Stato del mare

Discutendo sullo stato del mare ci si riferisce alle cause che provocano perturbazioni acustiche in mare e che, per loro natura, sono sempre presenti a diversi livelli, genericamente indicate come 'rumore del mare', queste creano significative riduzioni delle portate di scoperta dei sistemi sonar.

Descrizione generale

Allo stato del mare indicato con la sigla SS (Sea State) corrisponde, con notevoli tolleranze, l'ampiezza delle onde del mare H(m) secondo la tabella:

SS	0	1/2	1	2	4	6
H(m)	0 - 0.3	---	0.3 - 0.6	0.6 - 0.9	1.5 - 2.4	6 - 12

Altre cause provocano perturbazioni acustiche in mare, perturbazioni non sempre presenti e dipendenti da diverse sorgenti di rumore:

• Pioggia
• Fauna marina
• Traffico navale
• Cantieri navali

Rumore del mare in funzione del suo stato

Studi sullo stato del mare fanno riferimento al lavoro di Knudsen (Rif. 1) e alle curve tracciate in figura 1.

figura 1 Diagrammi dello stato del mare

Le curve indicano come varia la pressione acustica generata dal moto ondoso del mare in funzione dei due parametri fondamentali che caratterizzano la fisica del fenomeno:

• - parametro 1 - La pressione acustica generata dipende dallo stato del mare (SS) secondo le scritte a colori indicate in figura.
• - parametro 2 - La pressione acustica generata dal moto ondoso dipende dalla frequenza secondo l'andamento delle rette riportate in figura.

La figura mostra sei segmenti di retta diversamente colorati in dipendenza del valore dello stato del mare ( SS ) ad esse attribuito.

Le ascisse indicano, in scala logaritmica a $3$ decadi, il campo delle frequenze generate dal moto ondoso in un intervallo di valori che si estende da $100\ Hz$ a $100\ kHz$.

Le ordinate, in scala lineare, indicano i livelli di pressione acustica del rumore espressi in $dB/\mu Pa/{\sqrt {Hz}}$, in un intervallo esteso da $0$ dB a $+100$ dB con $20$ divisioni da $5$ dB/div.

La pendenza delle rette di $-5\ dB/ottava$ indica come alle frequenze più basse il livello del rumore del mare sia molto più elevato che alle frequenze alte.

Ciascun segmento di retta, per i diversi stati del mare, è calcolabile dalla seguente espressione approssimata:

$NL=k-20\cdot \log _{10}{(f^{5/6})}$

dove:

$f$ frequenza in kHz

$k$ dipende dallo stato del mare (SS) secondo la tabella:

SS	0	1/2	1	2	4	6
k	44	50	55	62	66	71

Utilizzo del diagramma

Computo di previsione in una data condizione ambientale con l'assunzione di tre variabili:

1. stato del mare ( $SS=2$ )
2. frequenza centrale della banda da valutare ($f=10\ kHz$)
3. banda di frequenza entro la quale si valuta il rumore ( $BW=1000\ Hz$ )

Per ($SS=2$) -retta blu- ed $f=10\ kHz$ , si valuta il livello di pressione per ${\sqrt {Hz}}$:

$+\ 45$ dB / $\mu$ Pa/${\sqrt {Hz}}$

L'utilizzo del dato calclato consente di quantizzare il livello effettivo della pressione di rumore PBW nella banda $BW=1000\ Hz$:

PBW = $+\ 45$ dB /$\mu$ Pa /${\sqrt {Hz}}$ $+10\cdot \log _{10}{BW}=+\ 45+\ 10\cdot \log _{10}{1000}=+\ 75\ dB/\mu$Pa/$BW$

Bibliografia

• V.O.Knudsen, Ambient Noise, Rep. n.3 Survey of Underwater Sound ( O.S.D.R. Rep. 433 Norc Rep-6-1-1848 P8 31021, 1944.

• Giuseppe Pazienza, Fondamenti della localizzazione marina, Studio grafico Restani La Spezia, 1970

• Aldo De Dominics Rotondi, Principi di elettroacustica subacquea , Elettronica San Giorgio-Elsag S.p.A. Genova, 1990.