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浅海涌浪对表面声道声传播的影响

物理学报 2021年第5期70卷 189-198页

作者：刘今彭朝晖张灵珊刘若芸李整林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 中国科学院大学物理科学学院北京100049

受海面强风和海-气相互作用影响,表面声道普遍存在于冬季海洋环境中,是一种天然有利于声传播的波导.但是海面波浪使得海表形成粗糙界面,会严重破坏这种优良性能.本文利用南海北部海区的一次冬季声传播实验数据,研究表面声道声传播特性.... 详细信息

受海面强风和海-气相互作用影响,表面声道普遍存在于冬季海洋环境中,是一种天然有利于声传播的波导.但是海面波浪使得海表形成粗糙界面,会严重破坏这种优良性能.本文利用南海北部海区的一次冬季声传播实验数据,研究表面声道声传播特性.研究表明,海底底质对表面声道内声传播的影响较弱,当海面风较小时,涌浪造成的影响为主要原因.实验数据显示,考虑涌浪后的粗糙海面给70km远处带来了10dB的传播损失增长.因此在考察南海北部海区冬季声场特性时,不仅要考虑海面风浪的影响,更需要考虑周围海域传来的涌浪的影响.研究涌浪存在时的声传播特性对提升声纳设备在海况较差时的使用性能具有重要意义.

关键词：涌浪粗糙海面表面声道声传播

海洋混合层结构对表面声道中声传播特性的影响分析

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海洋学报 2012年第1期34卷 79-89页

作者：张旭张永刚张健雪董楠中国人民解放军91550部队海军大连舰艇学院科研部中国海洋大学海洋环境学院

利用WOA05气候态数据集和北黄海调查数据,应用BELLHOP高斯束射线模型分析了我国近海及西太平洋典型海区的混合层结构对表面声道中声传播特性的影响,结果表明:我国近海的混合层结构有显著的区域性和季节性变化;深海中主要表现为混合层深... 详细信息

利用WOA05气候态数据集和北黄海调查数据,应用BELLHOP高斯束射线模型分析了我国近海及西太平洋典型海区的混合层结构对表面声道中声传播特性的影响,结果表明:我国近海的混合层结构有显著的区域性和季节性变化;深海中主要表现为混合层深度变化,这种变化直接影响表面声道的空间分布,声波在混合层中的表面声道中传播与在混合层外的影区中传播产生的能量场差异较大;浅海中混合层深度与声速梯度的空间变化都很明显,声速梯度的增大和混合层的加深都能使更多声线以反转的形式传播,使表面声道声场增强。两组海上实验数据表明,在真实海洋中混合层可在短时间内出现生消变化或在局部海域出现非均匀分布。在浅海温跃层环境下,海-气边界特定的物理过程能够使混合层发生间歇性的变化,当表面声道出现时近表层声场明显增强。

关键词：混合层声速剖面表面声道声传播 BELLHOP模型

基于图表法的南海北部表面声道分布与成因分析

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海洋技术学报 2020年第5期39卷 53-57页

作者：占鑫伟屈科刘宏伟谢金怀广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 中国船舶重工集团公司第七一六研究所江苏连云港222136

表面声道是一种远距离声传输波导,了解和研究表面声道的分布与成因对提高目标海区声呐的性能有重要意义。本文基于遥感数据,对南海北部表面声道的分布成因进行研究。采用图表法就温度梯度、盐度梯度对声道形成的贡献进行定量研究,给出... 详细信息

表面声道是一种远距离声传输波导,了解和研究表面声道的分布与成因对提高目标海区声呐的性能有重要意义。本文基于遥感数据,对南海北部表面声道的分布成因进行研究。采用图表法就温度梯度、盐度梯度对声道形成的贡献进行定量研究,给出了声道的类型分布,并结合海洋动力活动及海气相互作用对成因进行分析。研究结果表明:春季南海北部表面声道受珠江口冲淡水影响有少量盐度声道分布,远深海地区受风场影响有较多静压声道分布;夏季在珠江口强烈的冲淡水影响下产生大范围盐度声道;秋季冲淡水产生的盐度声道减弱,因风场产生的静压声道相较夏季增多;冬季受东北季风影响,产生几乎覆盖南海北部的大范围静压声道。在粤东沿岸、台湾沿岸的上升流对盐度、混合声道的产生也有较大影响。

关键词：南海北部海域表面声道图表法

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涌浪条件下的浅海表面声道脉冲声传播

应用声学 2021年第6期40卷 801-809页

作者：刘今彭朝晖胡承昊李整林于梦枭张青青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 中国科学院大学北京100049 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

在冬季,海水表面受到海面强风的影响,普遍存在表面声道。当声源位于表面声道中并且声源频率高于表面声道的截止频率时,声能量几乎被完全限制其中,不与海底作用,十分有利于声传播。但当表面声道上边界为较大涌浪所形成的粗糙界面时,这种... 详细信息

在冬季,海水表面受到海面强风的影响,普遍存在表面声道。当声源位于表面声道中并且声源频率高于表面声道的截止频率时,声能量几乎被完全限制其中,不与海底作用,十分有利于声传播。但当表面声道上边界为较大涌浪所形成的粗糙界面时,这种优良性能会被破坏。在南中国海北部陆坡海区的一次冬季实验中,发现表面声道以下水听器接收到的首个脉冲的幅度明显增加,通过研究表明,其原因是:存在较大涌浪时,部分表面声道内传播的声能量,经粗糙海面反射作用后进入下层水体中,使得位于表面声道以下的水听器的第一个到达的脉冲幅度增强。

