第八章 水下噪声
水下噪音对海洋生物的影响及减少措施
水下噪音对海洋生物的影响及减少措施随着人类活动的不断发展，水下噪音作为一种环境问题逐渐受到关注。
水下噪音是指在海洋环境中产生的各种噪音源，包括船只、声纳设备、炸药爆破等。
这些噪音源对于海洋生物产生了直接或间接的影响，并对海洋生态系统的平衡造成威胁。
本文将就水下噪音对海洋生物的影响以及减少措施进行探讨。
水下噪音对海洋生物的影响主要体现在以下几个方面：首先，水下噪音对海洋生物的正常行为产生干扰。
海洋生物依赖声音进行通信、觅食、繁殖等行为，而高强度的水下噪音干扰了它们的正常活动。
研究表明，噪音会使鱼类的觅食行为受到影响，甚至可能导致捕食者和被捕食者关系的破坏。
其次，水下噪音对海洋生物的听觉系统造成损害。
海洋生物的听觉系统对于其生存至关重要，而高噪音环境会导致海洋生物的听觉损伤。
一些研究表明，鲸类受到过高噪音的干扰后，可能会出现听觉失调、迷失方向等问题，甚至引发潜水病。
最后，水下噪音对海洋生物的生理状态产生不利影响。
研究表明，长期暴露在水下噪音环境中的海洋生物，如海豚、鲸鱼等，其应激水平会不断上升，从而影响其生育能力和生存状况。
此外，噪音还可能引起一些海洋生物的行为改变，比如鱼类的迁徙路径和鲸鱼的群体活动等。
针对水下噪音对海洋生物的影响，需要采取一系列的减少措施来维护海洋生态系统的平衡。
以下是几个主要的措施：首先，减少船只和海洋工程设备的噪音排放。
船只和海洋工程设备是主要的水下噪音源之一，通过减少噪音排放，可以有效降低对海洋生物的干扰。
技术手段包括改进船体设计、缓冲装置的应用以及噪音减排设备的安装等。
其次，限制炸药等噪音源的使用。
炸药爆破等人为活动是海洋环境中产生高强度噪音的重要原因之一。
加强相关法规的制定和执行，禁止或限制这类噪音源的使用，可以有效减少水下噪音的产生。
另外，建立保护区域和航道设计。
根据海洋生物的分布和栖息地需求，合理规划和设立保护区域，禁止或限制噪音源的进入。
此外，在航道设计中也应充分考虑海洋生物的生态需求，避免对其产生过大干扰。
海洋试验中的水下声波传播与噪声控制
海洋试验中的水下声波传播与噪声控制水下声波传播与噪声控制是海洋试验中的重要课题之一。
海洋试验是指在海洋中进行各种科学研究、军事训练和工程实践的活动，而水下声波传播和噪声控制则是其中一个必须要解决的问题。
水下声波传播是指声波在水中传播的过程。
由于水的密度和压缩性较大，声波在水中的传播速度远快于在空气中的传播速度。
这使得水下声波成为了一种理想的信息传输和探测手段。
在海洋试验中，水下声波传播广泛应用于声纳探测、远程通信和地质勘探等方面。
在进行海洋试验时，我们需要通过水下声波进行通信和探测。
而在海洋试验中，水下环境复杂多变，声波传播受到海水的温度、盐度、压力、悬浮物等因素的影响，这将对声波传播产生剧烈的影响。
因此，为了准确传输和接收信息，我们需要对水下声波传播进行深入研究，以便更好地理解和预测声波在复杂环境中的传播规律。
在海洋试验中，噪声控制也是一项重要的任务。
水下环境中的噪声主要来自于舰船、潜艇、海洋生物、海底活动等源头。
这些噪声会对声纳探测、通信和其他水下活动产生干扰，降低系统的工作效率。
因此，我们需要通过噪声控制技术来降低水下环境的噪声水平，以提高海洋试验的准确性和可靠性。
噪声控制技术主要包括主动噪声控制和被动噪声控制两种方法。
主动噪声控制是通过发送相位和频率相反的声波来与噪声相消，从而降低噪声的水平。
被动噪声控制则是利用传感器和控制系统，根据噪声的频率和空间分布特征，对噪声进行实时监测，并通过调整系统参数或控制噪声源的位置进行控制。
这些技术可以有效地降低噪声水平，提高海洋试验的可靠性和准确性。
除了主动和被动噪声控制技术外，还有其他一些措施可以在海洋试验中进行噪声控制。
例如，在设计和建造舰船和潜艇时，可采用隔音材料和设计措施来减少噪声的产生和传播。
此外，对海洋生物和海底活动对噪声的产生进行研究，可以更好地理解和预测噪声的来源和特征，从而采取相应的控制措施。
总之，水下声波传播与噪声控制是海洋试验中的重要课题。
水下噪声污染对海洋生物的潜在威胁
水下噪声污染对海洋生物的潜在威胁随着人类活动的增加，水下噪声污染成为一个日益受到关注的问题。
这种噪声不仅对人类产生影响，也对海洋生物造成了潜在的威胁。
本文将探讨水下噪声污染对海洋生物的影响，并提出减少噪声污染的一些措施。
一、噪声污染对海洋生物的危害水下噪声污染主要来自于人类活动，例如海底油气勘探、船只运输、军事活动等。
这些活动产生的噪声不仅会扰乱海洋生物的正常生活，还会对它们的生存和繁殖产生负面影响。
首先，水下噪声会干扰海洋生物的听觉系统。
许多海洋生物，例如鲸鱼和海豚，以声音进行通讯和猎食。
噪声污染会使它们无法正常听到或发出声音，从而影响它们之间的交流和捕食能力。
其次，噪声还会引发海洋生物的行为改变。
研究表明，潜艇和船只等产生的低频噪声能够导致鲸鱼迁徙途中偏离原有航线；海豚和海狮等动物也会因噪声的出现而在原有栖息地中产生逃离行为。
这些行为改变可能会导致海洋生物在寻找食物、繁殖和迁徙等方面受到影响，最终影响整个海洋生态系统的平衡。
最后，长期暴露在噪声环境中可能会对海洋生物的健康造成影响。
