Акустический мониторинг

Содержание

Введение………………………………….………………………………… ……2

1. Трудности перевода «языка океана»…………………………………… .… 4

2. Новое звучание океана…………………………………………………… .….7

3. Методы и средства освещения подводной обстановки…………………… .8

Заключение………………………………………………… .………………… 17

Список используемой литературы…………………………………………… .19

Введение

В настоящее время наиболее актуальными я

вляются исследования антропогенного и естественного воздействия на окружающую среду, климатообразования, возможностей прогнозирования природных катаклизмов. Мировой океан играет огромную роль в жизни всей биосферы планеты. Покрывая большую часть поверхности Земли, сложно устроенный и богато населенный живыми организмами, океан активно участвует в процессах функционирования живой оболочки планеты. Поэтому существует острая необходимость изучения и выявления закономерностей происходящих явлений для достижения глубокого понимания и возможности реализации эффективного контроля и воздействия в интересах страны и человечества в целом. Результаты исследований в значительной мере зависят от качества применяемых технических средств.

В связи с изменением геополитической и экономической ситуации в нашей стране изменилась концепция глобального мониторинга Мирового океана. На настоящий момент с учетом реальных возможностей нашей страны и ее национальных интересов, сформулирован ряд основных задач, которые изложены в ФЦП «Мировой океан». В ней предполагается совершенствование методологии проведения океанологических исследований в океане, предусматривающее переход от глобального к региональному мониторингу приоритетных районов Мирового океана и окраинных морей. Исходя из этого, исследование и мониторинг динамики и структуры вод Японского моря, на побережье которого сосредоточены крупные населенные пункты, промышленные и военные объекты России, Японии и Кореи, имеет огромное значение.

Современная тенденция проведения исследований предполагает снижение объемов морских экспедиционных рейсов и возрастание роли долговременных автономных буйковых станций; комплексное использование системы океанологического наблюдения, включающего судовые, авиационно-космические и автономные подводные станции и аппараты.

В настоящее время можно утверждать, что долговременный мониторинг с применением измерительных многофункциональных автоматизированных комплексов с большим сроком автономности становится основным средством изучения водной среды. Но следует отметить, что только массовое применение автономных средств позволит осуществить оперативный контроль и мониторинг акваторий океана.

Подобному применению автономных средств препятствует фактор, обусловленный высокими затратами на закупку, развертывание и последующую эксплуатацию аппаратуры, а также специфика условий эксплуатации автономной аппаратуры, обусловленная необходимостью длительного функционирования в тяжелых условиях. При этом отсутствие доступа к аппаратуре, практически полностью исключает возможность ее профилактического осмотра и последующего ремонта.

Необходимым условием массового применения автономных средств является низкая стоимость производства, транспортировки, развертывания и последующей эксплуатации средств автономного мониторинга, а также высокая надежность их долговременного функционирования в тяжелых эксплуатационных условиях. Ситуация, сложившаяся в данной области показывает, что затраты связанные с обозначенными выше особенностями при прочих равных условиях могут быть значительно снижены за счет существенного уменьшения массы и габаритов аппаратуры и ее энергопотребления, что может быть достигнуто благодаря использованию современной элементной базы, прогрессивных технологий, оригинальных конструктивных и схемотехнических решений. Поскольку основные характеристики в значительной мере зависят от применяемой элементной базы, необходимо отметить, что только за прошедшие десятилетия развития микроэлектроники произошло существенное улучшение таких характеристик технических средств, как вес, габариты, энергопотребление, производительность, надежность и стоимость.

Актуальность исследований. Одной из первоочередных и важнейших задач, стоящих в настоящее время перед специалистами подводной акустики, является приоритетное развитие материально-технической и методологической базы для дистанционных исследований и мониторинга океанологических процессов. Правильный выбор комплекса используемых методов и средств измерения для решения проблем технической океанологии, обеспечение научной и технической перспективы развития и эффективности его использования является одной из важнейших современных научно-технических проблем.

1. Трудности перевода «языка океана»

Человек издревле прислушивался к звукам, идущим из водных глубин. Правда, не всегда мог объяснить их происхождение. Так, в 1963 году, когда моряки советской атомной подводной лодки достигли Северного полюса, акустическая вахта субмарины уловила в недрах океана загадочный звук. Время от времени моряки слышали шум работающего двигателя. Объект с необычной "внеземной" ловкостью резко изменял скорость и направление. Подводники пришли в смятение. Позже источник сигнала был установлен - оказалось, что акустики уловили сердцебиение кита. Млекопитающее сопровождало лодку и создавало причудливый шумовой фон. Сердце царя океанов обладает мощностью в несколько десятков лошадиных сил и способно перекачивать до десяти тонн крови в сутки. Неудивительно, что оно шумело, словно мощный дизель.

В шестидесятые годы современная гидроакустика только зарождалась, и поэтому технические средства не позволяли правильно идентифицировать всю какофонию океанских звуков. Теперь же акватории бороздят научно-исследовательские суда, напичканные современным высокотехнологичным оборудованием, которые помогут ученым разобраться в океанском многоголосии.

Именно военные специалисты подтолкнули гражданских технарей к созданию проекта глобального акустического мониторинга Мирового океана. Стратегическую систему звукового контроля, состоявшую из цепочки подводных гидрофонов, впоследствии перенацелили для решения мирных задач. Этот проект работает на базе технической системы наблюдений американского ВМФ. Однако со временем она претерпела значительный «апгрейд». Специалисты Тихоокеанской морской экологической лаборатории национального Центра управления океанических и атмосферных исследований США научились контролировать отдаленные области Мирового океана, не покрытые сетью гидрофонов, расположенных на глубине нескольких сотен метров. Ученые усилили акустическую систему военных гидротелефонами, которые способны работать автономно и передавать данные на центральный пульт управления. Именно здесь исследователи получают окончательные данные в виде спектрограмм, другими словами, графических изображений сигналов. За годы работы у сотрудников лаборатории набралась целая «романтическая коллекция» всевозможных записей. Здесь есть песни китов, отголоски подводных землетрясений, шум винтов подводных лодок, звуки столкновения айсбергов и даже шорох растущих кораллов.

 Скачать реферат