Акуличев В.А., Буланов В.А., Бугаева Л.К. «Влияние пузырьковых облаков в возмущенном приповерхностном слое океана на распространение звука» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6 (2019). 106 с.

Вовлечение пузырьков в толщу морской воды в поверхностных волнах приводит к появлению пузырьковых облаков, которые при сильном ветре могут достигать значительных глубин в десятки метров. Пузырьки оказывают значительное влияние на акустические свойства воды, приводя в том числе к избыточному поглощению и рассеянию звука. Существуют противоречивые мнения о вкладе приповерхностного слоя пузырьков в затухание звука при распространении вдоль трасс в океане. В ряде работ утверждается, что приповерхностный слой пузырьков слабо влияет на затухание звука в море вплоть до высоких скоростей ветра (Вестон, Бруно и Новарино, и др.). Другие работы (Вилли, Шнайдер и др.) показывают, что вклад пузырьков в затухание звука на частотах от 1 до 8 кГц в условиях мелкого моря является преобладающим. В настоящей работе проанализировано влияние приповерхностного слоя пузырьков на затухание звука в море с привлечением последних экспериментальных результатов для функции распределения пузырьков по размерам g(R), полученной при различных состояниях поверхности моря. Показано, что влияние приповерхностного слоя пузырьков на распространение звука может быть значительным при типичных концентрациях пузырьков в приповерхностных слоях моря. Проведены аналитические оценки спадания когерентного поля в условиях приповерхностного подводного звукового канала. Влияние слоя пузырьков заключается в дополнительном спаде поля на умеренных дистанциях, вызванного затуханием звука, распространяющегося при малых углах скольжения. Энергия, сосредоточенная при малых углах, постепенно затухает и на больших расстояниях приводит к отсутствию в экспоненциальном законе вклада пузырькового слоя. Для детального изучения проведено численное моделирование при использовании приближения нормальных мод. Показано, что влияние приповерхностного слоя пузырьков заключается в дополнительном спаде поля на умеренных дистанциях, вызванного затуханием части звуковой энергии, распространяющейся в пузырьковом слое. В дальнейшем эта энергия затухает, что в итоге приводит к отсутствию в экспоненциальном законе вклада пузырькового слоя. Следует обратить внимание на то, что наличие диссипации в приповерхностном слое пузырьков с увеличением концентрации x>10⁶ способно приводить к существенной перестройке структуры акустического поля. Ключевые слова: морская вода, пузырьки, поглощение звука.

Буланов В.А., Стороженко А.В. «Экспериментальные исследования рассеяния высокочастотного звука в верхнем слое моря» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6-7 (2019). 106 с.

Акустическое зондирование на основе обратного рассеяния звука позволяет изучать мелкомасштабную структуру морской среды и ее изменчивость, связанную с турбулентными образованиями, проявлением внутренних волн, наличием пузырьков, твердых взвесей, а также планктона и других биологических объектов. Наиболее изменчивым слоем водной толщи океана является верхний слой и для этого слоя характерно сосредоточение биоресурсов и наличие интенсивных динамических процессов, существенно влияющих на распределение практически всех биологических объектов. Данные о рассеянии звука имеются для сравнительно низких и средних частот звука, которые в основном использовались в рыбопоисковой технологии. Информация о величине и природе высокочастотного рассеяния более скудна. Большую роль в рассеянии высокочастотного звука играют планктонные сообщества и в первую очередь с позиции иерархии сечения рассеяния звука одиночным объектом выступает особь зоопланктона. Фитопланктон рассеивает звук существенно слабее, однако наличие его в больших количествах порой создает конкуренцию зоопланктону в рассеянии звука на высоких частотах. Наличие флуктуаций гидрофизических параметров среды за счет турбулентности и других механизмов также приводит к усилению рассеяния звука на высоких частотах. Цель работы – решение практического вопроса оценки распределения биомассы в деятельном слое моря по данным о рассеянии звука. Представлены результаты исследований рассеяния звука в верхнем слое дальневосточных морей России, с помощью которых определена изменчивость гидрофизических характеристик морской воды и исследована динамика биомассы в приповерхностном слое моря при различных условиях. Измерения коэффициентов рассеяния звука в приповерхностном слое моря проводились на различных трассах на ходу судна и на отдельных станциях на высоких частотах от 100 до 250 кГц, хотя в шельфовых районах иногда использовали частоты до 650 кГц. Исследования проводились в различные годы с 2004 г. по 2018 г. в Японском и Охотском морях и в 2013 г. в морях восточной Арктики. Были получены многочисленные данные о рассеянии звука в верхнем слое моря в различные сезоны года. Ключевые слова: рассеяние звука, планктон, мелкомасштабная структура

Хилько А.И., Мерклин Л.Р., Плешков А.Ю., Бирюков Е.А., Долгачев А.И., Маев П.А., Смирнов И.П., Калинина В.И., Малеханов А.И. «Некоторые результаты экспериментов по когерентному зондированию морского дна в мелководном районе Черного моря в присутствии реверберационных помех и шумов судоходства» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 63 (2019). 106 с.

Анализируются результаты сейсмоакустического (СА) импульсного зондирования структуры морского дна в мелководном районе Черного моря в присутствии реверберационных помех и шумов судоходства при буксировке в подводном положении когерентного излучателя, работающего в режиме излучения ЛЧМ импульсов, и горизонтальной приемной решетки. Исследовано влияние пространственных флуктуаций гидрофонов при их буксировке с меняющейся во времени скоростью. Показано, что при характерной величине таких вариаций на уровне нескольких длин волн звукового поля зондирующего сигнала возникают интерференционные помехи, ослабляющие эффективность когерентного накопления СА сигналов. Рассмотрены возможности устранения таких помех. Особое внимание уделено влиянию помех реверберации, связанных с рассеянием зондирующих импульсов на ветровом волнении и неровностях донной поверхности, и шумов корабля-буксировщика, которые маскируют отклики, соответствующие отдельным границам донных слоев. Обсуждаются возможности подавления реверберационных помех путем использования излучающих решеток. Ключевые слова: морское дно, когерентный излучатель, сейсмоакустическое зондирование, реверберационные помехи