Page 139 - 《应用声学》2023年第4期

第 42 卷 第 4 期 谢志敏等： 采用被动声监测方法识别波弗特海区域海洋水声环境 801

8000 ᮠဋᄰவڏ
5
ࣨए/(10 -4 V) 0 6000 ಩ࠛएͥᝠڏ
7000
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5000
-5
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 f↼x↽ 4000
100 -40 3000
ᮠဋ/Hz 80 -60 2000
60
-80
40 -100 1000
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 -6 -4 -2 0 2 4 6
T/s x⊳ ֓
(a) 15:20, 30~100 HzηՂ௑ᮠڏ (b) 15:20, 30~100 HzηՂѬ࣋
1.0 6
4 ᰴளѬ࣋
0.5
2 ࠄ฾஝૶
کϙ 0 Ϡए 0 0.999
0.997
-2 0.990
0.980
-0.5 0.950
-4 0.900
-1.0 -6 0.750
0 200 400 600 0 200 400 600 ഐဋ 0.500
0.05 15 0.250
0.100
0.04 0.050
வࣀ 0.03 10 0.020
0.010
0.003
0.02 ࢏ए 0.001 α=1.98, β=-0.82, =1.98, =-0.82,
α
5
0.01 γ=0.08, δ=-0.17γ=0.08, =-0.17
0 0
0 200 400 600 0 200 400 600 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
T/s T/s ࣨϙ⊳ ֓
(c) 15:20, 30~100 HzηՂѬ࣋ፒᝠ (d) 15:20, 30~100 HzѬ࣋ೝᰎፇ౧
图 11 冲击噪声占优时下表面声道噪声分布特性 (时间：0150)
Fig. 11 Noise distribution characteristics of lower duct when impact noise dominates (Time: 0150)
3.4 分析与讨论 在上下界面折射传播的特点，来自于相当大范围内

从以上的处理结果可以看出，在组成成分方面， 的符合独立同分布条件的噪声事件叠加，造成了下
接收到的北冰洋环境噪声主要是海洋环境背景噪 表面声道噪声分布的稳定性。因此只有近场存在明
声、各种离散声学事件产生的瞬态冲击噪声以及包 显的冲击噪声源时，才会偏离高斯分布。可以说，随
括船舶噪声在内的人为噪声；在水平空间分布方面， 着深度的增加，在双声道波导之下，环境噪声的幅度
北极中央冰区与冰缘区的噪声的形成和特性存在 分布更趋于高斯分布。
差别，北极中央冰区多年冰的冰下噪声级要低于冰 在时间起伏方面，堆积冰下噪声具有大于 1 h
缘区初年冰下的噪声级，在边缘冰区，环境噪声受风 的变化周期，这些结论与已发表的论文结果一致。
和海浪的影响引起了噪声级的增加。 表 2 给出了上述处理结果的数据量和计算频
在深度变化方面，双声道波导的存在，与冰层 次，分段数据长为 10 min 时，以常用的低功耗芯片
相互作用，对冰下噪声场的影响是显著的，在上表面 STM32为例，计算结果可在约 1 min内给出 [42−43] 。
声道中，100 Hz 以下的频带中，冲击噪声明显，非高 当计算结果用浮点数表示时，采用极地地区常用
斯特性突出。而高频噪声与海冰相互作用，迅速衰 的铱星通信作为数据传输手段，传输时间大约需要
减，如果在近场中不存在明显的冲击噪声源，那么高 70 s，可以做到结果在计算频次内回传，从而做到准
频段的噪声分布接近高斯分布。而对下表面声道而 实时观测。因此北极地区的冰下噪声观测间隔可以
言，上表面声道与冰的存在，相当于在其上形成一个 设置为 1 h 以上，每 1 h 观测约 10 min 的时长，可以
空间滤波器，低频环境噪声被上表面声道过滤，高频 反映冰下的噪声特性，从而进行北冰洋海洋水声环
被海冰过滤，具有比较低的噪声；并且声道内可形成 境的识别。