什么是声纳脉冲？它如何在水下伤害人类？

什么是声纳脉冲？它如何在水下伤害人类？
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2020年HMAS Toowoomba。（图片：LSIS Richard Cordell/澳大利亚国防部）

9 j# c  a6 F9 b; V9 \8 x9 s6 s上个月，澳大利亚政府透露，其海军潜水员持续了；轻伤”；，可能是由于中国海军舰艇的声纳脉冲。
/ H; e7 _$ r) `+ R( u: \8 F潜水员在日本海岸外的国际水域清理HMAS Toowoomba号螺旋桨上的渔网。根据副总理理查德·马尔斯的一份声明，尽管HMAS Toowoomba与国际公认的信号进行了通信，但中国船只靠近澳大利亚船只并打开声纳，迫使澳大利亚潜水员离开水面。
. f& Q7 q& x% @# t0 w5 z- z这一事件引起了澳大利亚政府的回应，他们将这一事件称为“；不安全且不专业”；。但声纳脉冲究竟是什么，声纳会对潜水员造成什么样的伤害？
7 Q% r8 o4 w8 }# ?  G什么是声纳？
2 `+ w4 Z) b' `# _  |& d光线不会；在水下不能很好地旅行&ndash；即使在清澈的海水中，你也能看到几十米左右。然而，声音在水下传播得很好，而且很远。这是因为水比空气密度大得多，因此可以更快更好地响应声压波&ndash；声波。
& F5 W2 T( c( y由于这些特性，船只使用声纳在海洋中导航，并“；请参阅“；在水下。单词&ldquo；声纳”；代表声音导航和测距。
% k) S5 R: u: d4 T声纳设备发出短的声学（声音）脉冲或ping，然后分析回声。根据设备接收到的回波的时间、振幅、相位和方向，您可以判断什么是&rsquo；s在水下&ndash；海底、峡谷壁、珊瑚、鱼类，当然还有船只和潜艇。
大多数船只&ndash；从小型私人船只到大型商业油轮&ndash；使用声纳。然而，与用于寻找鱼类的现成声纳相比，海军声纳更强。
声纳对潜水员有什么影响？
* I) g( ^' p) B8 ^这是一个很难研究的话题，因为您没有；Don’我不想故意让人类暴露在有害的声音中。然而，也有来自不同海军的轶事和意外曝光。也有关于人类在水下能听到什么的研究，无论有没有氯丁橡胶套装、头套或头盔。
我们不；在水下听不清楚&ndash；不足为奇，因为我们；I’我已进化为生活在陆地上。话虽如此，您会听到水下的声纳声（中高音噪音），并知道您；我已经暴露了。
$ q. O2 K: l; k6 T3 p4 Z当谈到海军声纳时，人类潜水员将其声音评为&ldquo；不愉快到严重”；在大约150dB的水平上，re1&micro；Pa（相对于一个微尺度的参考压力的分贝，水下声音的标准参考）。这可能距离军用声纳大约10公里。请注意，我们可以；不要将水下的声音暴露与我们的声音暴露进行比较；d通过空气接收，因为两者之间有太多的物理差异。
. ]  V- q, A5 V( g0 o人体耐受极限约为180dB re 1&micro；Pa，距离军用声纳约500米。在这种水平上，人类可能会出现头晕、定向障碍、暂时的记忆和注意力受到影响或暂时的听力损失。我们不；我没有关于澳大利亚潜水员暴露在何种水平的信息，但他们的伤势被描述为轻微。
在更高的接收水平、更近的范围或更长的暴露时间下，你可能会看到更严重的生理或健康影响。在极端情况下，特别是对于脉冲、突然的声音（声纳不是），声音会对组织和器官造成损害。
% Z/ @8 J8 t4 h4 [0 |2 d声纳对海洋动物有什么作用？
关于水下噪音可能对人类造成什么影响的一些信息来自对动物的研究和观察。
5 b( K! e  L# e6 j- W3 J" Z& g虽然他们通常不会；我没有外耳（海狮除外），海洋哺乳动物的内耳功能与我们的相似。他们可能会像我们一样受到噪音的听力损伤。这可能是暂时的，比如你在一场喧闹的音乐会后可能会经历的耳鸣或灵敏度下降，也可能是永久性的。
* n+ S( e" K$ r7 E生活在黑暗海洋中的海洋哺乳动物比普通人类更依赖声音和听觉。它们利用声音导航、狩猎、相互交流和寻找配偶。有牙齿的鲸鱼和海豚进化出了一种生物回声测深器或生物声纳，它发出一系列的咔嗒声并倾听回声。因此，干扰他们的声音或影响他们的听力会扰乱关键行为。
最后，声音也可能影响非哺乳动物动物，如鱼类，它们的许多生活功能依赖声学而非视觉。


作者
Christine Erbe，海洋科学中心主任；科廷大学技术学院

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