شبیه‌سازی انتشار صوت در محیط ساختار انگشت نمک در شرق تنگه هرمز

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم غیر زیستی جو و اقیانوس، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه علوم غیر زیستی جو و اقیانوس، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 استاد، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استاد، گروه فیزیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.30499/ijg.2023.364415.1462
چکیده

محیط‌های آبی هدایت کننده مناسبی برای انتشار امواج صوتی هستند و تغییر در پارامترهای فیزیکی آب بر سرعت و انتشار صوت مؤثر است. یکی از تغییرات قائم در ستون آب، ساختار انگشت نمک (Salt-fingering) است که به دلیل گرادیان‌های قائم دما و شوری با ضرایب پخش متفاوت، با لایه‌بندی آب گرم و شور بر روی آب سرد وکم شور رخ می‌دهد و مناطقی مانند تنگه هرمز با تبادل ترموهالینی میان حوضه شور (خلیج فارس) و آب‌های آزاد کم شور (دریای عمان و اقیانوس هند)، مستعد شکل‌گیری انگشتان نمک هستند. با افزایش جریان گرم ورودی از دریای عمان به خلیج فارس و افزایش تبخیر در اواخر بهار، شکل‌گیری انگشتان نمک در تنگه هرمز تقویت می‌شود. بررسی گرادیان‌های قائم دما و شوری در بخش شرقی تنگه هرمز نشان می‌دهد که یک لایه سطحی گرم و شور (C° 34 و   psu39) بر روی یک لایه سرد و کم شور (C° 29و   psu37.5) قرار دارد که منجر به ریزش انگشتان نمک از سطح تا عمق   m 40-70 و آمیختگی در ستون آب می‌شود. به طوری که سرعت صوت در طول کانال یکنواخت نبوده و از سطح تا عمق ریزش انگشتان نمک به بیشترین مقدار (m/s 1557) خود می‌رسد. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که پرتوهای صوتی با زاویه انتشار کمتر، با عبور از محل انگشتان نمک در سطح پراکنده می‌شوند و با افزایش عمق فرستنده صوتی، اثر اتلافی ساختار نمکی در انرژی و انتقال سیگنال صوتی کاهش می‌یابد اما انحراف از محل ساختارهای نمکی قوی (با ریزش قوی و غلظت بیشتر) مشاهده می‌شود. انتشار سیگنال صوتی با تابعیت از مرزبندی ساختار نمکی همراه بوده و پرتوهای صوتی با انحراف قابل توجه و dB  85 – 80 اتلاف در انتشار، (dB 15 – 10 افزایش در اتلاف) منتقل می‌شوند.