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請解釋深海聲道的成因?
深海聲道(SOFAR channel)的形成主要是由於海水中聲波傳播速度受到以下因素的影響:
- 溫度影響:海水溫度越高,聲波傳播速度越快。隨著深度增加,海水溫度降低 。
- 壓力影響:壓力越大,聲波傳播速度越快。在深海區(超過1公里深),水溫變化很小,聲速主要受壓力影響 。
- 聲道形成:由於溫度和壓力的綜合作用,聲波速度隨深度的變化呈現二次曲線形狀,在某一深度會出現聲速極小值 。當聲波向上或向下移動時,會被上層較高溫的水或下層較大密度的水擋回來,形成一個天然的聲波導管 。
這種特殊的聲道結構使得海洋生物(如須鯨)能夠進行遠距離通訊和回聲定位 。
參考資料 :
- bbc.com - 海洋深處的秘密:動物王國的最強音
- mei.ntou.edu.tw - 鹽度、壓力對海水中聲音傳播速度之影響為何? - 海洋環境資訊系
- yamol.tw - 請閱讀下列短文後,回答第53-55題波由波速較慢的介質
- e-info.org.tw - 《傾聽地球之聲》閱讀生物的「聲音」多樣性
- baike.baidu.hk - 深海声道
- bbc.com - 海洋深处的秘密:动物王国的最强音
重點是 :
水深 1 公里以上 海溫為主
水深 1 公里以下 壓力為主( 因為 1 公里以下 水溫變化很小 )
深海聲道(SOFAR channel)是一種特殊的海洋聲學現象,指的是在海洋中存在一個聲速相對較低的層,使得聲波在這個層中傳播時,能量不易散失,可以傳播很遠的距離。
形成深海聲道的原因主要有以下幾點:
- 海水密度的變化: 海水的密度會隨著深度、溫度和鹽度而變化。在海洋中,通常存在一個深度,在此深度下,聲速會達到最小值。這個聲速最小值的層就形成了聲道軸。
- 聲波折射: 聲波在傳播過程中,會因介質密度的不同而發生折射。當聲波進入聲速較低的層時,會向下折射;當聲波離開聲速較低的層時,會向上折射。這種不斷的折射,使得聲波被束縛在聲道內,形成一個聲波傳播的管道。
深海聲道的重要性:
- 海洋生物: 許多海洋生物利用深海聲道進行遠距離的溝通。例如,鯨魚就是利用深海聲道來進行長距離的遷徙和交流。
- 海洋研究: 科學家利用深海聲道來研究海洋的物理性質、生物分布和海底地形。
- 軍事應用: 軍事上,深海聲道可以被用於潛艇的隱蔽和通信。
簡單來說,深海聲道就像是一個天然的「聲波管道」,使得聲音可以在海洋中傳播得更遠。
Sources
- 海洋環境資訊系 - 鹽度、壓力對海水中聲音傳播速度之影響為何? (https://mei.ntou.edu.tw/p/412-1079-7113.php?Lang=zh-tw)
- 水聲海洋學 (https://hackmd.io/@hchs-earthscience/r1Uf7IBHq)
總結: 深海聲道的形成是海水密度分層和聲波折射共同作用的結果,它為海洋生物的溝通、科學研究和軍事應用提供了獨特的通道。
深海聲道是指在海洋中的聲波傳播特性。
聲波在海洋中的傳播受到水的密度、溫度、鹽度和海底地形等因素的影響。
這些因素會影響聲波的速度和方向,從而形成深海聲道。
具體來說,聲波在不同深度和環境條件下會有不同的傳播方式。
例如,聲波在冷水中傳播得比在熱水中快,而在高鹽度水中傳播得比在低鹽度水中快。
此外,海底地形如海溝、海嶺等也會導致聲波的反射、折射和屈折,形成聲波的特殊傳播路徑。
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