Estimation of electromagnetic conductivity in seawater based on acoustic propagation characteristics

Abstract

Die meisten Unterwasserkommunikations- und Sensorsysteme verwenden akustische Wellen. Akustische Signale verursachen jedoch Stress bei Tieren. Laser-basierte Übertragungssysteme werden durch Trübungen eingeschränkt. Die Eindringtiefe elektromagnetischer Wellen unter Wasser wird durch physikalische Eigenschaften begrenzt, vor allem durch den spezifischen Leitwert. Ziel dieser Arbeit ist es, den spezifischen Leitwert auf der Grundlage von Messungen des Salzgehalts und der Temperatur sowie der an der Küste eintreffenden, durch den Wind erzeugten Wellen in einem weiten Bereich zu bestimmen; genaue Schätzungen des spezifischen Leitwerts, insbesondere wenn sie niedrig sind, können zu einer verstärkten Nutzung elektromagnetischer Kommunikationssysteme unter Wasser führen.

Most underwater communication and sensing systems use acoustic waves. However, acoustic signals cause stress to animals. Transmission systems with lasers are limited by turbidity. The penetration depth of electromagnetic waves underwater is limited due to physical properties, most dominantly by the specific conductance. In this work, the aim is to infer the specific conductance based on measurements of salinity and temperature, and by the waves arriving at the shore generated by the wind over a wide range; accurate estimates of the specific conductance, especially if they are low, may lead to increased use of electromagnetic communication systems underwater.