خلیج فارس

خلیج فارس، سومین خلیج بزرگ جهان پس از خلیج مکزیک و خلیج هادسون به حساب می آید. تنگه هرمز نیز مهمترین گذرگاه ورود و خروج نفت به جهان و بکی از مهمترین راههای عبور کالاهای غیر نفتی از جنوب شرق آسیا به خاور میانه و همچنین یکی از استراتژیک‌ ترین مناطق دنیاست، خلیج فارس و دریای عمان یکی از مهمترین مراکز استراتژیک و تجاری ایران نیز می‌باشند، که از گونه‌های مختلف زیستی گرفته تا منابع نفت و گاز را دارا می‌باشد (Raeisi et al, 2020).  

خليج فارس يك حوضه آبي نيمه بسته است و ميانگين عمق آن 35 متر برآورد شده‌است. درياي عمان نيز در شمال غربي اقيانوس هند و در نزديكي درياي عرب واقع شده و L شكل مي‌باشد. خليج فارس يك حوزه نيمه بسته و كم عمق دريايي است، كه از نظر نظامي، اقتصادي و سياسي يكي از آبراههاي بسيار مهم و راهبردي در جهان محسوب می شود. اين خليج از طريق تنگه هرمز به دریای عمان و اقيانوس هند متصل است. تنگه هرمز تقريبا ً در موقعيت جغرافيايي 26 درجه و 30 دقيقه شمالي و 56 درجه و 30 دقيقه شرقي واقع شده است. اهميت اين تنگه از آنجا آشكار مي شود كه در هر شش دقيقه يك كشتي اقيانوس پيما از اين تنگه عبور می کند (Alhajri, 1991). عرض تنگه هرمز 56 کیلومتر و متوسط و بيشترين عمق آن به ترتيب 90 و 110 متر است . وضعيت جوي اين خليج شامل بادهاي شمال غربي همراه با تغييرات فصلي است كه در دریای عمان نیز ديده مي شود. دماي آب خليج فارس در تنگه هرمز در تابستان بين 34ـ32 درجه سلسیوس و در زمستان بين 20ـ18 درجه سلسیوس متغير است. به علت بالا بودن ميزان نرخ تبخير سطحي آب نسبت به ميزان ورودي آب شيرين از طريق بارش و رودخانه ها، خليج فارس يك مصب معكوس به شمار مي رود (Reynolds, 1993). 

خليج فارس در جهت شمال غرب- جنوب شرق قرار گرفته و بين عرض جغرافيايي 25 تا 30 درجه شمالي و طول جغرافيايي 48 تا 56 درجه شرقي واقع شده است، دریای عمان نيز در عرض جغرافيايي 26 تا 32 درجه شمالي و طول جغرافيايي 56 تا 62 درجه شرقي قرار گرفته است (شكل 1-1). بيشترين عمق خليج فارس 90 متر است در حاليكه در تنگه هرمز اعماق بيشتر از 100 متر هم ديده مي‌شود. 

شکل 1-1 نقشه خلیج فارس، تنگه هرمز، دریای عمان و دریای عرب (Pous و همكاران، 2003)

 کم عمقی در خلیج فارس و نرخ بالای تبخیر و محدودیت تبادل آب در تنگه هرمز باعث بوجود آمدن جریان ترموهالاینی و توده آبهای شور در جنوب خلیج فارس می شود . تبادل آب در تنگه هرمز همانند یک مصب وارونه با آبهای سطحی اقیانوس هند است. 

مشخصه های ترموهالاینی توده آبهای خلیج فارس به سمت پایین دست از خلیج فارس به دریای عمان کاهش پیدا می کند. 

مشخصه های ترموهالاینی آبهای خلیج فارس و آبهای سطحی اقیانوس هند و پخش آنها تغییرات قابل توجهی بین فصول دارند که با رسم کنتورهای دما، شوری و چگالی نسبی و مقایسه آنها می توان این تغییرات را مشاهده کرد. 

میانگین انتقال جرم جریانهای ترموهالاینی در تنگه هرمز 0/1 تا 0/2 سوردراپ وسرعتی میان 0/2 تا 0/3 متر بر ثانیه با استفاده از داده های جریان سنجی تخمین زده شده است. 

دما يكي از پارامتر‌هاي مهم فيزيكي منطقه است و يكي از عوامل تأثير گذار بر جريانهای ترموهالايني تنگه هرمز است و عاملي است كه باعث توليد باد در منطقه و در نهايت باعث ايجاد جريان می شود مطالعات دمايي در منطقه مي‌تواند به مطالعات جريان وگردش در خلیج نيز كمك كند. عامل اصلي افزايش و كاهش دما بر روي زمين نقش زاويه تابش خورشيد با مناطق مختلف زمين است، افزایش دما در آبها بر چگالي اثر معكوس مي‌گذارد. حركت و چرخش توده‌هاي آب در خليج فارس و تنگه هرمز تحت تأثير مستقيم دما مي‌باشد، بنابراين با بررسي سطحي و عمقي دما مي‌توان تأثير آن را بر جريانها و نقش آن را مشاهده كرد. 