一些研究发现，噪声能够增加海洋生物的应激激素水平，抑制免疫系统功能，增加疾病和死亡的风险。
此外，噪声还会导致鱼类的内耳受损，影响它们的平衡能力，进而影响其生存和繁殖能力。
二、减少水下噪声污染的措施为了减少水下噪声污染对海洋生物的影响，我们可以采取一些措施。
首先，限制人类活动的噪声排放。
对于一些噪声污染严重的活动，例如海底爆破作业和军事训练，可以设置严格的噪声限制标准，以减少对海洋生物的干扰。
其次，改进海洋工程设备的设计。
一些研究机构正在研发和改进水下工程设备，使其产生的噪声尽可能小。
例如，改进声源阵列系统和减震设计，可以有效减少水下施工活动所产生的噪声。
此外，科学研究也起到重要的作用。
通过深入了解水下噪声污染对海洋生物的具体影响，我们可以更好地制定保护措施和管理计划。
例如，研究人员可以跟踪海洋生物的行为和生理反应，以评估噪声对它们的影响，并进一步推动政策的制定。
水下噪音污染威胁海洋生物的无声手
水下噪音污染威胁海洋生物的无声手随着工业和人类活动的增加，水下噪音污染成为了一个全球性的环境问题。
这种噪音来自于船只、声纳、爆炸声、沉没物的撞击声等，对海洋生物产生了不可忽视的影响。
本文将探讨水下噪音污染对海洋生物的威胁，以及如何减少这种噪音污染。
1. 水下噪音污染对海洋生物的危害水下噪音对海洋生物产生了多种不良影响。
首先，噪音污染会干扰海洋生物的正常通信和导航行为。
鲸鱼、海豚、海龟等许多海洋生物依赖声音进行交流和定位，而强烈的噪音对它们的生存和繁殖造成了很大的威胁。
其次，水下噪音会导致海洋生物的行为改变。
例如，鲸鱼在面对强噪音时可能会改变迁徙路径或逃离聚集地。
这样的行为改变会对整个海洋生态系统造成连锁反应，从而影响整个生态平衡。
此外，水下噪音还可能对海洋生物的听力和生理健康产生长期的影响。
一些研究发现，噪音会导致海洋生物的暂时性或永久性听力损伤，甚至可以引发内脏破裂和死亡。
2. 减少水下噪音污染的措施为了减少水下噪音污染对海洋生物的威胁，我们可以采取以下措施：2.1 减少船只噪音船只是水下噪音的主要来源之一。
为了减少船只噪音，可以采用一些技术手段。
例如，安装减振装置、使用静音引擎、减少航速等措施可以降低船只所产生的噪音。
2.2 管控爆炸声和声纳使用爆炸声和声纳也是水下噪音污染的重要原因。
在进行爆破和声纳使用时，应该采取必要的措施来减少噪音。
例如，可以降低声源的输出功率、选择绿色的声纳设备等。
2.3 加强法规和监管制定相关法规和加强监管是减少水下噪音污染的关键措施之一。
政府和相关机构应该建立健全的法律法规体系，对噪音污染进行严格的管控和监督。
2.4 推动科研和技术创新推动科研和技术创新也是减少水下噪音污染的有效途径。
通过研究和开发新的材料和技术，可以减少噪音的产生和传播。
3. 结语水下噪音污染对海洋生物构成了严重的威胁，但我们可以通过各种措施减少这种噪音污染。
减少船只噪音、管控爆炸声和声纳使用、加强法规和监管，以及推动科研和技术创新，都是有效的手段。
水下振动噪声及控制技术绪论PPT课件
• 随着近代工业的迅猛发展，噪声污染越 来越严重，已成为一种公害。控制噪声 污 染 、 保 护 环 境 已 成 为第人6页们/共的56页共 识 。
噪声的评价方法
声压、声强和声功率
声波引起空气质点的振动，使大气压力产生压强的波 动称为声压，亦即声场中单位面积上由声波引起的压力增 量为声压，其单位为N/m2，简称帕（帕斯卡），符号为Pa。 通常都用声压来衡量声音的强弱。
• 暂时听阈偏移，亦称听觉疲劳。 • 听觉疲劳时，听觉器官并未受到器质性损害。 • 如果人们长期在强烈的噪声环境中工作，日积月累，内膜器官不断受噪声
刺激，恢复不到暴露前的听阈，便可发生器质性病变，成为永久性听阈偏 移，这就是噪声性耳聋。
第32页/共56页
听力损失
国际标准化组织(ISO)于1964年规定，在500Hz、1000Hz、 2000Hz三个倍频程内听阈提高的平均值在25dB以上时，即 认为听力受到损伤，又叫轻度噪声性耳聋。按照听力损失 的大小，对耳聋性程度进行分级，见表2-1。
噪声分析的基本知识
音调是人耳对声音的主观感受。（宫 商 角 徵 羽） 试验证明，音调的高低主要由声源振动的频率决定。 由于振动的频率在传播过程中是不变的，所以声音的频 率指的就是声源振动的频率。 声音按频率高低可分为次声、可听声、超声。
第20页/共56页
噪声分析的基本知识
• 次声是指低于人们听觉范围的声波，即频率低于 20Hz；可听声是人耳可以听到的声音，频率为2020000Hz；
• 当声波的频率高到超过人耳听觉范围的极限时，人 们观察不出声波的存在，这种声波称为超声波。
• 噪声控制中研究的是可听声，在噪声控制这门学科 中，通常把500Hz以下的称为低频声，
主动声纳方程期末总结-水声学讲义
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第六章 声波在目标上的反射和散射
本章主要内容
目标强度参数定义 刚性大球目标强度计算理论推导 常见声纳目标的目标强度值和特性 目标强度测量方法 目标回波组成及其特征 壳体目标的回波信号特征
