Влияние длинных поверхностных волн на резонансное рассеяние акустического излучения в обратном направлении

Abstract

Проанализирована трансформация коэффициента брэгговского рассеяния высокочастотного акустического излучения на границе раздела океан-атмосфера, вызванная влиянием длинных (по сравнению с брэгговскими компонентами) поверхностных волн. Для разных скоростей ветра получены численные оценки поправок для коэффициента рассеяния, обусловленных изменением локального угла падения, которое вызывается длинными волнами. Показано, что в случае рассеяния на коротких гравитационно-капиллярных волнах при сильных ветрах величина поправки может превышать 100 %. Кроме того, получены оценки поправок второго порядка, обусловленных асимметрией распределений уклонов. При анализе использованы данные измерений уклонов морской поверхности, полученные в экспериментах на океанографической платформе Морского гидрофизического института НАН Украины.

Проаналізовано трансформацію коефіцієнта бреггівського розсіювання високочастотного акустичного випромінювання на межі розділу океан-атмосфера, спричинену впливом довгих (у порівнянні з бреггівськими компонентами) поверхневих хвиль. Для різних швидкостей вітру одержані чисельні оцінки поправок для коефіцієнта розсіяння, обумовлені зміною локального кута падіння, яка викликається довгими хвилями. Показано, що у разі розсіяння на коротких гравітаційно-капілярних хвилях при сильних вітрах величина поправки може перевищувати 100 %. Окрім того, одержані оцінки поправок другого порядку, обумовлених асиметрією розподілів ухилів. При аналізі використані дані вимірювань ухилів морської поверхні, одержані в експериментах на океанографічній платформі Морського гідрофізичного інституту НАН України.

The paper deals with transformation of the Bragg scattering coefficient for high-frequency acoustic radiation at the ocean-atmosphere interface due to long (in comparison with the Bragg components) surface waves. The numerical estimations of the allowances for scattering coefficient determined by the local variations of the angle of incidence caused by long waves are obtained for different wind velocities. It is shown that in the case of scattering on the short gravitational-capillary waves at strong winds, the allowance value can exceed 100 %. Moreover, the secondary order allowance estimations, which are determined by skewness slope distribution, have been obtained. The analysis was conducted using measurement data for the sea surface slopes obtained in the experiments at oceanographic platform of the Marine Hydrophysical Institute of NAS of Ukraine.