【深海声道】天然声波波导，探寻深海的秘密

2017-08-02 by:CAE仿真在线来源:互联网

神奇的“深海声道”

“深海声道”是一种海底声波传输现象:即在水下一定深度区域(一般在800-1000米之间,也说在600-1200米之间),声音可以传播到数千公里以而不见明显衰减的现象。产生原因是受水温和压强的影响,声音在不同传播速度的水层之间传播时,会改变传播的方向,发生反射。

需要指出的是,“深海声道”是二维声道,传输时声波强度与传输距离R成反比,与三维空间传输(强度衰减与距离的平方(R^2)成正例)相比,远距离传输优势明显,所以声音在这个声道传输几千甚至上万公里依然可以被检测。

海底生存已久的鲸鱼们一出生就知道这个秘密了,他们经常会游到这一深度水域,与数公里之外的小伙伴们窃窃私语,而对于人类,这一现象直到上世纪四十年代才被美国科学家Ewing发现,并快速应用于军事领域(当时高度保密)。

Ewing设计出空心金属球,让飞行员随身携带,飞行员一旦落水,这些金属球便自动沉入海底。由于海水对金属球外表面的压力随着水深的增加而增加,经过特殊设计的空心金属球会在600-1200米深度爆炸,产生的声音经过“深海声道”被不同区域的声音检测器截获,从而可以确定飞行员坠海的具体位置。因此“深海声道”还有另外一个很酷的名字,即SOFAR channel (sound fixing and ranging channel)。

除了用于飞行员救援以外,SOFAR声道还被用于海底潜艇探测,感兴趣的朋友可以搜索“潜艇声纹识别技术”或者声波监听系统(SOSUS)。显然潜艇的活动应当避开SOFAR声道,这在深海不成问题,但在近海就要特别小心了。

最后给大家补充一个有意思的乌龙事件:罗斯威尔事件(Roswell)。受SOFAR声道启发,Ewing推测了大气中也存在一个特定声道(受温度影响),因此提出了Mogu计划(项目绝密),用来侦察苏联人是否做成了原子弹。1947年军方首次进行了实验,然而实验遭遇不测,引发了坠毁事件,事发地位于Roswell。当时正值UFO风靡全球,军方为了保密,谎称实验是用于天气预报用的,可是媒体公众不买账,很多人还是认为与UFO有关。

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