南海上空投下的“不明物体” 不只声呐浮标这么简单

文摘   2024-08-20 07:30   浙江  

今年6月下旬,自媒体和官方媒体纷纷报道了有关“美军机在南海投放不明物中方打捞到潜艇探测器/声呐浮标”的新闻,以及剖析的美方动机和科普的声呐浮标知识等,让读者大开眼界,也看到了美方对南海的关注程度及豺狐之心。

据业内人士透露,美军机在南海投放“不明物体”并非第一次,也不会是最后一次,且其投放活动可以用“司空见惯”来形容。但只是出于某种原因,少见公开报道罢了!再者,美机大老远飞过来,不可能只是为了投放几个廉价(约2,500元/个)、短命(连续工作约1~8小时)的声呐浮标?何况,在尚未呈现任何海战迹象的海域,大量投放声呐浮标似乎也不合常理。

那么,美军机时不时大张声势飞来南海,除了空投几个声呐浮标、探测一下水下动静外,还会投放些什么更有利用价值的物体呢? 

01、蛛丝马迹

这里所说的声呐浮标,应该是指由固定翼反潜巡逻机搭载、并空投在目标海域的“无线电声呐浮标”的简称。它主要由声呐/水声换能器与无线电(含甚高频和超高频)收发设备两部分组成,两者采用电缆联接,并通过天线与反潜机在有限空域和时间内实现短程通讯,以快速获取水下目标(如潜艇)信息。

这也决定了声呐浮标只是一种一次性的探测设备,且采用反潜机空投,表明了它的探测寿命不会太长,主要取决于飞机在空投海域的置留时间。

据公开资料表明,声呐浮标是探测和识别水下移动物体的重要手段。它又分为既能被动获取目标发出声音的“被动声呐浮标”,也能自己主动发声来检测回波的“主动声呐浮标”两种类型。为提高搜潜效率,反潜飞机通常会按优化的布阵方式(如三角阵、直线阵、圆形阵和方形阵等)投放声呐浮标。

与此同时,还会投放一些辅助性的海洋环境探测浮标(如AXBT、AXCTD等),用来了解海面以下的海洋状况(如海水温度、盐度和海洋噪声,特别是跃层所处的深度和强度等),以便有的放矢地布放声呐浮标阵列。

当无线电声呐浮标落入水中后,浮标及其无线电部分会漂浮在海面上,而水声换能器部分会自动下沉到预设深度(通常会在15~460米之间任选)后,随即启动程序工作,并通过水面浮标上的天线将探测到的声音信息数据发送给反潜飞机;反潜机上的无线电接收机会对接收到的信号进行解调,并将音频信号送至信号处理机换算、处理,形成相应的战场信息(如水下目标的方位,以及航速、航向和类型等),会直接显示在操控台上,供决策参考。

通常情况下,空投的声呐浮标在海上超过预定的工作时间(可在1~8小时之间任选)后,会触发自毁装置,让海水注入浮标体内,并靠自身重力沉入海底。可见,‌它们具有体积小、‌搜索面积大、‌效率高、‌隐蔽性好和‌不受海区限制等优点,故被称作为“航空搜潜的利器”。

不过,需要指出的是,这里所说的“‌隐蔽性好”,仅仅是对被搜寻的潜艇而言;反之,对水面舰船来说,漂浮在海面上的浮标,则是个容易被发现和打捞的目标。这也是为何在此次事件中,我方海警船会很快发现并打捞出声呐浮标的原因所在。

当然,发现和打捞辅助投放的海洋环境探测浮标也是极有可能的。但它在海面的滞留时间十分短暂,或许只有几十分钟时间就会销声匿迹。

但如果空投的“不明物体”是一种更先进的海洋环境探测浮标,那么找到它的概率就会小得多。它一旦被投放入海,随即会沉入水下0~2,000米水深范围内漂移、并做垂直剖面观测,其漂移和观测深度可以事先设定,也可以随意更改;而且其做垂直剖面观测的周期(0~10天),也可以事先设定或者人为更改。这种看似“神出鬼没”的新颖海洋探测设备,有人称它为“水下机器人”;在业内则有“自动剖面浮标”之称。