ميانگين شوري اندازه گيري شده در دهانه تنگه هرمز حدوداً 36/5 تا 37 psu مي‌باشد. با دور شدن از تنگه و حركت به داخل خليج فارس شوري افزايش چشمگيري پيدا مي‌كند و به حدود 41-41/5 psu در آبهاي ساحلي عربستان سعودي مي‌رسد. اما با حركت در جهت مخالف و پيشروي در آبهاي درياي عمان، شوري كاهش يافته و تا psu 35 نیز مي‌رسد. 

در گزارشهای هيدروگرافي، شوري خليج فارس در زمستان بيشتر از تابستان مي‌باشد كه اين امر مي‌تواند به علت تبخير زياد آب در فصل زمستان به علت سرد بودن هواي مجاور آب دريا و جريان آب شيرين اروند رود كه از سپتامبر تا نوامبر هر سال به حد‌اقل ميزان خود مي‌رسد باشد. 

شوري آب در جنوب تنگه در قسمت ورودي خليج فارس به دهانه تنگه در كشور امارات متحده‌ي عربي به ميزان psu 44/3 مي‌رسد و دليل آن مي‌تواند محدود بودن گردش در خليج و بالا بودن ميزان تبخير در منطقه باشد. كشتي (1977)R.V.Atlantis   يك گشت دريايي خليج فارس انجام داد. طبق اين تحقيق آب اقیانوس هند با شوري psu 36/6 و دماي 22 درجه سلسیوس از تنگه وارد خليج مي‌شود و در مسير شمال تنگه جريان مي‌‌يابد در مسير اين حركت در میانه ي خلیج شوري تا psu 5/40 افزايش مي‌يابد با حركت به سمت سواحل عراق و كويت مجدداً شوري كاهش پيدا مي‌كند و به psu 36 مي‌رسد که به دليل وجود اروند رود در اين منطقه است (Brewer and Dyrssen., 1985). 

مدل گردش آب در خليج فارس نشان مي‌دهد كه عمده ترین عامل خروج آبهاي خليج فارس از طريق تنگه هرمز عامل چگالي است و مهمترین عامل ورود آبهاي اقيانوس هند به خليج فارس باد است. اختلاف چگالي در دو طرف تنگه باعث مي‌شود آبهاي شور و چگال خليج فارس به سوي درياي عمان حركت كند و گردش در خليج فارس را كامل نمايد. 

در فصل زمستان اختلاف چگالي بين درياي عمان و خليج فارس به دليل شوري كمتر آبي است كه از درياي عمان وارد خليج فارس مي‌شود. در طول سواحل ايران نيز به دليل اختلاف چگالي كه بين رودخانه‌ها و آبهاي خليج فارس وجود دارد جريان ساحلي شكل مي‌گيرد. بررسي‌هاي چگالي در قسمت شمالي تنگه هرمز نشان مي‌دهد كه در فصل زمستان در شمال تنگه آب ‌ساختار تك‌لايه‌اي دارد اما در جنوب تنگه آب دو‌لايه‌اي است.

 همچنين در فصل تابستان شمال تنگه هرمز به دو لايه‌ي جداگانه مجزا مي‌شود و در جنوب تنگه نيز آب ساختار‌ دو‌لايه‌اي زمستاني خود را حفظ مي‌كند. 

تفاوتهاي چگالي در شمال و جنوب تنگه نشان مي‌دهد حركت جريانها در شمال تنگه با خطوط هم عمق همراه است. يعني خطوط هم جريان خطوط هم عمق را قطع نمي‌كند در حاليكه در جنوب تنگه خطوط هم عمق با حركت از سمت خليج به سمت تنگه خطوط هم جريان را قطع مي‌كند. اين پديده در جنوب تنگه به دليل افزايش چگالي ناشي از افزايش شوري و حركت آب چگال خليج فارس به عمق حاصل مي‌شود، در حاليكه در شمال تنگه آب در دو طرف تنگه هم چگال است و شايد كمي هم چگالي آبهاي ورودي به تنگه از اقيانوس هند كمتر از آبهاي موجود در منطقه باشد. 

خلیج فارس منشأ يكي از توده های آب شور جهان است، لذا مطالعه آن به روشهای مختلفي مانند مطالعه ماهوارهای، میداني و عددی حائز اهمیت است، از طرفي مطالعه گردش آب يكي از مطالعات کلیدی برای ساير مطالعات ازجمله توده آب چون در برخي از حوضه ها مانند خلیج فارس شكلگیری توده آب در خلال گردش آن اتفاق مي افتد که مطالعه Prasad و همكاران (2010) اين گردش آب و شكل گیری توده آب را به خوبي نشان مي دهد. 