关键词：涌浪浅海表面声道声传播

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一种表面声道截止频率的计算方法

一种表面声道截止频率的计算方法

中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议

作者：段睿杨坤德西北工业大学航海学院

表面声道是实现水声远距离传播的声道之,截止频率是该声道的重要参数。经典的截止频率计算公式只与表面声道深度和声速梯度有关,无法为声源深度提供参照。采用洛依德镜方法,推导了计算截止频率的一种新方法。当声源较浅时,会使水下的声... 详细信息

表面声道是实现水声远距离传播的声道之,截止频率是该声道的重要参数。经典的截止频率计算公式只与表面声道深度和声速梯度有关,无法为声源深度提供参照。采用洛依德镜方法,推导了计算截止频率的一种新方法。当声源较浅时,会使水下的声场产生干涉图案,即出射角不同的若干波瓣。波瓣的出射角度随声频率的减小和声源深度的减小而增加。假设出射角最小的波瓣的一部分恰好在表面声道中传播时的频率为截止频率,推导了截止频率公式。通过仿真验证了该公式的有效性,并且得到了该公式的适用范围为声源深度小于表面层深度的四分之一。结果表明当声源靠近海面时,随着声源深度的增加,截止频率减小,有利于低频声波的远距离传播。

关键词：表面声道截止频率洛依德镜

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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冬季冲绳海域地形及黑潮对声传播的影响

声学学报 2023年第4期48卷 802-810页

作者：殷丽君张林孙雪海段嘉希笪良龙海军潜艇学院青岛266199 青岛海洋科学与技术国家实验室青岛266237

冲绳海域地形复杂且冬季存在较强的黑潮海洋锋,利用数值实验研究斜坡地形和海洋锋同时存在时由浅海至深海的声传播特性。海洋模式数值预报环境数据表明,分布于冲绳海槽斜坡上方的海洋锋导致该海域上层水体声速存在水平变化,纬度越高,水... 详细信息

冲绳海域地形复杂且冬季存在较强的黑潮海洋锋,利用数值实验研究斜坡地形和海洋锋同时存在时由浅海至深海的声传播特性。海洋模式数值预报环境数据表明,分布于冲绳海槽斜坡上方的海洋锋导致该海域上层水体声速存在水平变化,纬度越高,水平变化越大。利用抛物方程声场模型计算声传播损失,通过简正模态分析存在表面声道的环境中声能量分布,利用声线轨迹图解释海底斜坡和海洋锋对声传播的影响。结果表明:声源频率低于表面声道截止频率时,声传播主要受海底地形影响;声源频率高于表面声道截止频率时,位于表面声道内的声源激发的声能量主要在表面声道传播,部分声能量从表面声道泄漏沿斜坡向深海传播,位于表面声道深度以下的声源激发的声能量主要沿斜坡向深海传播,斜坡地形导致表面声道下方至共轭深度这一深度范围呈现为声影区,海洋锋的存在可导致表面声道传播损失变化明显,影响程度与声源深度有关。

关键词：黑潮海洋锋表面声道声传播海底地形

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基于PIES观测东沙群岛附近声传播变化

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 333-341页

作者：郭平徐永生黄超张林张庆君张利强彭泳卿张祥光徐立军王黎明袁延茂马树青杨亮尹善明中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 崂山实验室山东青岛266071 海军潜艇学院海军战术水声数据中心山东青岛266071 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 北京遥测技术研究所北京100076 北京理工大学北京100081 中国人民解放军海军工程大学湖北武汉430033 92859部队天津300061 国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 91001部队北京100181 91650部队广东广州510200

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕... 详细信息

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕获上层水体及表面声道的变化特征,为水声通信、探测及潜航路径规划等提供参考,在水声研究及海洋军事环境保障中都具有良好的应用前景。

关键词：海洋声学 PIES 声传播表面声道截止频率声速剖面

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基于PIES观测东沙群岛附近声传播变化

应用海洋学学报 2023年

作者：郭平徐永生黄超张林张庆君张利强彭泳卿张祥光徐立军王黎明袁延茂马树青杨亮尹善明 92859部队北京遥测技术研究所 91650部队中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京理工大学中国科学院大学中国人民解放军海军工程大学中国科学院海洋研究所海军潜艇学院海军战术水声数据中心国防科技大学气象海洋学院 91001部队

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据，反演得到温盐剖面，进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证，结果表明，PIES能够在长期连续观测中较为敏感地... 详细信息

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据，反演得到温盐剖面，进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证，结果表明，PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕获上层水体及表面声道变化特征，为水声通信、探测及潜航路径规划等提供参考，在水声研究及海洋军事环境保障中都具有良好的应用前景。

关键词：海洋声学 PIES 声传播表面声道截止频率声速剖面

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印度洋声道的分布特征

海洋科学进展 2021年第4期39卷 618-625页

作者：钱潮吕连港姜莹刘宗伟杨春梅自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

基于2000—2018年的地转海洋学实时观测阵数据,利用声速计算公式得到印度洋海区的声速剖面,并通过声速剖面提取表面声道和深海声道要素,统计分析该海区的表面声道和深海声道分布。结果显示:印度洋的表面声道有着明显的区域性分布和季节... 详细信息

基于2000—2018年的地转海洋学实时观测阵数据,利用声速计算公式得到印度洋海区的声速剖面,并通过声速剖面提取表面声道和深海声道要素,统计分析该海区的表面声道和深海声道分布。结果显示:印度洋的表面声道有着明显的区域性分布和季节性变化,其中印度洋10°S以北海区表面声道深度主要表现为半年周期变化,而印度洋10°S以南海区主要表现为年周期变化;40°S附近海区表面声道深度在9月达到印度洋海区的最大深度;在0~2000 m水深范围内,深海声道普遍存在于10°N以南海区,季节性变化小,印度洋45°S以北海区东部深海声道较西部浅。

关键词：印度洋声速剖面表面声道深海声道