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作业点评
聚集因子F是如何定义的，它有什么物理意义？ 举出二个F>1的场合。
解：聚集因子 F Ix, z/ I0 ，其中I是非均匀介
质中的声强，I0是按球面波衰减的声强，若 F>1，表示该处衰减小于球面波规律，反之， 则表示该处衰减大于球面波规律。会聚区和焦 散线上F>1。
声信号级
回声信号级 混响掩蔽级 噪声掩蔽级
rR rn
距离r
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作业点评
第四章
声线弯曲满足的基本条件是什么？并定性说明它们 之间的规律。
海水中声速值从海面的1500m/s均匀减小到100m深处 的1450m/s。求（1）速度梯度；（2）使还表面的水平 声线达到100m深处时所需要的水平距离；（3）上述 声线到达100m深处时的角度。
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第六章 声波在目标上的反射和散射
本章主要内容
刚性球体散射声场计算及其特性 弹性球体散射声场计算 弹性球体散射声场特性 求解散射声场的理论方法
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中国水下噪声测量标准
中国水下噪声测量标准
中国水下噪声测量标准
水下噪声作为影响海洋生态环境和海洋生物的主要因素之一，一直以
来都备受关注。
为了加强对水下噪声的监测和控制，国家制定了一系
列的水下噪声测量标准。
首先，中国水下噪声测量标准的适用范围包括浅海、海岸带、海洋表
层和深海等多种不同的环境。
其次，针对不同的测量对象和噪声来源，国家有不同的测量标准，包括水下声源测量，水下噪声背景测量，水
下噪声特征参数测量等。
在水下声源测量方面，国家制定了《海洋测量水下噪声地面处理规程》和《水下噪声测量规范》等相关标准。
这些标准规定了测量设备的选型、测量方法、数据处理等各个环节的具体细节。
同时，对于声源类型、声源信号强度等也有详细的规定。
在水下噪声背景测量方面，国家制定了《水下噪声统计测量规范》等
相关标准。
这些标准主要涉及到噪声背景的持续时间、测量范围、分
辨率等要求。
同时，为了保证测量结果的准确性，还要求在测量过程
中消除干扰，比如避免水流、海浪等干扰因素的影响。
在水下噪声特征参数测量方面，国家制定了《水下噪声特征参数测量
规范》等相关标准。
这些标准主要涉及到噪声特征参数的测量方法，
包括声压级、频率等参量的测量。
此外，还规定了测量数据的处理方法、结果的统计方式等。
总之，中国水下噪声测量标准的制定是为了加强水下噪声监测和控制
工作，保护海洋生态环境和生物资源。
未来，我们还需要不断完善和
更新测量标准，使其与时俱进，更好地适应不断变化的水下噪声环境。
华北理工水声学讲义07水下噪声
第7章 水下噪声本讲主要内容1、噪声的基本概念（了解）2、海洋环境噪声（了解）3、海洋环境噪声的指向性（重点）4、舰船辐射噪声的声源级和噪声谱（了解）5、舰船辐射噪声源及其一般特性（重点）6、辐射噪声源概要（了解）7、舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声级（了解）8、辐射噪声的测量（重点）一、噪声的基本概念1、噪声的定义：是指在特定条件下不需要的声音。
2、水下噪声：它们是声呐系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。
3、噪声描述噪声是一种随机过程描述噪声的统计量有：概率密度函数、概率分布函数。
一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度函数表示为：为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。
其均值和方差：常识：一般将水声干扰噪声视为高斯噪声。
一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期望、方差、相关函数、功率谱。
由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数：由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数：功率谱是均匀的噪声，则称之为白噪声。
4、噪声的频谱分析噪声声压是一个随机量，与时间量之间不存在确定关系，因此分析噪声声压幅值的频谱没有意义；随机过程的功率谱函数是一个确定的统计量，反映了该过程的各频率分量的平均强度。
()()222p e 21p σμ--πσ=Φ()()()()⎰⎰∞∞-∞∞-Φμ-=μ-=σΦ==μdp p p p pdp p p 222()()()()()⎰⎰∞∞-ωτ--∞→ττ=ωτ-⋅=τd e R S dt t p t p T 21lim R j T T T根据信号频谱曲线形状划分：1）线谱：数学上能够用傅氏级数来表示，水声中周期、准周期信号的频谱就是线谱信号；2）连续谱：频谱分析用傅氏变换来表示，水声中瞬态非周期信号的频谱就是连续谱。
