Голос моря
«Голос моря»[1][2][3][4], или микробаромы[5][6][7] — инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря из-за вихреобразования за волновыми гребнями при воздействии на них сильного ветра. Они характеризуются частотой от 0,1 до 6 Гц (и более)[8][1][2][3][4][9] и звуковым давлением от 1 до нескольких мкбар (что соответствует уровню 75—85 дБ)[10][11][12][13].
Физическая природа
Некоторые зарубежные исследователи предполагают, что своим появлением «голос моря» обязан нелинейной волновой динамике[6][14] и взаимодействиям между волнами во время штормов[14]. Ряд работ указывают на происхождение этого эффекта из-за столкновения волн, движущихся в противоположных направлениях с примерно одинаковой частотой[6]. Сохраняя практически монохроматический частотный спектр, «голос моря» не обладает когерентностью в пространстве, что говорит о большой протяжённости источника, от которого он ведёт своё происхождение[14].
Так как поглощение инфразвука относительно невелико, «голос моря» имеет свойство распространяться на огромные расстояния[2]. В некоторых случаях этот эффект дальнего распространения связывают с волноводными свойствами атмосферных акустических каналов[5]. Их высотное положение соответствует первому и второму минимумам температуры на высотах 15—20 и 60—80 км в тропопаузе и мезопаузе[5]. Пространственная протяжённость этих природных образований может достигать тысяч километров[5].
«Голос моря» считается признаком приближающегося шторма[1][4] и может служить для его прогнозирования[8][2] — в связи с тем, что скорость звука значительно превышает скорости ветра, волн и передвижения области циклона[8][1][4].
История открытия и изучения
Поводом для обнаружения этого явления стала случайность: специалисты-аэрологи, работающие на морских гидрометеорологических станциях и плавсредствах, обратили внимание на странные болевые ощущения, которые испытывает человек при приближении к уху поверхности штатного метеорологического зонда (шара, наполненного водородом)[8]. Во время одной из экспедиций этот эффект был продемонстрирован советскому академику В. В. Шулейкину главным метеорологом В. А. Березкиным[8]. Он вызвал неподдельный интерес среди учёных, в целях его изучения было сконструировано специальное оборудование для записи мощных, но низкочастотных колебаний, не слышимых человеческим слухом[3][4].
В результате нескольких серий экспериментов физическая суть этого феномена была выяснена и в 1935 году В. В. Шулейкин опубликовал свою первую работу, целиком посвящённую инфразвуковой природе «голоса моря»[15]. Однако, чуть позже Н. Н. Андреев опубликовал более подробное объяснение формирования «голоса моря» на базе математической теории вихреообразования за обтекаемыми телами[16], В. В. Шулейкин в своей книге «Физика моря» признал этот подход более точным[8].
Академик А. Н. Крылов отметил способность некоторых обитателей околоморского пространства воспринимать этот эффект, что позволяет им в преддверии бури покидать опасные районы у берега[3]. Также было замечено, что многие виды морской фауны (например медузы) имеют обыкновение перед штормом уходить на глубину из прибрежных районов, и это навело на мысль о распространении инфразвука не только в воздухе, но и в воде[3].
В 1939 году эти волны зарегистрированы американскими физиками Х. Бениоффом и Б. Гутенбергом, проводившими сейсмологические исследования на электромагнитном микробарографе в Калифорнийском технологическом институте, и впоследствии названы ими микробаромами по среднему уровню звукового давления. Их публикации положили начало изучению явления в США[17][18][19].
Примечания
Дополнительная литература
- Semenov A. G. On “Voice of Sea” Generation Mechanism (англ.) // International Journal of Geosciences. — 2013. — Vol. 4, no. 1. — P. 116—128. — doi:10.4236/ijg.2013.41012.
- Kuryanov B. F. Russian Investigations of Ocean Noise // History of Russian Underwater Acoustics / Godin O. A., Palmer D. R.. — World Scientific, 2008. — P. 197—234. — 1211 p. — ISBN 981-256-825-5.