Jūras ūdenī skaņa izplatās 4,5 reizes ātrāk nekā gaisā. Tās izplatīšanās ātrums ir atkarīgs no temperatūras, sāļuma un spiediena. Palielinoties kādam no šiem faktoriem, palielinās skaņas ātrums.

Kā mēra skaņas ātrumu?

To var aprēķināt, zinot temperatūru, sāļumu un dziļumu – trīs galvenās okeanogrāfijas stacijās izmērītās īpašības. Daudzus gadus šī metode bija vienīgā. AT pēdējie gadi skaņas ātrumu jūras ūdenī sāka mērīt tieši. Skaņas ātruma mērītāji darbojas pēc principa, mērot laika ilgumu, kurā skaņas impulss pārvietojas noteiktā attālumā.

Cik tālu okeānā var ceļot skaņas?

Skaņas vibrācijas no zemūdens sprādziena, ko izraisīja Kolumbijas universitātes pētniecības kuģis Vema 1960. gadā, tika reģistrētas 12 000 jūdžu attālumā. Austrālijas piekrastē zemūdens skaņas kanālā tika uzspridzināts dziļuma lādiņš, un aptuveni pēc 144 minūtēm skaņas viļņi sasniedza Bermudu salas, tas ir, gandrīz pretējo zemeslodes punktu.

Kas ir audio kanāls?

Šī ir zona, kurā skaņas ātrums vispirms samazinās līdz ar dziļumu līdz noteiktam minimumam un pēc tam palielinās spiediena pieauguma dēļ. Šajā zonā satrauktie skaņas viļņi nevar to atstāt, jo tie atgriežas kanāla asī, saliecoties. Nokļūstot šādā kanālā, skaņa var ceļot tūkstošiem jūdžu.

Kas ir SOFAR?

Tas ir saīsinājums angļu valodas vārdi"skaņas fiksēšana un diapazona noteikšana" (skaņas avotu noteikšana un attāluma līdz tiem mērīšana). SOFAR sistēma izmanto skaņas kanālu 600 - 1200 m dziļumā.. Ar iecirtumiem no vairākām uztveršanas stacijām ir iespējams noteikt skaņas avota atrašanās vietu šajā kanālā ar 1 jūdzes precizitāti. Otrā pasaules kara laikā ar šīs sistēmas palīdzību izdevās izglābt daudzus virs jūras notriektus pilotus. Viņu lidmašīnās bija nelielas bumbas, kas sprāga zem spiediena, kad tās sasniedza skaņas kanāla dziļumu.

Kas ir hidrolokators?

Sonārs darbojas pēc tāda paša principa kā radars, taču radioviļņu vietā tas izmanto skaņas (akustiskos) viļņus. Sonārs var būt aktīvs vai pasīvs. Aktīvā sistēma izstaro skaņas vibrācijas un saņem atstarotu signālu jeb atbalsi. Lai noteiktu attālumu, jāņem puse no skaņas ātruma un laika, kas pagājis starp skaņas impulsa izstarošanu un atstarotā signāla uztveršanu, reizinājuma. Pasīvā sistēma darbojas klausīšanās režīmā, un tā var noteikt tikai virzienu, kurā atrodas skaņas avots. Sonāru izmanto zemūdeņu noteikšanai, navigācijai, zivju baru atrašanai un dziļuma noteikšanai. Pēdējā gadījumā hidrolokators ir parasts eholote.

Kas ir skaņas viļņu refrakcija un atstarošana?

Jūras ūdens blīvuma atšķirību dēļ skaņas viļņi okeānā neizplatās taisnā līnijā. To virziens ir saliekts skaņas ātruma izmaiņu dēļ ūdenī. Šo parādību sauc par refrakciju. Turklāt skaņas enerģija tiek izkliedēta uz suspensijām un jūras organismiem, atstarota no virsmas un apakšas un izkliedēta uz tiem, un, visbeidzot, tiek vājināta, izplatoties pa ūdens stabu.

Kas izraisa jūras skaņas?