声强平均频谱密度： 声强频谱密度函数：带宽内的总声强：提示：连续谱某确定频率分量上的声强贡献无限小。
第7章 水下噪声
（1）间歇源的噪声源 一种暂时存在的噪声源，如能发声的海洋生物、降雨等。 海洋生物噪声：
甲壳类、鱼类和海生哺乳类—特殊鸣声、嘈杂声等；
降雨噪声： 提高自然噪声级，与降雨率和降雨面积有关。
7.2 海洋环境噪声
3、自然噪声间歇源及其变化特性
长岛海峡东端海深为36米海域测得的降雨自然噪声谱
7.2 海洋环境噪声
1、深海中的环境噪声源
（7）热噪声 海洋分子热噪声限制水听器高频灵敏度，等效热噪声谱级：
NL 15 20lg f DI E
DI—为指向性指数，单位dB； E—为转换效率，单位dB；
f—频率，单位kHz。
7.2 海洋环境噪声
2、深海环境噪声谱
20世纪60年代，Wenz
湍流区内部压力变化的声效应。
7.2 海洋环境噪声
1、深海中的环境噪声源
Wenz根据湍流理论和实验关系，推导的湍流压力谱。
7.2 海洋环境噪声
1、深海中的环境噪声源
（4）波浪非线性作用引起的低频噪声
海面波浪运动产生的压力随深度增加迅速变小；
两个反方向传播的行波波浪相遇，可能相互作用形成驻波， 产生的压力不随深度增加而变小，其频率是形成它的波浪频率 的两倍；
—低风速时，噪声源为远处航船 和风暴；高风速时，噪声源为海 面噪声源。
7.2 海洋环境噪声
5、深海环境噪声指向性
深海环境噪声具有指向性：低频噪声来自远处，高频噪声 源来自顶部的海面。 海面辐射噪声具有 cos 2 的指向特性（噪声源和海面上虚源 干涉效应引起的）。
7.3 舰船和鱼雷辐射噪声
舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声，是被动声呐探测、分类识别 和跟踪目标的信号，是被动声呐方程中的声源级SL。
第7章 水下噪声
—低风速时，噪声源为远处航船 和风暴；高风速时，噪声源为海 面噪声源。
7.2 海洋环境噪声
5、深海环境噪声指向性
深海环境噪声具有指向性：低频噪声来自远处，高频噪声 源来自顶部的海面。 海面辐射噪声具有 cos 2 的指向特性（噪声源和海面上虚源 干涉效应引起的）。
7.3 舰船和鱼雷辐射噪声
舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声，是被动声呐探测、分类识别 和跟踪目标的信号，是被动声呐方程中的声源级SL。
I p 2 ( p)dp
2
时间平均表示：
1 T /2 2 I lim p (t )dt T T T / 2
2
噪声声压有效值：
1 pe I lim T T
T /2
T / 2
p 2 (t )dt
7.1 噪声的基本概念
2、噪声频谱分析
p，t dp
（3）平稳随机过程： p1，t p1，t 结论：平稳随机过程的概率密度函数与时间无关。
7.1 噪声的基本概念
1、噪声描述
一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度 函数表示为： p 2 1 2 p e 2 2 为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。其均值和方差：
p p pdp
p
2 2
2 高斯噪声。
7.1 噪声的基本概念
1、噪声描述
一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期 望、方差、相关函数、功率谱。 由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功 率谱密度函数：
7.2 海洋环境噪声
3、自然噪声间歇源及其变化特性
不同降雨率的降雨噪声谱理论估计值
水下噪音对海洋生物的影响
水下噪音对海洋生物的影响海洋是地球上最大的生态系统之一，其中生活着丰富多样的生物。
然而，随着人类活动的增加，水下噪音逐渐成为一个严重的问题。
水下噪音对海洋生物产生着深远的影响，本文将探讨这些影响并提出相应的解决方案。
一、水下噪音的来源水下噪音的主要来源包括商业航运、渔船、军事活动、海底爆破、建设工程和海洋能源开发等。
这些活动产生的噪音会不断地传播到海洋中，对海洋生物的正常生活造成干扰。
二、1. 听觉损伤大部分海洋生物依赖听觉来寻找食物、伴侣、导航和避免危险。
水下噪音的频率和强度可以对它们的听觉系统造成直接损伤，甚至导致失聪。
这会对它们的生存能力产生重要影响。
2. 生物沟通受阻许多海洋生物通过声音来进行沟通，包括繁殖、社交和警戒。
水下噪音的干扰会扰乱它们的沟通信号，导致无法顺利繁殖，使种群数量下降。
3. 行为改变水下噪音会导致海洋生物的行为改变，如逃离或迁移。
这可能破坏它们的栖息地和食物链，进而影响整个海洋生态系统的平衡。
4. 对迁徙和季节性活动的影响噪音可以扰乱海洋生物的迁徙或季节性活动，影响它们的繁殖和觅食习惯。
这可能导致种群分布的改变，进一步影响生态平衡。
三、减少水下噪音的解决方案1. 使用低噪音技术商业航运和渔船可以采用低噪音引擎和减振装置，以减少船只在水下产生的噪音。
军事活动可以在保证安全的前提下进行噪音控制。
