undervandsakustik

Undervandsakustik. Havbund med bølgeribber. Billedet er optaget med en sidescan-sonar fra en undervandsrobot, der bevægede sig 5 m over havbunden langs den sorte linje. Sonaren belyser et område fra 5 m til 30 m på begge sider af banen.

.
Licens: Begrænset anvendelse

Undervandsakustik, læren om lydudbredelse i vand. Pga. vands ringe sammentrykkelighed sammenlignet med lufts er lydens hastighed større i vand (ca. 1500 m/s) end i luft (343 m/s ved 20 °C). Bølgelængden for lydbølger i vand vil for en given lydfrekvens derfor være tilsvarende længere end i luft, op til flere kilometer.

Lydhastigheden afhænger af vandets densitet, som varierer med temperaturen. Pga. vandlagenes forskellige temperaturer og deraf følgende forskellige densitet vil lydhastigheden derfor variere mellem lagene. Det medfører, at lyd under sin udbredelse i et givet vandlag delvis reflekteres fra lagene over og under, på samme måde som lys delvis reflekteres, når det rammer et stof med en anden lyshastighed (se brydningsindeks). Denne delvise tilbagekastning fra både øvre og nedre vandlag betyder, at lydbølgen kan transmitteres over store afstande med ringe dæmpning.

Havpattedyr kommunikerer i det hørbare frekvensområde (under 20 kHz), men hvaler bruger også ultralyd (op til 100 kHz) til ekkolokalisering. Flere forskere arbejder med at analysere det klikmønster, som bl.a. kaskelothvalerne udsender. Der er megen opmærksomhed om, hvorvidt menneskeskabt støj påvirker havpattedyrs adfærd.

Anvendelser

Undervandsakustik har flere tekniske anvendelser. Scanning og opmåling af havbundens struktur og genstande på havbunden kan udføres med en sidescan-sonar, der genererer billeder vha. en gråtoneskala, der svarer til hårde og bløde partier på havbunden. Til søopmåling og fremstilling af to- eller tredimensionale modeller af havbundens topografi bruges multistråleekkolod (se sonar) eller akustisk kamera, som kan optage data med stor opløsning vha. højfrekvent ultralyd (100-1000 kHz). Pga. havvands ringe sigtbarhed er undervandsakustik ofte den eneste teknik til "fotografering" af havbunden.

Akustisk telemetri bruges til positionsbestemmelse (se undervandsnavigation). Til datatransmission anvendes transducere, der udsender ultralyd (10-100 kHz) med en rækkevidde på op til 2 km. Det tager ca. 1 min at sende et foto på 50 kilobyte, men teknikken er i hastig udvikling, og målet er at sende en form for video.

Geologisk kortlægning af havbunden med akustiske metoder benyttes til olieefterforskning (dybdeseismik) og maringeologiske eller geotekniske undersøgelser. Til kortrækkende seismik bruges penetrerende ekkolod ("chirp").

Ved kortlægning har man ofte brug for flere akustiske instrumenter samtidig. For at undgå at signalerne forstyrrer hinanden, skal instrumenterne være synkroniserede eller akustisk kompatible, dvs. at de benyttede frekvensbånd ikke må overlappe. Der findes ingen regler for, hvilke frekvensbånd man må benytte til undervandsakustik. Det kan derfor være nødvendigt at vente på hinanden, hvis der er flere, der arbejder med undervandsakustik i det samme område.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig