声波在低声速海底上的反射

用爆炸声源进行了海底反射特性的测量,获得了掠射角2°到85°之间的海底反射系数.应用一个多层的海底模型对海底反射系数进行了理论计算,在这个模型中,把最下层看成为固体的半无限空间.假设这些层是具有吸收的,而且各层之间有一个相互平行的分界面.对现场采集的底质样品测量了沉积物的声速,并应用于理论计算中,表明这一海区的海底是低声速沉积物,中间夹杂着一些薄的高声速层.在理论预言的一些角度上,示波器记录到的海底反射信号相对于入射波相位发生反转.将反射系数的理论值与实验值在1、2、和4千赫兹的频率上做了比较,一般说来,在整个范围内符合的较好.在贯穿角附近,发现测得的反射系数随着频率有一个奇异的增加,这大约可以用下层反射体的存在来解释.     

声波在海底的折射

低频声能传播的主要模式是很浅地穿过海底未固结沉积物的折射路径。成功地以海底折射模式来模拟传播需要沉积物厚度、声速和在沉积物中声衰减的知识。未固结沉积物可看作为水柱在海洋的声海底上的延伸,而这种海底就是未固结沉积物的基底。本文讨论了太平洋二个站位上所观测到的不同沉积物厚度的海底损失的结果。沉积物厚的站位在小掠射角时记下的海底损失较小,这是因为附加接收到经线的海底折射而来的声能。另方面,沉积物薄的站位在大掠射角时记下的海底损失较小,这是因为附加接收到出现在未固结沉积物基底上的次海底(Subbottom)反射的声能。     

沉积物中的物理特性和声速的统计相关

用系统的阶式回归分析来确定声速和实验室测得的沉积物的物理特性之间的统计相关,这些沉积物取之于大西洋,太平洋,印度洋,和地申海中的82个岩心。碳酸盐的容量和切变强度同沉积物的声速没有重要的相关.以Φ为单位的平均颗粒大小和孔隙度是二个同声速显出最有意义的相关的参数。孔隙比,湿密度,比重,或平均颗粒大小的统计较高阶的矩对速度预报方程没有重大的改进。把数据按不同水深、大洋、或地文区来分类去确定这些参数对速度一孔隙度和速度一颗粒大小关系的影响,结果表明利用这些数据的分类改进了作为颗粒大小的函数的速度预报。尤其是,对一给定的颗粒大小,大西洋的速度比太平洋的速度高。对一给定的孔隙度,大洋隆区的速度比别处来得较高。总之,在所有别的区域,这些数据可用表示速度V(米/秒)与孔隙度P(百分比)关系的方程来描述.这个方程是V=-22.9P+0.1500P²+2367其标准误差为35米/秒.利用这个方程和另外一个密度对孔隙比的方程作出了某种应用.对于每一个数据点,海底损失是由沉积物的速度值和从测量到的孔隙度预报的密度来确定的.并且同实际测量的速度和密度所确定的海底损失作了比较。对每一个具有比重在2.618克/厘米³到3.45克/厘米³的宽范围内的数据点,这二个确定值之间的差都小于3分贝.