Как парные вихри меняют путь звука в океане?

Звук в океане распространяется по сложным траекториям, зависящим от свойств воды и движущихся масс. Одним из ключевых факторов являются мезомасштабные вихри — крупные вращающиеся потоки диаметром в километры, которые существуют от нескольких недель до месяцев и существенно влияют на распределение тепла, соли и питательных веществ. В отличие от постоянных течений, таких как Гольфстрим, вихри оказывают временное, но значительное воздействие на распространение звука.
Как парные вихри меняют путь звука в океане?
Изображение носит иллюстративный характер

Ранее ученые детально изучали влияние отдельных мезомасштабных вихрей на акустические волны, однако прямых измерений эффектов парных вихрей — дипольных структур, состоящих из антициклона и циклона, — практически не было. В северо-восточной части Южно-Китайского моря такие дипольные вихри часто формируются под действием местных течений и ветрового стресса. Здесь антициклон (AE) вращается по часовой стрелке, а циклон (CE) — против, создавая сложную динамическую пару.

Исследователи из Китайской академии наук и Шаньдунского университета науки и технологий впервые провели систематический анализ акустических эффектов трех пар дипольных вихрей в этом регионе. Руководила работой Лу Лу из Института океанологии Китайской академии наук. Работа опубликована в журнале Ocean-Land-Atmosphere Research.

В ходе исследования анализировались изменения температуры, солености и, как следствие, профилей скорости звука в результате прохождения дипольных вихрей. Для этого использовались данные спутниковых альтиметров, ассимилированные реанализы и численные модели распространения звука (BELLHOP ray-tracing). Аномалии температуры, солености и скорости звука рассчитывались относительно средних значений за 2000–2020 годы.

Антициклональные вихри характеризуются погружением в центре, что снижает температуру, соленость и скорость звука на их стороне диполя. В то же время циклональные вихри вызывают восходящие потоки, увеличивая эти параметры. Теплый центр антициклона формирует положительные аномалии скорости звука, а холодный циклона — отрицательные. Эти различия существенно изменяют положение зон схождения звуковых волн (convergence zones, CZs) и акустические потери передачи (transmission loss, TL).

Моделирование показало: независимо от положения источника звука (в центре диполя, в ядре антициклона или циклона, либо вне диполя), присутствие парных вихрей радикально перестраивает структуру звуковых траекторий и уровни затухания. Дипольные вихри создают более сложные структуры скорости звука и паттерны распространения, чем одиночные вихри.

Однако исследование имело ограничения: все изученные дипольные вихри смещались на юго-запад, что могло влиять на акустические эффекты. Кроме того, моделирование проводилось для плоского дна, тогда как реальное рельефное дно также способно менять путь звука.

В будущем планируется анализировать влияние эволюции дипольных вихрей на распространение акустических волн, учитывать рельеф дна и взаимодействие с несколькими мезомасштабными вихрями одновременно. Цель — выявить общие закономерности влияния дипольных вихрей на акустику океана.

«Это исследование впервые систематически анализирует акустические эффекты трех пар дипольных вихрей в северо-восточной части Южно-Китайского моря, раскрывая их уникальные структуры скорости звука и особенности распространения звука», — подчеркивает Лу Лу.


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка