SOFARチャンネルでの音の旅

中緯度の深海では、最も遅い音速は約800-1000メートルの深さで発生します。 これは音速の最小値と呼ばれます。 音速の最小値は、音波が長距離を移動することができるサウンドチャネルを作成します。 音波がより低い音速の領域の方に絶えず曲がるか、または屈折するので音は健全なチャネルで集中する。 音速の最小値でソースから上方に移動する音は、最小値に向かって戻って曲げられます。 同様に、ソースから下に移動する音は、最小値に向かって戻って曲げられます。

次の図には2つの部分があります。 左側には、深さの関数としての音速のプロットがあります。 1000メートルの深さでの音速の最小値は、ディープサウンドチャンネル、またはより歴史的にはSOFARチャンネルと呼ばれています。 SOFARは健全な固定および及ぶことを意味する。 右側には、音源から離れて移動する音波が続く経路があります。 これらの波は音速の最低の方に絶えず屈折する。

この図の垂直距離は、水平距離に比べて大きく誇張されています。 これにより、音波が移動する水平からの角度が実際よりもはるかに急に見えるようになります。 この図に示されている最も急な経路は、水平からわずか約12°であり、実際にはほぼ水平です。

海面や海底に衝突することなく、特定の音波だけが音のチャネルに留まります。 音源から約12°未満の角度で上方に移動する音波は、表面に到達する前に音速の最小値に向かって屈折します。 同様に、約12°未満の角度でソースから下方に移動する音波は、これまで海底に到達する前に、最小値に向かって屈折バックされます。 より急な角度でソースから上向きに始まる音波はまだ屈折していますが、海面にぶつかるのを避けるのに十分なほど急激ではありません。 同様に、より急な角度で源から下方に始まる音波は、海底に当たるのを避けるのに十分なほど急激に屈折されません。

音は海面や海底にぶつかるたびにエネルギーを失う。 音が粗い海面や海底から反射するたびに、いくつかの音のエネルギーが散乱し、失われます。 海面や海底に何度も衝突する音波は、検出するには弱すぎます。

海面や海底に当たらない音は、依然として吸収のためにエネルギーを失います。 低周波音は、しかし、吸収に非常に少しのエネルギーを失います。 その結果、海洋を長距離移動した後に、海面や海底と相互作用しない低周波音を検出することができるようになりました。

音の周波数が高くなるにつれて吸収量が増加するため、周波数の高い音はより短い距離でしか検出できません。 音を検出できる距離は、周波数、音源の大きさ、背景（周囲）ノイズの大きさによって異なります。

サウンドチャンネル内を移動する音波は、多くの異なる経路をたどります。 音源および受信機がSOFARまたは健全なチャネルの軸線と呼ばれる音速の最低の深さにあるとき、音波は軸線の下でほぼまっすぐに移動し、軸線の上

音はあらゆる方向に音源から離れて移動しますが、特定の角度で音源を離れる経路上で音源から離れて移動する音だけが、特定の場所の受信機に これらの異なる経路を走行する音波は、わずかに異なる移動時間を有する。 従って単一の爆発性の源はクライマックスまで造り上げるSOFAR伝達の独特の署名をもたらすいくつかの別の到着として聞かれる:

サウンドの最終的なパルスは、通常、最も大きな音であり、サウンドチャンネル軸にほぼ移動する音波から来ます。 この音波は最短距離を移動しますが、音速が最も低い音速の最小値に近い領域を移動します。

音が海面近くの音源にかかる経路はかなり異なっている。 深い音のチャネルが表面まで延びている場合、ソースからほぼ水平に出発する光線は、海面や海底にヒットしません。 これらの経路を移動する音は、海面や海底と相互作用しない深い音源から離れて移動する音に当てはまるように、長距離で検出することができます。 表面の近くの音源からの音の経路が一緒に来るか、または収束し、音源から50-60km離れたところで音源とほぼ同じ深さでより高い音圧の領域を作 これらのより高い音圧の領域は、収束ゾーンと呼ばれています。 収束ゾーンの間には、シャドウゾーンと呼ばれる音圧の低い領域があります。

DOSITSに関する追加リンク

• SOFARチャンネルの歴史
• 音速の最小
• サウンドチャンネルの変動