0引言

發(fā)展海洋科學(xué)、維護(hù)海洋權(quán)益、開發(fā)海洋資源、建立海洋產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)從認(rèn)知海洋空間，了解海洋現(xiàn)象，尋求反映機(jī)理，探討演變過程，發(fā)現(xiàn)海洋秘密，總結(jié)海洋規(guī)律等逐步做起。海洋環(huán)境監(jiān)測是對海空、海面、海水、海底、海岸、海島周邊發(fā)生的物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)現(xiàn)象和過程進(jìn)行的觀察、感知、測量、記錄、分析、監(jiān)控。海洋環(huán)境監(jiān)測途徑一是天基的遙感衛(wèi)星、測量衛(wèi)星等;二是空中飛機(jī)、無人偵察機(jī)、飛艇搭載的光電探測雷達(dá)及空基遙感裝置、高分辯率成像裝置、氣體氣旋分析裝置等;三是岸基或島基的高頻天波雷達(dá)、高頻地波雷達(dá)、微波超視距雷達(dá)、激光雷達(dá)、光學(xué)探測與成像裝置、無線電信號偵測及綜合技術(shù)觀測裝置、臨海陸地的氣壓、氣流、風(fēng)力、蒸發(fā)通量測量系統(tǒng)等;四是搭載于航行艦船及專用測量試驗(yàn)船、海洋工程平臺、浮標(biāo)、潛標(biāo)、蛙人、潛水器的各種物理生化傳感器、光電探測器、水聲探測器、水質(zhì)采樣與分析裝置、魚群及相應(yīng)生物鏈探測裝置等;五是布放在海底的海床基、坐底式測量裝置、海底光電纜、高中低壓接駁器、聲組合水聽器、光纖傳感器以及海底探測傳輸設(shè)備與海洋浮標(biāo)、潛標(biāo)、AUV、UUV、海洋艦船構(gòu)成的海洋觀測網(wǎng)。這5種監(jiān)測途徑的實(shí)現(xiàn)和信息獲取，都需要數(shù)據(jù)通信網(wǎng)做保障，其包括衛(wèi)星通信、短波和超短波通信、海底光纜和電纜通信、水聲通信、中繼組網(wǎng)通信等。海洋環(huán)境監(jiān)測從功能上又分為海洋動力環(huán)境監(jiān)測、海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、海洋地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測和海戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測四大類，它們的監(jiān)測方向各有重點(diǎn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)有很大的專業(yè)差距，但服務(wù)面向相關(guān)度是很緊密的，諸多海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)是多領(lǐng)域共享的。下面?zhèn)戎睾Ｑ髣恿Νh(huán)境監(jiān)測和海戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測，論證海洋監(jiān)測在海洋發(fā)展和維權(quán)活動中的支撐先導(dǎo)作用。

1海洋環(huán)境對海上維權(quán)平臺和裝備的影響

海軍艦艇和各種海洋維權(quán)執(zhí)法船在海洋航行，艦船裝備在海洋應(yīng)用，艦船載武器和水中兵器在海洋作戰(zhàn)，信號在大氣和海水中傳輸，都面臨著海洋的風(fēng)場、浪場、流場、聲場、磁場、壓力場、溫度、鹽度、深度、密度、腐蝕度和海面大氣水氣等環(huán)境參數(shù)的影響。海軍及海警海監(jiān)的典型裝備包括:水面艦船、高速快艇、常規(guī)潛艇、核潛艇;海航飛機(jī)、艦船載直升機(jī)、無人機(jī)、空中飛艇;艦炮、艦載導(dǎo)彈、魚雷、水雷;艦船載雷達(dá)、聲吶、通信、導(dǎo)航、光電及電子戰(zhàn)設(shè)備等。海洋裝備是構(gòu)成海上維權(quán)戰(zhàn)斗力的物質(zhì)基礎(chǔ)，對保衛(wèi)國家安全、維護(hù)海洋權(quán)益、治理海洋環(huán)境、開發(fā)海洋資源具有十分重要的作用。海洋維權(quán)裝備的使用環(huán)境復(fù)雜多變，從熱帶到寒帶、從水上到水下，從春季到冬季，海洋環(huán)境中的各種因素對裝備性能的發(fā)揮都有重要影響。例如海風(fēng)、海浪、海流、海冰、海霧對艦船航行安全有重大影響;云、雨、雷電對飛機(jī)飛行安全影響很大;海水的溫度、密度、鹽度、躍層對潛艇活動有重大影響;磁場變化影響艦船、飛機(jī)、潛艇的導(dǎo)航;電磁效應(yīng)、蒸發(fā)波導(dǎo)和大氣波導(dǎo)效應(yīng)、電離層變化對雷達(dá)探測、無線電通信的傳播特性和傳輸品質(zhì)有影響;海雜波、雨、霧影響雷達(dá)探測和導(dǎo)彈精確制導(dǎo);大氣透明度和雨霧對光電設(shè)備的使用和性能有很大影響;海洋的溫、鹽、深、密、流對聲吶探測、水聲通信、魚雷聲制導(dǎo)有很大影響;低空風(fēng)影響炮彈和導(dǎo)彈的彈道;潛器座底與海底地質(zhì)相關(guān)，等。

