大陆坡内波环境中声传播模态耦合及强度起伏特征
Mode coupling and intensity fluctuation of sound propagation over continental slope in presence of internal waves作者机构：清华大学全球变化研究院地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 海军研究院天津300061 中山大学海洋工程与技术学院珠海519000 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2022年第71卷第20期
页 面：115-128页
核心收录：
学科分类：07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学]
基 金：国家重点研发计划(批准号:2020YFA0607900) 国家自然科学基金(批准号:42176019,11874061) 中国科学院青年创新促进会资助的课题(批准号:2021023)
摘 要：大陆坡海域内波普遍存在,其陆坡地形和内波过程都会引起显著的声场起伏.已有研究工作主要关注内波或大陆坡单扰动因子对模态耦合和强度起伏的影响,少见将内波和海底地形起伏同时作为影响因子进行研究.文章考虑孤立子内波和海底地形对声传播的双重影响,首先构建海洋波导模型,然后基于简正波理论数值对比分析各波导模型条件下模态的耦合规律,进而研究声场强度起伏特性及其物理机理.研究结果表明,当声波朝向或远离内波中心传播时,模态耦合在内波与大陆坡的共同作用下出现耦合增强或衰减,高号模态耦合系数振荡;内波扰动的作用使得能量由低号模态耦合至高号模态,提高了声场强度衰减;斜坡的作用使得声波下坡传播时,波导模态数增加、模态强度衰减降低;大陆坡内波环境中的模态强度总和大于内波环境、小于大陆坡环境,且模态组间的能量转移比只有内波或者大陆坡时更强,高号模态从耦合中获得更多能量,使得跃层以上水层能量增强.
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