بررسی نحوه انتشار صوت در حضور توده آب شور در خلیج عدن

پیشینه و اهداف: اکثر تجهیزات اندازه‌گیری در دریا، براساس تکنولوژی آکوستیک ساخته می‌ شود. پرتوهای آکوستیکی تحت تاثیر پدیده ‌های دریایی، دچار تغییرات خواهد شد.روش‌ها‌: در این مقاله، جفت مدل اقیانوسی (mitgcm) و مدل آکوستیکی (روش پرتو) در خلیج عدن، جهت بررسی رفتار انتشار صوت در این منطقه، به صورت دو بعدی و سه بعدی در فصل ‌های زمستان و تابستان مطالعه گردید. بدین‌منظور ابتدا با استفاده از نتایج شفیعی و همکاران (1397)، خروجی دما و شوری استخراج گردید و سپس با استفاده از فرمول منکنزی، سرعت صوت محاسبه گردید.یافته‌ها: با بررسی نیمرخ سرعت صوت بصورت افقی و قائم، خروجی توده آب دریای سرخ به خلیج عدن در عمق های 300 تا 800 متری مشاهده شد، که با مطالعات قبلی همخوانی داشت. نتایج نشان داد که در فصل زمستان، پهنه خروجی آب دریای سرخ بیشتر از تابستان است. با استفاده از روش پرتو، در حضور جریان نفوذی آب دریای سرخ به خلیج عدن در سناریوهای مختلف از جمله در راستای عمود بر این جریان، موازی با حرکت این جریان و اعماق مختلف منبع صوتی، نحوه انتشار صوت ناشی از این پدیده در این فصول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد، که جابجایی منبع صوتی به شدت رفتار پرتوهای صوتی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. نتایج انتشار صوت وابستگی شدید به قرارگیری چشمه آکوستیکی در عمق ‌هایی که توده آب دریای سرخ در فصل ‌های مختلف قرار دارد، نشان داد. در شبیه‌سازی انتشار صوت در راستای افقی حرکت جریان نفوذی ، چنانچه منبع در انتهای خلیج عدن نصب شده باشد، نسبت به حالتی که در ابتدا خلیج نصب شده باشد، در هر دو فصل، تلفات انتقال صوت در تمام لایه‌ها کمتر می باشد که با الگوی مقطع طولی و عرضی تغییرات سرعت صوت همخوانی دارند. در ضمن نتایج شبیه سازی دو بعدی و سه بعدی نشان داد که حضور این توده‌ ها باعث تغییرات در توزیع انرژی آکوستیکی در هر دو فصل گردید.

acoustic propagation analysis in the front of saline water mass in the gulf of aden

background and objectives: influence of water mass on sound propagation in the gulf of aden underwater acoustics used for communication, navigation and identification of objects by both humans and marine mammals and for investigating the detrimental effects of anthropogenic activities (e.g. pile driving, seismic survey and ships) on marine animals. the gulf of aden presents a unique ecosystem that deserves scientific attention. in addition to its extraordinary biotic richness, the gulf of aden also serves as a highway for international trade between east and west. the gulf of aden is an important gulf connecting red sea water with the indian ocean. red sea water is the most prominent water mass in the gulf of aden and there is no ambiguity about its origin. it outflows into the gulf of aden from the red sea through bab-el-mandab strait. sound speed in the oceans depends on temperature, salinity, and pressure and has large seasonal and spatial variations.methods: this paper studies patterns and seasonal variations of propagation sound in the presence of the red sea water mass by using a coupled ocean model (mitgcm) and an acoustic model (ray method). for this purpose, first using the results of shafiei et al. (1397), temperature and salinity output were extracted and then using the mackenzie equation, the speed of sound was calculated.findings: by examining the sound speed profile horizontally and vertically, the intrusion flow of the red sea water to the gulf of aden was observed at depths of 300 to 800 meters also in winter, the outflow area of the red sea is larger than in summer. then, the influence of this strong intrusion on sound propagation are comprehensively analyzed with the parabolic equation and explained by using the ray theory. using the ray theory, in the presence of infiltration flow of red sea water to the gulf of aden in different scenarios, including in the direction perpendicular to this flow, parallel to the movement of this flow and different depths of the sound source, how sound propagation from this phenomenon in these seasons analyzed.conclusion: propagation sound was studied in 2d and 3d, the results show that displacement the sound source across intrusion flow can change the propagation paths and cause the convergence zone to broaden and approach the sound source. in addition, the results of two-dimensional and three-dimensional simulations showed that the presence of these masses caused changes in the distribution of acoustic energy in both seasons. overall, the results show that intrusion flow can change the propagation paths and cause the convergence zone to broaden and approach the sound source.