Будущее сонара в нагревающихся океанах
Ученые исследуют, как изменение климата повлияет на скорость звука под водой, чтобы помочь ВМС США подготовиться к действиям в прогрессивно теплеющих океанах.
Свет плохо распространяется под водой, поэтому флот использует для передачи сообщений звук. Скорость подводного звука зависит от комбинации температуры, солености и давления. Это сложное уравнение, но температура является самым большим фактором, говорит Глен Гаваркевич, океанограф из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе.
Понимание скорости звука критически важно для передачи сообщений, обнаружения вражеских подводных лодок и избегания столкновений с морскими животными. По мере того как изменение климата повышает температуру, понимание скорости подводного звука будет становиться все более важным.
«[Нам] не приходилось иметь дело с этой проблемой изменения климата до последних 15 лет, но изменения температуры достаточно значительны, чтобы это действительно влияло на то, как звук распространяется в океане», — сказал Гаваркевич. Он и его коллеги представят свое исследование о влиянии изменения климата на сонар на этой неделе на 171-й встрече Акустического общества Америки, которая проходит с 23 по 27 мая в Солт-Лейк-Сити.
Команда Гаваркевича при финансировании Управления военно-морских исследований использует похожее на торпеду автономное подводное транспортное средство для изучения влияния температуры на скорость звука. Аппарат издает звуки, которые улавливаются приемником. Звук распространяется быстрее в более теплой воде и медленнее в более холодной. Измеряя точную скорость при разных температурах, ученые могут помочь создать более совершенные средства связи и обнаружения.
Это важно, потому что подводные лодки стало сложнее обнаруживать. По мере совершенствования технологий за последние десятилетия обнаружение подводных объектов стало еще труднее. Изменение климата лишь усложнит эту задачу.
«Обнаруживать эти подлодки становится все труднее, а океан становится все шумнее из-за коммерческого судоходства», — сказал Гаваркевич.
«Щелкающие креветки издают шум, рыбы издают шум, и вы можете слышать нефтяные платформы», — добавил он. «Обнаружение подводных источников — огромная задача».
Эксперты используют исследования подводного звука для поиска пропавших самолетов. «Черные ящики» самолетов оснащены сигналами, которые посылают звуковые импульсы. Если вода значительно теплее или холоднее нормы, это может сорвать любую надежду найти обломки самолета и выяснить, что произошло.
Скорость звука также важна для здоровья дикой природы. При планировании основных судоходных путей и строительстве нефтяных платформ часто учитывают дикую природу. Составляя карты скорости звука, ученые могут предотвратить распространение вредных шумов на расстояние, достаточное для нарушения миграционных путей или мест размножения животных.
«Если вы знаете, что киты обитают в определенной области, и вы планируете установить нефтяную платформу, вы захотите знать, насколько близко вы можете быть, чтобы не повлиять на китов», — сказал Гаваркевич.