內波（Nonlinear Internal Gravity Waves, NIWs）對海洋聲音傳播具有顯著影響，尤其在大陸斜坡區域。此區域的水深變化和水體的垂直不均勻結構，讓聲波的傳播變得更為複雜。為了探討這些因素如何影響聲音的傳播，陳姿婷助理教授與研究團隊整合了海洋地質與地球物理（高解析海底地形）、水下聲學、以及海洋物理（內波）等領域的實驗數據與模擬結果，研究了在大陸斜坡與內波交互作用下的聲音傳播路徑和強度。特別是對於海洋耳語迴廊效應（oceanic whispering gallery effect）的深入了解，揭示了聲波如何沿著彎曲的路徑傳播並被「囚禁」，類似於畫廊中的耳語迴廊效果。

研究結果表明，內波與大陸棚斜坡的交互作用可引發不同的聲學現象，包括因斜坡地形而產生的水平方向折射（horizontal refraction）、勞埃鏡面效應（Lloyd’s mirror），以及內波引起的三維聲音導管效應（3D sound ducting）。這三項聲音傳播效應也於本次南海斜坡的聲學實驗數據中得到了驗證。

為了進一步理解這些現象，研究團隊採用了三維聲音傳播模型，包括射線追蹤法（ray tracing）和拋物方程法（parabolic equation method）。該模型可以預測在非線性內波與斜坡地形的影響下，聲音的傳播行為，並提供有效的參數來準確預測聲線在不同水團環境下的傳播路徑與強度變化。

這項研究展示海洋聲學、海洋地質與地球物理、以及海洋物理的跨領域整合的重要性。首先，它深化了我們對內波於大陸斜坡區域的理解，並展示了這些環境邊界如何在水平方向上大範圍影響聲音的傳播。其次，研究結果也展示了高效的三維聲音傳播模型建立有助於實驗數據的理解，為未來的聲學觀測與應用提供了深入的見解。

本研究結果已發表於《The Journal of the Acoustical Society of America》。

引文：
Chen, T. T., Lin, Y. T., Chiu, L. Y. S., Siegmann, W. L. (2025). Observation and modeling of three-dimensional sound propagation along a nonlinear internal gravity wave at a shelfbreak. The Journal of the Acoustical Society of America, 157(2), 857-865. https://doi.org/10.1121/10.0035785

圖 1 於斜坡與內波間的海洋耳語迴廊效應示意圖。