Леонардо да Винчи.
Кроме затухания, обусловленного свойствами самой воды, на дальность распространения звуков под водой сказываются рефракция звука, его рассеяние и поглощение различными неоднородностями среды.
Рефракция.
Это, как известно, искривление лучей в среде с переменным показателем преломления. Сплющенная Луна, миражи в пустыне, плавающие в воздухе острова над морем -- классические примеры оптической рефракции в воздухе. Акустическую рефракцию в воздухе заметить несколько труднее, но она тоже имеет место.
А вот под водой звуковая рефракция проявляется в любое время года практически повсеместно.
У гидроакустиков есть хорошее мнемоническое правило: луч, подобно жаждущему человеку, устремляется в сторону более холодных и менее соленых слоев воды. Есть, правда, еще один фактор, который труднее втиснуть в рамки мнемоники. Это гидростатическое давление, зависящее от глубины.
От его величины также меняется скорость звука, а следовательно, и показатель преломления. В данном случае его изменение таково, что звуковой луч стремится вверх. Пожалуй, особенно отчетливо проявляется влияние температуры зимой, когда верхние слои морской воды более холодные, чем нижние. Луч тогда под определенным углом устремляется к поверхности моря, отражается от нее, вновь и вновь приходит к ней, постепенно затухая по мере удаления от источника звука.
Рефракция звука в воде: а — летом; б — зимой; слева — изменение скорости с глубиной.
Звуковые каналы.
Совместное влияние температуры, солености воды, гидростатического давления может быть таким, что на определенной глубине расположится зона ("горизонт") с минимальной скоростью звука.
По этому горизонту, претерпевая лишь небольшие волнообразные отклонения, звуковой луч может распространяться на очень большие расстояния.
Эта зона дальнего и сверхдальнего распространения звука условно названа звуковым каналом.
Распространение звука в подводном звуковом канале: а — изменение скорости звука с глубиной; б — ход лучей в звуковом канале.
Были отмечены случаи распространения звука взрыва небольшой бомбы по подводному звуковому каналу от берега Австралии до Бермудских островов, то есть на расстоянии, равном половине окружности Земли.
Морская реверберация.
Словом "реверберация", соответствующим английскому слову "эхо", обозначают более или менее продолжительное угасающее звучание звукового сигнала после излучения.
В наибольшей степени это явление обычно связано с отражениями от скоплений газовых пузырьков, затянутых на некоторую глубину во время штормов или являющихся продуктом жизнедеятельности планктона. В мелководных районах реверберация может быть обусловлена отражениями от каменистого дна.
http://lib.ru/NTL/AKUSTIKA/mir_zwuka.txt
http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/010/195.htm
http://www.021.help-rus-student.ru/text/053.htm
Аку́стика (от греч. άχούω (акуо) «слышу») — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением и восприятием.
Общая (физическая) акустика — теория излучения и распространения звука в различных средах, теория дифракции, интерференции и рассеяния звуковых волн. Линейные и нелинейные процессы распространения звука.