mmb1343
عضو جدید
بعلت وجود تغييرات درجه حرارت آب دريا امواج در يك خط مستقيم در داخل آب حركت نمي‌كنند بلكه در اثر تغيير سرعت موجب خميدگي، انشعاب و آشفتگی بيم صوتي مي‌شوند. وقتي كه يك بيم صوتي از يك محيط كه در آن سرعت صوت بيشتر است (مانند آب گرم) وارد محيطي ميشود كه سرعت در آن كمتر است (مانند آب سرد) شكسته ميشود. و بيم صوت بطرف محيطي كه درجه حرارت كمتري دراد و سرعت صوت در آن كمتر است شكسته ميشود. شكل زير نشان دهنده شكست يك بيم صوتي ميباشد.
يكي از مهمترين روابط در مورد تئوري بدهي قانون اسنل ميباشد. در اين قانون رابطه انكسار امواج صوتي در محيطي كه سرعت انتشار متغير است مورد بحث قرار مي‌گيرد. شكل زير سرعت و زواياي تاثير براي يك موج صوتي نشان مي‌دهد و قانون اسنل بصورت زير بيان ميشود.
(26) k =
در اين رابطه k مقداري ثابت است.
C[SUB]1[/SUB]
C[SUB]2[/SUB][SUB][/SUB]
C[SUB]3[/SUB]
نمودار (2ـ 1) نمودار تغييرات سرعت بر حسب زاويه شكست\
12-انتشار صوت در آبهاي عميق و كانالهاي صوتي مشخصه نقاط کور برای فرکانس های مختلف
چنانچه در دريا درجه حرارت‌هاي متفاوت وجود نداشت امواج صوتي تقريباً بصورت مستقيم حركت مي‌كردند. چون در تمام عمقها سرعت صوت تقريباً برابر است. همانطوري كه در شكل زير ديده ميشود امواج پخش شد، با يك نسبت ثابت ضعيف مي‌شوند. متاسفانه سرعت صوت در تمام درجه حرارت‌ها يكي نيست. چنانچه درجه حرارت از 30 درجه فار نهايت به 85 درجه تغيير يابد سرعت صوت در آب از 4700 فوت بر ثانيه به 5300 فوت بر ثانيه تغيير مي‌يابد.
نمودار (19=1) الف سرعت صوت بر حسب عمق
نمودار (20=1) ب حركت صوت در آب با درجه حرارت ثابت
بعلت وجود تغييرات درجه حرارت آب دريا امواج در يك خط مستقيم در داخل آب حركت نمي‌كنند بلكه در اثر تغيير سرعت موجب خميدگي، انشعاب و آشفتگی بيم صوتي مي‌شوند. وقتي كه يك بيم صوتي از يك محيط كه در آن سرعت صوت بيشتر است (مانند آب گرم) وارد محيطي ميشود كه سرعت در آن كمتر است (مانند آب سرد) شكسته ميشود. و بيم صوت بطرف محيطي كه درجه حرارت كمتري دراد و سرعت صوت در آن كمتر است شكسته ميشود. شكل زير نشان دهنده شكست يك بيم صوتي ميباشد.
يكي از مهمترين روابط در مورد تئوري بدهي قانون اسنل ميباشد. در اين قانون رابطه انكسار امواج صوتي در محيطي كه سرعت انتشار متغير است مورد بحث قرار مي‌گيرد. شكل زير سرعت و زواياي تاثير براي يك موج صوتي نشان مي‌دهد و قانون اسنل بصورت زير بيان ميشود.
(27) k =
در اين رابطه k مقداري ثابت است.
