه کلا یبار بالا میاد یبارم پایین میره همین

توی ۲۴ ساعت یبار از هر روند رو میبنی

 

[Sina]

توی مختلط این بالا و پایین شدن هماهنگ و یکسان نیست؛ یعنی روند خاصی نمیتونی براش در نظر بگیری

 

[Sina]

- **MSL**
Mean Sea Level (میانگین سطح دریا)

- **MHW**
Mean High Water (میانگین آب بالا / میانگین مدها)

- **MHHW**
Mean Higher High Water (میانگین مدهای بزرگتر روزانه)

- **MLW**
Mean Low Water (میانگین آب پایین / میانگین جزرها)

- **MLLW**
Mean Lower Low Water (میانگین جزرهای کوچکتر روزانه)

- **HAT**
Highest Astronomical Tide (بالاترین کشند نجومی)

- **LAT**
Lowest Astronomical Tide (پایین‌ترین کشند نجومی)

- **CD**
Chart Datum (مبنای نقشه / مبنای اندازه‌گیری تراز آب دریا)


اینا هر کدوم یه متر و معیاری هستن که برای هر کار استفاده میشن

 

[Sina]

- **MSL**
Mean Sea Level (میانگین سطح دریا)

- **MHW**
Mean High Water (میانگین آب بالا / میانگین مدها)

- **MHHW**
Mean Higher High Water (میانگین مدهای بزرگتر روزانه)

- **MLW**
Mean Low Water (میانگین آب پایین / میانگین جزرها)

- **MLLW**
Mean Lower Low Water (میانگین جزرهای کوچکتر روزانه)

- **HAT**
Highest Astronomical Tide (بالاترین کشند نجومی)

- **LAT**
Lowest Astronomical Tide (پایین‌ترین کشند نجومی)

- **CD**
Chart Datum (مبنای نقشه / مبنای اندازه‌گیری تراز آب دریا)


اینا هر کدوم یه متر و معیاری هستن که برای هر کار استفاده میشن

MSL (میانگین سطح دریا):** میانگین حسابی تراز آب دریا که در یک بازه بلندمدت ۱۸/۶ ساله اندازه‌گیری شده باشه. این نقطه، صفر یا مبنا نیست، بلکه خط وسطی است که آب در طول سال‌ها گاهی بالای آن می‌رود و گاهی پایین.

MHW (میانگین آب بالا / مدها):** یعنی اگر همه مدها (هر بار که آب به بالاترین حد خود رسیده) را جمع کنیم و بر تعدادشان تقسیم کنیم، به این عدد می‌رسیم. یک میانگین ساده از تمام قلّه‌های آب است.

MHHW (میانگین مدهای بزرگتر روزانه):** گاهی در یک روز، دو مد داریم که یکی کمی بلندتر از دیگری است. این اصطلاح میانگین آن مدهای بلندتر را نشان می‌دهد. یعنی فقط مدهای بزرگتر روزانه را در نظر می‌گیرد.

MLW (میانگین آب پایین / جزرها):** دقیقاً مانند MHW، اما برای جزرها. یعنی میانگین همه پایین‌ترین نقاط سطح آب (قعرهای نمودار) در دوره ۱۸/۶ ساله.

MLLW (میانگین جزرهای کوچکتر روزانه):** وقتی دو جزر در روز داریم، یکی عمیق‌تر از دیگری است. این اصطلاح میانگین آن جزرهای عمیق‌تر / کوچک‌تر را نشان می‌دهد. معمولاً از این به عنوان مبنای صفر در نقشه‌های دریایی استفاده می‌شود.

HAT (بالاترین کشند نجومی):** بالاترین تراز آبی که بر اساس محاسبات نجومی (گرانش ماه و خورشید) و در بهترین شرایط هم‌راستایی آن دو، در یک دوره ۱۸/۶ ساله امکان دارد رخ دهد. یک خط تئوری بالاست که آب از آن بالاتر نمی‌رود (فقط طوفان می‌تواند آن را بشکند).

LAT (پایین‌ترین کشند نجومی):** دقیقاً عکس HAT. پایین‌ترین تراز آبی که از نظر نجومی در یک دوره ۱۸/۶ ساله ممکن است رخ دهد. جزرهای حاصل از نیروی ماه و خورشید از این خط پایین‌تر نمی‌روند.