جریانهای ورودی و خروجی خلیج فارس 

ماتسومایا و همکاران (1998) با استفاده از یک دستگاه ADCP (16 دسامبر 1993 تا 2 ژانویه ی 1994) در قسمت جنوبی تنگه ی هرمز، ساختار عمودی جریان و تغییرات آن در محل اندازه گیری را ترکیبی از جریان های کشندی و جریان های فرکانس پایین معرفی کردند. جریان های کشندی عمدتاً ناشی از کشند باروتروپیکی است. همچنین در این تحقیق جریان های کشندی روزانه نسبت به نوع نیم روزه غالب بود. جریان ورودی از لایه ی سطحی و جریان خروجی از خلیج فارس در لایه ی عمقی مشاهده می شد. در طولانی ترین مطالعه میدانی جریان ها در تنگه هرمز (دسامبر 1996 تا مارس 1998) ، جان و همکاران (2003) ویژگی های فیزیکی و هیدرودینامیک آب را با استفاده از یک سامانه ی مهار در قسمت جنوبی تنگه ی هرمز توصیف کردند. در این مطالعه آب چگال خروجی از خلیج فارس، حالت تقریباً پایدار از عمق 40 متری تا بستر با سرعت حدود 20 سانتی متر را نشان می داد. جهت حرکت آب در لایه ی سطحی با مکان و زمان متغیر بود. 

پاوز و همکاران (2004) ویژگی های فیزیکی آب، نیم رخ جریان، نوسانات تراز آب و همچنین ویژگی های جریان سطحی (اکتبر و اوایل نوامبر سال 1999) در شرق (ورودی) تنگه ی هرمز را اندازه گیری کردند. با استفاده از تحلیل داده های اندازه گیری شده، آب خروجی از خلیج فارس و ورودی به خلیج فارس و همچنین توده های مختلف آب در این مطالعه بررسی شد. آب ورودی به خلیج فارس از قسمت ایرانی تنگه هرمز وارد و آب چگال خلیج فارس از قسمت جنوبی و لایه ی عمقی تنگه ی هرمز خارج می شود. در تازه ترین مطالعات، عزیزپور و همکاران (2016) در اندازه گیری میدانی جریان ها ( نوامبر 2012 و ژانویه 2013) از طریق چهار سامانه ی زیر سطحی مهار، کشند را در تنگه هرمز به صورت موج ایستاده و ترکیبی از کشند نیم روزه تا روزانه معرفی کردند. 

Hunter (1982) با آناليز داده‌هاي كشتي شناور مركز هواشناسي U.K در سال 1981 يك جريان سطحي را با سرعت 0/1 متر بر ثانيه از سمت شرق تنگه به داخل خليج فارس در محدوده سواحل ايران نشان داد. نتايج اين آناليز براي 4 فصل نشان می دهد كه تفاوت فصلی جرياني كه از خليج عمان وارد تنگه هرمز می شود در تابستان قوی تر (حدود 0/2 متر بر ثانيه) و در زمستان و پائيز ضعيف مي‌شود. اين جريان ورودی با مشاهده انحراف ناشي از حرکت كشتی ها نيز در سواحل ايران بين 0/1 تا 0/2 متر بر ثانيه برآورد شده است. 

Sonu (1979) پیش بینی كرد كه داده های آوريل 1977 يك جريان ورودی كه از طريق تنگه هرمز  200 کیلومتر در آبهاي خليج فارس پيشروي داشته است را نشان می دهد. 

يك حركت ناشي از تغيير در چگالي آب و گراديان فشار در منطقه توسط Schott (1918)، Barlow (1932)، نيروي دريايي بريتانيا(1941)، Emery (1956)، Sugden (1963)، Hartmann (1971)، Szekielda (1972)، Purser و Seibold (1973)، Grasshoff (1976) شرح داده شده است. 

يك جريان خروجي از خليج فارس با عبور از تنگه هرمز وارد دریای عمان مي‌شود، اين جريان نيز به ‌وسيله‌ي Sewell (1934)، Emery (1956)، Duing و Koske (1967)، Duing و Schwill (1976)، Leveau و Szekielda (1968) گزارش شده است. 

Sugden (1963) يك جريان ورودي در سطح و بالاي جريان خروجي به همراه يك گردش پادساعتگرد در خليج فارس را پيشنهاد كرد و جريان در خليج عمان را تحت تأثير مونسون جنوب غرب و شمال شرق در فصول مختلف دانست. 

