海洋探测的顺风耳

回声的利用

大家都知道，当我们对着山丘或高大建筑物高声喊叫时，声音会在碰到它们之后反射回来，这就叫做回声。而声音在水中传播的性能和速度，比在空气中传播的还要好，还要快。声音在空气中的传播速度是每秒340米，而在0度水中是1500米。此外，声波在水中的衰减比在空气中小，因此，声音在水中比在空气中传播得更远。

声音在水中遇到障碍物之后，也会反射回来。这样，根据声波在水中的传播速度，只要测出声音从船上发射再反射到船上的时间，就能知道海的深度。这即是利用回声来测量海深的道理。但实际上，问题要比我们想象的复杂得多。这主要是由于声波在海水中传播的速度不是固定不变的，它是随海水温度、盐度和水深的变化而变化的，也就是说，海水下面存在着声速不同的水层。

如在温度为0度的海水里，声音每小时可传播5000多千米，比在空气中的传播速度快5倍多；在30度的海水里，它每小时可以传播5600多千米；在含盐多的水里，声音传播的速度比在含盐少的水中要快。另一方面，声音在穿过声速不同的水层时，还会产生不同的折射。此外，声音碰到海底或障碍物也会拐弯，也就是说，声音在水中是沿着一条看不见的声道，弯弯曲曲前进的。

什么是声呐

实际上，声呐就是人们利用水声能量，进行水下观测和通信的一种仪器。声波在海水里并不是直线传播的，不同的水域、不同的水深以及不同的障碍物或海底地形，都会对声音的传播发生影响。而声呐正是利用了这一原理，通过回收不同的回声，来探测海水的不同界面、海洋深度以及海底地形等。声呐基本上可以分为两种。第一种可以称为主动声呐。它可以发射声波，遇到目标时，会产生回声。而声呐里装有能感受声音的装置，这样，声呐就可接收这种回声，并加以处理，然后在显示器上显示出目标的方位、大小及形状，有的还能根据回声的大小确定目标的远近；第二种可以称为被动声呐。这种声呐不能发射声波，它只接收目标发出的噪声，然后加以处理并将结果显示出来。结果按照声呐安放的位置分，声呐还可以分为舰艇载、飞机载和固定式3种。

工作原理

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十多米至几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中的传播衰减就小得多。在深海声道中爆炸一枚几千克的炸弹，在20000千米外还可以收到信号。低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。