Тема: Исследование подводного звукового канала в Баренцевом море

Баренцево море имеет большое экономическое значение для России, Норвегии и других стран. Море богато разнообразной рыбой, животным и растительным планктоном и бентическими организмами, также Баренцево море является важным районом рыболовства. Большое значение имеют морские пути, соединяющие европейские регионы России с портами Сибири, западных и восточных стран. Поэтому на протяжении многих лет это море является объектом пристального изучения.
При исследовании моря, для применения звука как инструмента обследования толщи воды, требуется знать такие характеристики как коэффициент его затухания и скорость распространения в среде. Также следует понимать, как звуковые волны в толще воды будут рассеиваться, и отражаться на границах сред, проходить через эти границы, попадать в зону тени и обходить препятствия на своем пути. Все эти акустические эффекты зависят от физических свойств морского дна, поверхности и толщи морской воды.
Наиболее важным акустическим параметром в океане считается скорость звука. Под определение «скорость звука в воде» обычно понимается скорость, с которой через толщу воды распространяются упругие гармонические колебания малой (не конечной) амплитуды с длиной волны, значительно меньшей, чем линейные размеры водного тела. Скорость звука в море в основном обусловливается гидрологическими условиями и обычно в среднем колеблется между1450 и 1600 м/с. Однако в некоторых частях Мирового океана наблюдаются значительные колебания.
Первое измерение скорости звука под водой было выполнено Жаном- Даниэлем Колладоном и Шарлем Штурмом на Женевском озере (Швейцария) в ноябре 1826 года. В этом эксперименте как источник звуковых волн использовался подводный колокол, опущенный на заданную глубину. Непосредственно перед началом эксперимента была измерена температура воды в озере, она равнялась 8°C. Также использовались вспышки пороха, которые производились одновременно со звуком колоколов. Наблюдатель с подслушивающим устройством на втором судне, находящемся на расстоянии 13,487 км от первого судна с колоколом, замерял время между вспышкой и приемом сигнала колокола. Среднее значение по нескольким наблюдениям составило 9,4 секунды. В результате, скорость звука, измеренная в пресном озере, составила 1435 м/с.
Акустический гидролокатор в настоящее время широко используется в различных областях, включая рыбохозяйственную съемку, оценку запасов, акустическую томографию и геологические исследования для изучения структуры морского дна. На практике неоднородность водной среды вызывает многочисленные осложнения при распространении звука в море. На распространение звука в естественных водоемах сильное влияние оказывают поверхность раздела и дно водоема, гидростатическое давление, неоднородность температуры и солености. Поэтому изучение распространения звука в море всегда является актуальной проблемой...
Купить

В воде скорость звука увеличивается с ростом гидрологических параметров, таких как соленость, давление и температура. Из-за небольшой глубины Баренцева моря скорость звука сильно зависит от температуры воды. В результате профили скорости звука и температуры воды на всех станциях имеют схожие очертания. Самые высокие значения скорости звука, рассчитанные по экспедиционным данным, были зарегистрированы на станциях 1 и 9 на глубинах 10 м и 100 м, соответственно, со скоростью1488 м/с. Самая низкая скорость звука была зарегистрирована на станции 3 на глубине 30 м со скоростью 1439 м/с.
На рисунке 56 показана глубина залегания ПЗК, рассчитанная по экспедиционным данным, на станциях. Из этого графика видно, что в 44,4 % случаев для этих станций ПЗК находится на глубинах от 0 м до 50 м. В остальных 55,6 % глубина залегания ПЗК расположена в пределах от 250 м до 450 м...
Купить