一条声音通道

  1943年,玛瑞斯·伊文(Maurice Ewing)和沃泽尔(J. l. Worzel)在哥伦比亚大学进行了一项实验,检验伊文(Ewing)多年前就提出过的理论。伊文(Ewing)提出,如果声源安放正确,那么不象高频率那么容易被分散和吸收的低频声波,应该能传播得更远。研究人员在巴哈马群岛引爆了有一磅炸药的水下爆炸物——然后发现了3,000千米(2000海里)以外的西非海岸的接收器,很容易就探测到了。在分析这一实验的结果时,他们发现了一种声音通道,并称之为声音固定和延伸渠道,或SOFAR,也称为“深层声音通道”。俄罗斯lebedev物理研究所的声学家雷尼得·布来克哈维斯肯(leonid Brekhovskikn)分析来自日本海的水下爆炸信号时,也独立发现了这条通道。

  科学家们发现,根据折射定律,声波可以在跨过温跃层底和深层等温层顶交接处声速最低的区域的一条细细的通道中有效地捕捉到。象图示中表明的那样,一条斜着传播过温跃层的声波在声速下降时会向下转,然后当压力增加使声音加速时上转——只在温度变暖,使声速增加时再次向下转到声速最低的深度。进入这一声音通道的声音于是可以以最小的信号损失水平传播几千海里。深层声音通道出现的深度随海洋温度而不同;例如在极地地区,较低的海表温度使温跃层离海表更近,深层声音通道也更接近海表。

  1943年,哥伦比亚大学的玛瑞斯·伊文( Maurice Ewing)和沃泽尔(J.l. Worzel)发现深层声音通道,在日本海独立工作的俄罗斯科学家雷尼得·布来克哈维斯肯(leonid Brekhovskikh)发现了同样的现象。
  1954-1955年,美国海军秘密起动了后来被称为声音监视系统(SOSUS)的第一代海底监听装置。
  1978年,海洋地理研究所的沃尔特·曼可(Walter Munk)和麻省理工大学的卡尔·乌思科(Carl Wunsch)建议用声音绘制三维海洋温度图。
  1983-1989年,现在宾西法尼亚州立大学的约翰. Splesberger和密执根大学的卡特·迈兹戈(Kurt Metzger)提出了声音穿过海盆的时间的微小变化可表明平均温度变化的试验证据。
  1991年,在Heard岛的可靠性测试中,来自九个国家的科学家在水下发出了穿过除北冰洋以外所有海洋的18,000千米(11,000海里)长声音。
  1992年,科学家开始用SOSUS实时跟踪鲸鱼。
  1993年,科学家用SOSUS 第一次远程探测了海底火山爆发。
  1996年,海洋气候声学温度计(ATOC)试验开始在北太平洋海底发射声音。
  1998年,用海底声音观测北冰洋气候(ACOUS)项目开始在北冰洋定期发射声音。)

  美国海军很快就开始重视低频声音和深层声音通道可以扩大其探测潜水艇范围的有用价值。五十年代期间,美国海军在极其秘密的情况下,开始了代号为Jezebel 的项目,后来以声音监视系统(SOSUS)著称。这一系统包括安置在海底,通过海底电缆和岸上加工中心相连的几列称为水听器的水下麦克风。通过把SOSUS安放在北美和英属西印度群岛两岸沿岸的深、浅水中,美国海军不仅可以探测到北半球的许多潜水艇,还可以辨别出一个潜水艇有几个螺旋桨,是传统型的还是核式的,有时甚至可以知道潜水艇的级别。