"Всеволод Арабаджи. Загадки простой воды " - читать интересную книгу автора

Например, если источник звука расположен на высоте 10 м, то при падении
температуры на 0,5 C на каждые 100 м высоты звуковая тень будет начинаться
на расстоянии 1,5 км от источника. Статистика наблюдений показывает, что
звуковая тень в 3 раза чаще образуется днем, чем ночью, и летом встречается
в большем числе случаев, чем в остальные времена года.

Условием для образования звуковой тени является наличие у земной
поверхности достаточно теплого воздуха. При охлаждении приземного слоя
воздуха звуковая тень может и не образоваться. В особенно жаркие дни граница
звуковой тени подходит к источнику звука совсем близко.

При подъеме в атмосфере можно встретить слои воздуха, в которых
температура уменьшается до минимума, а потом снова начинает возрастать.
Звуковые лучи, пересекающие такой слой под углом к нему, попадают опять в
более теплый воздух и в результате преломления поворачивают к земле. После
прохождения слоя с минимальной температурой они снова попадают в более
теплый воздух, но уже ниже этого слоя, и после преломления отсюда
направляются вверх. Так звуковые лучи могут идти вблизи слоя с минимальной
температурой, то поднимаясь вверх, то опускаясь вниз, пока их энергия не
иссякнет.

Пространство, в котором распространяются звуковые волны вблизи слоя с
минимальной температурой, получило название акустического волноводного
канала. Значительная дальность распространения звука в этом случае
обеспечивается за счет концентрации звуковой энергии вблизи слоя с
минимальной температурой воздуха и благодаря отсутствию на пути звуковых
лучей отражающих поверхностей.

Ось главного волновода в атмосфере расположена на высоте 15...20 км,
вертикальная же его протяженность составляет несколько километров. Ось
второго волновода расположена на высоте 75...80 км. Различные комбинации
вертикального изменения температуры и скорости ветра могут быть причиной
образования в атмосфере дополнительных волноводов. Их влияние усложняет
картину хода звуковых лучей в атмосфере.

В земной коре, в морях и океанах также существуют акустические
волноводы. В земной коре волновод расположен на глубине 100...200 км, в
тропических океанах - на глубине 1...1,5 км. В некоторых случаях в морях и
океанах образуется несколько волноводов. Особенно этому содействуют
глубинные течения.

Концентрация звуковой энергии по обе стороны от оси океанского
волновода (вблизи уровня с минимальной температурой) обычно неодинакова -
она больше там, где более резко изменяется с высотой температура.
Относительное изменение скорости звука в таких волноводах не превышает 15%.
Глубина расположения оси волновода зависит от времени года и географических
координат. В общем же при переходе от низких к высоким широтам она
уменьшается. В северных широтах ось волновода может даже выходить на
поверхность воды - в этом случае образуется волновод поверхностный.