ソナーで使われる音波(超音波)は、低周波のものと高周波のものとに大分される。以上の理由により、両者の長短をそれぞれ補うように、ソナーは高周波と低周波の両方の音波を使い分ける。音波の伝播は、海域の地形、海水の成分、温度、海流などによって複雑に変化する。水中音響戦で勝利するには、高性能なソナーの開発に加えて、日頃から海洋観測艦などを動員して海域のデータを集めておくことが必要である。海中での音波伝播.海の中は、単純化すると表面層、温度躍層、密度躍層、に分けられる(実際には地形や海流などにより複雑に変化する)。表面層.海面付近に位置する海水の層で、主として海面と大気との熱交換、および海上風による対流で海水が混ぜ合わされているので、温度や塩分密度などが一定である。通常、表面層から温度躍層へ移行するに従って緩やかに温度が下がっていくので、両者の明確な差は無い。だが、正午頃に海面水温が急上昇する現象(午後の効果、アフタヌーンエフェクト)が起こると、ある深度を境界に、温度が急激に変化するようになる。温度が変化する深度をレイヤーデプス(変温深度、LD)という。午後の効果によりLDが形成されると、そこで音波が反射され、LD以下の深度には到達しなくなる。そして音波はLDと海面で反射を繰り返しながら、遠距離まで伝播して行く。音波が表面層に閉じ込められた状態となるのである。この状態の表面層をサーフェース・ダクト(表面ダクト、SD)と呼ぶ。敵潜水艦がSDに潜んでいる場合、水上艦はアクティブソナーを用いて遠距離からの探知が可能であるが、LDより深深度に潜った場合、潜水艦は水上艦に探知されることなく奇襲攻撃を行える。これに対抗するため、水上艦や対潜ヘリは幅広い深度に曳航式ソナーや吊下式ソナーを投下して、ソナーの死角を防いでいる。温度躍層.下方に進んだ音波は、浅海ならば海底で反射されて、その後は海底と海面の間で反射を繰り返す。そのため、海底の間に音波が届かないシャドー・ゾーン(不感帯)と呼ばれる部分が形成され、ここはソナーの死角となる。密度躍層.