Hannover 2003 – wissenschaftliches Programm

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AK: Akustik

AK 2: Akustik in der Umweltphysik II

AK 2.1: Hauptvortrag

Freitag, 28. März 2003, 14:00–14:45, F 428

Akustische Messverfahren in der Limnophysik — •Bertram Boehrer — UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, Gewässerforschung Magdeburg

Schallwellen können im Wasser über lange Distanzen laufen und recht zuverlässig gemessen werden. Damit eignet sich Schall zur Signalübertragung. Die Schallgeschwindigkeit ist direkt verknüpft mit Dichte und adiabatischer Kompressibilität des Wassers. In Gewässern variiert die Schallgeschwindigkeit im Bereich von mehreren Prozenten und ist auf Grund von Temperatur- und Salinitätsverteilung meistens weit besser bekannt. Aus der Laufzeit eines Signals können zum Beispiel freie Driftkörper geortet und in ihrer Bewegung verfolgt werden. Sind Sender und Empfänger identisch kann aus der Laufzeit eines Signals die Entfernung der Rückstreuung bestimmt werden, was für Echolotung des Untergrunds aber auch zur Identifikation von Fischschwärmen genutzt wird. Die Stärke des rückgestreuten Signals erlaubt eventuell Rückschlüsse über Konzentrationen von Schwebstoffen, oder Beschaffenheit des Untergrunds. Bewegen sich die reflektierenden Partikel, z.B. Plankton oder anorganische Partikel relativ zum Sender dann weist das rückgestreute Signal eine Dopplerverschiebung auf, die zur Geschwindigkeitsmessung genutzt werden kann. Akustische Strömungsmesser können weit über 100m Wassersäule überwachen. Andererseits kann man bei präziser Messung der Schallgeschwindigkeit auf die Temperaturverteilung schließen. Misst man zusätzlich die akustische Impedanz so erreicht man eine direkte in-situ-Dichtemessung.