Безотражательное распространение акустических волн в атмосфере Земли

Вертикальное распространение акустических волн в неоднородной сжимаемой атмосфере изучается в рамках линейной теории идеальной гидродинамики. Показывается, что при определенных условиях на параметры атмосферы исходные уравнения сводятся к уравнению Клейна–Гордона с постоянными коэффициентами. Его решения описывают распространяющиеся волны с переменной амплитудой и волновым числом, которые не отражаются в атмосфере, несмотря на ее сильную неоднородность. Поток волновой энергии на таких безотражательных профилях сохраняется, что и доказывает возможность переноса энергии на большие высоты. Показано, что Стандартная Атмосфера Земли хорошо аппроксимируется четырьмя безотражательными профилями со слабыми скачками градиента скорости звука. Получено, что в широком диапазоне частот земная атмосфера является почти полностью прозрачной, что объясняет данные наблюдений и выводы, сделанные на основе численных решений в рамках исходных уравнений.