Антиволноводное распространение звука

Антиволноводному распространению соответствует уменьшение скорости звука с глубиной, обусловленное понижением температуры. На глубинах в больших слоях скачка величины градиентов постепенно уменьшаются вплоть до дна или оси ПЗК.

Для лучевой картины при размещении источника на глубине z₀ характерно наличие верхнего предельного луча _om, разделяющего ближнюю зону освещенности от зоны тени. Лучи с углами > _om отражаются от поверхности моря. Протяженность ближней зоны акустической освещенности (БЗАО) определяется величиной градиента а и ординатами источника звука z₀ и точки наблюдения z. Величина радиуса БЗАО определяет геометрическую дальность действия ГАС и легко может быть определена из рис. 2.5:

Рис. 2.5. Лучевая картина в условиях отрицательной рефракции

( (2.14)

где .

Следует отметить, что понятие резкой границы между освещенной зоной и зоной тени является весьма условным. В зоне тени существует слабое акустическое поле, сформированное рассеянием волн на неоднородностях среды и отражением от дна моря. Кроме того, всегда присутствуют дифракционные явления и волны, рассеянные неровной поверхностью моря. Интенсивное перемешивание воды в верхнем слое может свести градиент к нулю. Образуется однородный слой некоторой толщины h, лежащий на слое с отрицательными градиентами. При размещении излучателя в пределах однородного слоя интенсивность поля в нем спадает по сферическому закону до некоторого условного расстояния r₀, начиная с которого сказывается действие неоднородной среды, вызывающей отбор части энергии. С позиции лучевой акустики это объясняется расплыванием лучей, поэтому на больших удалениях сила звука оказывается весьма малой. С точки зрения волновой теории поле источника в пределах этого слоя представляет сумму нормальных волн.

На малых расстояниях в формировании поля принимает участие большое число нормальных волн, мало разнящихся по амплитуде. В этом случае оценка поля по лучевой теории совпадает с волновой. На больших расстояниях поле определяется несколькими наименее затухающими волнами. Амплитуды волн при этом значительно меньше амплитуд волн, развиваемых источником в безграничной среде, в связи с чем эту зону пониженной интенсивности можно назвать зоной «эффективной» тени.