О возможности использования спутниковой альтиметрии в исследованиях распространения звука в океане при сложных гидрологических условиях

Архивный анализ данных спутниковой альтиметрии показал её перспективность применения в исследованиях распространения звука в океане при сложных гидрологических условиях. В сочетании с акустическим и сейсмоакустическим методами зондирования океанской толщи спутниковая альтиметрия позволит оптимизировать процесс измерений in situ, что, в свою очередь, существенно сократит как временные, так и финансовые затраты на проведение натурных экспериментов.

Для типичного распределения в Мировом океане (МО) скорости звука c(z) характерно наличие минимума на некотором горизонте, в результате чего формируется так называемый подводный звуковой канал (ПЗК). ПЗК играет важнейшую роль в эффекте дальнего распространения звука в океане. Вместе с тем, в МО имеются регионы, в которых вследствии особенностей динамики водных масс образуются два ярко выраженных минимума c(z), разделённых соответствующим максимумом. Наиболее ярко такая двухканальная структура ПЗК наблюдается в Кадисском заливе и восточной части Центральной Атлантики, что обусловлено особенностями динамики Средиземноморских вод через Гибралтарский пролив и их дальнейшим распространением в Атлантику. Анализ альтиметрических данных для Кадисского бассейна показал, что для него характерно наличие положительных и отрицательных аномалий уровня поверхности океана более 5 см с характерным горизонтальным масштабом порядка 40-50 км. Пространственно-временная привязка сейсмоакустических изображений океанской толщи к картам распределения аномалий уровня поверхности океана в этом регионе МО показала, что они соответствуют верхним полусферам внутритермоклинных вихрей, где наблюдаются вертикальные (восходящие и нисходящие) потоки.

В работе анализируются результаты, полученные на основе математической модели, описывающей основные особенности распространения звука в океане в двухканальном ПЗК. Показано, что при определённых условиях происходит проникновение звуковой энергии из канала, в котором находится гармонический излучатель, во второй канал. При этом звуковое поле в канале без излучателя представляет собой чередующиеся зоны повышенной и ослабленной интенсивности, причём удалённость максимумов интенсивности возрастает с увеличением частоты звука, толщины разделяющего слоя и уменьшением фазовой скорости соответствующих акустических мод.