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什么是海洋環(huán)境噪聲?對(duì)水下作戰(zhàn)有什么意義?

2020-04-25 12:11 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



海洋環(huán)境噪聲嚴(yán)格的定義,就是水聲信道的干擾背景場(chǎng)。水環(huán)境的特點(diǎn)就是可見光傳播能力非常有限。絕大部分雷達(dá)和無(wú)線電通訊信號(hào)在水中都會(huì)變成熱量散發(fā)掉;除了極少的超長(zhǎng)波外,在水中都無(wú)能為力。而聲波的水中傳遞速度是空氣中的數(shù)倍。因此以聲波為主要探測(cè)和通訊手段的聲吶,就必須考慮以海洋環(huán)境噪音為背景的復(fù)雜聲場(chǎng)。任何聲納系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用都要受海洋環(huán)境噪聲的限制。都要考慮如何降低或抑制海洋環(huán)境噪聲對(duì)水下設(shè)備的干擾。對(duì)水面艦隊(duì)的反潛作業(yè)和水中潛艇的作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù),以及其他水中武器的研發(fā)和使用,就需要大面積的獲得重點(diǎn)海區(qū)的水下聲場(chǎng)背景。而大國(guó)海軍對(duì)全球海區(qū)的海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)的獲取和分析。就有決定未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵意義。海洋環(huán)境噪聲是海洋中永恒存在的聲場(chǎng),包含了水體和海底、海面等環(huán)境特性的信息。

海洋環(huán)境背景噪聲的來(lái)源極其復(fù)雜。海水的運(yùn)動(dòng)、風(fēng)和大氣對(duì)海面的作用,也就是海浪和涌潮的噪聲;水層移動(dòng)或海冰融化;海底地質(zhì)構(gòu)造變化;海洋生物發(fā)出的聲響;以及人為發(fā)生源發(fā)出的噪聲,混合起來(lái)就是海洋背景噪聲。具體可以細(xì)分為:1,海水熱噪聲,海水熱噪聲為海水分子熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生,是 50~200千赫頻段范圍噪聲的主要組成部分。2,水動(dòng)力噪聲,主要由海浪、海流、拍岸浪、風(fēng)、雨水和海水中小氣泡天然空化所產(chǎn)生。它們與海況和風(fēng)速有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系;譜級(jí)主要由風(fēng)速?zèng)Q定。深海中這部分噪聲的頻譜為0.5~50千赫。在任何水文氣象條件下,都有水動(dòng)力噪聲。3,冰下噪聲。主要存在兩極高寒海區(qū)。與大冰層的移動(dòng)和振動(dòng)、冰塊的破裂、浮冰群的堆積、吹過(guò)冰表面的氣流的不平穩(wěn)性及氣溫變化等因素有關(guān)。



冰山離開極地向較暖海面浮動(dòng)時(shí),還會(huì)產(chǎn)生冰山融化的噪聲。冰下噪聲的功率譜級(jí)比無(wú)冰時(shí)高5~10分貝。4,生物噪聲,海中能發(fā)聲的生物很多,有些魚類會(huì)發(fā)出 500~5000赫的咕咕聲;海豚和鯨魚在各種不同的生態(tài)下發(fā)出不同頻率的調(diào)頻嘯聲,在尋找目標(biāo)時(shí)發(fā)出短促的脈沖聲。航船動(dòng)力裝置傳來(lái)的水下噪聲,其頻譜為10赫至1千赫。5,極低頻次聲。由地震、海底火山爆發(fā),海洋大湍流和遙遠(yuǎn)的風(fēng)暴所產(chǎn)生,頻率為 1~10赫茲。瀚海狼山(匈奴狼山)認(rèn)為,全球海區(qū)環(huán)境極其復(fù)雜,人類活動(dòng)密集的近海由人類的各種船舶活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲影響很大。而在人跡罕至的偏僻海域和極地海區(qū),則海洋環(huán)境噪聲以自然噪聲源為主。而同一片海區(qū),在不同季節(jié),不同時(shí)間段,或者有無(wú)風(fēng)暴經(jīng)過(guò)時(shí),海區(qū)的背景聲場(chǎng)也大不相同。不過(guò)只要持續(xù)的觀察和記錄,某片海區(qū)的基本海洋背景噪聲仍然有規(guī)律可循。由此得到的某些海域的噪聲平均聲譜,仍然有重大價(jià)值。



二戰(zhàn)以來(lái)的絕大多數(shù)空戰(zhàn)和陸戰(zhàn)的資料大部分已經(jīng)解密,但是二戰(zhàn)以來(lái)水下作戰(zhàn)的資料卻是各國(guó)仍然嚴(yán)格保密的。其中就包括各海區(qū)的地質(zhì)水文和海底噪聲頻譜規(guī)律。一般認(rèn)為全球各大海區(qū)的海洋噪聲的平均值在92到96分貝之間。別看僅僅有4個(gè)分貝的差異,但是對(duì)潛艇攻擊和反潛作戰(zhàn)的影響卻有天壤之別。至今一流的潛艇要求把自己的噪音水平降低到95分貝以下,就可以在全球90%以上的海區(qū),極其難以被動(dòng)探測(cè)到。可以叫作大洋黑洞了。


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