海洋的探测方法

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，这就叫作回声。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℃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，就能知道海洋的深度。

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相同的，而是随海水温度、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℃的海水里，声音每小时可跑5000多千米，比在空气中的传播速度快4倍多；在30℃的海水里，它每小时可以跑5600多千米；在含盐多的水里，声音传播的速度要更快些。

此外，声音在穿过声速不同的水层时，会产生不同的折射。因而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。

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10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，声波在水中传播的衰减就小得多。在深海声道中爆炸一个几千克的炸弹，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。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。实际上，声呐技术也是进行水下观测和通信的一种手段。声呐也是利用了声波的回声原理来探测海水的不同界面、海洋深度以及海底地形等。

拓展阅读

第一次世界大战期间，德国的潜水艇发挥了很大的威力。为了能够探测到潜水艇的位置，法国科学家郎之万发明了用声波来探测潜水艇的方法。那就是，向水中发射声波，并检查反射来的声波，这样就能捕捉到敌人的潜水艇。