【深海聲道】天然聲波波導(dǎo)，探尋深海的秘密

2017-08-02 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

神奇的“深海聲道”

“深海聲道”是一種海底聲波傳輸現(xiàn)象:即在水下一定深度區(qū)域(一般在800-1000米之間,也說在600-1200米之間),聲音可以傳播到數(shù)千公里以而不見明顯衰減的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因是受水溫和壓強(qiáng)的影響,聲音在不同傳播速度的水層之間傳播時(shí),會(huì)改變傳播的方向,發(fā)生反射。

需要指出的是,“深海聲道”是二維聲道,傳輸時(shí)聲波強(qiáng)度與傳輸距離R成反比,與三維空間傳輸(強(qiáng)度衰減與距離的平方(R^2)成正例)相比,遠(yuǎn)距離傳輸優(yōu)勢(shì)明顯,所以聲音在這個(gè)聲道傳輸幾千甚至上萬公里依然可以被檢測(cè)。

【深海聲道】天然聲波波導(dǎo)，探尋深海的秘密Actran學(xué)習(xí)資料圖片1

海底生存已久的鯨魚們一出生就知道這個(gè)秘密了,他們經(jīng)常會(huì)游到這一深度水域,與數(shù)公里之外的小伙伴們竊竊私語,而對(duì)于人類,這一現(xiàn)象直到上世紀(jì)四十年代才被美國(guó)科學(xué)家Ewing發(fā)現(xiàn),并快速應(yīng)用于軍事領(lǐng)域(當(dāng)時(shí)高度保密)。

Ewing設(shè)計(jì)出空心金屬球,讓飛行員隨身攜帶,飛行員一旦落水,這些金屬球便自動(dòng)沉入海底。由于海水對(duì)金屬球外表面的壓力隨著水深的增加而增加,經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的空心金屬球會(huì)在600-1200米深度爆炸,產(chǎn)生的聲音經(jīng)過“深海聲道”被不同區(qū)域的聲音檢測(cè)器截獲,從而可以確定飛行員墜海的具體位置。因此“深海聲道”還有另外一個(gè)很酷的名字,即SOFAR channel (sound fixing and ranging channel)。

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除了用于飛行員救援以外,SOFAR聲道還被用于海底潛艇探測(cè),感興趣的朋友可以搜索“潛艇聲紋識(shí)別技術(shù)”或者聲波監(jiān)聽系統(tǒng)(SOSUS)。顯然潛艇的活動(dòng)應(yīng)當(dāng)避開SOFAR聲道,這在深海不成問題,但在近海就要特別小心了。

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最后給大家補(bǔ)充一個(gè)有意思的烏龍事件:羅斯威爾事件(Roswell)。受SOFAR聲道啟發(fā),Ewing推測(cè)了大氣中也存在一個(gè)特定聲道(受溫度影響),因此提出了Mogu計(jì)劃(項(xiàng)目絕密),用來偵察蘇聯(lián)人是否做成了原子彈。1947年軍方首次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),然而實(shí)驗(yàn)遭遇不測(cè),引發(fā)了墜毀事件,事發(fā)地位于Roswell。當(dāng)時(shí)正值UFO風(fēng)靡全球,軍方為了保密,謊稱實(shí)驗(yàn)是用于天氣預(yù)報(bào)用的,可是媒體公眾不買賬,很多人還是認(rèn)為與UFO有關(guān)。

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