CD (مبنای نقشه / نمودار):** این نقطه صفر قراردادی ماست. معمولاً آن را برابر LAT یا نزدیک به پایین‌ترین کشند نجومی قرار می‌دهند. تمام عمق‌ها و ارتفاع‌ها روی نقشه‌های دریایی از این خط به بالا محاسبه می‌شوند تا مطمئن شویم کشتی‌ها به کف نمیزنند.

این اخری از همه بیشتر برای بندر و ... استفاده میشه

 

[Sina]

خب این نمودار فرکانس یا همون بسامد هر موج رو داریم


**۱. سونامی (Tsunamis)**
این امواج در اثر زلزله یا رانش زمین در کف دریا ایجاد می‌شوند. بسامد بسیار پایینی دارند (یعنی فاصله قله‌ها خیلی زیاد است) اما سرعت و انرژی عظیمی دارند. در خشکی تبدیل به دیواره‌های بلند آب می‌شوند.

**۲. امواج سیش و طوفان (Seiches and Storm Surges)**
سیش، نوسانات رفت و برگشتی آب در دریاچه‌ها یا خلیج‌هاست (مثل تکان خوردن آب در وان). طوفان‌سِرج، بالا آمدن غیرعادی آب در اثر وزش باد شدید طوفان به سمت ساحل است. هر دو بسامد پایینی دارند.

**۳. امواج جزر و مدی معمولی (Ordinary Tide Waves)**
همان جزر و مد معمولی که ناشی از گرانش ماه و خورشید است. بسامدشان از سونامی و سیش بیشتر است، اما نسبت به امواج بادی باز هم بسیار کم‌بسامد هستند.

**۴. امواج باد بلندمدت و امواج گرانشی (Wind Waves / Gravity Waves)**
این همان امواجی است که ساحل می‌بینید. در اثر وزش باد روی سطح آب ایجاد می‌شوند. نیروی گرانش آنها را به پایین می‌کشد و باعث حرکت نوسانی آب می‌شود. این دسته اصلی امواج دریا هستند.

**۵. امواج مویینگی (Capillary Waves)**
امواج بسیار ریز و سطحی که با چشم به صورت چین و شکن روی آب دیده می‌شوند. نیروی کشش سطحی آب آنها را کنترل می‌کند، نه گرانش. بسامد بسیار بالایی دارند و خیلی زود از بین می‌روند.

 

[Sina]

انواع روش‌ها برای اندازه‌گیری ارتفاع موج در دریا وجود دارد. یکی از رایج‌ترین ابزارها، سنسورهای دما و فشار هستند که در عمق‌های مختلف آب قرار می‌گیرند و تغییرات فشار آب را اندازه می‌گیرند؛ چون هر چه موج بلندتر باشد، فشار در عمق بیشتر تغییر می‌کند، از روی این اطلاعات می‌توان ارتفاع موج را تخمین زد.

دستگاه‌های موج‌سنج که به صورت شناور روی سطح دریا قرار می‌گیرند، مستقیماً حرکت بالا و پایین آب را دنبال می‌کنند و ارتفاع، دوره تناوب و جهت هر موج را ثبت می‌کنند.

فناوری‌های پیشرفته‌تری مانند لیزر و رادار هم وجود دارند که از روی کشتی یا سکوهای دریایی به سطح آب تابانده می‌شوند و با محاسبه زمان برگشت سیگنال، ارتفاع موج را با دقت خیلی بالا اندازه می‌گیرند.

علاوه بر اینها، ماهواره‌ها با فرستادن امواج راداری به سطح اقیانوس و دریافت اکوی برگشتی، می‌توانند ارتفاع امواج را در سراسر کره زمین اندازه بگیرند.

گاهی هم از دستگاه‌های داپلر استفاده می‌شود که امواج صوتی به داخل آب می‌فرستند و با اندازه‌گیری تغییر فرکانسی که از برخورد با ذرات متحرک آب ایجاد می‌شود، سرعت جریان آب را محاسبه می‌کنند که خودش در تحلیل رفتار امواج مؤثر است.

در نهایت، تمام این داده‌های اندازه‌گیری شده وارد مدل‌های عددی کامپیوتری می‌شوند تا بتوانند امواج و جریان‌های دریایی را شبیه‌سازی کرده و پیش‌بینی کنند.