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海洋噪音图绘制——艰难的海洋降噪之路

作者:大奖国际娱乐18dj18_登录www.18dj18.com 新闻来源: 点击数:0 发布时间:2014-11-26 14:34:15 【字体大小:
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在《海底两万里》里层出现过这样的场景:Nemo船长在飓风快到的时候,驾驶着鹦鹉螺号潜入了大海以下45米深处,随后Aaron Nash教授便被海底的世界震撼了,他说“这是一个多么宁静和平和的世界,再也听不到咆哮着的海浪声,太不可思议了!”——这件事发生于一八七零年。

时间回到21世纪的当下,如果您是一位经常在深海区域活动的人士,您所能感受到的环境,可能不比喧哗的闹市能安静到哪里去。人类通过一系列的活动,已经对海洋造成了严重的噪音污染。军舰操演、石油开采、货轮航行等行为形成的噪音,在海洋内外时时回响着。
 
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被噪音夺走听力的海洋生物

对于很多海洋生物特别是像鲸鱼和海豚这样的哺乳类动物而言,声音是他们赖以生存的工具,它们通过各种声波为自己导航,从而沟通和觅食。但是更为强烈的人为噪音的出现,使得它们深受其害,就像被挡住了视线,绑住了手脚一般。
  
Michael jazny是来自纽约自然资源保护委员会(NRCB)的高级政策分析员,他非常反对大量存在的海洋噪音,并且还曾因为美国海军制造的噪音严重的威胁到了海洋哺乳动物的生存而控告了他们,认为应该尽快的降低海洋噪音的污染。但其实对于海洋噪音应该降到什么程度,此前并没有科学家对此有太多涉猎,一直到二零一一年,才由美国海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,简称NOAA)组织了一个工作组,开始对美国领海附近的海洋噪音进行探测和绘图。
 
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这个简称为“声音地图”的项目,希望对海洋的人为噪声进行记录,通过光谱特性、时间、空间等,绘制出全人类第一幅大型声音的地图,从而帮助我们更好的认识人为噪音的特性,同时帮助我们找到降低噪音污染的办法。该项目的带头人之一雷拉•海弛教授是一位海洋生物学家,她认为这是一个很有野心的项目,因为目前为止,没有人为覆盖地球百分之七十的海洋做过系统地测绘,但如果项目成功的话,海洋噪音的严重性将直白的展示在人们眼前,它可以帮助相关机构更快的采取相关措施——对此感兴趣的人,可以从美国海洋和大气管理局的官方网站上去下载最新的结果。
 
其实美国已经根据相关法规对于海洋活动的噪声制定了相关规则,但由于军事组织是可以豁免责任的,所以并不能对他们有所限制。就算国际海事组织也对噪声污染制定了相关的标准,但因为大部分商业船只都是在国际公海范围活动,所以对他们也无可奈何。一位噪音控制工程公司的高级主管表示,将噪音污染的数目降低存在非常大的困难,对于他们这种专门从事船只降噪减震改造的公司而言,能控制噪音污染的数目不上升就是一件非常不错的事情了。这位名叫Michael Batiria的先生表示:“货轮发出的噪音和喷射机是差不多的,如果在勘探石油的时候使用高压枪的话,这个声音会非常的巨大,人类在利用声音探测海底资源时,也为海洋增添了刺耳的噪音。而更糟糕的是,当海军潜水艇追捕敌人时发出的爆炸声,操练时发出的噪声,将可能每次都导致数百头海洋动物失聪,数千头暂时性失去听觉,每年由此而受伤的海洋动物超过了25w。” 
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为什么会这样呢?因为光线在水里的传播距离不超过200m,但声音却可以传播几百甚至上千km,而海洋哺乳动物的听觉非常的敏锐,所以声音对它们的伤害更大。例如海豚和鲸鱼,它们的头部拥有好像迷宫一般复杂结构的共鸣室,可以通过发出复杂的声波进行交流和探测,从而弥补视觉的缺陷。但近几年的研究发现,它们发出的声音已经越来越少,这也从一个侧面证明它们的觅食和哺乳活动正在减少。

