Шаг в создании звукового изображения

Это был самый большой океанографический эксперимент в 76-летней истории Океанографического Института Woods Hole. Большинство научно-исследовательских проектов используют одно судно и на нем работает до дюжины, или около того, исследователей; в этом исследовании был задействован  флот из шести научно-исследовательских судов, на которых работало более чем 50 ученых из 12 институтов. Использовалось 62 буя, 350 разнообразных океанографических сенсоров, почти 100 тонн оборудования, а также самолет, космические спутники, и команда подводных роботов.

Свыше семи недель летом 2006 года, все оборудование было сфокусировано на 40-50 квадратных километрах океана в ста милях к востоку от города Атлантик Сити в штате Нью-Йорк. Цель исследования состояла в том, чтобы собрать пространственную трехмерную картину того, как звуковые волны распространяются в прибрежных водах.

Найти средства для столь масштабного эксперимента и скоординировать проект с погодными условиями торговым и рыболовным флотом потребовало огромных усилий. Проход в зоне эксперимента какого-либо судна или ураган свели бы на нет все усилия исследователей.

В отличие от света, звук в воде распространяется очень хорошо. Это позволяет использовать звук для "видения" под водой. Звук используется учеными, промышленностью, военно-морскими флотами, и другими службами, чтобы передавать сигналы под водой, чтобы следить за нахождением и перемещением предметов и водных масс, чтобы получить образы дна и структур под ним, и для того, чтобы локализовать и прослеживать источники звука в океане.

Военно-морской Флот давно начал использовать звук, чтобы обнаруживать объекты под водой. Во времена Холодной Войны, он развернул акустические системы через все Северное Полушарие, чтобы отслеживать субмарины, которые притаились в глубинах океана. В глубинах, звуковые волны не взаимодействуют с океанским дном, и они распространяются далеко, стабильно, медленно изменяя свои характеристики.  На мелководьи звуковые волны распространяются иначе - они менее стабильны и труднопредсказуемы. На мелководьи дно взаимодействует со звуковыми волнами и отражает их. Здесь получается совсем иная звуковая картина.

Океан взаимодействуя с атмосферой нагревается или охлаждается, что происходит ежедневно и сезонно. Приповерхностные воды имеют иные температуры, чем воды на глубинах. они постоянно смешиваются или бок о бок находятся воды с разной температурой. Все это отражается на пропускании звука.

Звуковые волны лучше проходят через холодную воду и могут значительно отражаться от толщ более нагретой воды. Приливы, отливы, водовороты, выход рек в океан добавляют свои осложнения в распространении звука в океане. Эти явления уже сами создают звук в океане.

Планирование эксперимента началось в 2001 году в Вашингтонском Университете и других научно-исследовательских учреждениях. Акустики, океанографы, геологи, океанографические разработчики машин, и другие ученые собрали сконцентрировали свои знания и ресурсы, чтобы провести акустические исследования и анализ океанографии в зоне океана у Нью-Джерси, чья геология, течения, и водные характеристики уже были хорошо знакомы по исследованиям в прошлом десятилетии.

Эксперимент стартовал в 2006 году, когда в океан вышло судно Knorr нагруженное 200000 фунтами оборудования. Сюда входили около 90000 фунтов якорей, чтобы использовать их для буев с акустическим оборудованием.

Проводились замеры температуры, солености, течений, давления и других океанских характеристик. Отрабатывалась работа с техникой передающей и получающей надежные сигналы через океан и записывающей звуки с самого судна, и звуки, производимые морскими животными. Затем к проекту присоединились и другие суда.

Замеры производились каждый час 24 часа в сутки и была проведена огромная работа по сбору разнобразных данных и в разных условиях. Теперь, после обработки всех данных, геологи, океанографы, акустики стали лучше понимать среду приповерхностной воды. В результате этих исследований сделан еще один важный шаг для визуальной, объемной интерпретации акустических данных. Благодаря ему акустические приборы станут лучше "видеть", понимать звук и то, что он передает, лучше будут фильтровать побочные шумы. Создание качественного, трехмерного акустического изображения не за горами.