海洋探秘声波探测

Posted 2022-01-03

篇首语：没有知识就不可能对生活作出正确的解释。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了海洋探秘声波探测相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在第一次世界大战期间，德国的潜水艇发挥了很大的威力。为了能够探测到德国潜水艇的位置，英国、法国等国家的科学家们进行了长时间的研究。法国有一位科学家叫郎之万的，发明了用声波来探测潜水艇的方法。那就是，向水中发射声波，并检查反射来的声波，这样来捕捉敌人的潜水艇。这种研究在当时曾经非常活跃。

在这种研究的基础上，人们进一步发展了音响测深法，以此来测量海洋的深度和海底地形。

大家都知道，当我们对着山丘或高大建筑物高声喊叫时，声音会在碰到它们之后反射回来，这就叫做“回声”。而声音在水中传播的性能和速度比在空气中传播的还要好、还要快。声音在空气中的传播速度是每秒340米，而在0℃水中是1500米。此外声波在水中的衰减比在空气中小，因此，声音在水中比在空气中传播得更远。

声音在水中遇到障碍物之后，也会反射回来。这样，根据声波在水中的传播速度，只要测出声音从船上发射再反射到船上的时间，就能知道海的深度。

这即是利用“回声”来测量海深的道理。但实际上，问题要比我们想象的复杂得多。这主要是由于，声波在海水中传播的速度不是固定不变的，它是随海水温度、盐度和水深的变化而变化的，也就是说，海水下面存在着声速不同的水层。如在温度为0℃的海水里，声音每小时可跑5000多千米，比在空气中的传播速度快4倍多；在30℃的海水里，它每小时可以跑5600多千米；在含盐多的水里，声音传播的速度比在含盐少的水中要快。另一方面，声音在穿过声速不同的水层时，还会产生不同的折射。此外，声音碰到海底或障碍物也会拐弯，也就是说，声音在水中是沿着一条看不见的声道，弯弯曲曲前进的。

这样，一种现代化的水声探测技术--声纳问世了。什么是“声纳”呢？实际上，声纳就是人们利用水声能量进行水下观测和通信的一种仪器。前面我们已经讲了，声波在海水里并不是直线传播的，不同的水域、不同的水深以及不同的障碍物或海底地形，都会对声音的传播发生影响。而声纳正是利用了这一原理，通过回收不同的“回声”来探测海水的不同界面、海洋深度以及海底地形等。

声纳基本上可以分为两种。第一种可以称为主动声纳。它可以发射声波，遇到目标时，会产生回声，而声纳里装有能感受声音的装置，这样，声纳就可接收这种回声，并加以处理，然后在显示器上显示出目标的方位、大小及形状。有的还能根据回声的大小确定目标的远近。第二种可以称为被动声纳。这种声纳不能发射声波，它只接收目标发出的噪音，然后加以处理并将结果显示出来。

结果按照声纳安放的位置分，声纳还可以分为舰艇载、飞机载和固定式三种。

近年来，人类又发明了多波束回声测深仪。这种多波束回声测深仪与普通的声纳测深仪不同，它可以发射多束声波，而其接收装置会把反射回来的每一束声波都单独地接收下来，经过仪器内部的处理装置就会得出多束声波所接触的海底深度。这样，再经与之相联的电子计算机进行处理，就可以绘制出较大区域的海底地形图。

随着电子计算机技术的飞速发展，微型计算机的迅速崛起，回声、水声探测技术现在又进入了微处理机时代。一些国家已开始把微型计算机引入了水声测深技术之中，实现了水声测深仪中央控制和精细的信息处理。同时，在水声测深仪终端上不仅采用了屏幕显示器，进行传统的水深曲线的记录，而且还能够记录测量点编号、测量时间、测量位置等多项参数的情况，实现了图表注释可以自动打印记录，大大减轻了操作人员和绘图人员的劳动强度，提高了工作效率。而且这种测量精度高，图像数据记录清晰、可靠、直观，便于资料存档和查阅，特别适用于港湾、码头、湖泊、水库以及海洋上航道水深的测量和海图标绘，对于船舶导航，也有很大帮助。

总之，海洋探测的“顺风耳”--回声、水声探测技术为海洋事业的开发，提供了巨大的帮助。“顺风耳”耳听八方，为海洋开发充当着“侦察兵”的作用……

海洋探秘 声波探测

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