?
5声与海洋
5．1水声学中的基本概念
在人们所熟知的各种辐射形式中，以声波在海水中的传播为最佳．在混浊和含盐的海水中，无论光波或电磁波的衰减都远较声波的衰减为大．
我们在5.2中已介绍过，水声中取具有均方根声压1μPa（微帕），即1×10－6N·m－2（牛顿·米－2）的平面波声强为声强的单位．
海洋及其边界的详细特征对声传播的影响是非常复杂的．声速是温度、深度和盐度的函数．而温度又是深度、季节、地理位置（纬度）和气候条件的函数．海洋表面有时是非常光滑的反射体，有时又是随机散射声波的非常粗糙且扰动的表面，海底的构造、斜度及粗糙度也是变化多端的．所有这些因素都影响声的传播．声束与海面及海底边界相互作用的效果产生了最终的声传播特性．
根据实验结果与理论分析，声速的典型公式如下：
c=1449+4.6T－0.055T2+0.0003T3+（1.39－0.012T）
（S－35）+0.017Z（5.16）
式中c为声速（m·s－1），T为温度（℃），S为盐度，Z为深度（m）．
讨论声速随深度变化的特性时，最好是将海洋划分成如图5－5所示的一系列水平分层，称为声速剖面．
海水的表面层从海面扩展到约150m深度，这一层受局部气候甚至一天中不同时刻的影响很大．在平静的海况下，水温随着表面层的深度而迅速降低，导致了很强的声速负梯度．
表层以下的水温受风暴或瞬变因素的影响很小，但随季节却有很大的变化．此层被称为季节温度跃变层．它延伸到300m左右，并具有负梯度的特征．第三层具有温度负梯度结构，被称为主温跃层．随着深度的增加，温度减小到接近冰点，声速逐渐下降到最小值，在中纬度区，这一深度大约在1000m左右，称为深道轴．最下面一层为等温层．此