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].

Волна прибоя

Физическая природаПравить

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 изученияПравить

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].

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 4 «Голос моря» // Морской энциклопедический справочник / Под ред. Н. Н. Исанина. — Ленинград: Судостроение, 1987. — Т. 1. — С. 190. — 512 с. — 30 000 экз.
  2. 1 2 3 4 «Голос моря» // Большая советская энциклопедия / А. М. Прохоров. — 3-е издание. — Большая советская энциклопедия, 1972. — Т. 07. — С. 35. — 608 с.
  3. 1 2 3 4 5 «Голос моря» // Большая советская энциклопедия / В. А. Введенский. — 2-е издание. — Большая советская энциклопедия, 1952. — Т. 11. — С. 630—631. — 300 000 экз.
  4. 1 2 3 4 5 «Голос моря» // Военно-морской словарь / Гл. ред. В. Н. Чернавин. — Москва: Военное издательство, 1989. — С. 111. — 511 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00174-X.
  5. 1 2 3 4 Лобычева И. Ю. и др. Влияние метеорологической обстановки на условия распространения инфразвука (рус.) // Оптика атмосферы и океана : журнал. — 2005. — Т. 18, № 1—2. — С. 174—176. — ISSN 2412-4737.
  6. 1 2 3 Garces M., Willis M., and Le Pichon A. Infrasonic Observations of Open Ocean Swells in the Pacific: Deciphering the Song of the Sea (англ.) // Le Pichon A., Blanc E., Hauchecorne A. Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies. — Springer Science & Business Media, 2010. — С. 235. — ISBN 978-1-4020-9507-8.
  7. Цыбульская Н. Д., Куличков С. Н., Чуличков А. И. Исследования возможности классификации инфразвуковых сигналов от разных источников (рус.) // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана : журнал. — 2012. — Т. 48, № 4. — С. 434. — ISSN 0002-3515.
  8. 1 2 3 4 5 6 Шулейкин В. В. О голосе моря // Физика моря. — 4-е. — Москва: Наука, 1968. — С. 804—808.
  9. «Голос моря» // Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: «Советская энциклопедия», 1993. — С. 318.
  10. Donn, W. L., and Posmentier, E. Infrasonic waves from the marine storm of April 7, 1966 (англ.) // Journal of Geophysical Research (англ.). — 1967. — Март (т. 72). — С. 2053—2061.
  11. Donn, W. L.; Rind, D. Microbaroms and the Temperature and Wind of the Upper Atmosphere (англ.) // Journal of the Atmospheric Sciences (англ.) : journal. — 1972. — Vol. 29, no. 1. — P. 156—172. — doi:10.1175/1520-0469(1972)029<0156:MATTAW>2.0.CO;2. — Bibcode1972JAtS...29..156D.
  12. Arendt, S.; Fritts, D.C. Acoustic radiation by ocean surface waves (англ.) // Journal of Fluid Mechanics : journal. — 2000. — Vol. 415. — P. 1—21. — doi:10.1017/S0022112000008636.
  13. Microbarom // Mcgraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms (англ.). — McGraw-Hill Education, 2003. — ISBN 0-07-042313-X.
  14. 1 2 3 Bedard A. J., Georges T. M. Atmospheric Infrasound (англ.) // Physics Today. — 2000. — Март (т. 53, № 3). — С. 32—37.
  15. Шулейкин В. В. О голосе моря (рус.) // Доклады АН СССР. — 1935. — Т. 3, № 6. — С. 259.
  16. Андреев Н. Н. О голосе моря (рус.) // Доклады АН СССР. — 1939. — Т. 23, № 7. — С. 625.
  17. Benioff, H., and B. Gutenberg (1939), Waves and currents recorded by electromagnetic barographs, Bulletin of the American Meteorological Society, 20(10), 421—426.
  18. K. H. Hetzer et al. Infrasound from hurricanes: Dependence on the ambient ocean surface wave field. Geophysical Research Letters, Vol. 35, Is. 14, July 2008. DOI: 10.1029/2008GL034614
  19. A. Le Pichon, E. Blanc, A. Hauchecorne, Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies. Springer Science & Business Media, 2010, p. 249 (Ch. 8).

Дополнительная литератураПравить