Влияние внутренних волн на распространение звука в шельфовой зоне моря

• Автор: Рутенко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 262 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Аналитические и численные методы моделирования внутренних
волн и оценки их влияния на распространение звука в мелком море
1.1. Основные теоретические представления
1.2. Вариации скорости звука, обусловленные внутренними волнами
1.3. Моделирование внутренних волн
1.3.1. Методы расчета мод линейных внутренних волн
1.3.2. Моделирование нелинейных внутренних волн
1.4. Методы расчета акустического поля
2. Измерительные средства и методы экспериментальных исследований
2.1. Автономные цифровые приемные системы и некоторые результаты их применения в исследованиях
пространственной структуры акустических полей
2.2. Цифровая радиотелеметрическая система сбора и обработки гидроакустических сигналов и результаты ее применения в
натурных исследованиях
2.3. Автономная донная цифровая гидрофизическая станция
2.4. Технические средства, используемые при организации в шельфовой зоне Японского моря полигонных
акустико-гидрофизических измерений
2.5. Стационарная акустико-гидрофизическая трасса для экспериментальных исследований в шельфовой зоне
Японского моря
2.5.1. Акустико-гидрофизическая измерительная система «Моллюск-96»
2.5.2. Цифровая акустико-гидрофизическая измерительная система «Моллюск-97»

2.5.3. Автономный зонд «Бурун-96»
2.5.4. Применение измерительных систем в натурном эксперименте
2.6. Обработка экспериментальных данных
Выводы
3. Особенности гидрофизических полей и внутренних волн в шельфовой
зоне Японского моря. Результаты измерений и численного моделирования их влияния на интенсивность и фазу
распространяющегося звука
3.1. Результаты гидрологических измерений
3.2. Влияние поверхностного и внутреннего приливов на распространение
акустических волн
3.3. Результаты натурных измерений влияния внутренних волн на
интенсивность и фазу распространяющегося звука
3.4. Численное моделирование влияния линейных внутренних волн на
распространение акустических волн
3.5. Влияние внутренних волн на акустические поля с разными частотами —
3.6. Численное моделирование влияния нелинейных внутренних волн на
распространение звука вдоль трассы длиной 250 метров
Выводы
4. Зависимость флуктуаций интенсивности и фазы акустических волн, распространяющихся поперек шельфа, от времени года и частоты сигнала
4.1. Сезонная изменчивость флуктуаций интенсивности и фазы низкочастотных акустических волн, распространяющихся в
шельфовой зоне Японского моря
4.2. Результаты измерений флуктуаций интенсивности и фазы акустических волн, распространяющихся по трассе длиной 250 м,
в летних и зимних гидрологических условиях
4.3. Зависимость флуктуаций интенсивности акустических волн от
частоты сигнала

4.3.1. Описание эксперимента и метода анализа данных
4.3.2. Результаты измерений
4.4. Частотно-пространственно-временные характеристики
низкочастотных акустических полей
4.5. Модуляционные эффекты от поверхностных волн
Выводы
5. Влияние внутренних волн на модовую и частотно-пространственную интерференционные структуры акустического поля
5.1. Акустико-гидрофизическая трасса и измерительно-вычислительные
средства
5.2. Результаты исследований влияния внутренних волн на модовую
структуру акустического поля
5.3. Влияние внутренних волн и поверхностного прилива на частотно-пространственную интерференционную структуру
акустического поля
Выводы
6. Акустико-гидрофизические эффекты от рыболовного судна
с тралом
6.1. Результаты измерений и численного моделирования
акустических сигналов, излучаемых судном с тралом
6.2. Измерение и моделирование внутренних волн,
генерируемых донным тралом
Выводы
Заключение
Литература

Таким образом, солитоны могут возникать из нелинейных волн при увеличении их крутизны при постоянной глубине моря и из первоначально устойчивых уединенных ВВ, выходящих на меньшие глубины. При постепенном уменьшении глубины распад уединенных ВВ может повторяться и этот процесс типичен для ВВ и волны внутреннего прилива, распространяющихся по шельфу в направлении берега.
Средний спектр внутренних волн
Известно, что модельный спектр вертикальных смещений термоклина во внутренних волнах, предложенный Гарреттом и Манком [94, 95] описывает лишь фоновую, монотонно спадающую по времени и пространственным частотам часть спектра ВВ, над которой возвышаются пики инерционных, приливных и короткопериодных волн, а также пики на частотах, соответствующих основным гармоникам океанских приливов. Волны в этих особых диапазонах - особенно инерционные и короткопериодные - отличаются значительной перемежаемостью (вариациями спектральных плотностей) и пространственной изменчивостью. Большие внутренние приливы характерны для районов с резкими поднятиями дна, там же наблюдаются и интенсивные цуги короткопериодных ВВ. Инерционные волны усиливаются вблизи фронтов.
Таким образом, характеристика спектра ВВ в особых диапазонах должна включать в себя географический аспект, и если фоновые колебания допускают описание в рамках универсальной модели, волны в особых диапазонах должны описываться с учетом конкретных океанографических условий.
Особенности распространение звука на шельфе
Шельфовая зона из-за сложности границ и пространственно-временной изменчивости поля скорости звука в водном слое, является наиболее трудным для изучения объектом акустики мелкого моря [36]. Понятие «мелкое море» связано с особенностями распространения звука в такой среде: сильное влияние дна, акустическая энергия, приходящаяся на отдельную нормальную волну, значительно больше, чем на каждый луч [36]. На распространение звука в шельфовой зоне, оказывают также существенное влияние: поверхностный прилив и ветровые сгонно-