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Perfil de velocidad del sonido

Un perfil de velocidad del sonido muestra la velocidad del sonido en el agua en diferentes niveles verticales. Tiene dos representaciones generales:

  1. forma tabular, con pares de columnas correspondientes a la profundidad del océano y la velocidad del sonido a esa profundidad, respectivamente.
  2. una gráfica de la velocidad del sonido en el océano en función de la profundidad, donde el eje vertical corresponde a la profundidad y el eje horizontal corresponde a la velocidad del sonido. Por convención, el eje horizontal se coloca en la parte superior del gráfico y el eje vertical está etiquetado con valores que aumentan de arriba a abajo, reproduciendo así visualmente el océano desde su superficie hacia abajo.

La Tabla 1 [1] muestra un ejemplo de la primera representación; La figura 1 muestra la misma información utilizando la segunda representación.

Figura 1. Datos de la Tabla 1 en formato gráfico.

Aunque se da en función de la profundidad [nota 1] , la velocidad del sonido en el océano no depende únicamente de la profundidad. Más bien, para una profundidad determinada, la velocidad del sonido depende de la temperatura a esa profundidad, de la profundidad misma y de la salinidad a esa profundidad, en ese orden. [3]

La velocidad del sonido en el océano a diferentes profundidades se puede medir directamente, por ejemplo, usando un velocímetro , o, usando mediciones de temperatura y salinidad a diferentes profundidades, se puede calcular usando varias fórmulas diferentes de velocidad del sonido que se han desarrollado. . Ejemplos de tales fórmulas incluyen las de Wilson, [4] Chen y Millero [5] y Mackenzie. [6] Cada una de estas formulaciones se aplica dentro de límites específicos de las variables independientes. [7]

A partir de la forma del perfil de velocidad del sonido en la figura 1, se puede ver el efecto del orden de importancia de la temperatura y la profundidad sobre la velocidad del sonido. Cerca de la superficie, donde las temperaturas son generalmente más altas, la velocidad del sonido suele ser más alta porque domina el efecto de la temperatura sobre la velocidad del sonido. Más abajo en la columna de agua, la velocidad del sonido también disminuye a medida que disminuye la temperatura en la termoclina del océano, y la velocidad del sonido también disminuye. Sin embargo, a partir de cierto punto comienza a dominar el efecto de la profundidad, es decir, la presión, y la velocidad del sonido aumenta hasta el fondo del océano. [8] También es visible en la figura 1 una característica común en los perfiles de velocidad del sonido: el canal SOFAR . El eje de este canal se encuentra a la profundidad de velocidad mínima del sonido. Los sonidos emitidos en o cerca del eje de este canal se propagan a distancias horizontales muy largas, debido a la refracción del sonido hacia el centro del canal. [2]

Los datos del perfil de velocidad del sonido son necesarios para los modelos de propagación acústica submarina, especialmente aquellos basados ​​en la teoría del trazado de rayos .

Notas

  1. ^ Técnicamente, la profundidad no es la variable física que influye en la velocidad del sonido. Más bien, es presión. Sin embargo, dada la relación casi lineal entre los dos, [2] la profundidad se utiliza con más frecuencia cuando se presentan perfiles de velocidad del sonido.

Referencias

  1. ^ John J. Audet, Jr. y Gregory G. Vega, (1974) Sistema de recuperación de perfiles de velocidad de sonido (RSVP) de AESD , Nota técnica de AESD TN-74-03, 14.
  2. ^ ab Caruthers, Jerald W. (1977) Fundamentos de la acústica marina . Ámsterdam: Compañía editorial científica Elsevier.
  3. ^ Stewart, Robert H. (2008) Introducción a la oceanografía física . Estación universitaria: Universidad Texas A&M.
  4. ^ Wilson, WD (1960) Ecuación para la velocidad del sonido en el agua de mar. J. acústico. Soc. América. , 32 , 1357.
  5. ^ Chen, CT-T. y Millero, FJ (1977) Velocidad del sonido en agua de mar a altas presiones. J. acústico. Soc. América. , 62 , 1129-35.
  6. ^ Mackenzie, KV (1981) Ecuación de nueve términos para la velocidad del sonido en los océanos. J. acústico. Soc. América. , 70 , 807-12.
  7. ^ Etter, Paul C. (1996) Modelado acústico subacuático: principios, técnicas y aplicaciones . Prensa de la Universidad de Cambridge.
  8. ^ Talley, LD y col. (2011) Oceanografía física descriptiva: una introducción . Prensa académica.