1.1海洋環(huán)境對艦船水面航行的影響

對艦船水面航行影響較大的環(huán)境參數(shù)有風(fēng)、浪、霧、海流和海冰。大風(fēng)對艦船海上航行安全構(gòu)成重大威脅，暴風(fēng)對海油工程和停靠港口的船舶還有巨大破壞力;海浪是海上航行的克星，發(fā)生過多次巨浪將船體攔腰截?cái)嗟膽K劇;“睡浪”的最大波高可超過30m，船舶遇到后很難逃過這種滅頂之災(zāi)。海霧使海上能見度大大降低，使艦船容易發(fā)生嚴(yán)重相撞事故;海冰運(yùn)動時的推力和撞擊力巨大，能對艦船海上航行造成重大危害，“泰坦尼克”號郵輪撞擊冰山，我國渤海“海二井”石油平臺被流冰摧毀等是很著名的例證。

1.2海洋環(huán)境對潛艇水下航行的影響

海水的密度躍層、環(huán)流對潛艇活動有重大影響，當(dāng)潛艇遇到海水密度躍層形成的“海底斷崖”時，會突然下沉，危及潛艇安全。當(dāng)潛艇遇到海洋環(huán)流和內(nèi)波時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的振動和顛簸，變得難以操縱和控制，甚至難于走出困境。

1.3海洋環(huán)境對雷達(dá)探測與無線傳輸?shù)挠绊?

艦載雷達(dá)肩負(fù)著對空探測和對海探測的功能，海雜波、云雨雜波對雷達(dá)探測會產(chǎn)生較大干擾，形成假目標(biāo)和虛警，直接影響雷達(dá)探測和導(dǎo)彈精確制導(dǎo)。對于被動超視距雷達(dá)，海洋環(huán)境中的氣象參數(shù)(如溫度、氣壓、氣溫、蒸發(fā)通量等)會影響大氣波導(dǎo)形成，從而影響雷達(dá)探測性能。無線傳輸與電磁波在海空介質(zhì)中的傳播特性和品質(zhì)相關(guān)，空中電離層的變化會對海上通信產(chǎn)生干擾和多徑效應(yīng)，影響通信質(zhì)量。

1.4海洋環(huán)境對導(dǎo)航的影響

海水表面和水下磁場的變化對艦艇、飛機(jī)、潛艇的導(dǎo)航有重大影響。通常海洋磁場是比較穩(wěn)定和均衡的，但是在某些特殊情況下，如海底礦山和地質(zhì)原因，會使區(qū)域磁場異常，使電羅經(jīng)指示的方向發(fā)生偏差，影響導(dǎo)航精度。

1.5海洋環(huán)境對水聲探測與傳輸?shù)挠绊?

海水對于聲波的傳輸是一種時變、空變的隨機(jī)不均勻變參信道。聲吶在水下工作，其性能受海洋環(huán)境的影響非常大。聲速會受到海水溫度、深度、鹽度的影響。聲信號傳播會受到季節(jié)、水域、內(nèi)波、潮汐、海流、海面波浪、氣流等氣象因素和海底沉積層及其組成結(jié)構(gòu)的影響;如我國中沙和南沙島之間水深4km以上的海域存在穩(wěn)定的深水通道，在傳播實(shí)驗(yàn)中可清晰地收到600km以外的爆炸信號，而在南沙復(fù)雜海底地形區(qū)，同樣爆炸聲源的接收距離僅為1～2km;季節(jié)對聲傳播的距離影響很大，如有的聲吶設(shè)備在冬季作用距離可達(dá)數(shù)十千米，而在夏季卻發(fā)現(xiàn)不了肉眼都已經(jīng)看到的目標(biāo)。海洋中的生物群、水團(tuán)、暗礁、海底山丘、泥沙等對聲吶設(shè)備準(zhǔn)確識別探測目標(biāo)實(shí)非易事，最典型的困難當(dāng)屬對被泥沙掩埋的水雷的探測和識別。海洋環(huán)境噪聲對聲吶探測信號的提取也有著十分重要的影響，它是水聲信道中的一種干擾背景場。海洋環(huán)境噪聲包括:由風(fēng)浪造成的湍流噪聲、雨噪聲、氣泡噪聲;生物噪聲、地震噪聲、冰噪聲、熱噪聲等。這些海洋環(huán)境條件對聲吶的探測距離和目標(biāo)識別、對用聲吶導(dǎo)航的潛艇航行安全性、用聲制導(dǎo)魚雷攻擊的準(zhǔn)確性、水聲通信的作用距離等都產(chǎn)生重大影響。