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什么是海洋环境噪声?对水下作战有什么意义?

2020-04-25 12:11 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



海洋环境噪声严格的定义,就是水声信道的干扰背景场。水环境的特点就是可见光传播能力非常有限。绝大部分雷达和无线电通讯信号在水中都会变成热量散发掉;除了极少的超长波外,在水中都无能为力。而声波的水中传递速度是空气中的数倍。因此以声波为主要探测和通讯手段的声呐,就必须考虑以海洋环境噪音为背景的复杂声场。任何声纳系统的设计和使用都要受海洋环境噪声的限制。都要考虑如何降低或抑制海洋环境噪声对水下设备的干扰。对水面舰队的反潜作业和水中潜艇的作战战术,以及其他水中武器的研发和使用,就需要大面积的获得重点海区的水下声场背景。而大国海军对全球海区的海洋环境噪声数据的获取和分析。就有决定未来战争胜负的关键意义。海洋环境噪声是海洋中永恒存在的声场,包含了水体和海底、海面等环境特性的信息。

海洋环境背景噪声的来源极其复杂。海水的运动、风和大气对海面的作用,也就是海浪和涌潮的噪声;水层移动或海冰融化;海底地质构造变化;海洋生物发出的声响;以及人为发生源发出的噪声,混合起来就是海洋背景噪声。具体可以细分为:1,海水热噪声,海水热噪声为海水分子热运动所产生,是 50~200千赫频段范围噪声的主要组成部分。2,水动力噪声,主要由海浪、海流、拍岸浪、风、雨水和海水中小气泡天然空化所产生。它们与海况和风速有明显的对应关系;谱级主要由风速决定。深海中这部分噪声的频谱为0.5~50千赫。在任何水文气象条件下,都有水动力噪声。3,冰下噪声。主要存在两极高寒海区。与大冰层的移动和振动、冰块的破裂、浮冰群的堆积、吹过冰表面的气流的不平稳性及气温变化等因素有关。



冰山离开极地向较暖海面浮动时,还会产生冰山融化的噪声。冰下噪声的功率谱级比无冰时高5~10分贝。4,生物噪声,海中能发声的生物很多,有些鱼类会发出 500~5000赫的咕咕声;海豚和鲸鱼在各种不同的生态下发出不同频率的调频啸声,在寻找目标时发出短促的脉冲声。航船动力装置传来的水下噪声,其频谱为10赫至1千赫。5,极低频次声。由地震、海底火山爆发,海洋大湍流和遥远的风暴所产生,频率为 1~10赫兹。瀚海狼山(匈奴狼山)认为,全球海区环境极其复杂,人类活动密集的近海由人类的各种船舶活动产生的噪声影响很大。而在人迹罕至的偏僻海域和极地海区,则海洋环境噪声以自然噪声源为主。而同一片海区,在不同季节,不同时间段,或者有无风暴经过时,海区的背景声场也大不相同。不过只要持续的观察和记录,某片海区的基本海洋背景噪声仍然有规律可循。由此得到的某些海域的噪声平均声谱,仍然有重大价值。



二战以来的绝大多数空战和陆战的资料大部分已经解密,但是二战以来水下作战的资料却是各国仍然严格保密的。其中就包括各海区的地质水文和海底噪声频谱规律。一般认为全球各大海区的海洋噪声的平均值在92到96分贝之间。别看仅仅有4个分贝的差异,但是对潜艇攻击和反潜作战的影响却有天壤之别。至今一流的潜艇要求把自己的噪音水平降低到95分贝以下,就可以在全球90%以上的海区,极其难以被动探测到。可以叫作大洋黑洞了。


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