Page 112 - 《应用声学》2021年第3期

430 2021 年 5 月

应的掠射角，7.5 以内称为小掠射角，7.5 ∼ 15 之 幅度，因此图 3(b) 中下发下收时的传播损失均值远
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间称为大掠射角。 小于图 3(a) 中上发下收的情况。由图 8(a) 可见，声
从图 9可以看到，上发下收时，大掠射角本征声 源频率为500 Hz 时，大掠射角声线对应更大的海底
线数量远大于小掠射角声线，而下发下收时的小掠 反射损失标准差，因此图 3(a) 中下发下收时传播损
射角本征声线数量更多。小掠射角声线具有更高的 失的分布标准差更大。

0 0

20 20

๒ງ/m 40 ๒ງ/m 40

60 60

80 80

100 100
0 2000 4000 6000 8000 10000 0 2000 4000 6000 8000 10000
ᡰሏ/m ᡰሏ/m
(a) ʽԧʾஆవढ़ܦጳ (b) ʾԧʾஆవढ़ܦጳ

1.0 1.2
1.0
0.8
0.8
ࣨए/10 -4 ࣨए/10 -4 0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0 0
6.55 6.60 6.65 6.70 6.75 6.80 6.55 6.60 6.65 6.70 6.75
҂᣺௑ᫎ/s ҂᣺௑ᫎ/s
(c) ʽԧʾஆ҂᣺ፇ౞ (d) ʾԧʾஆ҂᣺ፇ౞

图 9 两个不同深度声源的本征声线和时间到达结构
Fig. 9 Comparison of the eigenrays and arrivals at two different source depth

对比图 5 中上发下收和下发下收两种情况，通 化会一定程度影响小掠射角声线的分布，从图 8 中
过 Bellhop 射线模型计算不同接收距离处掠射角 提取 5 和 11 这两个典型掠射角对应的标准差、均
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度。当收发距离在 20 km 以内时，各个环境因素不 值与频率的关系，如图10 所示。观察图 8 和图 10 可
确定性对公式 (14) 中的掠射角度和阻抗等都具有 以看到，不同频率声源在小掠射角下的海底反射损
一定程度的影响，且影响程度随距离增加逐渐减小。 失波动比大掠射角声线的反射损失波动小很多，因
在 20 km 以后较远的传播距离上，声线到达结 此声场分布的不确定性程度主要取决于大掠射角
构与图 9 中的计算结果较类似。上发下收时，温跃 声线海底反射损失波动。低频段内大掠射角对应的
层中声速的负梯度使得声线向海底传播，声源深度 海底反射损失要比高频段小很多，声能量可以传播
的变化会显著地改变掠射角的分布位置，从而造成 到较远距离处，所以低频段内海底沉积层对声场分
海底反射损失的较大波动，所以在图 5(a) 中 20 km 布的不确定性影响程度最大。随着声源频率的增大，
以后声源深度的敏感度指数较大。 海底反射损失的均值也逐渐增加，大掠射角的声线
对于下发下收的情况，远距离处声源深度的变 很难到达远距离处，因此小掠射角的声线贡献了主