Jūras troksnis ietver viļņu un sērfošanas skaņas, nokrišņu, seismiskās un vulkāniskās aktivitātes radīto troksni un visbeidzot zivju un citu jūras organismu radītās skaņas. Par jūras troksni tiek uzskatīti arī trokšņi, ko rada kuģa kustība, derīgo izrakteņu ieguves mehānismu darbība, kā arī troksnis, kas rodas zemūdens un virszemes okeanogrāfijas darbu laikā, kas rodas ārpus pašām platformām un mērīšanas iekārtām.

Viļņi, plūdmaiņas, straumes

Kāpēc rodas viļņi?

Tie viļņi; kuras esam pieraduši redzēt uz ūdens virsmas, veidojas galvenokārt vēja iedarbībā. Tomēr viļņus var izraisīt arī citi cēloņi: zemūdens zemestrīces vai zemūdens vulkānu izvirdumi. Paisumi arī ir viļņi.

Skaņa ir viena no mūsu dzīves sastāvdaļām, un cilvēks to dzird visur. Lai šo parādību aplūkotu sīkāk, vispirms ir jāsaprot pats jēdziens. Lai to izdarītu, jāgriežas enciklopēdijā, kur rakstīts, ka "skaņa ir elastīgi viļņi, kas izplatās jebkurā elastīgā vidē un rada tajā mehāniskas vibrācijas". Vienkāršāk sakot, tās ir dzirdamas vibrācijas jebkurā vidē. Galvenās skaņas īpašības ir atkarīgas no tā, kāda tā ir. Pirmkārt, izplatīšanās ātrums, piemēram, ūdenī atšķiras no citas vides.

Jebkuram skaņas analogam ir noteiktas īpašības (fiziskās īpašības) un īpašības (šo īpašību atspoguļojums cilvēka sajūtās). Piemēram, ilgums-ilgums, frekvence-augstums, kompozīcija-tembrs utt.

Skaņas ātrums ūdenī ir daudz lielāks nekā, teiksim, gaisā. Tāpēc tas izplatās ātrāk un ir daudz tālāk dzirdams. Tas notiek ūdens vides augstā molekulārā blīvuma dēļ. Tas ir 800 reižu blīvāks par gaisu un tēraudu. No tā izriet, ka skaņas izplatība lielā mērā ir atkarīga no vides. Apskatīsim konkrētus skaitļus. Tātad skaņas ātrums ūdenī ir 1430 m/s, gaisā - 331,5 m/s.

Zemas frekvences skaņa, piemēram, troksnis, ko rada kuģa dzinējs, vienmēr ir dzirdama nedaudz pirms kuģa nonākšanas redzes laukā. Tās ātrums ir atkarīgs no vairākām lietām. Ja ūdens temperatūra paaugstinās, tad dabiski palielinās skaņas ātrums ūdenī. Tas pats notiek ar ūdens sāļuma un spiediena palielināšanos, kas palielinās, palielinoties ūdens telpas dziļumam. Tādai parādībai kā termiski ķīļi var būt īpaša nozīme ātrumā. Tās ir vietas, kur satiekas dažādu temperatūru ūdens slāņi.

Arī šādās vietās tas ir atšķirīgs (atšķirības dēļ temperatūras režīms). Un, kad skaņas viļņi iziet cauri šādiem dažāda blīvuma slāņiem, tie zaudē lielāko daļu sava spēka. Saskaroties ar termoklīnu, skaņas vilnis tiek daļēji un dažreiz pilnībā atspoguļots (atstarošanas pakāpe ir atkarīga no leņķa, kurā skaņa krīt), pēc tam šīs vietas otrā pusē veidojas ēnu zona. Ja ņemam vērā piemēru, kad skaņas avots atrodas ūdens telpā virs termoklīna, tad būs gandrīz neiespējami dzirdēt kaut ko vēl zemāku.

Kas ir publicēti virs virsmas, nekad nav dzirdami pašā ūdenī. Un otrādi notiek, atrodoties zem ūdens slāņa: tas neskan virs tā. Spilgts piemērs tam ir mūsdienu ūdenslīdēji. Viņu dzirde ir ievērojami samazināta, jo ūdens ietekmē a liels ātrums skaņa ūdenī samazina kvalitāti, nosakot virzienu, no kura tā virzās. Tas vājina stereofonisko spēju uztvert skaņu.