C[SUB]1[/SUB]
C[SUB]2[/SUB][SUB][/SUB]
C[SUB]3[/SUB]
نمودار (21ـ 1) نمودار تغييرات سرعت بر حسب زاويه شكست\
نمودار سرعت صوت در لايه‌هاي عميق دريا
شكل روبرو نمودار مشخص سرعت امواج صوتي است در اين نمودار لايه‌هاي مختلف با خصوصيات متفاوتي كه دارند نشان داده شده‌‌اند. درست در زيرسطح دريا لايه سطحي قرار دارد. در اين ناحيه سرعت صوت نسبت به تغييرات روزانه درجه حرارت و شرايط جوي حساس بوده و به آن بستگي دارد. در اين لايه، لايه ديگري به نام لايه ايزوتريال وجود دارد كه در اثر وزش باد در سطح بالاي دريا با لايه سطحي مخلوط مي‌گردد. و درجه حرارت در اين لايه يكنواخت است. امواج صوتي كه به اين لايه مي‌رساند كاناليزه شده و در اين لايه محبوس مي‌گردند. در زير لايه سطحي لايه ترموكلاين فصلي قرار دارد. كلمه ترموكلاين اشاره به لايه‌اي دارد كه در آن دما با عمق تغيير مي‌نمايد. در اينجا دو اصطلاح را تعريف مي‌كنيم.
شيب حرارتي مثبت: اگر در ناحيه‌اي ازدياد درجه حرارت با افزايش عمق افزايش يابد گويند آن ناحيه داراي شيب حرارتي مثبت است. در اين حالت سطح آب سردتر از لايه زيرين آن ميباشد. گر چه اين وضعيت غيرعادت ولي اتفاق مي‌افتد و باعث ميشود كه شيب حرارتي بسرعت بسمت بالا شكسته شود. در بعضي از نقاط در درياي سرخ بين آفريقا و عربستان در عمق بيش از يك مايل،اختلاف درجه حرارت 100 درجه فار نهايت ديده شده است. شكل زير نشان دهند، حالتيست كه درجه حرارت با زياد شدن عمق زيادي شود.
“شيب حرارتي مثبت سعي مي‌كند بيم صوتي را به طرف بالا خم كند.”
نمودار( 22 ـ1 )منحني اثر شيب حرارتي مثبت بر بيم صوتي
شيب حرارتي منفي: وقتي كه عمق آب زياد ميشود و درجه حرارت آن كم ميشود گفته ميشود كه آب داراي شيب حرارتي منفي است. در اين حالت صوت بطرف پايين خم ميشود و اثر حرارت خيلي بيشتر از اثر عمق ميباشد. اين وضعيت بسيار اتفاق مي‌افتد و در شكل زير نمايش داده شده است.
“شيب حرارتي منفي باعث خميدگي صدا به طرف پائين ميشود.”
نمودار (23ـ 1) منحني اثر شيب حرارتي منفي بربيم صوت
چنانچه درجه حرارت در آب ثابت باشد شيب حرارتي وجود خواهد داشت (درجه حرارت يكنواخت) در شكل زير رگه بالايي شيب حرارتي ندارد و در زير اين رگه هر چه عمق بيشتر شود درجه حرارت پايين مي‌رود.
نمودار (24ـ 1) منحني شكل رگه در دريا
اين نوع تغييرات درجه حرارت باعث ميشود كه امواج تقسيم شوند و در رگه با درجه حرارت يكنواخت بطرف بالاي خم شود و در رگه زير آن بطرف پايين خم مي‌شوند.
لايه ترموكلين فصلي با شيب حرارتي منفي مشخص ميشود كه با فصلهاي مختلف سال تغيير مي‌نمايد. در فصلهاي تابستان و پاييز كه آبهاي سطحي گرم هستند ترموكلاين فصلي كاملاً مشخص و قوي ميباشد. و از لايه سطحي جداست و در فصلهاي تابستان و بهار و در مناطق قطبي تمايل به محو شدن دارد و از لايه سطحي غيرقابل تشخيص است.
در زير لايه ترموكلاين فصلي لايه ترموكلاين اصلي قرار دارد. كه در اثر تغيير فصلهاي سال تغييرات كمي پيدا مي‌كند. در پايين اين لايه، لايه ايزوترمال عمقي يا لايه هم مالي عمقي قرار دارد. حرارت در اين ناحيه تقريباً ثابت بوده و مقدار آن در درصد 39 درجه فار نهايت است. در اين ناحيه سرعت صوت با افزايش عمق زياد ميشود كه علت آن تاثير فشار بر سرعت صوت ميباشد.
بين گرايان منفي سرعت در ترموگلاين اصلي و گراديان مثبت در لايه عمقي يك حداقل و سرعت وجود دارد.
در شرايط عادي درجه حرارت دريا شبيه شكل زير ميباشد. اين ساختمان درجه حرارت از سه قسمت تشكيل شده است.
