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Attenuation of Sound in Sea Ice, 10–500 kHz

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

M. P. Langleben*
Affiliation:
Ice Research Project, Department of Physics, McGill University, Montreal, Quebec, Canada
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Abstract

Measurements of the attenuation of acoustic waves in sea ice at frequencies f between 10 kHz and 500 kHz have been made on the ice cover at Tanquary Fiord, Ellesmere Island (lat. 81° 25′ N., long 76°50′ W.). A horizontal transmission path at a depth of 4 ft (1.3 m), mid-way between the top and bottom surfaces of the ice cover, was used at ranges varying from 25 ft (7.6 m) to 4 ft (1.3 m) between piezoelectric transducers immersed in oil-filled bore holes. The attenuation coefficient α was found to fit the equation a α = c 1 f+c 2 f 4 with c1 = 4·45 × 10−2 db m−1 kHz−1, and c2 = 2·18 × 10−10 db m−1 kHz−4. Over the frequency band covered, the linear term was predominant and the Rayleigh scattering term relatively insignificant.

Résumé

Résumé

Nous avons mesuré l’atténuation des ondes acoustiques dans la glace de mer, à des fréquences f se situant entre to kHz et 500 kHz, sur la couche de glace à Tanquary Fiord, Ellesmere Island (81° 25′ N, 76° 50′ W). Un guide horizontal de propagation à une profondeur de 1,3 m, à mi-chemin entre le dessus et la dessous de la glace, fut utilisé à une distance variant de 7,6 m à 1,3 m, entre des organes de transmission piezoélectriques plongées dans des trous remplis d’huile. Nous avons trouvé que le coefficient d’atténuation α satisfait l’équation α = c 1 f+c 2 f 4 avec c 1 = 4,45 × 10−2 db m−1 kHz−1 et c2 = 2,18 × 10−10 db m−1 kHz−4. Dans la bande de fréquence étudiée, le terme linéaire était prédominant et le terme de diffusion de Rayleigh était relativement minime.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Messungen der Dämpfung von akustischen Wellen mit Frequenzen f zwischen 10 kHz und 500 kHz in Meereis wurden auf der Eisdecke des Tanquary Fiord, Ellesmere Island (Breite 81° 25′ N, Länge 76° 50′ W), vorgenommen. Eine horizontale Laufstrecke in einer Tiefe von 4 ft (1,3 m), in der Mitte zwischen Ober- und Unterseite der Eisdecke, wurde benutzt; die Strecken zwischen den piezoelektrischen Ultraschallerzeugern, die in oelgefüllte Bohrlöcher eingetaucht waren, variierten zwischen 7,6 m und 1,3 m. Für den Dämpfungskoefftzient α ergab sich die Gleichung α = c 1 f+c 2 f 4 mit c1 × 4,45 × 10−2 db m−1 kHz−1 und c2 = 2,18 × 10−10 db m−1 k Hz−4 Im benutzten Frequenzband dominierte das lineare Glied, während das Glied der Rayleigh’schen Zerstreuung relativ insignifikant blieb.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1969
Figure 0

Fig. 1. Transmitter of diameter 6 in (15 cm). Signal intensity level as a function of range al frequencies between 10 kHz and 500 kHz. Values of the attenuation coefficient, listed in the ATTEN column, are the negative of the slopes of the straight lines.

Figure 1

Fig. 2. Transmitter of diameter 4 in (10 cm). Signal intensity level as a function of range at frequencies between 10 kHz and 500 kHz. Values of the attenuation coefficient, listed in the ATTEN. column, are the negative of the slopes of the straight lines.

Figure 2

Fig. 3. Transmitter of diameter 1 in (2·5 cm). Signal intensity level as a function of range at frequencies between 10 kHz and 500 kHz. Values of the attenuation coefficient, listed in the ATTEN. column, are the negative of the slopes of the straight lines.

Figure 3

Fig. 4. Attenuation coefficient as a function of frequency.