چکیده
یکی از ویژگی های مهم اقیانوس، قابلیت انتشار صوت می باشد. اقیانوس ها به دلیل داشتن قابلیت تراکم پذیری، امواج صوتی را در آب، به مراتب بهتر از هوا، منتشر
می کنند. شوند. این نوع امواج، با اتلاف بسیار کم، در مسافت های طولانی انتشار می یابند. بررسی این ویژگی در مناطق آبی، بالاخص در مناطق کم عمق آبی نظیر خلیج فارس، بسیار مورد توجه و حائز اهمیت است.
در این مقاله با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری های دما و شوری که توسط گشت دریایی ROPME در اگوست سال 2001 برای منطقه خلیج فارس گردآوری شده، میدان سرعت محاسبه و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که سرعت صوت وابستگی شدید به دما دارد. همچنین از طریق رسم پروفیل های سرعت صوت، دو کانال صوتی سطحی در ایستگاه های 56 و 69 مشاهده گردیده است. با رسم نمودار چهار بعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه ی عصبی، این نتیجه حاصل شده که در ایستگاه های نزدیک دهانه ی تنگه هرمز و نواحی شمالی با تشکیل لایه ی ترموکلاین، به شدت، از سرعت صوت کاسته شده و با حرکت به طرف نواحی مرکزی و جنوبی بخصوص جنوبی سرعت صوت افزایش می یابد.
کلمات کلیدی: سرعت صوت – کانال صوتی سطحی – دما – شوری
مقدمه:
ازآنجایی که سرعت صوت، جزء خواص مهم فیزیکی آب، محسوب می شود لذا بررسی آن طی سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان وپژوهشگران می باشد. دربسیاری از مناطق آبی دنیا، این کار از طرق مختلف انجام گرفته، که می توان، دریای بالتیک، سیاه و همچنین اقیانوس اطلس، که توسط دونفر به نام های M.J.Jacobsom, A.Widtfeldt درسال 1998 انجام گرفته را نام برد. تحقیق وپژوهش درباره ی سرعت انتشار صورت و همچنین تشکیل کانال صوتی در منطقه ی آبی خلیج فارس به دلیل اهمیتی که منطقه، از نظر نظامی، شیلات و مخابرات دریایی دارد. بسیار مورد توجه
می باشد و این که تا به حال، تحقیقی دراین زمینه، انجام نگرفته، بسیار حائز اهمیت است. به منظور بررسی وتحقیق این موضوع، از داده های مربوط به دما، شوری، سرعت صوت که توسط گشت دریایی ROPME در تابستان 2001 گردآوری شده، استفاده می شود. با رسم دیاگرام های دما، شوری و سرعت صوت توسط نرم افزار excel و همچنین نمودار چهاربعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه عصبی برای تمام ایستگاه های منطقه، موضوع را مورد بحث وبررسی قرار می دهیم.
شکل (101) موقعیت ایستگاههای نمونه‌برداری شده منطقه خلیج فارس
با استفاده از داده های دما و شوری و به کارگیری فرمول ویلسون (Willson) ، سرعت صوت محاسبه شد. و میدان سرعت، تعیین می گردد.
101) بررسی انتشار سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی
مطابق پروفیل های رسم شده سرعت صوت و دما و شوری در هر ایستگاه، سرعت صوت به شدت تابع دماست. و به مقدار جزئی تابع تغییرات شوری می باشد. شکل (10101) پروفیل های دما، شوری و سرعت صوت، درایستگاه 2و 3 می باشد).
شکل (1.1.1) به ترتیب دیاگرام های سرعت صوت و دما و چگالی (شوری) برحسب عمق درایستگاه 2و 3 می باشد.
(تصاویر و نمودار در فایل اصلی موجود است )
ایستگاه های نزدیک دهانه تنگه هرمز در اثر وزش بادهای شمال غربی و همچنین ورود آب شیرین و سرد، دما از سطح تا عمق به شدت کاهش می یابد کاهش دما، منجر به ایجاد لایه ی ترموکلاین موقتی به ضخامت بسیار کم خواهد شد وجود این لایه، منجر به کاهش سرعت انتشار صوت از سطح به عمق خواهد شد. همچنین در ایستگاههای واقع در نواحی شمالی خلیج نیز با چنین چیزی مواجه هستیم به دلیل وارد شدن آب رودخانه ها، شوری افزایش و دما از سطح تا عمق کاهش می یابد و باعث می شود که لایه ی ترموکلاین نسبتاً قوی نسبت به ایستگاه های دهانه تنگه هرمز، تشکیل شود. این لایه سرعت صوت را به شدت کاهش خواهد داد.
نمودار (1. 1. 1) نمودار چهاربعدی سرعت صوت
(نمودار و جداول در فایل اصلی موجود است)
مطابق با دیاگرام های رسم شده، دو کانال صوتی سطحی در این نواحی مشاهده می شود. اولین کانال در ایستگاه 69 در نزدیکی دهانه تنگه هرمز، البته به ضخامت بسیار ناچیز تشکیل می شود کانال بعدی در ایستگاه 56 ایجاد می شود. در ایستگاه 69، به دلیل وجود لایه ی ترموکلدین موقتی، و در واقع کاهش دما از سطح تا عمق، کانال صوتی سطحی خواهیم داشت که محور آن از عمق 10 متر عبور خواهد کرد. و در ایستگاه 56، این محور در عمق 30 متری می باشد که کانال سطحی در آنجا به دلیل وجود لایه ی ترموکلاین تشکیل شود.