建设工程和海底爆破可以采用减音措施。
2. 增强监管和控制政府和国际组织应加强对水下噪音的监管和控制，制定相关法律和政策，规范人类活动对海洋的影响。
同时，为噪音监测提供必要的技术支持。
3. 加强研究和教育深入研究水下噪音对海洋生物的影响，推动相关科研项目和学术交流。
通过教育宣传，提高公众对水下噪音问题的认识，倡导环保行为。
4. 保护重要栖息地建立和保护海洋保护区，保护重要的栖息地和迁徙路线。
这将有助于减少人类活动对海洋生物的干扰，并为它们提供安全的环境。
四、结论水下噪音对海洋生物产生了广泛而严重的影响，但我们可以采取一系列措施来减少这种影响。
第八章 水下噪声
第八章 水下噪声噪声定义：是指在特定条件下不需要的声音。
水下噪声：（1）海洋环境噪声和舰船的自噪声它们是声呐系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。
（2）目标（舰船、潜艇、鱼雷等）辐射噪声它是被动声呐系统的声源，通过接收该噪声实现目标检测。
水下噪声研究的意义（对抗与反对抗）：（1）建立水下噪声的规律和特性，提高声呐设备的性能。
（2）降噪处理，提高自身隐蔽性。
8.1 噪声的基本概念1、噪声的描述噪声是一个随机过程，描述噪声的统计量有：噪声的概率密度函数：()()11110p 1p p p p p P limt ,p 1∆∆Φ∆+<<=→ 噪声的概率分布函数： ()()⎰+=+<<111p p p 1111dp t ,p t ,p p p p P ∆Φ∆平稳随机过程： ()()τΦΦ+=t ,p t ,p 11一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度函数表示为：()()222p e 21p σμπσΦ--=为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。
其均值和方差：()()()()⎰⎰∞∞-∞∞--=-===dp p p p pdp p p 222ΦμμσΦμ一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期望、方差、相关函数、功率谱。
由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数：()()()()()⎰⎰∞∞---∞→=-⋅=ττωττωτd e R S dt t p t p T 21limR j T T T 若噪声的功率谱是均匀，则称之为白噪声。
噪声声压有效值e p ：等于介质阻抗为单位值时平均声强I 的平方根。
如果假设噪声的平均值为零，介质阻抗为单位值，则它的方差便等于平均声强：⎰∞∞-==dp )p (p I 22Φσ 或时间平均表示：⎰-∞→==2/T 2/T 2T 2dt )t (p T 1limI σ 噪声声压有效值： ⎰-∞→==2/T 2/T 2T e dt )t (p T1I p lim 2、噪声的频谱分析噪声声压是一个随机量，与时间量之间不存在确定关系，因此分析噪声声压幅值的频谱没有意义；而随机过程的功率谱函数是一个确定的统计量，反映了该过程的各频率分量的平均强度。
水下噪音对海洋生态的影响与保护
水下噪音对海洋生态的影响与保护近年来，随着人类活动的增加和技术的发展，水下噪音逐渐成为一个备受关注的环境问题。
这些噪音来源于航运、建构工程、军事活动和海洋能源的开发，对海洋生态系统造成了严重的影响。
本文将探讨水下噪音对海洋生态的影响，并提出相应的保护措施。
一、水下噪音对海洋生物的影响水下噪音会扰乱海洋生物的正常行为和生态系统的平衡。
首先，鲸类等大型海洋动物依赖声音进行交流、寻找伴侣和觅食。
当噪音干扰到它们的声音传播，会导致其迷失方向、与同类失去联系甚至遭受饥饿。
其次，噪音还会导致海洋中的鱼类和其他生物受到惊吓，造成逃离行为，甚至引发生态链的破裂。
此外，高强度的水下噪音还可能直接损害海洋生物的听觉器官，给其生存和繁衍造成严重威胁。
二、水下噪音的来源与主要影响1. 船舶和海上设施：航运是主要的水下噪音源之一。
船舶的引擎声、螺旋桨转动声以及舰艇的雷达和声纳信号都会产生噪音。
这些噪音对鲸类等海洋动物的生存造成威胁。
2. 建构工程：沿海建设和海底管道的施工会产生很高的噪音水平。
这些噪音会对鱼类、珊瑚礁和其他海洋生物造成不可逆转的伤害。
3. 军事活动：军事训练、装备测试和军舰运动都会产生噪音。
这些噪音不仅会干扰海洋生物的行为，还可能导致生物误判敌方声音并逃离。
4. 海洋能源开发：海上风电和海底油气开采等海洋能源项目的建设和运营会产生高强度的噪音。
这些噪音对海洋生态系统造成长期的负面影响。
三、水下噪音的保护措施为了减少水下噪音对海洋生态的影响，我们需要采取一系列的保护措施：1. 减少船舶和海上设施噪音：引导航运业采用低噪音推进系统，提高船体阻尼和隔音效果，减少螺旋桨引起的噪音。
在设计和建造海上设施时，应考虑隔音和减振技术，降低噪音排放。
2. 控制建构工程噪音：在建设期间，应采取减少噪音产生的技术措施，如使用静音装备、降低工作频率等。
同时，要合理规划建设时间，以避免对鱼类繁殖和迁徙期造成干扰。
