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台风激发水下声场特性研究
摘要
台风是一种强烈的气象灾害，使用海洋声学技术来监测并预测台风的路径和强度变得越来越重要。本文探讨了台风对水下声场特性的影响，从声传播的角度阐述了台风对水下声场的激发过程和形式。通过对水下台风气象和声学数据的分析，我们发现台风的移动和强度都可以明显改变水下声场强度、特征频率、传播路径等方面，同时也会产生大量的环境噪声。因此，研究台风对水下声场的影响不仅有助于提高声学预测的准确性，还可以为气象和海洋环境监测提供新的思路。
关键词：台风；水下声场；声传播；预测；环境噪声
Abstract
Typhoonisaseveremeteorologicaldisaster.Usingunderwateracousticstomonitorandpredictthepathandintensityoftyphoonshasbecomeincreasinglyimportant.Thispaperexplorestheimpactoftyphoonsonunderwatersoundfieldcharacteristics,andexplainstheprocessandformoftyphoonsexcitingtheunderwatersoundfieldfromtheperspectiveofsoundpropagation.Throughtheanalysisofunderwatertyphoonmeteorologicalandacousticdata,wefoundthatthemovementandintensityoftyphoonscansignificantlychangetheunderwatersoundfieldstrength,characteristicfrequency,propagationpath,etc.,andalsogeneratealargeamountofenvironmentalnoise.Therefore,studyingtheimpactoftyphoonsonunderwatersoundfieldscannotonlyimprovetheaccuracyofacousticpredictions,butalsoprovidenewideasformeteorologicalandoceanenvironmentalmonitoring.
Keywords:typhoon;underwatersoundfield;soundpropagation;prediction;environmentalnoise
1意义
台风是一种从海洋上升到地球大气层的旋转气旋，由于其强大的风力和大量的降雨，台风会对沿岸地区造成严重的风暴潮、海浪、洪水等灾害，对人类的生命和财产安全造成严重威胁。为了预测和减轻台风带来的影响，科学家们使用了各种气象和物理学方法来研究台风的运动和特性。除此之外，海洋声学技术可以在台风期间通过监测水下声场来诊断和预测台风移动和强度的变化。
水下声场是海洋中由声波产生的声压和声场强度的空间分布，是海洋观测和研究的重要手段之一。水下声场不仅可以用于探测自然界中的声源（如生物、风浪等），还可以用于探测人为声源（如水下器械、舰船、鱼雷、地震等），并从中获取信息。在台风期间，水下声场的频谱特性、传播特性和强度都会受到台风的影响，因此研究台风对水下声场的影响不仅可以提高声学预测的准确性，还可以为气象和海洋环境监测提供新的思路，具有重要的研究价值和应用前景。
2台风对水下声场的影响
（1）台风激发水下环境噪声的变化
台风引起海上风浪和涌浪的作用下，形成了较强的噪声源，这些噪声源会进一步影响水下环境噪声的变化规律。逐步加强的海浪和风速加大持续时间的增加也会导致水下环境噪声较强。水下环境噪声的增加会干扰水下声学信号的传输和接收，降低声学系统的探测距离和可靠性。
（2）台风改变水下声场的特征频率和传播路径
由于强风和大浪等原因，台风所在的海域中的水下溶解氧的含量会发生变化，并在某些情况下，会形成海底水的并流，进而影响声速和声阻抗的分布，从而改变水下声场的特征频率和传播特性。
由于海底的高低起伏和溶解氧的分布等因素的影响，台风过程中水下声场的传输路径也可能会发生变化。在良好的海底地形和水柱声学性质下，水下声波的传输路径通常是直线路径或反射路径，但在台风过程中，由于海浪和海流变化等原因，水下声波的传输路径可能会发生折射路径，从而影响传播距离和波形形状。
（3）台风影响水下声场的强度和衰减特性
在台风过程中，海域中的风速、海浪和涌浪等强烈的自然力在水下形成了激烈的扰动，从而强烈影响了水下声场的强度和衰减特性。一般来说，水下声波是通过声阻抗较小的海水传播的，但随着海浪和风浪的增加，