海洋音響トモグラフィー
多くの外洋では、大気の影響を直接受ける表層とそうではない深層の間に大きな温度変化がある。これは温度躍層と呼ばれ、だいたい 1000 m 程度の深さにある。海水中の音速は、ほぼ温度の鉛直変化率で決まり、鉛直変化率が大きいほど音速は遅くなる。すなわち、温度躍層のあたりに音速の最小点があり、そこから浅くなっても深くなっても音速は大きくなる。音波はスネルの法則にしたがって伝わるから、音速が小さい領域から大きい領域に向かうとき音波は小さい領域に曲げ戻される。つまり、音波は温度躍層の周りの深さに閉じ込められたまま、水平に長い距離伝播することができる。
二点間で伝播時間を測定すると、音波はさまざまな経路(英語で ray path)を通るため、音源のひとつの音響信号に対しいくつかのピークが受信機で観測される。音源と受信機の間の温度場が水平に一様なものと仮定すれば、観測されたピークの数だけの自由度で、温度の鉛直構造が推定できる。また、二点間で両方向の伝播時間を調べ、その差をとることによって二点間の流速場も同様に推定することが出来る。