|
|
в
и
О
142
ослаблять полноводные эффекты, В хорошо сформированном волноводе звук ослабляется с расстоянием R ие но закону еферич. волны (как Л"1), а но закону ци-
линдрич. полны (как ft~ '"*). При падении темп-ры с иысотоп или при распространении против ветра образуется звуковая тень. Поверхность земли, как правило, далека от идеальной твердой границы и поэтому вносит добавочное затухание звука: распространяющийся вдоль земной поверхности зяук от наземного источника ослабляется быстрее, чем но закону сферической волны.
Флуктуации темп-ры и скорости ветра, вызванные атм. турбулентностью, приводят к рассеянию звука и соотв. к пек-рому ослаблению распространяющейся в атмосфере звуковой полны. Это рассеяние может также принести к появлению сравнительно слабого звука в зоне тени,
В реальной атмосфере постоянно присутствуют шумы естеств. происхождения с весьма широким спектральным диапазоном: начиная с инфразвука с периодами до 200≈ 300 с и кончая УЗ. Источниками инфразвуковых шумов могут быть разл, гсофиз. и метеорологии, явления ≈ полярные сияния, магнитные бури, ураганы, движения воздуха к мощных кучевых и грозовых облаках, извержения вулканов, землетрясения и т. н. В слышимой области частот разл. шумы, вызываемые гл. обр. лет-ром, создают даже в тихой сельской местности заметный звуковой фон. При обтекании ветром морского волнения возникают инфразвуковые волны с частотами 0,2≈0,3 Гц, к-рые при достаточной силе шторма можно обнаруживать за тысячи км от места их возникновения и использовать для штормового оповещения. Располагая ирлснгационной сетью при╦мников, определяют направление прихода инфразвука. Особенный интерес представляет гром, раскаты к-рого объясняются большой длиной грозового разряда, фокусировкой и дефокусировкой звуковых волн благодаря кривизне канала мол л ии и рефракции волн в атмосфера.
Важная практич. задача А. а.≈ исследование распространения промышленных и транспортных шумов, атм. ядерных взрывов, шумов реактивных самол╦тов. Ударные волны сверхзвуковых самол╦тов могут из-за кривизны траектории молота и рефракции звука фокусироваться вблизи земщш поверхности так, что давление в волне может достичь опасных значений. Одна из самых ранних задач А. а.≈ звукометрия (артиллерийская разведка) ≈ определение по разности времени прихода звука выстрела к носк. микрофонам местоположения источника звука,
В число задач А, а, входит исследование самой атмосферы акустич. методами. Долгое время наблюдение звука от мощных взрывов было единств, методом исследования верхних сло╦н атмосферы. По расположению зон слышимости и зон молчания и по времени запаздывания прихода звукового сигнала можно определить распределение темп-ры и ветра но высоте. Более точные результаты получаются при помощи наземной сети микрофонов, регистрирующих время прихода звука от взрывов зарядов, сбрасываемых с вертикально летящей ракеты. При помощи такой же сети микрофонов по регистрации времени прихода звука грома восстанавливается расположение канала грозового разряда. При исследовании атм. турбулентности широко применяют-гн акустлч. термометры и особенно анемометры, н к-рых флуктуации темп-ры и ветра оцениваются по времени распространения УЗ с частотой порядка 10б Гц на небольшие (5≈20 см) расстояния. В 1970-х гг. получило значит, применение для исследования пограничного слоя атмосферы акустич. зондирование, при к-рои остронаправлеыныс мощные звуковые импульсы частотой 1≈3 кГц рассеиваются на флуктуациях телт-ры и ветра и по характеристикам принятого рассеянного сигнала оцениваются осп. характеристики турбулентности, т, п. структурные постоянные флуктуации
темп-ры и ветра. Эти оценки можно производить вдоль луча с разрешением 10≈15 м на расстояниях до 1 км (в сверхмощных звуковых НЧ-локаторах ≈ содарах ≈ до 2≈3 км). При наклонном направлении луча по дои-леровскому сдвигу частоты рассеянного сигнала оценивается скорость ветра. В кон. 70-х гг. начало развиваться радиоакустич. зондирование, при к-ром непрерывное радиоизлучение рассеивается на мощных звуковых направленных импульсах. Т. к. скорость звука зависит от темп-ры воздуха, то по донлеровекому смещению частоты рассеянного радиосигнала можно определять темп-ру на высотах до неск. сотен метров.