Hunter (1982) تبخير در شمال غرب و شمال خليج فارس را علت ريزش آب چگال و حركت به عمق و در مسیر تنگه هرمز و يك انحراف به راست توسط نيروي كوريوليس از اين جريان نتيجه گيري‌كرد و مطرح كرد اين جريان توسط جريان ديگري كه در امتداد سواحل ايران از دریای عمان وارد خليج فارس مي‌شود جبران مي‌گردد. مدل عددي Hunter (1983) يك جريان ورودي قوي در سطح با سرعت 0/1 متر ‌بر ثانيه در امتداد سواحل ايران را پيش‌بيني‌كرد. كه برخي اين نتايج را نشان از يك جريان ورودي سطحي در شمال تنگه هرمز و يك جريان خروجي عميق در جنوب تنگه مي‌دانند. 

نتايج Hunter يك چرخش معنادار جريان بين سطح و كف را نشان مي‌دهد. Al-Hajri (1990) مدلي ارائه نمود و نتيجه گيري كرد كه تنها چگالي نمي‌تواند عامل اين گردش باشد و نيروي باد يك جزء اساسي از گردش در خليج فارس است. 

Johns و همكارانش(2003) جريانهاي ورودي و خروجي تنگه را براي يك مدت طولاني از دسامبر 1996 تا مارس 1998 مورد بررسي قرار دادند و نشان دادند يك جريان ورودي با دما و شوري پايين از دریای عمان از طريق شمال تنگه هرمز وارد خليج فارس مي‌شود و با يك گردش، اين جريان آبهاي حمل شده از اقيانوس هند را به قسمت شمال شرقي خليج فارس مي‌برد كه در اين منطقه آبهایي با چگالي و شوري بالا شكل مي‌گيرد، سپس تحت تأثير چرخش ناشي از تاوه محوري خليج فارس در عمق فرو مي‌رود و از طريق نقاط عميق تنگه هرمز خارج مي‌شود. Pous و همكاران (2003) نتايج تحقيقات گشت GOGP99 را در تنگه هرمز بررسي كردند و نتیجه گرفتند آب سطحي اقيانوس هند كه سردتر و با شوری کمتر از آبهاي منطقه است از طريق سواحل ايران و با عمق 30 تا 60 متر از طريق تنگه وارد خليج فارس مي‌شود و شور‌ترين آبها نيز كه از قسمت جنوبي تنگه از نزديكي سواحل امارات متحده عربي و عمان از تنگه خارج مي‌شود در عمقهاي پايين (50 متر تا 100 متر) قرار دارند. به ازاي هر 150کیلومتر حركت آب از سمت خليج فارس به سمت خليج عمان در اين عمق ˚ 3 سانتی گراد  از دما و psu1/5 از شوري آب كاهش مي‌يابد. Pous و همكاران سرعت جريانهای خروجي را كمتر از 0/4 متر بر ثانيه نشان دادند و سرعت ژئوستروفيك را نيز در يك سطح مرجع 30 متري 0/09 متر بر ثانيه برآورد كردند. 

Reynolds (1993) طي تحقيقي حركات آب را در مقياس متوسط خليج فارس مدل‌سازي كرد و طبق نتايج اين تحقيق جريانهای سطحي خليج فارس بين 0/075 تا 0/1875 متر بر ثانيه تغيير مي‌كند. 

از اين نتايج مي‌توان دريافت كه گردش در منطقه خليج فارس تحت تأثير عامل باد، تبخير، اختلاف شوري، تفاوت دما، اثر چگالي، اصطكاك كف، جزر و مد و تخليه رودخانه‌ها مي‌باشد و تأييد شده است كه جريان آرام سطحي كه وارد خليج فارس مي‌شود در امتداد سواحل ايران حركت كرده و در جهت عكس حركت عقربه‌هاي ساعت گردش مي‌كند. 

توده های آب خلیج فارس و دریای عمان 

Pous و همكاران ويژگيهای فیزيكي آب، نیمرخ جريان، نوسانات تراز آب و همچنین ويژگيهای جريان سطحي را در اکتبر و اوايل نوامبر سال 1999 در شرق تنگه ی هرمز اندازه گیری کردند .آنها با استفاده از تحلیل داده های اندازه گیری شده، آب خروجي خلیج فارس و ورودی به خلیج فارس و همچنین تودههای مختلف آب را بررسي کردند. آنها بیان کردند که آب ورودی به خلیج فارس از قسمت ايراني تنگه هرمز وارد و آب چگال خلیج فارس از قسمت جنوبي و لايه ی عمقي تنگه ی هرمز خارج مي شود (Pous et al.,2004). 