3. 管控军事活动噪音：军方应加强训练的周密规划，将其与海洋生物的重要阶段和活动分开。
水下噪音对海洋哺乳动物的影响与保护
水下噪音对海洋哺乳动物的影响与保护水下环境是海洋哺乳动物生活的家园，然而，近年来人类活动导致了水下噪音的增加，给海洋哺乳动物造成了严重影响。
本文将讨论水下噪音对海洋哺乳动物的影响，并提出保护措施。
一、水下噪音对海洋哺乳动物的影响1. 食物链干扰：水下噪音干扰了海洋哺乳动物的捕食行为，影响其觅食能力与成功率，进而可能导致营养不良或生存困难。
2. 交流与导航干扰：海洋哺乳动物通过声音进行交流和导航，水下噪音的干扰会干扰它们的社交活动、繁殖行为和迁徙导航，影响其种群生态和生存状况。
3. 健康问题：持续性的高强度噪音可能导致海洋哺乳动物的听力受损，甚至引发生理和心理方面的压力反应，威胁其生理健康与生存能力。
二、水下噪音对海洋哺乳动物的具体影响案例1. 鲸类受威胁：噪音从船只、军事活动以及海底矿产开发等多个来源产生，已经对鲸类的迁徙、繁殖和食物获取等行为造成了严重干扰。
2. 海豚受影响：旅游活动中的水下噪音，如船只引擎声和游客嬉戏声，对海豚的生态行为产生负面影响，使其失去安全和环境友好的游泳空间。
3. 海狮和海象的生存问题：工业活动和海洋建筑项目所产生的声波可扰乱海狮和海象对食物和伴侣的搜索，限制其栖息地范围，威胁其生存和繁衍。
三、保护海洋哺乳动物的措施1. 减少船只噪音：采取节能降噪技术，开发低噪音推进系统，并对大型船只进行强制装备，以减少船舶活动对海洋哺乳动物的干扰。
2. 控制军事与工业噪音：减少军事演习和海底工程活动所产生的噪音，使用新型设备和工艺技术，降低对海洋哺乳动物的颠覆性影响。
3. 慎重开发海底矿产资源：在开展海洋矿产资源开发前，进行全面的环境影响评估，采取低噪音设备，保护海洋生物多样性和生态系统的完整性。
4. 加强监测与研究：建立全面的水下噪音监测网络，加强对海洋哺乳动物的研究，及时掌握其生态状况与噪音干扰程度，为保护措施的制定提供科学依据。
5. 提倡公众教育：通过宣传、教育活动，提高公众对水下噪音对海洋哺乳动物的影响的认识，倡导绿色、环保的海洋旅游和人工活动方式。
水下噪音污染影响海洋生物的隐形手
水下噪音污染影响海洋生物的隐形手水下环境是海洋生物生存和繁衍的重要空间，但近年来，由于人类活动的增加，水下噪音污染逐渐成为一个严重的问题。
水下噪音污染是指人类活动所产生的声音对海洋生态系统造成的负面影响。
这种噪音污染对海洋生物的生活行为、迁徙、沟通以及繁殖等方面都产生了隐形的手。
首先，水下噪音污染对海洋生物的生活行为造成了严重干扰。
海洋中充满了各种生物，它们通过声音进行交流和定位。
然而，水下噪音污染会掩盖或变异这些生物发出的声音，使它们无法正常交流，并且会干扰它们的生物声定位系统。
比如，鲸鱼在迁徙过程中依靠声音进行导航，但大型船只的引擎声和航行声会干扰它们的定位系统，导致迷失方向甚至搁浅。
此外，水下噪音还会使海洋鱼类的觅食行为受到干扰，进而影响其生存状况。
其次，水下噪音污染对海洋生物的迁徙产生了负面影响。
海洋生物在寻找食物、逃避敌害和繁衍等方面都需要进行迁徙。
然而，水下噪音会扰乱它们的正常迁徙路径和行为模式，导致迁徙失败或者迁移过程中消耗过多的能量。
例如，一些海洋鱼类的繁殖迁徙需要通过大洋的跨越，而水下噪音污染会干扰它们对地理环境的感知和定向能力，使得它们在迁徙过程中迷失方向或者耗尽体力。
此外，水下噪音污染还会影响海洋生物之间的沟通和社交。
许多海洋生物，特别是鲸类和海豚等社会性动物，通过声音进行交流和沟通。
然而，水下噪音污染会对它们的沟通产生干扰，使它们无法正常传递信息，从而影响它们的社交行为和群体结构稳定。
科学家们观察到，一些社会性动物在水下噪音干扰下会出现焦虑、紧张和孤立等行为，甚至可能导致族群的破裂和灭绝。
最后，水下噪音污染还对海洋生物的繁殖产生了不利影响。
很多海洋生物的繁殖需要通过声音来吸引异性或者传递求偶信息。
然而，水下噪音污染会对它们的繁殖行为产生干扰，使得它们难以正常进行繁殖。
例如，一些鱼类在产卵季节会发出具有特定频率和声调的叫声，以吸引异性。
然而，水下噪音会干扰这些声音的传播和接收，进而影响它们的繁殖成功率。
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第八章 水下噪声噪声定义：是指在特定条件下不需要的声音。
水下噪声：（1）海洋环境噪声和舰船的自噪声它们是声呐系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。
（2）目标（舰船、潜艇、鱼雷等）辐射噪声它是被动声呐系统的声源，通过接收该噪声实现目标检测。
水下噪声研究的意义（对抗与反对抗）：（1）建立水下噪声的规律和特性，提高声呐设备的性能。
（2）降噪处理，提高自身隐蔽性。
