国家自然科学基金资助项目进展报告 C.在CNM-PE声传播理论及其算法的基础上,完成了海面随机起伏、海水有内波 海底界面粗糙及底质等存在非均匀性条件下的海洋环境场的理论模型及其与 CNM-PE声场计算模型的衔接工作。可进行深海、大陆架、大陆斜坡等具有复杂 海底地形、底质、水文条件下的的海域地区声传播衰减、混响强度、噪声强度 及其传播、混响及噪声场的空间相关性特性硏究。其中,三维的海洋环境噪声 模型在国内尚属首次开展,而相干的混响垂直相关模型尚未见国内外发表。其 中“三维CNM-PE声传播理论”在第18届国际声学年会(ICA, Kyoto, Japan,2004) 上报告和发表,并获得优秀青年科技论文奖。 D.对2001年中美联合考察实验( ASIAEX2001)中东中国海的数据进行了分析,得 到东中国海内波的主要特征参量。其中,线性内波频率的上限为265cpd,其水 平传播速度约为0.5m/s,内波垂直位移能量密度谱随频率近似以1.8次方律减 小。根据实验分析得出的内波参量,研究了内波对声信道稳定性的影响,通过 在水体中引入内波活动理论解释了实验中声场时间相关性降低的原因。研究了 海面起伏和海底粗糙对海洋混响衰减规律及海洋混响场空间相关特性。把Cr pekaαoB谱引入浅海混响的射线简正波理论模型中,研究了不同海面随机 起伏下的混响衰减规律,解释了实验中髙海况条件下在海洋混响在髙频时混响 衰减变大的原因。给出了浅海低频条件下不同海底散射模型对海洋混响场的影 响。另外,对 ASIAEX2001南中国海声场与水体相互作用实验的温度场起伏数 据和声传播起伏数据也进行了分析。结果表明:(1)内波引起的质点垂直位移 的峰峰值超过40m:;(②)由声脉冲前沿传播时间平均起伏所表征的声传播起伏, 其峰峰值超过100σms。在此基础上,对48小时内温度场起伏数据进行谱分析, 得到影响海洋起伏的主要内波分量;声传播起伏数据经Burg法谱分析反演得到 的内波主要周期,与温度场的结果一致。比较了垂直于大陆架方向和平行于大 陆架方向的温度场起伏谱结构,以及两个方向的声传播起伏谱结构;利用脉冲 多途结构和脉冲传播时间分别提取声传播起伏信息的参量,由其表征的声传播 起伏谱结构也进行了比较。相关结果发表在自然科学进展, Progress in Nature Science和 Chinese phyics Letters等杂志及第8届西太平洋声学会议( Wespac VI)上,见发表文章附录[6,7,8,9] E.研究了适用于海底混响预报的带有物理参数的海底散射模型,并在此基础上建 立海底混响模型。主要有:(1)、海底非均匀性引起的海底散射模型;(2)、海 底界面粗糙引起的海底散射模型;(3)、基于以上散射模型的海底混响简正波混 响理论模型,简正波分析采用BDRM简正波方法,不仅可计算远距离声场,也可 计算近距离声场。图5所示的是用我们的模型计算的海底散射系数(实线)和实 验数据的比较。从图中可见二者符合得很好。在图中给出了计算所用的海底物 第7页国家自然科学基金资助项目进展报告 第 7 页 C. 在 CNM-PE 声传播理论及其算法的基础上，完成了海面随机起伏、海水有内波、 海底界面粗糙及底质等存在非均匀性条件下的海洋环境场的理论模型及其与 CNM-PE 声场计算模型的衔接工作。可进行深海、大陆架、大陆斜坡等具有复杂 海底地形、底质、水文条件下的的海域地区声传播衰减、混响强度、噪声强度 及其传播、混响及噪声场的空间相关性特性研究。其中，三维的海洋环境噪声 模型在国内尚属首次开展，而相干的混响垂直相关模型尚未见国内外发表。其 中“三维CNM-PE声传播理论”在第18届国际声学年会（ICA, Kyoto, Japan, 2004） 上报告和发表，并获得优秀青年科技论文奖。 D. 对 2001 年中美联合考察实验（ASIAEX2001）中东中国海的数据进行了分析，得 到东中国海内波的主要特征参量。其中，线性内波频率的上限为 265cpd，其水 平传播速度约为 0.5m/s，内波垂直位移能量密度谱随频率近似以 1.8 次方律减 小。根据实验分析得出的内波参量，研究了内波对声信道稳定性的影响，通过 在水体中引入内波活动理论解释了实验中声场时间相关性降低的原因。研究了 海面起伏和海底粗糙对海洋混响衰减规律及海洋混响场空间相关特性。把Ст реkадов谱引入浅海混响的射线简正波理论模型中，研究了不同海面随机 起伏下的混响衰减规律，解释了实验中高海况条件下在海洋混响在高频时混响 衰减变大的原因。给出了浅海低频条件下不同海底散射模型对海洋混响场的影 响。另外，对 ASIAEX 2001 南中国海声场与水体相互作用实验的温度场起伏数 据和声传播起伏数据也进行了分析。结果表明：(1) 内波引起的质点垂直位移 的峰峰值超过 40m；(2) 由声脉冲前沿传播时间平均起伏所表征的声传播起伏， 其峰峰值超过 100ms。在此基础上，对 48 小时内温度场起伏数据进行谱分析， 得到影响海洋起伏的主要内波分量；声传播起伏数据经 Burg 法谱分析反演得到 的内波主要周期，与温度场的结果一致。比较了垂直于大陆架方向和平行于大 陆架方向的温度场起伏谱结构，以及两个方向的声传播起伏谱结构；利用脉冲 多途结构和脉冲传播时间分别提取声传播起伏信息的参量，由其表征的声传播 起伏谱结构也进行了比较。相关结果发表在自然科学进展，Progress in Nature Science 和 Chinese Phyics Letters 等杂志及第 8 届西太平洋声学会议（Wespac VIII）上，见发表文章附录[6,7,8,9]。 E. 研究了适用于海底混响预报的带有物理参数的海底散射模型，并在此基础上建 立海底混响模型。主要有：(1)、海底非均匀性引起的海底散射模型；(2)、海 底界面粗糙引起的海底散射模型；(3)、基于以上散射模型的海底混响简正波混 响理论模型，简正波分析采用 BDRM 简正波方法，不仅可计算远距离声场，也可 计算近距离声场。图 5 所示的是用我们的模型计算的海底散射系数(实线)和实 验数据的比较。从图中可见二者符合得很好。在图中给出了计算所用的海底物