با تحلیل اطلاعات به دست آمده از گشت GOGP99 مشخص شد که جريان خروجي توده آب خلیج فارس از تنگه هرمز يک جريان جنوب شرق سو بوده که در دريای عمان روی بستر جاری مي شود اين جريان جنوب شرق سو پس از اينكه از شكست فلات قاره عبور مي کرد به سمت جنوب غرب تغییر جهت مي داد و به سواحل کشور عمان نزديک مي شد و پس از آن با جهت جنوب شرق سو در امتداد سواحل کشور عمان با سرعت0/2 متر بر ثانیه پیشروی مي کرد . همچنین بررسي آنان نشان داد که دما و شوری توده آب خلیج فارس از ˚ 27سانتی گراد و 39/75 psu  در خلیج فارس تا ˚ 21 سانتی گراد و psu 1/37 در شمال دريای عرب کاهش مي يابد، اما اين کاهش يكنواخت نیست و توده آب خلیج فارس در مكانهای معدودی با توده های آب مجاور اختلاط شديد دارد. آنان با رسم نمودار دما و شوری تنگه هرمز و دريای عمان پنج توده اصلي آب را در اين منطقه شناسايي کردند که شامل توده ترموکلاين فصلي (TW) که در عمق 25 متر فوقاني قرار مي گیرد و در تابستان تشكیل مي شود که دارای دمای ˚ 30 سانتی گراد و شوری psu 37 است (Pous et al.,2004). 

ديگر توده آبي که آنها معرفي کردند توده آب سطحي اقیانوس هند (ISOW) است که بین عمق  50 تا  100 متر وجود دارد و دارای دمای ˚  20 تا ˚ 22 سانتی گراد و شوری psu 36 تا psu 36/5 مي باشد .توده آب خلیج فارس (PGW) در دريای عمان نیز در عمق  150 تا 300  متر وجود دارد که دارای دمای ˚ 20 تا ˚ 22 سانتی گراد و شوری psu25/37  تا psu 37/5 مي باشد و توده آب دريای سرخ ( RSW ) که در عمق  800 متر قرار دارد و دارای دمای ˚ 10 تا ˚ 12  سانتی گراد و شوری psu 35/5 است و آخرين توده آبي که در اين منطقه وجود دارد توده آب عمیق شمال اقیانوس هند (NIDW) است که در عمق  2000 تا  4000  متر قرار دارد و دارای دمای ˚ 2 سانتی گراد و شوری psu 34/8 مي باشد (Pous et al., 2004 ). 

سيوف جهرمي (1392) ، تبادل جريان آب بين خليج فارس و درياي عمان را با استفاده از مدل سه بعدي هيدروديناميکي (ELCOM) شبيه‌سازي کرد. در این مطالعه، تمامی حوضه آبی خلیج فارس و دریای عمان که دارای آب های متفاوتی می باشند شبیه سازی شده است، در این تحقیق از ردیابی های در تنگه هرمز در مدل به کار گرفته شد، تا دنبال کردن توده آب هر یک از دو حوضه خلیج فارس و خلیج عمان امکان پذیر شود. نتایج حاصله از مدل وجود دو جبهه در دو طرف تنگه هرمز و جبهه سومی در دریای عربی را نشان می دهد. همچنین این مطالعه ادی‌های چرخندی میان مقیاس در دریای عمان و ادی‌های غیرچرخندی در تنگه هرمز را آشکار نمود. 

نحوه گردش و تشکیل پیچکهای خلیج فارس و دریای عمان 

Kampf و صدری نصب (2004) ، با استفاده از مدل سه بعدي کوهيرنس گردش و خصوصيات توده‌هاي آب خليج فارس مورد مطالعه قرار دادند. نتايج آنها نشان داد که ادی فصلي شاخص و پادساعتگردي که در بهار و تابستان بر روي کل خليج فارس شکل مي‌گيرد، در پاييز و زمستان به پیچکهای ميان مقياس تبديل ‌مي‌شوند(Kaempf & Sadrinasab, 2004). 

ميزان تبخير سطحي در آبهاي خليج فارس توسط محققان 1/44 تا 2/5 متر در سال تخمين زده شده است (Meshal & Hassan, 1986) (Privett, 1959). اين در حالي است كه ورودي رودخانه ها بين 0/15 تا 0/46 متر در سال و ميزان بارش نيز 0/07 تا 0/1 متر در سال محاسبه شده است، كه جمع اين دو از ميزان تبخير بسيار بسيار كمتر است. واقع شدن خليج فارس و كم عمق بودن آن همراه با تبخير بالا، به علاوه تبادلات محدود آب در تنگه هرمز باعث شكل گيري توده آب متراكم و شور در خليج فارس شده است كه بدين ترتيب خليج فارس به عنوان يك خور معكوس عمل مي كند. از اطلاعات موجود استنباط مي شود كه به دليل نرخ بسيار بالاي تبخير سطحي در خليج فارس، آب كم شورتر و سبكتر درياي عمان براي جبران ميزان آب تبخير شده، از سطح و از ناحيه شمالي تنگه هرمز وارد خليج فارس مي شود كه از سمت سواحل ايران در جهت بالا دست خليج فارس جريان پيدا مي كند. همچنين خروجي آب شور و سنگين شده خليج فارس از قسمت جنويي تنگه هرمز به درياي عمان مي ريزد(Kaempf & Sadrinasab., 2004). با توجه به اينكه تنگه هرمز از نظر اقتصادي، سياسي و نظامي يكي از آبراههاي مهم در دنيا به شمار مي رود، از دير باز دانستن گردش آب در اين تنگه مورد نظر بوده است. 

