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海水跃层影响潜艇活动

发布时间:2015-06-02

海水跃层是指海水中温度、盐度、密度或声速在垂直方向上出现不连续变化或急剧变化的水层。海水跃层按要素可分为温度跃层、盐度跃层、密度跃层和声速跃层4种。跃层底界和跃层顶界的深度差值为跃层厚度。形成跃层有个标准,我国国家海洋局在1975年就对上述4种跃层规定了最低标准,例如温度跃层在浅海每米温度变化超过0.2℃;深海为每米变化超过0.05℃。 盐度跃层、密度跃层和声速跃层也都有栢应的最低标准。

  温度跃层在海洋中经常存在,并影响着盐度、密度和声速跃层。在较暖的表层水下约从200〜1 000米深处,存在着一个广泛分布的永久性温度跃层,水温在该处可降低15 将大洋中上层的暖水与下层的冷水分开。盐度跃层是因海水盐度混合不匀而产生的,多发生在河口区域或有大量降水、蒸发和融冰的海区, 髙盐水与低盐水之间形成明显的稳定的盐度跃层,以南大西洋最明显。密度跃层大体与温度跃层相对应,密度跃层能有效地阻止海水的上下对流。上层密度小、下层密度大的正密度跃变层,俗称“液体海底”,跃层间海水浮力变大;上层密度大、下层密度 小的负密度跃变层,俗称“海中断崖”,跃层间海水浮力变小。 声速跃层是因海水温度、盐度、压力的不均匀,而产生的声音传 播速度在垂直方向上的突变。在该跃层内,声速每米变化在浅海超过0.5米/秒,在深海超过0.2米/秒。海水跃层形成与海区的地理位置、环境和气候有关,可分为主跃层、季节性跃层和周日跃层三种类型。主跃层亦称永久性跃层,由大洋热盐环流所维持,在赤道附近较强、较薄,上界深度也较浅;中纬度海区强度逐渐变弱,厚度增大,上界深度变深;高纬度地区强度又增大, 厚度减小,深度变浅。季节性跃层和周日跃层是海洋与大气相互作用和太阳辐射直接形成的,季节性跃层多发生中纬度海区,春末夏初形成,夏季最强,深度二般在50~100米之间,冬季消 失。周日跃层与周日温度变化有关,只要海洋表面在白昼有足够的热量输入,便可在任何纬度的海域中形成。

  海水跃层对海军潜艇活动有重要的影响,尤其是密度跃层。 当出现“液体海底”时,潜艇在其中航行,上浮与下潜操纵都会有困难。如杲潜艇在其上航行而要下潜到下面去,则会因所受的浮力增加而不能下潜,好像碰到海底一样,潜艇停留在“液体海底”中,军事上称为“潜坐液体海底”,可用来进行水下抛锚待机和水下操纵。由于进入液体海底内的声波会发生折射,所以在液体海底下隐藏的潜艇能有效地躲避敌方水下声吶的搜索。与此 相反,当潜艇遇到“海中断崖”时,由于潜艇受到的浮力突然减小,此时如不及时采取措施减轻潜艇重量,则潜艇会突然急速下沉,甚至发生意外事故。

  此外,在海水密度跃层上还会产生“内波”和“死水”。这是指密度跃层的界面受到扰动或外力作用时,会在界面上产生波动,即海洋内部的波浪,故称“内波”。内波一经产生,船只就要付出相当一部分能量克服内波影响,如果增加的能量不足,船速迅速减小,船就像粘住在海面上,这就是“死水”现象。对于动力较小的船来说,“死水”是一种相当可怕的现象。1983年俄罗斯北极考察船“弗来姆”号从挪威向新西伯利亚进发,在泰美 半岛附近遇到了“死水”现象。船员们都当上了划桨手,但4个小时过去了,船儿几乎一动不动,周围海水形成的波涛忽大忽小,他们向不同的方向转舵,都毫无作用,船只在原来的水面兜圈子,这种情况持续了五个昼夜。但对动力大的船,只要加大马力,船会渡过“死水”区的。由此可见,在密度跃层上形成的内波,其能量是相当大的。潜艇遇见内波时应当提高警惕,内波不仅使潜艇航行阻力增加,而且使潜艇摇摆起伏,升降舵不易操纵,严重妨碍了潜艇的机动。有时,内波可能将潜艇突然推出水面,又可能把潜艇压入很深的水下,造成严重的后果。1963年4 月10日美国的核潜艇“长尾鲨”号在美国波士顿海域进行300 米潜艇深度试验时,遇上了前几天风暴引起的内波,又恰巧潜艇 某些部位出了毛病,失去了平衡,终于被内波压入2 700米深的海底,潜艇被压得粉碎,129名官兵无一生还。

  然而,声速跃层却对潜艇活动有一定的帮助。声速跃层可以形成水下特殊声道,利于水下远距离通信和探测。声呐在跃层以上发射,不利于探测跃层以下的目标,特殊情况下,潜艇潜入跃层以下,被发现的可能性大大减小。