Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 40 стр.

ное сечение пузырька σг = πd2/4 = 7,9 · 10-9 м2. Таким образом, в режиме
резонансных колебаний поперечное сечение газового пузырька как бы
возрастает в тысячи раз, что и дает эффект аномально большого, не соот-
ветствующего геометрическим размерам пузырька рассеяния звука. Ведь
из формулы (2.51) видно, что если σ велико, то большой становится рас-
сеянная мощность Pas. На частотах, отличных от резонансной частоты
пульсаций пузырька, будет иметь место рассеяние не столь большое, как
при резонансе. В связи с тем что в морской воде длительное время могут
существовать во взвешенном состоянии пузырьки с диаметрами в сотые
доли сантиметра, аномальное рассеяние (следовательно, и затухание)
в море могут испытывать волны с частотами в десятки килогерц, что под-
тверждается и практическими наблюдениями. Например, навигационные
эхолоты с рабочей частотой порядка 50 кГц на заднем ходу судна, когда
под корпусом вода сильно насыщена газовымя пузырьками, отказываются
измерять даже небольшие глубины, а эхолоты с рабочими частотами бо-
лее 200 кГц не испытывают такого эффекта. Очевидно, на частотах по-
рядка 50 кГц происходит аномально большое затухание зондирующих
сигналов, вызванное резонансным рассеянием на пузырьках.
     Затухание звука на газовых пузырьках усугубляется еще и тем, что
они не только рассеивают, но и поглощают часть энергии звуковой волны.
И это поглощение наиболее сильно происходит именно на резонансной
частоте. Количественное поглощение звука пузырьками оценивают анало-
гично рассеянию, т.е. вводят понятие о сечении поглощения по
отношении поглощенной мощности к интенсивности падающей волны.
Поэтому учет поглощения звука газовыми пузырьками формально можно
свести к некоторому увеличению сечения рассеяния. Что касается рассея-
ния звука в морской воде на мелких твердых неоднородностях, то какого-
либо заметного рассеяния они не привносят.
     При рассмотрении закона затухания звуковых волн в море было
показано, что независимо от причин, приводящих к затуханию, амплитуда
или интенсивность волны убывает по экспоненциальному закону.
И так как все причины физического затухания действуют независимо друг
от друга, то их совокупный учет может быть осуществлен объединенным
коэффициентом затухания β, учитывающим все причины затухания. Тем
более, что при измерении затухания звука в море практически невозмож-
но отделить одну причину физического затухания от другой.
     Многочисленные эксперименты, проводившиеся для изучения физи-
ческого затухания звуковых волн в северной части Тихого океана амери-
канскими учеными М.Дж. Шихи и Р. Хале, позволили им коэффициент
затухания в диапазоне частот от 6 до 60 кГц аппроксимировать следую-
щим выражением [7]:

                               β = 0,036f 3/2,                    (2.55)

                                   40