人们在使用回声测深仪测量海深时,有时会发现,用一种测深仪测出的是一种深度,而用另一种测深仪测出的又是另一种深度。这是什么原因?为什么同一个地方会有两种不同的深度?是不是仪器出了什么毛病?经过仔细的校验,发现仪器没有什么问题,测量的方法也是正确的。那么问题到底出在哪里呢?
经过反复研究,人们终于发现毛病就出在海底。有些海底比较硬,不论用工作频率较高的测深仪还是工作频率较低的测深仪,测出的深度都是一样的。但是,有些海底,在坚硬的海底上还有一层松软的淤泥,这层松软的淤泥无论是密度还是声速都与海水相差很小。其实,问题就出在这层淤泥,因为它对不同频率声波的反射能力不同,具体来说,它对高频声波的反射能力很强,对低频声波的反射能力则很弱。如果测深仪向下发射高频声波,声波中的绝大部分由松软的淤泥表面反射回来,虽然有一小部分声波进入淤泥层,但最终还是被淤泥所吸收,使得坚硬海底的反射信号十分微弱,以致测深仪无法接收这种微弱的信号。显然,这时测得的海深就是从海面到淤泥表面的距离。反过来,如果测深仪向下发射低频声波,只有声波中的极少部分被淤泥表面反射,绝大部分声波都进入到淤泥层,而淤泥对低频声波的吸收也不大,所以坚硬海底的反射信号很强,这时测得的海深就是从海面到硬质海底的距离。
根据这一现象,科学家们研制出一种双频测深仪。所谓双频就是指它能同时发射并接收高低两种不同频率的声波。这种测深仪用一种高频(例如2000千赫兹)和一种低频(例如30千赫兹)同时向下发射,这样就能同时测出两种不同的海深,并算出淤泥层的厚度了。 |