8.1 噪声的基本概念1、噪声的描述噪声是一个随机过程，描述噪声的统计量有：噪声的概率密度函数：()()11110p 1p p p p p P limt ,p 1∆∆Φ∆+<<=→ 噪声的概率分布函数： ()()⎰+=+<<111p p p 1111dp t ,p t ,p p p p P ∆Φ∆平稳随机过程： ()()τΦΦ+=t ,p t ,p 11一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度函数表示为：()()222p e 21p σμπσΦ--=为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。
其均值和方差：()()()()⎰⎰∞∞-∞∞--=-===dp p p p pdp p p 222ΦμμσΦμ一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期望、方差、相关函数、功率谱。
由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数：()()()()()⎰⎰∞∞---∞→=-⋅=ττωττωτd e R S dt t p t p T 21limR j T T T 若噪声的功率谱是均匀，则称之为白噪声。
噪声声压有效值e p ：等于介质阻抗为单位值时平均声强I 的平方根。
如果假设噪声的平均值为零，介质阻抗为单位值，则它的方差便等于平均声强：⎰∞∞-==dp )p (p I 22Φσ 或时间平均表示：⎰-∞→==2/T 2/T 2T 2dt )t (p T 1limI σ 噪声声压有效值： ⎰-∞→==2/T 2/T 2T e dt )t (p T1I p lim 2、噪声的频谱分析噪声声压是一个随机量，与时间量之间不存在确定关系，因此分析噪声声压幅值的频谱没有意义；而随机过程的功率谱函数是一个确定的统计量，反映了该过程的各频率分量的平均强度。
根据信号频谱曲线形状划分：（1）线谱：数学上能够用傅氏级数来表示，水声中周期、准周期信号频谱就是线谱信号；（2）连续谱：频谱分析用傅氏变换来表示，水声中瞬态非周期信号频谱就是连续谱。
声强平均频谱密度：ii i f I S ∆∆=声强频谱密度函数： ()df dI f I limf S ii 0f i ==→∆∆∆ 带宽内的总声强： ()⎰=21f f df f S I海洋环境噪声级：N I I lg10NL = 式中，N I 为水听器工作带宽内的噪声总声强。
假设水听器工作带宽f ∆内噪声谱)f (S 和其相应是均匀的，则有：f S I N ∆⋅=则有：0I S lg 10f lg 10NL +=∆ 注意：水下噪声是多种噪声源的综合迭加，每种噪声源的激励不尽相同，因此，它可能是线谱，也可能是连续谱，甚至是两种的迭加。
3、水下噪声的指向特性水下噪声具有指向性：噪声源具有指向性、噪声源空间分布、海洋传播条件等原因。
注意：工程上将噪声视为各向同性的，便于处理。
常识：海面噪声（风浪噪声）—垂直指向性；远处航船的辐射噪声—水平指向性。
8.2 海洋环境噪声海洋环境噪声也称自然噪声，研究环境噪声的目的：解决NL 及其时空统计特性与环境因素之间的依赖关系，找出其规律，并由此作出必要的预报，为声纳设备设计、制作提供必要的数据。
1、深海中的环境噪声源从低频到高频次序讨论噪声源及其特性：（1）潮汐和波浪的海水静压力效应潮汐和海面波浪是海洋内部海水静压力变化的原因，它们是低频噪声源。
（2）地震扰动地震是海洋中的极低频噪声源。
（3）海洋湍流湍流产生噪声方式：湍流使水听器、电缆等颤动或作响——自噪声（不是自然噪声）；湍流压力变化辐射噪声——四极子元，衰减会，不是主要源；湍流区内部压力的声效应。
地海洋湍流是海洋中的低频噪声源。
（4）行船行船是50Hz~500Hz 频率范围内主要噪声源，与风和天气无关。
（5）海面波浪海面波浪噪声是500Hz~25000Hz 频率范围内的噪声源，与海况直接相关。
V . O.Kundson 总结出著名Kundson 曲线。
（6）热噪声海洋分子的热噪声限制水听器的高频灵敏度，等效热噪声谱级：-NL--=+115E20DIflg式中，DI为指向性指数，单位dB；E为转换效率，单位dB；f频率，单位kHz。
2、深海环境噪声谱Wenz谱级图：在一般情况下，它能够比较细致地描写出环境噪声地普遍规律性，被认为最具代表性的深海噪声谱曲线。
深海环境噪声谱地例子如上图，谱由斜率的不同的五部分组成，解释如下：（1）1Hz以下，这段谱至今还不为人所知。
估计该噪声来源于海水静压力效应或是地球内部的地震扰动。
（2）谱斜率为-8~-10dB/倍频程，与风速仅有很微弱的关系，最可能的噪声源是海洋湍流。
（3）自然噪声谱变平，远处行船是主要噪声源。
（4）具有-5~-6dB/倍频程，噪声源是离测量点不远的粗糙海面。
（5）海水介质分子热运动噪声，谱线斜率为6dB/倍频程。
工程上，为预报海洋环境噪声级，需要不同条件下的平均典型自然噪声谱，见右图。
图中画出了不同航运和风速条件下的预报用曲线。
使用时，选择适当的航运和风速条件曲线，和相邻频段的曲线连接起来，近似地预报自然噪声谱。
3、自然噪声的间歇源及自然噪声的变化特性（1）间歇源的噪声源它是一种暂时存在的噪声源，如能发声的海洋生物、降雨等。
海洋生物：甲壳类、鱼类和海生哺乳类——特殊的鸣声、嘈杂声等；降雨：提高自然噪声级与降雨率和面积有关——在1kHz~10kHz 频段接近于白噪声。
（2）变化特性自然噪声具有易变性。
