水中声源激发地声信号机理与传播规律研究

针对我国近岸浅海海洋环境特点，研究水中声源激发地声信号的机理和传播规律，在已有的二维地声传播预报模型研究的基础上，建立非水平分层弹性海底情况下水中声源激发地声信号的传播模型，分析海底地形、地层结构和地声参数以及海洋水文环境对海底地震波激发特性和传播规律的影响,利用现有的工作基础和研究条件，开展水中声源激发地声信号机理与传播特性的海上实验研究，通过对海上实验数据的采集分析，检验理论模型，总结地声信号传播规律，为探索基于地声测量的海洋自然灾害早期预警、大范围海上航运交通状况实时监管和海洋动力学监测新原理、新方法奠定理论基础。

结合海洋开发和海洋资源探测需求，本项目开展了水中声源激发海底地声信号的理论建模、传播规律和实验研究。按照申请书的要求，本项目完成内容有：（1）水中声源激发地声信号机理研究，水中声源能激发出海底表面波（硬海底还存在次表面波）信号，在倾斜海底的海洋中传播时，此表面波发生截止现象，声能向海底泄漏，而表面波无截止现象发生；（2）建立了不规则海底的水中声源激发地声信号的传播模型，利用弹性抛物方程方法结合反转算子方法，建立了具有不规则形状弹性海底的海洋环境中地声信号的传播模型，并实现了岸上地震波场的计算。（3）分析了分层弹性海底海洋环境中低频水下声场的分布规律。给出了多种地形条件下低频水下声场分布和部分海洋环境中的水下位移场分布；重点仿真分析了倾斜海底和典型海底地形条件下声源深度、声源频率和海底斜率变化等条件下低频水下声场的分布规律。（4）本项目还对低频脉冲声源激励的地声信号进行了时域合成波列的数值计算，对不同浅海环境下合成波列的波动特征进行了理论分析，研究了Scholte表面波及次表面波的质点运动轨迹和质点位移分布情况及其频散特性。（5）项目进行了具有弹性海底的低频声传播实验，利用布放在岸上的地震波测量系统成功地接收到了水中目标船辐射噪声所激发的地震波信号，并利用实测数据对仿真模型进行了检验，实际测量得到的声传播损失曲线与理论结果吻合的很好。. 本项目完成了申请书中的所有研究内容，本项目的理论成果将为基于地声信号的海底资源探测和甚低频地声信号对水中目标的探测奠定理论基础。. 共发表（含收录）科技论文7篇，其中EI收录5篇，ISTP收录1篇，国际会议3篇，参加国际会议2人次。 培养研究生6名，其中博士生3名，硕士生3名（2名已毕业）。