АКУСТИЧЕСКИМ ЖУРНАЛ, 2008, том 54, № 4, с. 587-588
АКУСТИКА ОКЕАНА, ГИДРОАКУСТИКА
УДК 534.26
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРИЛИВА НА ФОРМИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА СТАЦИОНАРНОЙ ТРАССЕ В ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЕ ЯПОНСКОГО МОРЯ
© 2008 г. Ю. Н. Моргунов, Ю. А. Половинка, Д. С. Стробыкин
Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН Россия, 690041 Владивосток, ул. Балтийская 43 Тел.: (423-2)311-613; Факс: (423-2)312-600 E-mail: morgunov@poi.dvo.ru Поступила в редакцию 30.07.07 г.
PACS: 43.30.Pc
При исследованиях гидрофизических процессов методами акустической томографии в мелководных акваториях важно учитывать влияние изменений глубины моря при прохождении приливной волны в зоне установки излучающих и приемных систем на стационарных трассах. Прямые измерения высоты прилива океанологическими приборами возможны лишь в штилевую погоду при отсутствии нагонных явлений. Попытки выделить приливную составляющую при анализе флуктуаций акустических сигналов часто (летне-осенний период) приводят к ошибкам из-за превалирующего влияния колебаний температурного фона на стационарной трассе, вызванных приливной волной, так как внутренний прилив достигает измерительных систем позже, чем изменение глубины моря, из-за меньшей скорости распространения по шельфу. Интересные данные по этому вопросу приведены в [1].
В данной статье приводятся результаты эксперимента, который мы провели на постоянно функционирующей акустической стационарной трассе на акустико-гидрофизическом полигоне ТОИ ДВО РАН для обоснования возможности применения расчетных данных высоты прилива
[2] при анализе зависимости времен пробега импульсов по различным лучевым траекториям для реконструкции поля температуры в волноводе
[3]. Исследования проводились в период с 28.02 по 2.03. 2006 года в штилевую погоду. Гидрологические условия в это время характеризовались постоянством скорости звука и температуры от поверхности до дна. Изменение уровня прилива, рассчитанного на период проведения измерений, и изотермы представлены на рис. 1а.
Широкополосный акустический излучатель был установлен в 450 м от берега на глубине 39 м при глубине места 40 м. Управление режимами излучения осуществлялось по кабелю с берегово-
го поста. Схема генерации сигналов была построена таким образом, что позволяла излучать каждую минуту М-последовательности (511 символов, 4 периода несущей частоты на символ) с центральной частотой 400 Гц. Приемный гидрофон был установлен вблизи дна на удалении 2100 метров от излучателя и соединен кабелем с береговой лабораторией, где в реальном масштабе времени вычислялась функция взаимной корреляции между принятыми и излученными сигналами. На полученной таким образом импульсной характеристике волновода было зафиксировано до семи приходов лучей в точку приема, претерпевших от одного до семи отражений между дном и поверхностью. На всех приходах явно прослеживаются вариации времен с периодом, близким к 12 часам. На рис. 16 приведены эти вариации для седьмого прихода (сплошная линия). Сравнение рисунков 1а и 16 показывает, что максимальные и минимальные значения времен пробега импульса по данному лучу соответствуют соответственно максимумам и минимумам уровня воды в фазе прилива и отлива. На рис. 16 приведены также результаты расчетов времен пробега импульса по лучу с учетом влияния прилива на глубину волновода. Численное моделирование проводилось с использованием лучевой программы BELLHOP [4]. Глубины менялись с шагом 10 см по данным расчета высоты прилива, приведенным на рис. 1а. Как видно, результаты моделирования довольно точно описывают экспериментально зафиксированные вариации времени пробега импульса по лучу, связанные с приливом. На экспериментальной зависимости отмечаются вариации с периодом 2-3 часа, что возможно связано с сейшами, индуцированными приливом.
Таким образом, в работе экспериментально показано, что при проведении акустических исследований в мелководных акваториях, связан-
588
Глубина, м 0-
МОРГУНОВ и др.
(а)
10203040-
Высота прилива, см 40
0.5-
0.5
'А/
0.5.-
0.5-
/
0.52
0.52
0.52
0.52
0.52
0.52
0.54
0.54
0.56
0.56
30 20 10 0
20:30 02:30 08:30 14:30 20:30 02:30 08:30 14:30 20:30
Время суток, ч
Время задержки, с
(б)
15:23
15:22
15:21
15:20
20:30 02:30 08:30 14:30 20:30 02:30
Время суток, ч
08:30
14:30
20:30
Рис. 1. (а) Изменение уровня прилива, рассчитанного на период проведения измерений, и изотермы; (б) вариации времен пробега импульса по лучу (эксперимент - пунктирная линия; расчет - сплошная линия).
ных с численным моделированием и требующих высоких точностей при измерении времен распространения сигналов, необходимо и возможно учитывать влияние прилива, применяя расчетные данные.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Микрюков A.B., Попов O.E. Влияние внутреннего прилива на медленные флуктуации энергии импульсных сигналов в эксперименте на протяженной стационарной трассе // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 3. С. 351-359.
2. Tidecomp world wide predictor. V. 7.03. Mike Harris. Pangolin Communications. 2000. www.pangolin.co.nz
3. Акуличев B.A., Безответных В В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Каменев СИ., Моргунов ЮН, Половинка Ю.А, Стробыкин Д.С. Термометрия шельфовых зон океана акустическими методами // ДАН. 2006. Т. 409. № 4. С. 543-546.
4. Acoustic Toolbox. Underwater Acoustic Propagation Modeling Software. Mike Porter. Science Applications International Corporation. 2002. ftp://oalib.saic.com / pub / oalib / AcousticsToolbox/ www.hlsresearch.com / oalib / Modes / AcousticsToolbox/
An Experimental Study of the Effect of Tide on Acoustic Field Formed along a Stationary Track in the Shelf Zone of the Sea of Japan
Yu. N. Morgunov, Yu. A. Polovinka, and D. S. Strobykin
Il'ichev Pacific Oceanological Institute, Far-East Division, Russian Academy of Sciences, ul. Baltiiskaya 43, Vladivostok, 690041 Russia
e-mail: morgunov@poi.dvo.ru
АКУСТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 54 < 4 2008
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.