在国内,更多的人则称其为Argo浮标”。因它们被广泛应用于一个国际大科学计划,即国际Argo计划而得名。由于它们利用卫星(如Argos、Iridium和GPS)定位和传送数据,且大部份时间隐秘在500~1,000米深度的水域范围内漂移,只有在完成一个垂直观测剖面后才会露出水面与卫星通讯、发送数据。

早期的这类浮标在与卫星(Argos)通讯时,其海面停留时间通常会在10个小时左右;之后,改用Iridium通讯后,只需几十分钟时间;加上浮标露出水面的部分体积很小,目视,甚至雷达都很难发现。

至于自动剖面浮标的使用成本,据业内专家估算,应该要比投放一个声呐浮标便宜得多,比起AXBT和AXCTD也要便宜。其测量一条2,000米深度以上的温盐深度剖面,大约只需1,000元。

据悉,购置这种新型浮标的成本相对较高,每个约为12万元。倘若选择10天测量一个剖面,可以在海上正常工作3年以上,估计获取的温盐深度剖面至少在120条以上。当然,若要投放携带多参数(除温、盐度和深度外,还可以选择溶解氧、pH、叶绿素、营养盐等其它6个生物地球化学要素)传感器的自动剖面浮标,售价则在每个20~60万元不等。 

02、无利不起早

据业内人士反映,早在2001年时,就发现有域外国家利用C-130飞机在南海上空投放新颖的自动剖面浮标。到目前为止,累计投放的浮标数量估计在120个左右,基本上维持了一个由8~12个活跃浮标组成的实时海洋观测网。

前面已经提到,反潜飞机在投放声呐浮标前,通常会先投放一个探测海洋环境要素的浮标(AXBT或AXCTD),再根据温度或者温、盐度的垂直分布特征来投放声呐浮标阵列,其设想是要尽可能避开存在特殊海洋现象(如温、盐度突变)的水层,以便能够快速、准确地捕获到需要搜寻的目标。足见,海洋环境状况对搜寻水下目标成败非同一般。

进一步了解发现,声呐浮标仅仅是一种探测手段,目的是要搜寻水下目标,如潜艇;而探测设备又是通过发送和接受声音的回波来判断、寻找目标的。所以,但凡有一点海洋知识的人都会知道,声音在水下的传播并非呈直线状,而是会受到环境因素,如海水温度和盐度变化产生的锋面、跃层、内波和中尺度涡等特殊海洋现象的影响,产生折射和反谢,也就难以准确发现需要搜寻的目标。

显而易见,若能事先掌握某海域的海洋环境分布和变化特征与规律,在紧要关头,也就用不着临时抱佛脚,可以直接投放声呐浮标快速搜寻目标,以掌握海战场的主动权。从中,想必读者也会悟出这样一个道理,即只要在平时对某个关注海域积累起尽可能多、而长时间序列的环境要素数据,那么在紧要关头也就可以棋高一着,甚至稳操胜券。

据已有的公开资料表明,在历史上一些域外国家巳经在南海获取了大量海洋环境资料;而且在近几十年里,更是变本加厉,除了经常派遣舰船不远万里开赴南海实施现场调查外,也会不间断地利用飞机和船只投放数量不等的自动探测设备,达到长期获取海洋环境资料的目的。

然而,让域外国家始终惴惴不安的是,南海岛礁众多,地势险要、地形奇特,海洋环境状况更是瞬息万变、错综复杂,稍有不慎,随时都会发生意外碰撞、搁浅,甚至倾覆等突发事故,可谓伤透脑筋,颜面扫地;惟有楔而不舍地花重金投放各种先进的自动观测仪器设备,持续进行海洋环境数据的收集与挖掘。 

03、反躬自省

美国海军在过去二十多年里,一直在大张旗鼓地参与国际Argo计划,并在包括南海在内的许多重要边缘海和临近他国的管辖海域外施放自动剖面浮标,其中在南海海盆区域公开施放的浮标数量就达100多个,被我国海南渔民意外网获的浮标就有近10个。

