Acoustic Ambient Noise in the Ocean: Spectra and Sources

标题“Acoustic Ambient Noise in the Ocean: Spectra and Sources”（海洋声学环境噪声：频谱与来源）和描述中提及的“Gordon M. Wenz经典的深海环境噪声模型：即Wenz曲线”，指向了海洋声学领域内的一个重要概念——海洋环境噪声的频谱特性以及它们的来源。为了深入理解这个话题，我们需要了解几个关键知识点。 海洋环境噪声是由海洋中多种不同物理过程和活动产生的噪声的综合体现。环境噪声的研究是海洋声学研究的重要分支，它关系到海洋声学的多个领域，包括海洋通信、探测技术、海洋生物声学等。 海洋环境噪声的频谱特性是分析和研究这些噪声的重要手段。频谱特性可以揭示噪声在不同频率下的分布情况。在Gordon M. Wenz的研究中，他将海洋环境噪声的频谱特性进行了分类，总结出至少有三个主要的重叠成分组成：1赫兹至100赫兹频带内与湍流压力波动相关的声音；50赫兹至20千赫频带内主要由表面波动引起的风依赖性噪声（气泡和喷雾）；以及在许多区域中，10赫兹至1000赫兹频带内的海洋交通噪声。 在讨论海洋环境噪声的来源时，Wenz曲线提供了识别这些噪声来源的依据。根据Wenz曲线，可以识别出几种主要的噪声来源：首先是与水运动相关的噪声，包括海浪、雨、冰雹和潮汐的影响；其次是人为噪声，包括船舶、工业活动等；第三是海洋生物活动产生的噪声，例如摇摆虾和叫鱼产生的噪声。 Wenz曲线实际上是一系列的曲线，它们展示了海洋噪声水平随风速和海情的变化关系。Knudsen曲线是其中的一部分，这些曲线对于了解海洋噪声随环境变量（如风速和海情）变化提供了指导。Knudsen曲线显示，水动力噪声（如海浪、雨、冰雹和潮汐产生的噪声）与风速和海况有显著关系。 了解海洋环境噪声的背景信息也很重要。自1945年以来，科学家们通过一系列的研究，包括在开阔海域和深水区的测量，对海洋环境噪声进行了更深入的探讨。这些研究揭示出在不同的海域中，各种噪声源对环境噪声水平的贡献差异很大。美国海军实验室和一些大学进行的调查研究，收集了大量有关海洋环境噪声的信息，这些信息对于海洋声学的研究具有重要意义。 除了上述的主要噪声源以外，海洋环境噪声的研究还提到了间歇性和局部性效应的额外噪声源。这些噪声源可能是间歇性的，且只在特定区域或特定条件下出现，例如地震、滑坡、船舶运动等。 为了准确估算海洋环境噪声水平，Wenz给出了估计噪声水平的指导。这些指导原则对于工程设计、环境监测、生态系统研究等具有重要的实际应用价值。 海洋声学环境噪声的研究涉及了海洋噪声的复杂性和多样性，它对海洋生态、通信以及安全等方面产生了深远的影响。Wenz曲线作为海洋噪声研究中的一个经典模型，其贡献不仅在于提供了噪声来源的识别和分类，也为海洋环境噪声的监测和预测提供了重要的理论基础。这些知识对于开发有效的噪声控制措施、提升海洋设备的性能以及更好地理解海洋生态系统都有重要的意义。