Zem ūdens slāņa iekļūst cilvēka ausī galvenokārt caur kauliem galvaskauss galvu, nevis kā atmosfērā, caur bungādiņām. Šī procesa rezultāts ir tā uztvere vienlaikus ar abām ausīm. Cilvēka smadzenes šobrīd nespēj atšķirt vietas, no kurienes nāk signāli un kādā intensitātē. Rezultāts ir apziņas rašanās, ka skaņa it kā ripo no visām pusēm vienlaikus, lai gan tas nebūt nav tā.

Papildus iepriekšminētajam skaņas viļņiem ūdens telpā ir tādas īpašības kā absorbcija, diverģence un izkliede. Pirmā ir tad, kad skaņas stiprums sālsūdenī pamazām izzūd ūdens vides un tajā esošo sāļu berzes dēļ. Atšķirība izpaužas skaņas izņemšanā no tās avota. Šķiet, ka tas izšķīst telpā kā gaisma, un rezultātā tā intensitāte ievērojami samazinās. Un svārstības pilnībā izzūd, izkliedējoties uz visa veida šķēršļiem, nesēja neviendabīgumu.

Skaņas izplatīšanās ātrums

Ja jūras ūdenī tiek ierosinātas tās daļiņu mehāniskās vibrācijas (saspiešana un retināšana), tad to savstarpējās mijiedarbības dēļ šīs vibrācijas sāks izplatīties ūdenī no daļiņas uz daļiņu ar noteiktu ātrumu. Ar. Vibrāciju izplatīšanās procesu telpā sauc vilnis.Šķidruma daļiņas, kurās vilnis izplatās, vilnis nenes, tās tikai svārstās ap to līdzsvara pozīcijām. Atkarībā no daļiņu svārstību virziena attiecībā pret viļņu izplatīšanās virzienu pastāv gareniski un šķērsviļņi.Ūdenī var rasties tikai gareniskie viļņi, t.i., tie viļņi, kuros daļiņas svārstās viļņu izplatīšanās virzienā. Garenvirziena viļņi ir saistīti ar elastīgas vides tilpuma deformāciju. Šķērsviļņu veidošanās (daļiņas svārstās virzienā, kas ir šķērsvirziena izplatībai) nenotiek ūdenī, jo tie notiek tikai vidē, kas spēj izturēt bīdes deformāciju. Ūdenim šī īpašība nav.

skaņas viļņi sauc par vājām perturbācijām, kas izplatās ūdenī - svārstības ar nelielu amplitūdu.

Skaņas viļņu izplatīšanās process (skaņas ātrums), augstās svārstību frekvences dēļ tas ir adiabātisks, tas ir, to nepavada siltuma apmaiņa. Šajā ziņā jūras ūdens no akustikas viedokļa ir līdzīgs ideālai gāzei. Atšķirībā no gaisa, jūras ūdens vāji absorbē skaņas vibrāciju enerģiju. Turklāt skaņas ātrums ūdenī praktiski nav atkarīgs no svārstību frekvences, t.i., nav viļņu izkliedes.

Kā zināms no fizikas, skaņas izplatīšanās ātrumu nepārtrauktā elastīgā vidē nosaka pēc formulas:

kur K \u003d - \u003d p 0 - (f / f) | - adiabātiskais lielapjoma modulis

elastība, po ir neskartās vides blīvums, kn ir adiabātiskās saspiežamības koeficients. Sakarā ar to, ka gan tilpuma elastības modulis K, gan neskartā jūras ūdens blīvums po ir atkarīgs no tā sāļuma, temperatūras un hidrostatiskā spiediena, skaņas ātrumu nosaka arī šie stāvokļa parametri (5.4. att.).

Rīsi. 5.4. Jūras ūdens skaņas ātruma (m s 1) atkarība no sāļuma un temperatūras pie atmosfēras spiediena (a), spiediena un temperatūras pie S=35 eps (b). Aprēķinos tika izmantots US-80

Spiediens, dbar

Pārveidosim formulu (5.10.) tā, lai tajā iekļautu aprēķiniem ērtus lielumus. Lai to izdarītu, atvasinājumu (5.10) pārrakstām šādi:

Salīdzinot šo izteiksmi ar (5.7), mēs iegūstam:

kur v - īpatnējais tilpums, k - izotermiski sašķidrinātā p

iespējams, y=- - īpatnējo siltuma jaudu attiecība pie

konstants spiediens un tilpums, attiecīgi.

