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Edwin L. Hamilton.海底的地声模型[J].声学技术,1979,(1):29~53
海底的地声模型
  
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Edwin L. Hamilton  
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      "地声模型"是作为实际海底的模型而定义的,其重点在于测量、外推和预估那些与水声学及地球物理学声传播方面有关的特性的数值。这样的模型对于地质学和地球物理学的其它方面也是重要的。实际的海底不可能由任何单一的地声模型来确定,所以,重要的是在海中(包括海底)进行的声学和地球物理学试验结果应与这个区域的特殊模型符合。而这些模型能使实验和理论一致。但是,也可以利用地质学或地球物理学的判断,在较宽广的区域内,外推一个一般化的模型。充分地收集不同区域的模型,就能予估世界海洋中相似区域的海底模型。地声模型应该详细描述实际的海底。因而,它能用于宽频带内压缩波和切变波的反射和折射,分层图的地质研究、沉积学和地质史,以及地球物理领域的各种研究,如声的反射和折射、重力的计算等等。建立海底的地声模型,需要综合来源于海洋学、地质学和地球物理学的多种数据。所以,模型集中和运用了海上和实验室中大量科学试验工作所取得的数据。一般来说,一个模型要详细描述复盖在地壳表面的各种沉积层和岩层的实际的厚度和性质。大的分层能够完全满足某些地质学和地球物理学的研究工作的要求。但对声学必须提供足够的细节,以及研究不同声频上的声投射区域。完整的地声模型所需要的信息,应该对每一层都包括以下六项。在某些情况下,现有的技术水平仅允许作出粗略的估计,或者可能得不到有关信息。1.由颠倒采水器(Nansen瓶)和下投声速计取得的复盖水层的特性参数。2.沉积物信息(由岩心,钻孔或地质学外推取得):沉积物类型,颗粒大小分布,密度,多孔性,压缩波和切变波的衰减和声速,以及其它弹性参数;这些参数随深度变化的梯度。例如,由声浮标测量得到的各层声速和速度梯度。3.由连续反射剖面仪在不同频率上确定的沉积层厚度(以时间表示).4.在不同频率观察的沉积物内部反射体的位置、厚度及特性。5.岩层的特性。在海底及接近海底的岩层对水声学是特别重要的.6.海底地形,粗糙度、起伏、斜坡等的细节,例如用水下照相机和深海拖曳装置观察。近期的研究工作已经对含水沉积物的任一种弹性或粘弹性模型提供了特定的参数(例如,速度色散可以忽略或不存在,在大部份感兴趣的频段内,衰减随频率的变化接近一次方规律)。本文评述了这些能够用于海洋沉积物的参数及弹性和粘弹性模型,并介绍了一种特殊的粘弹性模型,及与其有关的方程式。
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