ارزیابی میزان تغییر سرعت صوت نسبت به زاویة تابش به علت تغییر جریان در دریای عمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه هرمزگان، بندر عباس ، ایران

2 دانشگاه هرمزگان،گروه علوم غیر زیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد واحد تهران شمال، تهران، ایران

چکیده

مطالعه انتشار صوت و عوامل مؤثر در اختلال آن، به علت کاربردهای روزافزون صوت در علوم مختلف ضروری به نظر می‌رسد. یکی از عوامل محیطی مؤثر بر تغییر سرعت صوت، تغییر سرعت و جهت جریان است. تقریباً در تمام طول سال جریان ترموهالاین از روی بستر کم‌عمق خلیج‌فارس وارد دریای عمان می‌شود و به مناطق عمیق‌تر نفوذ می‌کند و باعث نوساناتی در دما و شوری (چگالی) و درنتیجه وارونگی سرعت صوت می‌شود. بنابراین تغییرات متفاوتی در مشخصه‌های صوتی در دریای عمان از تنگه هرمز تا نزدیک اقیانوس هند ایجاد می‌شود. در این تحقیق به‌منظور ارزیابی اثر تغییر سرعت و جهت جریان بر انتشار صوت از یک مدل ریاضی استفاده شده است. با ترکیب اثرات مکانیکی حرکت پیچک‌ها و انتشار صوت، یک رابطة ریاضی جدید برای انحراف سرعت صوت نسبت به زاویه در داخل بیچک به‌دست آمده است.با این رابطه میزان انحراف مسیر پرتوهای صوتی پس از عبور از پیچک میان‌مقیاس محاسبه شده است. برای سهولت، از دیگر عوامل محیطی مؤثر بر انتشار صوت ازجمله امواج داخلی چشم‌پوشی شده است. نتیجه محاسبات نشان می‌دهد که برحسب مکان ورود صوت به محدوده پیچک، مقدار انحراف با توجه به سرعت زاویه‌ای پیچک متفاوت است. همچنین در این تحقیق مقدار تغییرات اندازه سرعت صوت نسبت به زاویه انحراف برآورد شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Rate of Change in Sound Velocity Relative to the Angle of Radiation due to the Current Variation in the Oman Sea

نویسندگان [English]

  • Maryam Mohammadi 1
  • Mahdi Mohammad Mahdizadieh 2
  • Afshin Mohseni Arasteh 3
1 University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
2 Department of Non - biological Sciences, Faculty of Marine Science and Technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
3 Department of Physical Oceanography, Faculty of Marine Science and Technology, Islamic Azad University, North Tehran Branch;Tehran, Iran
چکیده [English]

The study of sound propagation and its affective factors seems to be necessary due to the increasing applications of sound in various sciences. One of the environmental factors that influence the speed of sound is the change of current. Throughout the year, the flow of thermohaline enters the Oman Sea from the shallow inlet of the Persian Gulf, penetrating deeper into regions, causing fluctuations in temperature and salinity, resulting in reversal of sound velocity and consequently changes in characteristics. The sound in the Oman Sea extends from the Strait of Hormuz to the Indian Ocean, which varies in different years and seasons. In this study, a mathematical model was used to evaluate the effect of current change on sound propagation, and by combining the mechanical effects of eddies motion and sound propagation, a new mathematical relation was obtained to deviate sound velocity relative to angle within eddy. The path deviation of the acoustic rays is obtained after passing through the mesoscale eddies. It should be noted that for convenience, other environmental factors affecting sound propagation, including internal waves, have been overlooked. The result of the calculations shows that according to the location of sound input to the eddy range, the amount of deviation will vary with the angular velocity of the eddy and the amount of variation of the sound velocity relative to the deviation angle is obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • velocity change of current
  • Temperature
  • Salinity
  • Sound Speed
  • Oman Sea

مراجع

[1] Ivanov AY, Ginzburg AI. Oceanic eddies in synthetic aperture radar images. Journal of Earth System Science. 2002 Sep 1;111(3):281. 
[2] Ginzburg AI. Nonstationary eddy motions in the ocean. OCEANOLOGY C/C OF OKEANOLOGIIA. 1992;32(6):689-94.
[3] L’Hégaret P, Lacour L, Carton X, Roullet G, Baraille R, Corréard S. A seasonal dipolar eddy near Ras Al Hamra (Sea of Oman). Ocean Dynamics. 2013 Jun 1;63(6):633-59.
[4] L'Hegaret P, Carton X, Louazel S, Boutin G. Mesoscale eddies and submesoscale structures of Persian Gulf Water off the Omani coast in spring 2011. Ocean Science. 2016 Jan 1;12(3):687-701.
[5] Jia-xun LI, Ren Zhang, Chen-zhao Liu, Hong-jun Fan. Modeling of ocean mesoscale eddy and its application in the underwater acoustic propagation. Marine Science.2012;1(14):1-14.
[6] Ji Li, Lin M. Modeling of Acoustic  Propagation Across a Warm-Core Eddy in South   China Sea. International Society of Offshore and Polar Engineers.2012; June (329):1-12.
[7] Murty TV, Rao MM, Sadhuram Y, Sridevi B, Maneesha K, Kumar SS, Prasanna PL, Murthy KS. Objective mapping of observed sub-surface mesoscale cold core eddy in the Bay of Bengal by stochastic inverse technique with tomographically simulated travel times. Geo-Marine Sciences. 2011; 40(3): 307-24. 
[8] Jian YJ, Zhang J, Liu QS, Wang YF. Effect of mesoscale eddies on underwater sound propagation. Applied acoustics. 2009 Mar 1;70(3):432-40.
[9] Wojcik SE. Effect of internal waves and turbulent fluctuations on underwater acoustic propagation [master's thesis]. USA: Worcester Polytechnic Institute; 2006.
[10]اکبری نسب  محمد، صدری نسب  مسعود، علی اکبری بیدختی عباس‌علی، چگینی وحید. مطالعه ساختار لایه‌ای خلیج‌فارس به خلیج عمان و تأثیر آن بر روی انتشار صوت با چشمه‌های آکوستیکی نزدیک جریان نفوذی در فصل بهار.علوم و فنون دریایی.1392؛12: 120-110.
[11] حسینی سید حبیب‌اله، اکبری‌نسب محمد، خلیل‌آبادی محمدرضا. شبیه‌سازی عددی اثر امواج درونی ناشی از جزر و مد بر روی انتشار صوت در دریای عمان. فیزیک زمین و فضا.1397؛44(1): 215-225.
[12] Munk WH. Horizontal deflection of acoustic paths by mesoscale eddies. Journal of Physical Oceanography. 1980 Apr;10(4):596-604.
[13] Knauss JA. Introduction to physical oceanography. Waveland Press; 1997.
[14] Medwin H, Clay CS. Fundamentals of acoustical oceanography. Academic press; 1997 Nov 5. p. 84-5.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار