В то время как свет сильно поглощается водой, звуковые волны способны распространяться на значительно большее расстояние. Поэтому звуковые волны можно эффективно использовать для исследования глубин океана, обмена сообщениями под водой, для обнаружения и определения местоположения подводных объектов.
Примечательно, что, хотя звук проходит через воду значительно дальше, чем свет, он затухает в обратном порядке, то есть звуки самой высокой частоты поглощаются первыми, а звуки самой низкой частоты — последними.
Скорость распространения звука в воде варьируется от примерно 1447 до примерно до 1570 метров в секунду.
Скорость звука в воде увеличивается с увеличением:
- температуры (со скоростью около 0,7 метра в секунду на каждый градус Цельсия)
- солености (со скоростью примерно 1,3 метра в секунду на промилле солености)
- глубины (со скоростью около 1 метр в секунду на 60 метров глубины)
Скорость звука в воде может быть определена следующим образом:
С = 1449,2 + 4.623 Т – 0.0546 Т2 + 1.39(S-35)
где С — скорость звука в воде, метров в секунду
Т – температура, градусы Цельсия
S – соленость, промилле
Средняя соленость мирового океана составляет 35 промилле, что составляет 35 граммов соли, растворенной в каждом килограмме воды. Соленость в океанах колеблется от примерно 32 до 37 промилле, за исключением полярных и прибрежных районов, где пресная вода, получаемая от таяния льдов, потоков рек и ручьев разбавляет воду, тем самым уменьшает ее соленость. В этих районах соленость может быть менее 30 промилле.
Погода также влияет на соленость, особенно там, где количество осадков превышает испарение (например, в дождливой северной части Тихого океана) или где испарение превышает количество осадков (например, в Индийском океане). Изолированный водоем также имеет тенденцию иметь более высокую соленость, например, в Средиземном море, где избыточное испарение увеличивает соленость.
Полярные моря (Арктика и Антарктика) являются наименее солеными (30-33‰), за ними следуют Индийский океан (32-35‰), Тихий океан (32-36‰) и, наконец, самый соленый океан, Атлантический океан (34–37 ‰).
Давление воды, которое увеличивается с глубиной, также влияет на распространение звука. Как уже говорилось, скорость звука в воде увеличивается с увеличением глубины (т. е. с увеличением давления), что заставляет звуковые волны отклоняться (или преломляться) от области с более высокой скоростью звука в сторону более низкой скорости звука. Этот эффект называется рефракция.
Для измерения профиля скорости звука по глубине в определенной области океана используют специальный инструмент, называемый измерителем скорости звука.