Читайте также:
|
|
Скорость звука – скорость распространения акустических волн:
1) Является важнейшей гидроакустической характеристикой морской среды.
2) При изменение значений скорости звука в различных точках пространства вызывает искажение фронта волн и изменяет характер распространения сигналов, что влияет на эффективность использования ГАС (гидроакустических средств).
Скорость звука зависит от:
· глубины моря;
· времени года;
· географического района;
· времени суток.
Скорость распространения звука в океанах изменяется в вертикальном направлении в соответствии с изменением температуры, солености и гидростатического давления.
В верхних слоях океана на поле скорости звука наибольшее влияние оказывает температура воды.
Давление сильно влияет на скорость звука на больших глубинах, где значения температуры и солености малы.
Уменьшение температуры приводит к уменьшению скорости звука, а увеличение давления - к ее возрастанию.
Звуковые лучи, выходящие из источника под некоторым углом к горизонту, изгибаются, причём направление изгиба зависит от распределения скоростей звука в среде:
· летом, когда верхние слои теплее нижних, лучи изгибаются книзу и в большинстве отражаются от дна, теряя при этом значительную долю своей энергии;
· зимой, когда нижние слои воды сохраняют свою температуру, между тем как верхние слои охлаждаются, лучи изгибаются кверху и многократно отражаются от поверхности воды, при этом теряется значительно меньше энергии. Поэтому зимой дальность распространения звука больше, чем летом.
Вклад распределения температуры, гидростатического давления и солености в конкретных районах океана определяет особенности вертикального распределения скорости звука, которые соответствуют:
· Положительной рефракции (возрастание скорости звука с глубиной).
· Отрицательной рефракции (убывание скорости звука и глубиной).
· Приповерхностному звуковому каналу (возрастание скорости звука с глубиной сменяется убыванием).
· Подводному звуковому каналу (скорость звука имеет минимум на некоторой глубине).
Основным источником сведений о пространственно-временной изменчивости поля скорости звука в Мировом океане является данные гидрологических станций.
Диапазон изменчивости поля скорости звука охватывает масштабы от расстояний между молекулами до размеров океана и от тысячных долей секунды до вековых колебаний.
Среднее значение поля скорости звука в океане принято равным 1500 м/с, диапазон – 1400…1600 м/с.
Регулярная составляющая изменчивости поля скорости звук в открытых районах моря наиболее четко выражена по вертикальному градиенту GВ; горизонтальные градиенты GГ в среднем на 2 – 3 порядка меньше вертикальных. Наиболее изменчивым является приповерхностный слой с глубинами до 100…200 м.
Изменчивость поля скорости звука определяет вероятностный характер акустического поля и гидроакустические характеристики морской среды (рисунка 4).
Рисунок 4 – Изменчивость скорости звука в Мировом океане |
Особенности ВРСЗ по океанам представлены на рисунке 5, на графике выделены 4 слоя:
· I – приповерхностный;
· II – сезонной изменчивости (зима, весна, лето, осень);
· III – уменьшение регулярной составляющей;
· IV – увеличение регулярной составляющей.
Границы слоев в разных районах и разные сезоны года находятся на различных глубинах. Наиболее изменчивым является приповерхностный слой глубиной 100…200 м.
Рисунок 4 – Вертикальное распределение скорости звука |
Рисунок 5 – Изменчивость скорости звука в Мировом океане |
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 77 | Нарушение авторских прав