Широкополосные низкочастотные излучатели в задачах исследования температурных режимов Японского моря

Борис  Боголюбов,Александр  Бритенков,Дмитрий  Касьянов,Юрий  Моргунов,Владимир  Безответных,Евгений  Войтенко,Александр  Голов,Александр  Тагильцев

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Широкополосные низкочастотные излучатели в задачах исследования температурных режимов Японского моря

Б. Боголюбов,

А. Бритенков,

Д. Касьянов,

Ю. Моргунов,

В. Безответных,

Е. Войтенко,

А. Голов,

А. Тагильцев

2025-01-23

https://doi.org/10.24108/preprints-3113359

Рассмотрено применение технических средств и методов низкочастотной гидроакустики для мониторинга изменчивости средних температур подводных звуковых каналов Японского моря. Проведён обзор характеристик линейки разработанных ИПФ РАН мощных гидроакустических излучателей встречно-поршневого типа, перспективных для организации протяженных акустических трасс. Приведены результаты измерений электроакустических характеристик низкочастотных гидроакустических излучателей в натурных условиях в эшелоне глубин до 150 м, а так же рассмотрено применение указанных излучателей для исследования температурных режимов сопряженных подводных звуковых каналов шельфа и глубокого моря на разномасштабных протяженных трассах в Японском море. На основе обработки экспериментальных данных акустической трассы длиной около 1000 км, полученных в 2022 году, приведены примеры восстановления средних значений температуры воды по данным скорости звука на акустической трассе, проведена оценка чувствительности метода, а также проанализированы достигнутые в эксперименте значения отношения сигнал/шум.

Ссылка для цитирования:

Боголюбов Б., Бритенков А., Касьянов Д., Моргунов Ю., Безответных В., Войтенко Е., Голов А., Тагильцев А. 2025. Широкополосные низкочастотные излучатели в задачах исследования температурных режимов Японского моря. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3113359

Список литературы

1. Howe B.M., Anderson S.G., Baggeroer A.B., Colosi J.A., Hardy K.R., Horwitt D., Karig F.W., Leach S., Mercer J.A., Metzger K., et al. Instrumentation for the Acoustic Thermometry of Ocean Climate (ATOC) prototype Pacific Ocean network // Proceedings of the Conference ‘Challenges of Our Changing Global Environment’. OCEANS’95 MTS/IEEE, San Diego, CA, USA, 9–12 October 1995; pp. 1483–1500.

2. Munk W. Acoustic thermometry of ocean climate (ATOC) // J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 105. № 2. Р. 982.

3. Акуличев В.А., Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Моргунов Ю.Н. Эксперимент по оценке влияния вертикального профиля скорости звука в точке излучения на шельфе на формирования импульсной характеристики в глубоком море // Акустический журнал. 2010. Т. 56, № 1. С. 51–52.

4. Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Моргунов Ю.Н. Оценки эффективной скорости распространения низкочастотных фазоманипулированных сигналов на протяженных трассах при сложных гидролого-акустических условиях и переменном рельефе дна / // Подводные исследования и робототехника. – 2008. – № 2(6). – С. 58-63. – EDN KYIJWL.

5. Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Любавин Л.Я. Восстановление средней температуры океана по измерениям времени пробега звуковых импульсов //Акустический журнал. 2007. Т. 53. №. 2. С. 216-225.

6. Зверев В.А., Голубев В.Н., Коротин П.И. Условия выделения лучей по времени их прихода на больших расстояниях и низких частотах //Акустический журнал. 2020. Т. 66. №. 2. С. 163-169.

7. Зверев В.А., Стромков А.А. Увеличение временной селекции сигналов, принимаемых по лучам при зондировании океана посредством М-последовательности //Акустический журнал. 2003. Т. 49. №. 4. С. 514-518.

8. Римский-Корсаков А.В. и др. Акустические подводные низкочастотные излучатели – Л., Судостроение, 1984, – 184 с.

9. Andrey K. Morozov and Douglas C. Webb A Sound Projector for Acoustic Tomography and Global Ocean Monitoring, IEEE JOURNAL OF OCEANIC ENGINEERING, VOL. 28, NO. 2, APRIL 2003, P. 174 - 185

10. Богородский В.В., Зубарев Л.А., Корепин Е.А., Якушев В.И. Подводные электроакустические преобразователи. JI.: Судостроение, 1983. 248 с.

11. Бритенков А.К., Фарфель В.А., Боголюбов Б.Н. Сравнительный анализ электроакустических характеристик компактных низкочастотных гидроакустических излучателей высокой удельной мощности // Прикладная физика. 2021. № 3. С. 72–77. DOI: 10.51368/1996-0948-2021-3-72-77

12. Tappert F.D., J.L. Spiesberger M.A. Wolfson. Study of a novel range-dependent propagation effect with application to the axial injection of signals from the Kaneohe source // Journal of the Acoustical Society of America. - 2002. - V. 111. - № 2. - P. 757.

13. Сhen, C.-T.; Millero, F.J. Speed of sound in seawater at high pressures. // J Acoust. soc. of Amer., 1977. 62 (5), 1129-1135.

14. Kaneko, A., Zhu, X.H., Lin, J. Coastal acoustic tomography // Coast. Acoust. Tomogr. –2020. –P. 1–362. https://doi.org/10.1016/C2018-0-04180-8

15. Prants S.V., Lobanov V.B., Budyansky M.V., Uleysky M.Y. (2016) Lagrangian analysis of formation, structure, evolution and splitting of anticyclonic Kuril eddies. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 109:61–75

16. Prants S.V., Uleysky M.Y., Budyansky M.V. (2017) Lagrangian oceanography: large-scale transport and mixing in the ocean. Physics of Earth and Space Environments. Springer.

17. Dolgikh G., Morgunov Y., Burenin A., Bezotvetnykh V., Luchin V., Golov A., Tagiltsev A. Methodology for the Practical Implementation of Monitoring Temperature Conditions over Vast Sea Areas Using Acoustic Thermometry. J. Mar. Sci. Eng. 2023, 11, 137. https://doi.org/10.3390/jmse11010137

18. Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Войтенко Е.А., Лебедев М.С., Разживин В.В., Каплуненко Д.Д., Шкрамада С.С. Экспериментальное тестирование акустической термометрии в масштабе Японского моря с размещением приемной системы на оси подводного звукового канала // Акустический журнал. – 2023. – Т. 69, № 5. – С. 559-568. – DOI 10.31857/S0320791923600348. – EDN NFWAMB

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