Слой скачка


Слой скачка — слой воды в океане (море), в котором вертикальные градиенты океанографических характеристик (температура, солёность, плотность, скорость звука и др.) резко возрастают по сравнению с вертикальными градиентами в выше- и нижележащих слоях[1].

Слой скачка образуется при интенсивном ветровом и конвективном перемешивании поверхностного слоя или при наложении друг на друга двух масс воды различного происхождения. Слой температурного скачка (термоклин) обычно возникает при сильном прогревании верхнего слоя воды и его ветровом перемешивании. Слой скачка солёности (галоклин) и плотности (пикноклин) образуется при распространении по поверхности моря пресных вод материкового стока или образующихся при таянии льдов.

Мощность слоя скачка колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров, а величина вертикального градиента в нём может превышать по температуре 8-10 °C на метр, по солёности 5 ‰ на метр, по плотности 0,05-0,07 кг/м³ на метр. Слой скачка характерен для небольших глубин моря. В отдельных случаях по вертикали могут располагаться несколько слоев скачка.

Наибольший интерес слой скачка представляет для гидроакустики. Влияние его на скорость и направление звука может радикально изменять условия акустического наблюдения. В свою очередь, на скорость звука больше всего влияет температура воды. Поэтому на практике для определения акустических условий замеряют прежде всего температуру. Подводные лодки для этого пользуются бортовыми, а надводные корабли и авиация — опускаемыми батитермографами.

Если скорость звука в нижележащих слоях больше чем в вышележащих (градиент положительный) направление распространения звука изменяется в сторону меньших глубин. Иначе говорят, что звуковой луч искривляется кверху. При скачкообразном росте скорости звука, эффект подобен отражению звука от твердой поверхности, например от дна. В этом случае очень малая часть звуковой энергии проникает под слой скачка, и он служит барьером, маскируя источники звука, находящиеся по другую сторону.

Если градиент отрицательный, происходит обратное — звуковой луч искривляется книзу. В результате образуются зоны акустической тени — зоны, недоступные для гидроакустики при использовании прямого распространения звука.