Лит.: Я л о х и н и е в Д. Им Акустика неоднородной движущейся среды, 2 изд., М., 1У81; К р а с и л ь н и к а в В. А-, ЗвукоБые и ультразлукпвые волны и воздухе, подо и твердых телах, 3 иял-, М., 19(10; Татарский В. II., Распространение волн ь турбулентной атмосфере, М., lf>07; Brown E, Н,, Н а ] 1 F. F. Yr.f Advances in atmospheric acoustics, «Revs Gcophys. and Space Phys.», 1978, v, 16, p. 47. В. Д/. Бившсееров.
АТМОСФЕРНАЯ ОПТИКА ≈ раздел физики атмосферы, посвящ╦нный изучению рассеяния, поглощения, преломления, отражения и дифракции ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения в атмосферах Земли и планет. А, о.≈ одна ИУ древнейших наук, занимающая видное МРСТО в процессе? познании природы; с ней связано открытие явления рассеяния излучения, доказательство молекулярного строении атмосферы в справедливости юшстпч. теории газов, определение числа Авогадро и др. Исследования А. о. имеют первостепенное значение для целого ряда отраслей пауки н техники, н т. ч, для метеорологии, транспорта, агротехники, светотехники, курортологии, астрофизики и т. д.
До нач. 20 в. осп. содержанием А. о. являлось чисто феноменологии, изучение связей между оптич. и мете-орологич. явлениями в атмосфере, а методами наблюдений ≈ визуальные. Осн. явлениями, изучавшимися А. о.,были зори, радуги, гало, венцы, глорш-г, миражи и цист неба.
Заря ≈ совокупность световых явлении в атмосфере, сопровождающих восход и заход Солнца, Явления зари определяются состоянием атмосферы, главным образом е╦ замутп╦нностью; чем больше в атмосфере пыли и водяного пара, тем интенсивнее окраски зари. Радуга ≈ разноцветная дуга на небосводе, возникающая в результате разложения солнечного света в каплях дождя на спектральные составляющие. Первая радуга с угловым радиусом 42" образуется за. сч╦т двукратного преломления и однократного отражения солнечного луча от внутр. поверхности капли, вторая ≈ с угловым радиусом 53° возникает за сч╦т двукратного преломления и двукратного отражения луча в капле воды. Г а л о ∙-- светлые круги около Солнца и Луны радиусом 22 и 46°, ложные Солнца к Лупы, дуги, столбы, пятна, образующиеся за сч╦т отражения и преломления света чаще всего ледяными кристаллами перисто-слоистых облаков. Венцы ≈ светлые радужные кольца, окружающие Солнце, Луну, яркие звезды, фонари и др., обусловленные дифракцией света на взвешенных в воздухе каплях или кристаллах льда. Г л о р и и ≈ цветные кольца, образующиеся вокруг тени наблюдателя (обычно в горах) или наблюдаемые с самол╦та вокруг тени самол╦та на фоне облаков. Преломлении (рефракция) световых лучен в атмосфере приводит к кажущемуся смещению видимого положения светил, к депрессии или расширению видимого горизонта, к возникновению разл. рода миражей. Кроме-того, при прохождении света через турбулентные неоднородности воздуха возникают такие атмосферно-оптич. явления, как мерцание зв╦зд, случайная рефракция, пятнистая структура световых пучков и др. Для уменьшения искажающего влияния атмосферы разрабатываются спец. методы и средства компенсации (т. н. адаптивная оптика).
В связи с общим науч.-техн. прогрессом содержание пауки А. о. изменилось. Визуальные наблюдения вы-
")
}