Vienādojumu (5.11), izmantojot stāvokļa vienādojumu US-80, var modificēt:

kur Г ir adiabātiskās temperatūras gradients.

Formulu (5.12) izmanto skaņas ātruma aprēķināšanai un to sauc teorētiski. To izmantoja, lai sastādītu slavenās Metjūsa skaņas ātruma tabulas, kā arī O.I. Mamajevs un daži citi.

Līdzās teorētiskajai formulai (5.12.) ir empīriskas formulas skaņas ātruma noteikšanai, kas balstītas uz mūsdienu laboratorijas metodēm tā mērīšanai. Par visuzticamākajām no tām var uzskatīt V. Vilsona, V. Del Groso un K. Čena-F. formulas. Millero.

Pēdējais pēc aprēķinātajām skaņas ātruma vērtībām ir vistuvākais teorētiskajām vērtībām, izmantojot US-80. Tas izskatās:

40 eps (PShS-78), temperatūra - no 0 līdz 40 ° C (MShPT-68) un spiediens - no 0 līdz 1000 bāriem. Spiediens R ievada (5.14) stieņos.

Lielāko ieguldījumu skaņas izplatīšanās ātruma izmaiņās dod jūras ūdens temperatūras izmaiņas. Palielinoties, elastības modulis K palielinās un blīvums p0 samazinās, kas saskaņā ar (5.10) noved pie skaņas ātruma palielināšanās. Šajā gadījumā ātruma izmaiņas, mainoties temperatūrai par 1°C, samazinās augstā temperatūrā, salīdzinot ar zemām.

Sāļumam ir mazāka ietekme uz skaņas ātrumu. Jāatzīmē, ka jūras ūdenī esošie sāļi atšķirīgi ietekmē elastības tilpuma moduli, t.i., K, un līdz ar to arī skaņas ātrumu. Palielinoties sāļumam un temperatūrai, palielinās skaņas ātrums. Palielinoties spiedienam, palielinās arī skaņas ātrums.

Rīsi. 5.5.

Okeāniem, kur ar dziļumu tiek novērota ūdens temperatūras pazemināšanās, raksturīga skaņas ātruma samazināšanās. Taču, sākot no noteikta dziļuma, hidrostatiskā spiediena pieaugums atsver ūdens temperatūras lomu un skaņas ātrums sāk pieaugt. Tādējādi uz noteikta horizonta veidojas slānis ar minimāliem skaņas ātrumiem - zemūdens skaņas kanāls(5.5. att.). Tajā refrakcijas dēļ horizontāli raidītie skaņas stari koncentrējas minimālā ātruma slānī un izplatās ļoti lielos attālumos (līdz 15 000-18 000 km).

Skaņas ātruma vidējā vērtība okeānos ir aptuveni 1500 ms. Darbā sīkāk aprakstīts skaņas ātruma sadalījums okeānā.

Uzdevumi un jautājumi pārskatīšanai

• 5.1. Kāds ir lielākais elastības modulis?
• 5.2. Kāpēc adiabātiskā saspiežamība ir mazāka par izotermisko?
• 5.3. Kā izotermiskās saspiežamības koeficients ir atkarīgs no jūras ūdens sāļuma, temperatūras un spiediena?
• 5.4. Uzziniet, kā mainās iekšējā enerģija adiabātiskās saspiešanas laikā?

Atbilde:

Mēs izmantojam jakobiešu metodi - formulas 2,59, 2,60, 2,61, 2,63, 2,67, 2,69, 2,70, 2,71 un 2,72. Mums ir:

Visi parametri ir pozitīvi, tāpēc -\u003e 0, t.i., kad

Dr 1 h

Adiabātiskā kompresija palielina iekšējo enerģiju. Tas izskaidrojams ar to, ka pie nemainīgas entropijas (siltuma apmaiņa ar vidi nav), palielinoties ārējam spiedienam, vidējais attālums starp molekulām samazinās, palielinās to vidējā kinētiskā enerģija un līdz ar to paaugstinās temperatūra.

• 5.5. Kādus viļņus sauc par skaņas viļņiem?
• 5.6. Kas ietekmē skaņas ātrumu jūras ūdenī?
• 5.7. Sakarā ar to okeānā veidojas zemūdens skaņas kanāls.

