声呐水声学(5)

当水平距离足够远，在水中反转的声线起主要作用时，会出现明显的声场深度结构，越靠近海底场强越强。 ③温跃层声场。在夏季有风天气，浅海表面在风搅混下形成等温层，而海洋下部的海水仍残留有冷水特性，温度会在当中一薄层内由上面较暖的等温层过渡到下面较冷的等温层，使得声速也发生相应的剧烈变化，从而形成夏季的另一种典型浅海声道──温跃层声道。在有温跃层（通常是负跃层）的海洋中，当声源置于温跃层以下时，只有大掠射声线才可以穿透温跃层，小掠射角声线被温跃层反射而保留在下层，这些声线的海底反射损失小，传播衰减一般小于大掠射角的情况。因此，当水平距离足够远时，温跃层下的场强显著地大于温跃层上的场强。反映这种场强深度结构的物理量称为穿透比，它被定义为下发下收的场强与上发下收(或下发上收)的场强之比。另外，由于声线管的扩张，上发上收的场强也大于上发下收的场强。
在浅海声道中，多途效应（参加叠加声场的各号简正波具有不同的群速度，或到达接收点的声线有不同的路径）使得宽带脉冲声信号在传播过程中不断畸变。在均匀层和负梯度情况主要表现为波形的拖散，而在负跃层情况将会有规则的梳状结构出现。
声场数值预报
由于海洋媒质的时空多变性，在许多实际应用中，利用快速计算机，根据海洋环境参量的测定值或预报值，在建立了能够反映海洋环境因素对声场的制约关系的理论模型基础上，进行海洋声场数值预报成为当前亟待研究的重要课题。所发展的预报方法有五种：①射线算法；②简正波算法；③抛物方程算法;④快速声场程序(FFP)算法；⑤水平射线－垂直简正波法。每一种算法都各有其优缺点，要针对具体问题的性质作适当选择。
水声探测中的背景干扰有噪声和混响两大类。
噪声

噪声源
又可分为自噪声和环境(海洋)噪声（图5）。自噪声的来源因不同的对象而异。
海洋环境噪声是被动式声呐的主要干扰。其主要研究内容是噪声谱级和噪声场的二阶时空统计特性，以及它们同环境因素的关系。
① 谱级。它密切依赖于海况，并有每倍频程衰减5～6dB的下降规律。 深海环境噪声可划分为四个频段，在每个频段内，谱级随频率的变化规律各不相同，并各有起主要作用的声源，如表1所示。 在风速大于5kn（节，1节=1海里/小时）时，波浪噪声谱级每倍风速增加6～7.2dB。温兹(Wenz)曲线全面地概括了深海谱级的规律(图6)。依据温兹曲线，可以对深海噪声级作出可靠的预报。海洋环境噪声还包括