در يكي از مطالعات اخيرتوسط Johns و همکاران با نصب يك دستگاه ADCP از دسامبر تا مارس 1998 در تنگه هرمز، نتايج اولين اندازه گيري طولاني مدت جريان در منطقه خليج فارس ارئه نمودند. اين محققان بر روي تبادل آب خليج فارس و درياي عمان تحقيق، كه نتيجه آن در شكل 1-2 خلاصه شده است. اين محققان معتقدند كه خروجي آب از تنگه هرمز به صورت ساليانه وجود دارد و مقدار آن در طول سال تقريبا ثابت است(Johns et al, 2003). 

شکل1-2 نحوه گردش آب در منطقه خليج فارس و تنگه هرمز توسط (Johns et al, 2003)

 آنان معتقدند كه آب نسبتا كم شورتر درياي عمان از سطح و از سمت سواحل ايران وارد تنگه هرمز مي شود و تا شمال خليج فارس حركت مي كند.(T₁) قسمتي از آب ورودي با آبهاي خروجي از لايه هاي مياني تنگه هرمز خارج مي شود (T₂). آبهاي سنگين شده و شور شمال غربي و جنوب شرقي خليج فارس از بستر به سمت تنگه هرمز جريان پيدا مي كنند و سرانجام از لايه هاي عمقي در كنار سواحل عمان از تنگه هرمز خارج مي شوند (T₃) 

Thoppil و همکاران (2010) در یک تحقیق به مطالعه جریان و ادی‌های خلیج فارس پرداختند و از مدل HYCOM استفاده نمودند و اعلام کردند که جریان به سمت شمال غرب سواحل ایران ناپایدار است، که این نتیجه ناپایداری باروکلنیک است. در این تحقیق یک سری جریانات چرخه‌ای مشاهده شد که قطر آنها بین130-115 کیلومتر است و شعاع تغییر شکل راسبی باروکلینیکی را بین30-25 کیلومتر تخمین زدند. شکل 1-2 دیاگرام شماتیک این گردش‌ها را نشان می‌دهد که توسط آن‌ها ارائه شده است ( Thoppil et al, 2010).

شکل1-3 دیاگرام شماتیک گردش در خلیج فارس (Thoppil et al, 2010).

Yao و همکاران (2010) با استفاده از مدل‌سازی HYCOM گردش و تغییر جرم آب، خلیج فارس و تبادل آن با اقیانوس هند از طریق تنگه هرمز را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها ادی با اندازه در حدود 100کیلومتر در امتداد جبهه شوری در تابستان مشاهده کردند و شعاع تغییر شکل راسبی را 30 کیلومتر برای خلیج فارس برآورد کردند (Yao et al, 2010)

 Pous و همکاران (2014) ، توسط مدل عددي HYCOM و با تفكيك‌پذيري بالا مطالعه‌اي بر روي الگوي گردش آب در خليج فارس و نحوه تبادلات آب در تنگه هرمز انجام دادند. آنها طول برخي از ادی‌های ميان مقياس را 120 کیلومتر محاسبه کردند (Pous et al, 2014).

 بیدختی و همكاران (1383) در تحقيق خود دلايل تشكيل ادی‌های خليج فارس و محل تشكيل آن‌ها را مورد بررسي قرار دادند. براي اين منظور با استفاده از داده‌هاي ميداني ، ساختار ميدان‌هاي دما، شوري، هدايت الكتريكي و چگالي در قسمت مركزي خليج فارس و در اعماق مختلف تعيين گرديد. همين‌طور محل ايجاد ادی‌ها، ارتفاع و سطحي يا عمقي بودن و خواص ديناميكي آن‌ها از جمله انرژي پتانسيل و جنبشي موجود در اين ادی‌ها به‌دست آمد. بطور نمونه اندازه افقي ادی‌ها در حدود 120 کیلومتر با عمق حدود  30 تا  40 متر به‌دست آمد.

 مقدم و بیدختی (1386) در تحقیق خود به تشکیل پیچک‌ها در دریای عمان در اثر تغییر چگالی (ناشی از تغییر دما و شوری) پرداختند. آن‌ها به دنبال محل شکل‌گیری ادی‌ها، سطحی یا عمقی بودن آنها، سرعت‌ و ضریب پخش افقی ادی‌ها در دریای عمان بودند. 

Pous و همکاران (2004) با استفاده از اندازه گیری های میدانی طی گشت دریایی GOGP99 که در اکتبر تا اوایل نوامبر 1999 در منطقه تنگه هرمز ودریایی عمان انجام دادند گردش منطقه ای آب دریای عمان (عمق بالایی 300 متر) را با استفاده از SADCP مشخص نمودند.