2010年1月,海南省文昌市渔民就在南海从事捕捞作业时,意外网获了一个APEX型剖面浮标,并由海南省海洋与渔业厅渔政海监处顺利回收。 

公开信息显示,该浮标是由美国海军局于2009年4月中旬,利用C-130飞机投放在南海19.5ºN、116.0ºE附近海域的,截至2009年12月20日,已在该海域获取了50余条温、盐度剖面。仔细观察浮标顶端的直立状天线,不难判断,这是一个利用Argos/GPS卫星定位和传输数据的早期浮标

2023年2月,渔民又在海南岛东北方向、离岸约100多公里海域,意外网获了一个仍处于工作状态的新颖自动剖面浮标。 

据业内专家介绍,这是一个由美国华盛顿大学组装的APEX_EM型剖面浮标,除了携带传统的CTD传感器外,还安装了先进的、并能探测流速和湍流的特殊装置,可在浮标上浮旋转过程中测量海水中的电流,再结合安装的磁力仪和加速计,获得精细的流速数据。

这种先进的新型浮标,可以用来探测海洋中的内波(一种特殊的海洋现象,在南海有较广泛的分布,且对潜艇水下活动有致命威胁);其顶端安装的蘑菇状天线,表明该型浮标利用了Iridium卫星传输数据,可以随时改变浮标的测量参数,如剖面测量深度、测量周期和测量分辨率等。

已有的海洋调查结果表明,海洋中的每个水层,特别是在水深约500米的上层,其水面并不是平坦的,而是上下起伏、崎岖不平,会直接影响到潜艇的安全航行。所以,各国海军都十分注重对海洋环境、特别是水下物理海洋环境要素的调查研究,详尽、精确的海洋环境信息不但有利于和平时期潜艇的安全航行,也有利于战时潜艇水下作战的机动和隐蔽。 

据业内人士介绍,美国海军力量之所以能称霸世界,与其长期以来对全球深海大洋区域,特别是重要边缘海区域海洋环境资料肆无忌惮地掠夺,以及对各大洋和南海重要物理海洋现象的充分认知是分不开的。先不要说演变极其缓慢的海底地形地貌,就是瞬息万变的海水温、盐度和潮汐、潮流等海洋环境要素的普遍特征和规律,也几乎都是了如指掌。

但唯独对全球气候逐渐变暖背景下,变幻莫测的海洋异常现象,即海洋锋面、跃层、内波和中尺度涡旋等,强调需要实时测量这些海洋环境要素,改进区域模型,使其能够进行快速数据融合,让作战系统随变化的环境不断得到优化。虽说这种特殊的海洋现象在广阔的深海大洋中几乎无处不在,但在南海尤为显著。

2016年12月发生在南海的“鲍迪奇号事件”,相信读者依然记忆犹新。美国海军利用水下滑翔机与自动剖面浮标联合组网观测,企图广泛收集南海海域上层海洋中更高时空分辨率的海洋环境信息。

虽在过去百年中,包括美国在内的一些域外国家已经收集了大量南海海洋环境信息,但主要以海水温度为主。由于早期利用的调查仪器设备比较落后,观测资料的精度也相对较低,再加上物理海洋环境要素本身容易受到外部环境的干扰和影响,其变化反复无常。

所以,要正确了解和掌握水下海洋环境要素或海洋现象(特征)的分布和演变规律,需要积累更长时间序列、更接近实时、精准的海洋环境数据。这也是为何最近20多年来,美国对收集南海海洋环境信息的热度有增无减的原因之一。 

值得一提的是,在看得见的大量投放自动探测设备的背后,美国海军还拥有一套外人看不见的数据处理和质量控制技术与方法,可以确保观测数据的准确、可靠,难能可贵。况且,人家可不是摆摆样子、闹着玩的,而是孜孜以求、费尽心机创造出来的。值得警惕,更应警醒才是!

其实,收集并积累长时间序列、高质量的海洋环境数据,用于‌搜潜、反潜或者海战只是消极极端的一面,而更加广泛的用途和更大的价值则体现在维护海洋权益、捍卫海洋安全,乃至应对全球气候变化和构建海洋命运共同体等积极平和的一面,切莫舍本求末。


直面海洋人生
畅谈海洋调查的过去、现在与未来,关注海洋环境观测数据的精确度、准确度与可信度,助力海洋科学数据开放共享与广泛应用,继承奔走国是优良传统、弘扬实事求是科学精神,直面海洋人的执着、奉献与人生价值
 最新文章