影响声纳性能预报的
不确定环境参数
在实际海洋环境中，声纳工作性能受到传播衰减、多途效应、混响干扰、海洋噪声、目标反射等各种因素的限制，它们大多与海洋环境有关，本文着重叙述声速剖面、海深、海底底质参数三个影响声场分布的主要参数在空间时间上的不确定性。
01
声速剖面不确定性变化
海水中声速与温度、盐度和静压力有关，具有明显的深度分布特征，其中温度影响最为显著，海面附近温度比海底附近温度的时间和空间变化范围更大，随着深度增加，声速变化范围越来越小。声速作为温度T 、盐度S 和静压力的函数，盐度每增加 1‰，声速增加约1.14m/s，海深增加10m，声速增加约0.175m/s。
一般来说，在近岸浅海及大陆架区域，声速剖面受到很多因素的影响，有比较明显的季节特征，冬季典型声速剖面是等温层，而夏季则为负跃层。由冬季过渡到夏季，等温层逐渐变为负跃层，跃层深度逐渐加深，一般在八月份达到最大，可以达到40m/s。由于温度、波浪等因素的变化，声速剖面在同一天不同时刻也在发生变化。
某些海域由于受到中尺度涡、内波、锋面、湍流等作用引起海水温度各种不同尺度的非均匀性，影响声场计算的准确性，进而影响声纳预报性能。
我国东南沿海以及台湾周边海域黑潮、中尺度涡、内波活动频繁，水声环境条件异常复杂。
内波是海洋内部的动力过程，它的活动会引起声速剖面在时间和空间上的随机波动;黑潮是高盐度、高水温、流量快的水团，而中尺度涡是由于各种气象因素的作用和海洋动力不稳定性而形成的冷水团或暖水团。
这些现象的存在，使海洋区域水文环境发生异常跃变，使声场在有无这些海洋现象情况下差异巨大，最大传播损失差异可达几十分贝。
台湾周边海域黑潮活动剧烈，黑潮具有高水温、高盐度的特点，对穿过其区域的声波影响剧烈，如果在声纳工作过程中，遇到这些不确定的海洋现象，将显著影响声纳的探测预报性能。
02
海深不确定性变化
由于地壳运动作用，不同海域或者同一海域不同站点的海底地貌差异很大。海底粗糙度范围很广，大体分类下表所示。
以2002年5月在南海进行大型海洋调查试验为例，试验中不同航线的海深分布可以看出，在100公里范围内，由于海底地形的不同，海深变化差异性很大。
03
海底底质地声参数不确定性变化
海底是一个反射和散射边界，通常呈现分层结构，密度和声速随深度渐变或突变，其结构具有多样性和多层性特点。
海底特性(成分和粗糙度)可能在相对短的水平距离内发生变化。由于海底成分可以从很硬的岩石一直到很软的淤泥，因此海底声学性质变化很大。海底的沉积层是指覆盖于大部分海底基底层之上的比较松软的物质，处于液态和固态之间的海底沉积物。许多相邻海区海底各层的沉积物各不相同。
以南海鹿回头外海和台湾海峡北部的沉积层数据为例，相邻站位的沉积层性质也不相同。声波透射进入海底后会在内部发生反射或折射，在海底沉积层和基底层中传播的纵波和横波的声速、衰减以及沉积物的密度将直接影响水层声传播形式及其衰减程度。
海底底质特性分布存在很强的不确定性，对声场和声传播损失有重要影响，不符合实际情况选取海底底质地声参数会影响声纳探测性能预报的准确性。
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