شکل 1-4 گردش منطقه ای دریای عمان با استفاده از SADCP(Pous et al, 2004 )

 Hégaret و همکاران (2015) بر روي تغييرات شديد فصلي ساختارهاي ميان مقياس، گردش آب و شناسايي توده‌هاي آب در درياي عمان و درياي عرب تحت اثر مانسون مطالعه کردند و به بررسي تاثير آنها بر روي مسير آب در خليج فارس پرداختند. آنها براي انجام مطالعه خود از مشاهدات ميداني، داده‌هاي ماهواره‌هاي ارتفاع‌سنجي همچنين از مدل HYCOM استفاده نمودند و برهمکنش ادی‌ها و ادغام ادی‌ها را بررسي نمودند. پس از مطالعه انواع ادی‌های موجود در خليج فارس بيان داشتند که جريانهای برون ريز خليج فارس تحت تاثير ادی‌های ميان مقياس قرار دارد به طوري که حتي بر روي مسير حرکت و پراکنش اين جريان در طول درياي عمان نيز اثرگذار هستند. 

 ساختار فصلی توده آب ورودی و خروجی خلیج فارس 

ساختار جریان خروجی آب خلیج فارس (PGW) بر اساس دما و شوری آن در تنگه هرمز تعیین می شود، از این رو مطالعات میداني که اختصاصاً در محدودهی تنگه ی هرمز باشند، محدود است و موارد اندکی از آنها به مطالعه ی ويژگيهای فیزيكي و هیدرودينامیكي آب در اين منطقه پرداخته اند. از جمله اندازه گیری میداني در اين محدوده مطالعه ای است که توسط Johns و همكاران (2003) و Pous و همكاران ( 2004) انجام شده است، که اين اندازه گیریها هم محدود به قسمت جنوبي تنگه ی هرمز بوده است (Johns et al., 2003 Pous et al., 2004 ). که در بخشي از مطالعات انجام شده در حوضه ی خلیج فارس و دريای عمان، مطالعه ی تنگه ی هرمز نیز صورت گرفته است .(Johns et al., 2003) 

بخش دیگری از مطالعات انجام شده در این حوزه مي توان به مطالعات Emery و همكاران (1956) ، (1993) Reynolds و Brewerand Dyrssen (1985) اشاره کرد. در گشتهای دوره ای راپمي نیز در سالهای1991، 2000، 2001 و 2006 اندازه گیری چند منظوره و از جمله عملیات اندازه گیری ويژگيهای فیزيكيوشیمیایی توده آبهای منطقه انجام شده است. 

با آنالیز داده‌های کشتی شناور مرکز هواشناسی U.K در سال 1981 یک جریان ناشی از توده آب سطحی اقیانوس هند با سرعت 0/1 متر بر ثانیه از سمت شرق تنگه به داخل خلیج فارس در محدوده سواحل ایران نشان داده شد. نتایج این آنالیز برای چهار فصل مشخص می نماید که سرعت جریان ورودی توده آب سطحی اقیانوس هند در تابستان جریان قوی‌تر (حدود 0/2 متر بر ثانیه) و در زمستان و پاییز ضعیف می‌شود. با استفاده ازمدل عددی یک جریان ورودی قوی در سطح با سرعت 0/1 متر ‌بر ثانیه در امتداد سواحل ایران پیش‌بینی‌شد، که نتایج یک جریان ورودی سطحی در شمال تنگه هرمز و یک جریان خروجی عمیق در جنوب تنگه هرمز را نشان می دهند. 

Johns و همکارانش جریان های ناشی از توده آبهای ورودی و خروجی در تنگه هرمز را برای یک مدت طولانی از دسامبر 1996 تا مارس 1998 مورد بررسی قرار داده و نشان دادند یک جریان ورودی با دما و شوری کمتر از دریای عمان از طریق شمال تنگه هرمز وارد خلیج فارس می‌شود. 

Pous و همکاران نتایج تحقیقات گشت GOGP99 را در تنگه هرمز بررسی کردند و نتیجه گرفتند توده آب سطحی اقیانوس هند که سردتر و با شوری کمتر از آب های منطقه است از طریق سواحل ایران و با عمق 30 تا 60 متر از طریق تنگه وارد خلیج فارس می‌شود و شور‌ترین آب ها نیز که از قسمت جنوبی تنگه از نزدیکی سواحل امارات متحده عربی و عمان از تنگه خارج می‌شود در عمق های پایین (50 متر تا 100 متر) قرار دارند. Pous و همکاران سرعت جریان های خروجی را کمتر از 0/4 متر بر ثانیه نشان دادند و سرعت ژئوستروفیک را نیز در یک سطح مرجع 30 متری 0/09 متر بر ثانیه برآورد کردند. 

