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琉球群岛附近海域声场分析

代民果

  水体中各种能量辐射形式中,光波和电磁波的衰减都非常大,传播距离较短,而以声波的传播性能为最好。目前水声技术已是开发海洋和研究海洋广泛采用和行之有效的手段,如水下通讯、声遥测遥控、数据图像传播,以及用声波遥测海洋涡漩的运动和变化与全球海洋温度的监测等方面。而这些技术要求进一步研究声波传播规律与海洋环境的定量关系。论文主要作了以下工作。通过数据处理,得出了琉球群岛附近海域声速最小值和及其出现深度的分布规律,研究了横跨和穿越宫古水道两个断面上声场上述特征的变化,探讨了温度分布和声速最小值的分布的关系;研究了单频声源所发出声波在深海的能量传播途径和传播损失,得出不同频率和不同深度对于声传播损失的影响。结果表明在陆架海域声速最小值分布主要受海水表面温度和底层温度控制,其控制范围随季节变化,春、秋季声速最小值分布几乎完全受海水底层温度分布控制;在深海海域,声速最小值分布及其出现深度相对稳定;单频声源声传播损失与声源的垂向位置和频率有关,频率和深度变化对声传播损失影响很大;表层10Hz以上的声波难以在表层传播,且传播损失大。论文的主要创新之处是用数据库资料对琉球群岛附近海域声速最小值及其出现深度作了大面积预估,避免了实测CTD资料站位少、水平分辨率低、易受气候等偶然性影响的不足之处;采用声速最小值分布来分析这一海域的声学性质,而没有采用传统的声速平面分布。并指出东海陆架浅海声速最小值分布主要与海水表面温度和底层温度分布有关;用穿越和横跨宫古水道的两个声速断面揭示陆坡上升流,并以此解释冲绳岛外侧声速最小值和声速最小值深度四季的剧烈变化;同时讨论单频声源声线传播和频率、深度对声传播损失的影响。……   
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