深海温跃层对水声传播影响的Argo数据仿真分析

本文主要探讨了深海温跃层对水声传播的影响，并基于Argo数据进行了分析和仿真。作者利用UMPE（University of Miami Parabolic Equation）模型研究了日本以南特定海域温跃层的时空特性，揭示了其主跃层和季节性跃层的双跃层结构对水声传播的显著影响。 文章指出，温跃层是海洋中声波传播的重要因素之一。通过Argo浮标提供的网格化数据，研究者能够详细地分析温跃层的动态变化。Argo是一个全球性的海洋观测系统，它提供了海洋表面至2000米深度的实时温度和盐度资料，这对于理解海洋环境和水声传播至关重要。 UMPE模型是一种常用的水声传播仿真工具，它基于抛物方程，能有效处理复杂海底和海洋环境下的声传播问题。在此模型下，作者模拟了不同季节、不同声源深度下的水声传播情况。研究发现，当声速剖面的相似系数为1时，传播损失几乎相同，这表明声速剖面的微小变化可能对传播路径产生显著影响。 在夏季，如果声源位置较浅，可能会在声源周围形成一个声影区，这是一个声波难以到达的区域，这是由于温跃层的存在导致声波反射和折射现象加剧。同时，声源深度与温跃层的关系也会影响传播效果，声源深度相对于跃层越大，跃层对水声场的影响就越小。此外，高频声波相比低频声波更容易受到跃层结构的影响，因为高频声波的散射和吸收效应更为显著。 该研究的结论对于水声通信、海洋探测以及军事应用等具有实际指导意义，可以帮助优化水下设备的设计和部署，提高水声信号的传输效率和可靠性。通过深入理解和利用温跃层特性，可以更准确地预测和控制水声传播过程，从而提升海洋环境中的声纳性能。 关键词：UMPE模型，温跃层，水声传播 中图分类号：P733.23 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2014)-02-0113-06 DOI编码：10.3969/j.issn1000-3630.2014.02.004