Skaņas viļņi izplatās jūras ūdenī vibrāciju vai spiediena viļņu veidā. Tie ir mehāniski gareniskie viļņi. Elastīgā vidē, kas ir jūras ūdens, tie rada periodisku daļiņu saspiešanu un retināšanu, kā rezultātā katra daļiņa pārvietojas paralēli viļņu izplatīšanās virzienam. Vides elastību raksturo viļņu akustiskā pretestība, kas definēta kā vides blīvuma un skaņas viļņu izplatīšanās ātruma reizinājums. Šī attiecība ļauj novērtēt vides stingrību, kas jūras ūdenim ir 3500 reižu lielāka nekā gaisam. Tāpēc ir nepieciešams daudz mazāk enerģijas, lai radītu tādu pašu spiedienu jūras ūdenī kā gaisā.

Elastīgo garenviļņu izplatīšanās ātrums ir skaņas izplatīšanās ātrums. Jūras ūdenī skaņas ātrums svārstās no 1450 līdz 1540 m/s. Ar svārstību frekvenci no 16 līdz 20 000 Hz tos uztver cilvēka auss. Vibrācijas virs dzirdes sliekšņa sauc ultraskaņa", Ultraskaņas īpašības ir saistītas ar augstu frekvenci un īsu viļņa garumu. Vibrācijas, kuru frekvence ir zemāka par dzirdes slieksni, sauc infraskaņa. Skaņas viļņus jūras vidē ierosina dabiski un mākslīgi avoti. Starp pirmajiem liela nozīme ir jūras viļņiem, vējam, jūras dzīvnieku uzkrāšanai un to kustībai, ūdens kustībām diverģences un konverģences zonās, zemestrīcēm uc cilvēka darbība.

Skaņas viļņi jūras ūdenī pārvietojas dažādos ātrumos. Tas ir atkarīgs no daudziem faktoriem, starp kuriem svarīgākie ir dziļums (spiediens), temperatūra, sāļums, ūdens staba iekšējā struktūra, nevienmērīgs blīvuma sadalījums, gāzes burbuļi, suspendētās daļiņas, jūras organismu uzkrāšanās. Skaņas izplatīšanās ātrumu ietekmē arī strauji mainīgais jūras virsmas stāvoklis, grunts reljefs un sastāvs.

Rīsi. 72. Skaņas ātruma izmaiņas atkarībā no temperatūras un sāļuma normālā atmosfēras spiedienā a) un uz spiediena pie 0 °C un sāļuma

35%o ( b)(ar 127|)

grunts nogulumi. Šie faktori veido nehomogēnus akustiskos laukus, kas rada atšķirīgu izplatīšanās virzienu un skaņas viļņu ātruma lielumu. Vislielāko ietekmi uz skaņas viļņu izplatīšanās ātrumu atstāj jūras ūdens spiediens, temperatūra un sāļums. Šie raksturlielumi nosaka saspiežamības koeficientu, un tā svārstības izraisa skaņas izplatīšanās ātruma izmaiņas. Paaugstinoties temperatūrai, jūras ūdens īpatnējais tilpums palielinās, saspiežamības koeficients samazinās, un tas noved pie skaņas ātruma palielināšanās. AT virszemes ūdeņi paaugstinoties temperatūrai no O līdz 5 °, skaņas ātruma pieaugums mainās par aptuveni 4,1 m / s, no 5 līdz 10 ° - par 3,6 m / s un pie 30 ° C - tikai par 2,1 m / s .

Skaņas ātrums palielinās, vienlaikus palielinoties temperatūrai, sāļumam un dziļumam (spiedienam). Atkarību izsaka ar šo parametru vērtību lineārām izmaiņām (72. att.). Konstatēts, ka sāļuma palielināšanās par 1% s un spiediena palielināšanās par 100 dbar palielina skaņas ātrumu attiecīgi par aptuveni 1,2 un 1,6 m/s. No tabulas. 30, kurā parādīti dati par temperatūras un sāļuma ietekmi uz skaņas izplatīšanās ātrumu, no tā izriet, ka, palielinoties sāļumam tajā pašā temperatūrā, notiek ievērojams skaņas ātruma pieaugums. Šis pieaugums ir īpaši pamanāms, vienlaikus palielinoties temperatūrai un jūras ūdens sāļumam.