产生原因：噪声源的易变性和传播条件的改变4、海洋环境噪声的振幅分布和空间相关（1）振幅分布根据中心极限定理，海洋环境噪声的振幅分布是高斯分布，但在近海面其分布比高斯型尖，原因是噪声源数目不够大。
（2）空间相关性噪声的空间相关：指海中相隔开的水听器接收到的噪声的乘积对时间的平均。
两个相距为d 的各向同性单频噪声的相关系数为kd /kd sin )d (=ρCron 和Sherman 对指向性为θmcos 的噪声场相关系数进行研究，如右图。
水平方向和垂直方向上的相关系数理论曲线与各向同性的单频噪声场具有相同形状。
海面粗糙度形成的噪声场具有θ2cos 的指向特性。
5、深海环境噪声的指向性深海自然噪声具有指向性：低频噪声来自远处，高频噪声源来自顶部的海面。
海面辐射噪声具有θ2cos 的指向特性（噪声源和海面上虚源干涉效应引起的）。
8.3 舰船和鱼雷的辐射噪声舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声，是被动声纳的声源信号。
舰船辐射噪声的危害：（1）破坏了舰船的隐蔽性；（2）可能引爆某些水中兵器；（3）干扰本舰的水声设备（自噪声）。
舰船、鱼雷辐射噪声特点：噪声源繁多、集中，噪声强度大，频谱成分复杂。
1、舰船辐射噪声的声源级和噪声谱舰船辐射噪声声源级：在远场测得噪声级后，在修正传播损失，归算到离声源声中心1米处，并计算出1Hz 带宽内的声强，则声源级（谱级）为： f I I lg 10SL 0N∆=式中，f ∆是换能器工作带宽，0I 为参考声强，N I 为距声源声中心1米处的噪声声强。
噪声谱基本类型：（1）连续谱；（2）线谱。
舰船辐射噪声为线谱和连续谱的迭加。
2、舰船辐射噪声源及其特性 机械噪声螺旋桨噪声 水动力噪声 主机：柴油机、主电动机、减速器辅机：发动机、泵、空调设备 螺旋桨空化 螺旋桨引起船壳振动 水流辐射噪声 空腔、板和附件的共振支柱和附件的空化（一）机械噪声机械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振动，通过船体向水中辐射而形成的噪声。
产生机理：（1）不平衡的旋转部件（电机电枢等）；（2）重复的不连续性（齿轮、涡轮机叶片等）；（3）往复部件（汽缸的爆炸）；——产生线谱噪声，其成分是振动基频及其谐波分量（4）流体空化和湍流及排气（泵、管道、凝汽器等）；（5）机械摩擦（轴承等）。
——产生连续谱噪声。
结论：（1）舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加，与舰船航行状态及机械工作状态密切相关，一般较复杂、多变；（2）机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。
（二）螺旋桨噪声螺旋桨噪声：螺旋桨空化噪声和螺旋桨叶片振动辐射噪声。
（1）螺旋桨空化噪声螺旋桨空化噪声是舰船辐射噪声高频段主要成分，且为连续谱，其典型频谱如右图。
频谱特点：在高频段，谱级随频率以6dB/Oct斜率下降；在低频段随频率增高而增高；谱峰（100Hz~1000Hz）随航速和深度而变化，当航速增加和深度变浅时，谱峰向低频移动。
原因：高航速和浅深度时，易产生空化气泡，产生低频噪声，使谱峰向低频端移动。
空化噪声产生条件：航速大于舰船临界航速。
螺旋桨空化噪声与航速关系：（a）航速低于临界航速，空化噪声级很低（未发生空化）；（b）航速增大至临界航速，空化噪声级急剧增大（空化发生、发展）；（c）航速继续增大，空化噪声级基本趋于稳定（空化充分）。
螺旋桨空化噪声与航深关系：航行深度增加，临界航速提高，空化噪声级增加。
螺旋桨空化噪声还与其它因素有关，例如螺旋桨损坏、加速、转向等因素。
常识：水面舰船的螺旋桨空化噪声—航速关系不是S形，关系复杂。
（2）螺旋桨唱音螺旋桨唱音是螺旋桨叶片拍击、切割水流而引起的，也称为旋转噪声，它为线谱噪声分量。
其频谱的频率：m nsfm式中，n是螺旋桨叶片数；s是螺旋桨转速；m是谐波次数。
螺旋桨唱音是潜艇低频段（1~100Hz）噪声的主要成分。
常识：频谱特性是声纳识别目标和估计目标速度的依据。
（3）螺旋桨噪声方向性船首和船尾方向比正横方向辐射的噪声小；在船首—船尾方向成30o角度内，指向性凹进去，船首方向比船尾方向凹进略多些。
（三）水动力噪声水动力噪声是由不规则的、起伏的海流流过运动船只表面而形成的，是水流动力作用于舰船的结果。
产生机理：（1）水流激励壳体振动或壳体上某些结构（叶片、空穴腔体等）共振；（2）湍流附面层产生的流噪声（粘滞流体特性）；（3）航船拍浪声（船首、船尾）、船上循环系统进水口和排水口的辐射噪声。
根据布洛欣采夫理论，水动力噪声强度主要与航速有关：n w kv I 式中，k 为常数，v 是航速，n 是与航船水下线形等因素有关的一个量。
常识：一般情况，舰船水动力噪声小于机械噪声和螺旋桨噪声。
3、辐射噪声源概要舰艇的辐射噪主要噪声源是机械噪声和螺旋桨噪声，二者贡献的大小取决于频率、航速和航深。
对于给定的航速和航深，存在一个临界频率，低于此频率时，谱的主要成分是机械和螺旋桨的线谱；高于此频率时，谱主要成分是螺旋桨空化的连续谱。