Page 14 - 《应用声学》2021年第4期
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第 40 卷 第 4 期 Vol. 40, No. 4
2021 年 7 月 Journal of Applied Acoustics July, 2021
⋄ 研究报告 ⋄
国际监测系统水听器台站监测能力分析 ∗
张朝金 1,2,3 孙炳文 1,2† 莫亚枭 1,2 郭圣明 1,2
(1 中国科学院水声环境特性重点实验室 北京 100190)
(2 中国科学院声学研究所 北京 100190)
(3 中国科学院大学 北京 100049)
摘要:为有效保障《全面禁止核试验条约》(CTBT) 的执行,国际监测系统 (IMS) 基于大洋海域的水声台站
开展水下核爆、邻近海岸的地下核爆和近海面的空中核爆监测。为评估 IMS 水声台站对核爆和潜艇活动的
监测能力,以 IMS 水听器台站 HA11 为例,开展 IMS 水听器台站监测能力研究。依据抛物方程方法进行全球
海域传播损失预测,并根据实际历史数据获取的 IMS 水声台站背景噪声级,以及给定的水下爆炸声源级和
10 ∼ 100 Hz 潜艇辐射噪声谱级,实现探测水下爆炸声源和潜艇的优质因数估计,从而给出 IMS 水听器台站对
爆炸声源和潜艇活动的监测范围。研究结果表明,对于安静型潜艇,较低的辐射噪声级导致 HA11 水听器台站
监测距离小于 1 km。对于水下爆炸声源,即便当量仅 1 kg 三硝基甲苯 (TNT),监测范围可覆盖北太平洋大部
分区域。随着潜艇航速的提高,水声台站探测距离虽有所增加,但仍不足以实现潜艇活动的有效监测。因此,
IMS 水声台站对正常的潜艇活动探测能力有限,而基于良好的深海声信道和较高的爆炸源级则可实现全球大
洋海域和部分近海海域的水下爆炸事件监测。
关键词:声学;国际监测系统;潜艇辐射噪声;水下爆炸;监测能力;声呐
中图法分类号: O427.9 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2021)04-0498-12
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2021.04.002
Analysis of monitoring ability of International Monitoring System
hydrophone stations
ZHANG Chaojin 1,2,3 SUN Bingwen 1,2 MO Yaxiao 1,2 GUO Shengming 1,2
(1 Key Laboratory of Underwater Acoustic Environment, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract: The International Monitoring System (IMS) is being developed to demonstrate methods to monitor
compliance with the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT), using the four technologies specified in
the treaty (seismic, hydroacoustic, infrasonic and radionuclide). Hydrophone stations are used to monitor the
nuclear explosions underwater, underground near the coast and in the air near the surface of the ocean. To
assess hydrophone stations’ ability to monitor nuclear explosions and submarines, research based on station
HA11 was conducted. Transmission loss of the global ocean was predicted using parabolic method, and the
noise level near the IMS hydrophones, the submarine radiation noise source level was investigated in the basis
2020-10-24 收稿; 2021-01-24 定稿
国家自然科学基金项目 (11804360), 青年英才项目 (QNYC201703)
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作者简介: 张朝金 (1993– ), 女, 河北邢台人, 博士研究生, 研究方向: 水声物理。
† 通信作者 E-mail: sunbingwen@mail.ioa.ac.cn