Ja ūdens temperatūra mainās maz līdz ar dziļumu, kā tas notiek Sarkanajā jūrā un Vedela jūrā, tad skaņas ātrums palielinās bez krasas samazināšanās diapazonā no 700 līdz 1300 m. Lielākajā daļā citu Pasaules okeāna apgabalu , šajā dziļuma intervālā novērojama ievērojama skaņas ātruma samazināšanās (73. att.).

30. tabula

Skaņas izplatīšanās ātrums jūras ūdenī (m/s) kā sāļuma un temperatūras funkcija

(tabulas vienkāršotā versija 1.41 1511)

Skaņas ātruma izmaiņu gradients ūdens stabā nav vienāds horizontālā un vertikālā virzienā. Horizontālā virzienā tas ir apmēram tūkstoš reižu mazāks par vertikālo. Kā atzīmēja L.M. Brekhovskih un Yu.P. Lysanov, izņēmums ir silto un auksto straumju konverģences apgabali, kur šie gradienti ir salīdzināmi.

Tā kā temperatūra un sāļums nav atkarīgi no dziļuma, vertikālais gradients ir nemainīga vērtība. Pie skaņas ātruma 1450 m/s tas ir vienāds ar 0,1110 -4 m~".

Ūdens staba spiediens būtiski ietekmē skaņas izplatīšanās ātrumu. Skaņas ātrums palielinās līdz ar dziļumu. Tas ir skaidri redzams no tabulas. 31 skaņas ātruma korekcijām dziļumam.

Skaņas ātruma korekcija dziļumam virszemes ūdens slānī ir 0,2 m/s, un 900 m dziļumā tā ir 15,1 m/s, t.i. palielinās 75 reizes. Ūdens staba dziļākajos slāņos

skaņas ātruma korekcija kļūst daudz mazāka un tās vērtība pakāpeniski samazinās, palielinoties dziļumam, lai gan absolūtā izteiksmē tā ir ievērojami

Rīsi. 73. Skaņas ātruma izmaiņas ar dziļumu dažos Pasaules okeāna apgabalos (par ) pārsniedz skaņas ātruma korekciju virsmas slānī. Piemēram, 5000 m dziļumā tas ir 443 reizes lielāks nekā virszemes slānim.

31. tabula

Skaņas ātruma korekcija (m/s) līdz dziļumam

(tabulas vienkāršotā versija 1.42 151 ])

Jūras ūdens ir akustiski neviendabīga vide. Jūras ūdens neviendabīgums sastāv no blīvuma izmaiņām līdz ar dziļumu, gāzes burbuļu, suspendēto daļiņu un planktona klātbūtni ūdenī. Tāpēc sadalījums akustiskās vibrācijas (skaņa) jūras ūdenī ir sarežģīta parādība, kas atkarīga no blīvuma sadalījuma (temperatūras, sāļuma, spiediena), jūras dziļuma, augsnes rakstura, jūras virsmas stāvokļa, ūdens duļķainības ar suspendētiem organisko un organisko piemaisījumu piemaisījumiem. neorganiskā izcelsme un izšķīdušo gāzu klātbūtne.

Skaņa plašā nozīmē ir elastīgas vides daļiņu svārstību kustība, kas izplatās viļņu veidā gāzveida, šķidrā vai cietā vidē; šaurā nozīmē - parādība, ko subjektīvi uztver īpašs cilvēka un dzīvnieku maņu orgāns. Cilvēks dzird skaņu ar frekvenci no 16 Hz līdz 16-20 × 10 3 Hz . Skaņas fiziskais jēdziens aptver gan dzirdamas, gan nedzirdamas skaņas. Skaņa zem 16 Hz sauc par infraskaņu , virs 20 × 10 3 Hz - ultraskaņa ; augstākās frekvences akustiskās vibrācijas diapazonā no 10 9 līdz 10 12 -10 13 Hz piederēt hiperskaņa.

