水声技术应用于海底观测_图文

《水声技术应用于海底观测_图文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水声技术应用于海底观测时龙814海技140105315主题词：水声技术海底地震台风资源R0V观测网内容摘要：海洋蕴含着丰富的矿产、生物、燃料等资源，人类对海洋的开发也才刚刚起步。运用水声技术，结合遥感、遥测可以三维立体的对海洋进行监测，可以降低一些自然海洋灾害带来的损失。配有水声等装置多功能的水下机器人(R0V)可以进行水下作业，勘测海底地形，寻找海底资源。构造岀海洋观测网可以全方位的观测海洋，随时随地了解海洋动态变化，更加了解海洋，也为以后更好的开发海洋打下基础。正文：海洋总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71%,海

2、洋中含有十三亿五千多万立方千米的水，约占地球上总水量的97%。对人类来说，海洋述存在许多的未知。海洋中有丰富的资源，如生物资源还有一些石油，天然气，可燃冰等燃料资源，人类将要面临的资源危机可以从开发海洋这方面打开突破口。海洋给予人类很多的恩惠也同样会带來一些麻烦，如海底地震带来的海啸，它不仅会带來经济上的损失还会造成人员的伤亡，还有每年都会有的台风，它虽然会带来丰富的降水，但也具有很强的破坏力，会造成很大的经济损失。这些海洋带来的灾难我们无法避免，但如果我们可以尽快知道甚至可以预测到它们的发生，那么我们就可以提前做好准备，如疏散

3、人员，给一些重要的物品做好保护工作，这样做我们就可以把灾难带來的伤害降到最低。由于海洋的环境限制，人类很难通过亲临去现场观测，海底有一些危险的生物会威胁到观测者的生命安全述冇海底的强大压强会让人感到不适其至会内脏出血直至付出生命的代价。这些限制让人类选择其他的方法去观测海洋，进而为开发海洋做好基础准备工作。人类口前常用卫星遥感来观测海洋表面，因为海洋深部是没冇光的，所以我们就要用水声技术來对海底进行观测。声音在水下传播性能很好，于是声呐雷达等一系列水声探测设备应运而生。木篇论文主要讲述水声技术在海洋观测方而的一些应用。台风是指形

4、成于热带或副热带26°C以上广阔海面上的热带气旋。台风达维穿过黃海后于2012年8月2日在江苏北部登陆。国家海洋局第一海洋研究所于台风达维过境前后在黄海开展了声传播实验。台风改变了海洋水文环境并对声传播产生影响。台风前后的声速剖面和接收声信号明显不同。用声传播模型计算了简正波和群速度，并模拟了接收声信号。观测和模拟结果表明：台风导致声速剖而的变化，声速剖面的变化导致简正波及其群速度改变,进而造成接收信号的不同。5101520253035904501上图为在青岛附近海域展开的声速实验结果图，台风之前和之后的声速冇明显不同的变化。这

5、是因为在中国近海海域，在夏季时会存在明显的跃层，一般是分为三层结构：海而受到风应力的作用形成混合层；下部水体由于潮流的湍流混合影响下产生均匀层；还有在混合与均匀层之间的水层水温急剧减小形成温跃层。从图屮可以看出，木次实验在台风过境之前天气炎热，跃层较强，上混合层很不明显，跃层位于2-10米水层，10米以下为下均匀层，此时水体呈现一个跃层-下均匀层二层结构。台风过后，由于强风的搅拌作用使上混合层得以发展，温跃层深度加深，水体形成混合层-跃层-下均匀层三层结构。台风产生强的水平流动，从东南方向带来的温暖海水，导致下均匀层水温、声速增

6、高，跃层的强度减弱。比较0-18米水层的接受信号，发现台风来之前在6米以上的水层儿乎没有信号，而台风之后此水层信号相对比较明显。100160距白典載疣育＜km)200»2台风磁薛面附近鼻声■不■图台风是一-个强大而深厚的气旋式涡旋，发展成熟的台风I,其底层辐合气流速度大小分为三个区域：台风眼区；眼壁；外圈。风速与离台风眼的距离关系如上图左所示，方程式为v(r)=lAB(pfl-pc)^To上图右为台风条件下海而陳VPar噪声源示意图。可以发现台风移动对水下会产生-•定的噪声，根据噪声的强弱,构造出台风生成水下噪声强度计算模型，监

7、测那些噪声的强弱变化，就可以得到相对应台风的强弱。遥感虽然可以观测到台风，但是不能很好的了解台风的能量,结合水声技术就能更好的监测台风。水声技术可用于海底资源的探测。随着我国进入工业化快速发展阶段，矿产资源的消耗正以惊人速度增长。我国己经成为世界上最大的矿产进口国，部分有色金屈的对外依存度己超过50%,如下图左所示•深海大洋蕴藏着丰富的同体矿产资源，包括海底多金属结核、富钻结壳、多金属硫化物、天然气水合物等，部分金属矿一产在海底储量是陆地上的数十倍。随着陆地资源的日趋减少与科学技术的发展，合理勘探、开发海底矿产资源已成为未來世界

8、经济、政治、军事竞争和实现人类深海采矿梦想的重要内容。Fig.lTheexternaldependencedegreeofsomeminerals图1部分矿产对外依存度Fig.lTheexternaldependencedegreeofsomeminerals在