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海洋聲學
發布時間:2019-09-11     作者:   來源:360百科   分享到:

海洋聲學(marine acoustics)是研究聲波在海洋中傳播的規律和利用聲波探測海洋的科學。它是海洋學和聲學的邊緣學科。

海洋聲學的基本內容包括三方面:

①聲在海洋中的傳播規律和海洋條件對聲傳播的影響,主要包括不同水文條件和底質條件下的聲波傳播規律,海底對聲波傳播的影響,海水對聲的吸收,聲波的起伏,散射和海洋噪聲等問題。

②利用聲波探測海洋。

③海洋聲學技術和儀器。

海底對從海水入射的聲波的反射和散射,以及聲波在海底沉積物中的傳播速度和衰減等特性。

海底對聲波在海中的傳播,特別是對聲波在淺海中的傳播影響很大。聲波在海底沉積物中的傳播速度,通常與頻率沒有明顯的關系。在平均粒徑極小而孔隙率很大的稀薄沉積物中的聲速,接近或低于海水中的聲速。在較密實的沉積物中的聲速,隨粒徑的增加和孔隙率的減小而單調增加,且大于海水中的聲速。在固化程度較高的沉積層中,聲波除縱波外,還有橫波傳播。海底沉積物中的聲衰減,主要由沉積物的粘滯性和摩擦產生,與沉積物的粒徑和孔隙率也有關系。在海底沉積物中,細砂、砂質粉砂和粉砂質砂的聲衰減最大。在同一沉積物中,聲衰減隨聲波頻率的增加而增加,在某個頻率范圍內,這種增加近似于線性關系。

海底的聲反射和散射,主要和沉積物的分層結構有關,也與海底表面的粗糙程度有關。若海底表層中的聲速底于其上海水中的聲速,這種海底稱為低聲速海底;反之,則稱為高聲速海底。一般說來,前者的反射本領低于后者。海底的聲反射損失,一般隨聲波頻率的增加而增加,它和聲波入射角的關系與海底類型有關,對于低聲速海底,有一個全透射角,聲波在此角度下入射,多數聲能透射入海底;若為高聲速海底,則存在一個全反射角。

根據海底的聲學特性,可以對海底沉積物進行聲遙測分類。例如,淺地層剖面儀就是利用沉積物各層的聲學特性不同而引起的聲波反射各異的特點,來測定海底地層的分層結構。聲遙測方法在近代海洋工程如海港和海上鉆井采油等工程的地質勘探中,有很重要的作用。


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