艰难的海洋噪音图绘制之路

由于噪音存在季节和周期的变化,所以研究者在绘制海洋地图时,同时记录了噪音的高低峰值和平均波度,以求得到更宏观和持久的结果。以北大西洋的噪音绘制为例,在多于两打的数据中,研究者通过归纳,将每一个区域内一年的噪音污染用红、橙、黄、绿、蓝分别进行标示,红色为最高,大概为115及以上的分贝,蓝色为最低,大概为40及以下的分贝。通过最终得出的结果可知,大西洋的上层海水的噪声污染以橙色为主,而1km以下的水域,蓝色的区域就变多了。这也许是因为有一条横跨海底中央的山脉对噪音有了明显的阻断作用。但往往大多数哺乳动物的活动范围都聚集在橙色区域内。
 
Batiria先生表示:“其实这份汇总图并不能表示出噪声污染的最高峰值,如果利用水听器在一米距离内测试,会发现用于海洋地震探测的抢,声音可达到二百五十分贝,单艘运油轮的噪声为二百分贝,拖驳船是一百七十分贝。如果要拿一个数据来对比的话,可以提及的有,爆竹齐鸣大概在一百分贝。人类处于100-120分贝环境内一个小时,就会导致暂时的失聪。”
 
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值得高兴的是,在世界范围内,关于商船和研究用船的消音改造已经开始进行了,虽然他们的出发点更多的是为了降低海洋噪音对人类科研探索的影响,并不是为了维护环境和保护海洋生物。就目前船舶降噪的手段而言,主要有两种方式。一种是通过对螺旋推进器的改造,使噪音降低——通过设计和改造,降低螺旋叶片上的空隙和气泡,使穴蚀现象降低,从而降低噪音;另一种方式,是通过对船体的某些噪音比较大的部位,如在舱室内加装隔音壁或者在空气压缩机、气泵、马达内加装减震器等,从而降低船体的噪音。
 
Michael Batiria曾在专业刊物上发表过关于船只降噪的大量文章,他发现,船舶的降噪手段和航空业是异曲同工的,所以可以借鉴他们的做法。但他又认为,船舶和飞机比起来,降噪需要经历的时间可能更久,因为船舶的寿命比飞机长1-2倍,需要等待淘汰旧船舶换成新型安静船舶的过程,会非常的漫长。但他对于未来仍然满怀期望:“技术已经有了,该来的总会来的!”

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神州普惠在海洋船舶降噪领域,也有不少相关的研究,例如吸隔声降噪声学材料,它分为:1、声学吸声材料是创新型共振吸声结构——柔性管束穿孔板共振吸声结构,该吸声结构克服了传统穿孔板吸声结构的空间限制和吸声频带窄的弱点。成功应用于工业和环境噪声控制。为客户解决复杂环境下噪声有源控制、优化设计,具有显著的降噪效果。2、声学隔声材料是一种集成型多层复合声学材料,具有耐腐蚀、耐高温、清洁环保、工艺简便和轻量化等优点,可以用多种材料制成,不受材料类型的限制。成功应用于我国高速列车车厢的降噪项目,多层复合声学材料结构吸声效果良好,具有广阔的应用前景。点击查看相关产品介绍

在水声探测领域,神州普惠自主研发生产的光纤水听器阵列,是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器。它通过高灵敏度的光学相干检测,将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。它具有灵敏度高,频响特性好等特点。由于采用光纤作信息载体,适宜远距离大范围监测。光纤水听器主要用于海洋声学环境中的声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的探测,是现代海军反潜作战、水下兵器试验、海洋石油勘探和海洋地质调查的先进探测手段。点击查看相关产品介绍
 
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关键字:海洋噪音