①第二次世界大戰期間,美國和前蘇聯的科學家分別發現,在大洋深處有一些深海聲道可以讓聲波傳得很遠。在深海聲道中,聲音可以傳播到數千公里之外而沒有減弱的跡象。后來,科學家還為此做過一次實驗,他們在澳洲南部海中投下深水炸彈,爆炸產生的聲波順著深海聲道繞過了好望角,又折向赤道,橫穿大西洋,經過3小時43分鐘后,竟然被美洲百慕大群島的測聽站收聽到了。計算起來,這顆炸彈爆炸后的聲波一共“走”了19200公里,在海洋中環繞地球達半圈!
②經過理論分析,科學家發現,這是因為大自然在大洋深處形成了對聲波傳播非常有利的深海聲道。海水下的聲速基本上由溫度和海水壓力控制:溫度愈低,聲速也愈慢;而海水壓力愈大,則聲速愈快。大洋中的水溫從總的來說是受太陽照射影響的,因此溫度總是隨深度增加而降低,但到一定深度后溫度就不再改變,形成深海等溫層。而海水壓力只與深度有關,深度愈大,海水壓力就愈大。因此,如果從海面向下觀察,就會發現,聲速先是隨深度增加、溫度降低而變慢,當下降到一個最低值時,海水溫度不再改變,這時,聲速就會隨海水壓力增大而變快。
③這樣,聲波傳播的速度在整個海洋中變成了上下兩層,在上面的一層中,水層越深,聲速越慢;在下面的一層中,水層越深,聲速則越快。在這兩層交界的地方,就形成了一個特殊的聲道軸。由于聲波在傳播中總是向聲速慢的界面彎曲,因此聲道軸上方和下方的聲音都會折回聲道軸。在上面的一層中,水層越深,聲速越慢;在下面的一層中,水層越深,聲速則越快。這樣,聲能被限制在聲道上下一定的深度范圍內傳播,不接觸海面和海底;這就像在聲道軸上下各放一塊反射聲音特別好的大平板一樣,聲音總是在這兩塊平板之間來回反射,能量不受損失,可以傳到很遠的地方。這就是“深海聲道”。
④深海聲道經常受到復雜海況的影響,海洋深度的變化、海底山脈的阻擋都是障礙。一般說來,如果海的深度變淺,對聲道會有明顯的影響,但如果不淺到聲道的下界,影響就不大,如果越過了下界,聲道中的部分聲波能量就會受損,海底愈淺,聲能受損就愈嚴重。如果海底穿過整個聲道,那么聲道效應就沒有了,聲道就消失了。(有刪節)
考點訓練
1.通讀全文,談談您對“深海聲道”的理解。
2.根據文意,歸納深海聲道的“奇異”特點。
3.聯系上下文,說說您對下面句子的理解。
在上面的一層中,水層越深,聲速越慢;在下面的一層中,水層越深,聲速則越快。
4.根據本文提供的信息,以下推斷正確的一項是( )
A.深海聲道形成于大洋深處,這就意味著海洋越深處,聲道軸上下方的范圍就越大,就越容易形成深海聲道,聲道效應也就會越明顯。
B.深海聲道對聲波傳播非常有利,因此,誰控制了全球深海聲道,誰就能從某種程度上控制深海制海權,誰就能提升自身的軍事實力。
C.聲道效應會受海底障礙的影響,如果人們想獲得某一聲道效應,可以在條件允許的情況下,采取必要措施清除障礙,以使聲道暢通。
D.聲波竟然可以順著深海聲道環繞地球達半圈,所以我們可以建成環球深海聲道,并利用方向可控的聲波來發展通訊事業。
【程鳴/設題】
(參考答案見下期)