Skaņas izplatīšanās ūdenī ir periodiska ūdens saspiešana un retināšana skaņas viļņa virzienā. Vibrācijas kustības pārnešanas ātrums no vienas ūdens daļiņas uz otru sauc par skaņas ātrumu. Skaņas ātruma teorētiskā formula šķidrumiem un gāzēm ir: с = , kur α ir īpatnējais tilpums, γ= - ūdens siltumietilpības attiecība pastāvīgā spiedienā c p pret ūdens siltumietilpību nemainīgā tilpumā c v , aptuveni vienāda ar vienu, k ir patiesais jūras ūdens saspiežamības koeficients.

Paaugstinoties ūdens temperatūrai, skaņas ātrums palielinās gan īpatnējā skaļuma palielināšanās, gan saspiežamības koeficienta samazināšanās dēļ. Tāpēc temperatūras ietekme uz skaņas ātrumu ir vislielākā salīdzinājumā ar citiem faktoriem. Mainoties ūdens sāļumam, mainās arī īpatnējais tilpums un saspiežamības koeficients. Taču skaņas ātruma korekcijām no šīm izmaiņām ir dažādas pazīmes. Tāpēc sāļuma izmaiņu ietekme uz skaņas ātrumu ir mazāka nekā temperatūras ietekme. Hidrostatiskais spiediens ietekmē tikai vertikālās skaņas ātruma izmaiņas, līdz ar dziļumu palielinās skaņas ātrums.

Skaņas ātrums nav atkarīgs no skaņas avota stipruma.

Pēc teorētiskās formulas ir sastādītas tabulas, kas ļauj noteikt skaņas ātrumu pēc ūdens temperatūras un sāļuma un koriģēt to pēc spiediena. Tomēr teorētiskā formula sniedz skaņas ātruma vērtības, kas atšķiras no tām, kuras mēra vidēji par ±4 m·s -1. Tāpēc praksē tiek izmantotas empīriskās formulas, no kurām formulas tiek izmantotas visplašāk Del Groso un V. Vilsons, nodrošinot mazākās kļūdas.

Skaņas ātruma kļūda, kas aprēķināta pēc Del-Grosso formulas, nepārsniedz 0,5 m·s -1 ūdeņiem, kuru sāļums ir lielāks par 15‰ un 0,8 m·s -1 ūdeņiem, kuru sāļums ir mazāks par 15 ‰.

Vilsona formula, ko viņš ierosināja 1960. gadā, nodrošina lielāku precizitāti nekā Del Grosso formula. Tas ir balstīts uz Bjerknesa formulas konstruēšanas principu nosacītā īpatnējā tilpuma aprēķināšanai in situ, un tam ir šāda forma:

c = 1449,14 + δс lpp + δc t + δc s + δс stp ,

kur δc p ir spiediena korekcija, δc t ir temperatūras korekcija, δc s ir sāļuma korekcija un δc stp ir spiediena, temperatūras un sāļuma kombinētā korekcija.

Vidējā kvadrātiskā kļūda, aprēķinot skaņas ātrumu, izmantojot Vilsona formulu, ir 0,3 m·s -1.

1971. gadā tika piedāvāta cita formula skaņas ātruma aprēķināšanai no izmērītajām T, S un P vērtībām un nedaudz atšķirīgām korekcijas vērtībām:

c = 1449,30 + δс lpp + δc t + δc s + δс stp ,

Mērot dziļumu ar eholoti, tiek aprēķināts skaņas ātrums, kas aprēķināts vidēji pa slāņiem, ko sauc par skaņas vertikālo ātrumu. To nosaka pēc formulas ar stp
,

kur c i ir vidējais skaņas ātrums slānī ar biezumu h i .

Skaņas ātrums jūras ūdenī 13 0 C temperatūrā, 1 atm spiedienā un 35‰ sāļumā ir 1494 m s -1; kā jau minēts, tas palielinās, palielinoties temperatūrai (3 m s -1 uz 1 0 C), sāļumam (1,3 m s -1 uz 1 ‰) un spiedienam (0,016 m s -1 uz 1 m dziļuma) . Tas ir aptuveni 4,5 reizes lielāks par skaņas ātrumu atmosfērā (334 m s -1). Vidējais skaņas ātrums Pasaules okeānā ir aptuveni 1500 m s -1, un tās mainīguma diapazons ir no 1430 līdz 1540 m s -1 uz okeāna virsmas un no 1570 līdz 1580 m s -1 - dziļumā, kas pārsniedz 7 km.