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446 2019 年 5 月

化呈非线性 (1 < n < 2)，本文所得结果为 n = 1.2。
至此，获取到了在 80∼630 Hz 频带范围内真实海底 3 讨论与结论
的等效模型参数。图 11 给出了位于海深 59.7 m 处
本文通过对七个距离点的气枪声源数据进行
反演参数数值计算的传播损失与海洋中实测的传
处理，首先提取第三阶简正波至第八阶简正频段
播损失拟合情况，各频点理论与实验数据基本一致。
覆盖 60∼300 Hz 的频散曲线，并结合海底声速与
0.12 10 0
ࠄᰎፇ౧ 密度关系的 Hamilton 经验公式获取到对频散曲线
લՌజጳ
0.10 敏感的海底声速与密度，频点包括 80 Hz、100 Hz、
160 Hz、200 Hz、250 Hz、315 Hz、400 Hz、500 Hz、
ᛰѓ/(dBSm -1 ) 0.08 ᛰѓጇ஝/(dBSm -1 ) 10 -1 630 Hz 等涉及三个倍频程。传播损失修正与拟合，

得到半无限海底的衰减。由此过程及结果得知：
0.06
0.04 10 -2 (1) 气枪声源能够获取到频带更宽的频散曲线，
可用于海底反演的有效数据比爆炸声源多，但要获
0.02
取各阶简正波的截止频率处及附近的频点数据还
0 10 -3 有困难。
0 0.2 0.4 0.6 10 2
ᮠဋ/kHz ᮠဋ/Hz (2) 为使得反演结果具有可靠性，利用不同距
(a)ᛰѓᬤᮠဋԫӑ (b)ࠫ஝گಖጇʾᛰѓᬤᮠဋԫӑ 离的多个数据进行反演。同时，反演过程中要考虑
复杂海洋环境对实验数据产生的影响，数据预处理
图 10 海底衰减拟合曲线及随频率的变化关系
Fig. 10 The fitting of seabed attenuation and it 阶段分别对低模态影响较大的频散曲线进行舍弃
as a function of frequency 以及对传播损失进行修正。

表 2 海底衰减系数
Table 2 Seabed attenuation
频率/Hz 80 100 160 200 250 315 400 500 630
衰减/(dB·m −1 ) 0.0094 0.0118 0.0206 0.0278 0.0348 0.0371 0.0642 0.0856 0.1011

TL/dB 20 80 Hz RD: 59.7 m TL/dB 20 250 Hz RD: 59.7 m
40
40
60
60
80
80
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
TL/dB 20 100 Hz RD: 59.7 m TL/dB 20 315 Hz RD: 59.7 m
40
40
60
60
80
0 5 10 15 20 25 30 80 0 5 10 15 20 25 30
20
TL/dB 20 125 Hz RD: 59.7 m TL/dB 40 400 Hz RD: 59.7 m
40
60
60
80
0 5 10 15 20 25 30 80 0 5 10 15 20 25 30
TL/dB 20 160 Hz RD: 59.7 m TL/dB 20 500 Hz RD: 59.7 m
40
40
60
60
80
0 5 10 15 20 25 30 80 0 5 10 15 20 25 30
TL/dB 20 200 Hz RD: 59.7 m TL/dB 20 630 Hz RD: 59.7 m
40
40
60
60
80
0 5 10 15 20 25 30 80 0 5 10 15 20 25 30
ᡰሏ/km ᡰሏ/km
图 11 修正深度 59.7 m 处多个频率对应的传播损失实验值与反演参数计算理论值的对比
Fig. 11 The contrast between numerical calculation of transmission loss and extracted result from
different frequency points at the modified depth of 59.7 meters