رییس السادات و بنازاده (1380) در تحقیقی، مدلی برای گردش آب ها در خلیج فارس ارایه دادند. در این تحقیق تأیید گردید که توده آب آرام سطحی که وارد خلیج فارس می‌شود در امتداد سواحل ایران حرکت کرده و در جهت عکس حرکت عقربه‌های ساعت گردش می‌کند.

 جریان ورودی از دریای عمان به تنگه هرمز تحت تأثیر نیروی کوریولی به سمت شمال تنگه در سواحل ایران منحرف می‌شود. این جریان در حرکت به سمت خلیج فارس در سطح حرکت می‌کند که این حرکت به دلیل چگالی کمتر آب های این ناحیه نسبت به آب های اطراف در خلیج فارس است. سرعت این جریان‌ درسطح به 10 تا 20 سانتی متر بر ثانیه می‌رسد. ( Reynolds, 1993). 

تبخیر و تابش باعث افزایش دما و شوری و تشکیل جریان ترموهالینی در این ناحیه می‌شود. افزایش چگالی باعث عمقی شدن و تولید توده آب چگال خلیج فارس و جریان ترموهالینی و حرکت آن به سمت تنگه هرمز می‌شود. در این حالت چگال ترین آب در اطراف سواحل بحرین با بیش ‌از 1033 کیلوگرم بر متر مکعب دیده شده است. این جریان های عمقی به سرعت 5 تا 10 سانتی‌متر بر ثانیه در خلیج فارس می‌رسند ولی در هنگام عبور از تنگه هرمز به حدود سرعت 20 تا 30 سانتی‌متر بر ثانیه می‌رسند (Swift and Bower.,2003). 

در فصل پاییز توده آب ورودی در تنگه هرمز با ناپایداری دینامیکی همراه است، در این فصل به دلیل ورود به فصل سرد و سرد شدن آب ها در قسمت‌های جنوبی تنگه آب چگال تری به وجود می‌آید که چگالی آن به طور محلی از 1030 کیلوگرم بر متر مکعب بیشتر می شود. در این فصل پیچک های میان مقیاس درعمق 20 متری و در طول جبهه چگال به وجود می‌آیند. توده آب چگال از آب های کم عمق قسمت های جنوب خلیج فارس به آرامی به سمت جریان عمقی چگال کشیده می‌شود و در نهایت تنگه هرمز و خلیج فارس را در بر می‌گیرد (et al., 2000 Bower). 

در فصل زمستان، گردش سطحی ناشی از حرکت آب به پیچک‌های میان مقیاس تجزیه می‌شود. این فرآیند در کل تنگه هرمز و مخصوصاً در خلیج فارس مشاهده می‌شود. سرمای زمستانی باعث به وجود آمدن یک توده آب چگال‌تر در نواحی کم عمق جنوبی‌خلیج فارس با چگالی بیش از 1032 کیلوگرم بر متر مکعب می شود، که با جریان خروجی عمیق به طرف تنگه هرمز حرکت می‌کنند. نتیجه‌ این افزایش چگالی در دوره‌ زمانی دی ماه تا خرداد ماه دیده می‌شود. در نتیجه تأخیر سه ماهه‌ای بین شکل‌گیری توده‌ آب چگال در آب های کم عمق و مشاهده‌ی آن در تنگه هرمز وجود دارد ( Chao et al.,1992). 

در فصل بهار، اختلاف چگالی ها در عرض تنگه مقدار حد‌اکثر خود را دارد. در این فصل جریان های ورودی شروع به شکل گرفتن می‌کنند و به سمت خلیج فارس حرکت می نمایند و حتی به نواحی سطحی جنوب تنگه هرمز نیز وارد می‌شوند. نکته‌ مهم این است که آب های سطحی خلیج فارس و تنگه هرمز در زمستان شورتر از تابستان است. افزایش جریان ورودی سطحی به خلیج فارس از دریای عمان می‌تواند دلیل شوری کمتر آب های سطحی شمال تنگه هرمز و خلیج فارس باشد ( Matsuyama et al.,1994). 

گردش فصلی خلیج فارس با شکل ‌گیری آب چگال عمقی در جنوب خلیج در فصل پاییز و زمستان مرتبط است که در تنگه در اواخر زمستان و اوایل بهار دیده می‌شود. می‌توان نتیجه گرفت که به وجود آمدن آب عمقی چگال در خلیج فارس می‌تواند به دلیل سرد شدن سطحی آبهای شور در فصل پائیز و شروع فصل زمستان باشد. جریان خروجی خلیج فارس در کل سال نسبتاً پایدار است و می‌توان انتقال 0/03 تا 0/15 سوردراپ و شوری متوسط psu 39/5 را برای آن در نظر گرفت. شوری این جریان خروجی در فصول مختلف تغییر قابل ملاحظه‌ای دارد و بیشترین تغییرات را در فصل زمستان نشان می دهد که جریان خروجی دارای شوری psu 39/5 تا psu 40/8 است (Matsuyama et al.,1998).