深海水聲學

深海海域約占世界海洋總面積的?88%，蘊藏著豐富的油氣資源、礦產資源和生物基因資源。近年來，海洋競爭，尤其是深海領域的競爭日趨激烈。隨著我國綜合國力的不斷提升，面對國際深海領域的激烈競爭，突破“第二島鏈”、走向深海已成為我國面對全球化發展的必然選擇，發展深海高技術是實現我國參與國際深海競爭的關鍵。

2009?年?7?月?3?日科技部、國家海洋局發布了《國家深海高技術發展專項規劃（2009—2020?年）》。水聲學在深海高技術發展中具有獨特的作用：①信號處理算法和計算能力是實現高性能聲吶的必備條件，但海洋聲信號的相干性則是最終確定聲吶性能的關鍵。相干性所涉及的科學技術問題大都與環境條件有關。聲吶必須能有效使用的沿海海區可能很淺（1—200?m深），也可能很深（幾公里深），還存在大陸架間斷。水聲信號在深水區的相干性比沿海海區更大，在信號不產生相互作用的情況下尤為如此。這就提供了利用相干性大幅度增大探測距離的機會。②深海傳播條件受海面、海底影響較小，具有特殊的會聚區效應。充分利用深海的傳播特性，對水下噪聲檢測、水聲通信，大面積的水下觀測網絡意義重大。③各種水聲設備要在深海環境下有效工作，必須克服由深海壓力、海流、低溫等各種條件所帶來的不利影響。無論是載人還是無人系統都要有不同于淺海環境的受壓、生活、動力、觀測、導航、通信、自救的能力。要研制一系列可以在深海使用的數據采集/傳輸設備、環境監測的傳感器、深海聲發射換能器等。

北極水聲學

北極地區是全球氣候變化最為劇烈的地區之一，隨著海水變暖造成的北極冰蓋融化，北極的戰略地位日益突出，也使其成為美、俄等大國博弈的焦點。同樣，作為近北極國家的中國在北極地區也存在航道、資源、軍事以及科研等維系國家未來發展空間的重大利益。建設海洋強國，理應將經略北極納入戰略視野。

北極水聲學即對北冰洋地區及其毗鄰海域的海洋聲學、水聲學的研究工作，實際上高緯度地區的水聲學研究都可以看作是極地聲學的一部分。北極地區地理位置獨特、氣候寒冷，北冰洋的大部分區域終年被海冰覆蓋，因此也形成了獨特的聲場環境。由于冰蓋的作用，造成冰下噪聲劇烈起伏以及強混響效應，并形成了北冰洋獨有的半波導聲道。因此，如何收集水聲數據資料，掌握北極地區海域水聲環境規律及機理，建立北極背景場、聲信道模型，利用北極海洋環境水聲效應，開展北極水聲環境適配處理理論與方法研究，是確保我國海軍在未來的北極機動作戰中獲取信息優勢的重大能力需求，是我國潛艇隱蔽實施核威懾，保障艦艇北極地區航行安全，以及提高艦艇聲吶裝備環境適應性，提升探測、通信、導航技術水平的重大前沿基礎研究需求。

相關文章