03.08 有人說潛艇最怕遭遇海底斷崖,斷崖是什麼?有何實例?

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海洋隨著深度的增加,溫度、鹽度、壓力、聲音傳播速度等都會發生不可預料的變化,而這些在海水垂直方向發生突變的水層通常被稱為海水躍變層。我們常說的海中斷崖其實就是海洋中特有的密度躍變層,在海中斷崖中,一般上層海水密度大,下層海水密度小,而潛艇所受到的浮力就是其體積排開海水的重量,當排開海水體積不變時,一旦從密度大的海水中進入密度小的海水中,浮力就會大幅減少,從而導致自身重量大大超過浮力,最終發生恐怖的極速掉深現象,彷彿從海中懸崖墜落,萬劫不復!


(海水密度躍變導致的海中斷崖現象)

潛艇一旦出現快速掉深,如果不及時進行處置,掉深超過潛艇的極限潛深,艇殼最終將會被海水巨大壓力擠爆,導致艇毀人亡的慘劇!1963年,美國海軍最強的“長尾鯊”號攻擊型核潛艇在進行300米極限潛深試驗時,不幸遭遇海中斷崖,直接從300米水深掉深至2300米海底,艇上129人全部死亡。1968年,以色列“達喀爾”號潛艇從英國經地中海返航以色列途中神秘消失,一時間埃及擊沉說、間諜破壞說、質量問題說,各種流言蜚語四起!直到30年後的1999年,搜救人員在海底3000米處找到“達喀爾”號遺骸才揭開這一謎底,該潛艇也是遭遇海底斷崖而直接沉底爆裂,艇上人員全部犧牲!(以色列達喀爾號潛艇殘骸)

海中斷崖如此可怕,難道就毫無辦法了嗎?當然不是,只需對症下藥即可!潛艇遭遇海中斷崖快速掉深,主要是因為海水密度導致的浮力減少,在潛艇排水量不變的情況下,我們只需要對潛艇進行減重就相當於變相的增加了潛艇的浮力!潛艇的下潛和上浮主要是由艇首到艇尾兩側數十個水櫃(水艙)控制,水櫃內的水則由頂部的通氣閥和底部的通海閥控制。
(潛艇壓水艙結構)

當潛艇需要下潛時,關閉通氣閥,打開通海閥,外界海水通過自身壓力注入水櫃,潛艇自身重力大於浮力,潛艇下潛。當潛艇需要上浮時,打開通海閥和通氣閥,同時往通氣閥內注入高壓氣體,氣體擠壓將海水從通海閥中排出,然後關閉通海閥,這時潛艇浮力大於重力,潛艇下潛。



(潛艇控制壓水艙水量從而實現下潛上浮)

遭遇海底斷崖後,第一時間應該做的就是打開通氣閥,往水櫃內充氣,減少自身重力,以求浮力將潛艇託舉上浮!同時應該做的就是關閉各種水、油、電、氣管路,防止二次次生災害的發生,因為相對於潛艇艇殼而言,這些管路的承壓性能更差,更容易首先發生洩露、起火甚至於爆炸,如果在掉深的同時發生這些連鎖反應,最後很可能就是回天乏術,下場如長尾鯊一般悽慘!
(潛艇內部各種四通八達的管路系統)

然而方法是有了,但是反應速度、處置速度如果跟不上,同樣是然並卵!因為潛艇在遭遇海中斷崖後,快速掉深至極限深度往往就是幾分鐘時間,所以把握好所謂的“黃金180秒”時間非常重要,只有在這三分鐘內快速進行損管作業,控制潛艇姿態和掉深速度,才可能自救成功,如果反應稍微慢一點,最後的結果依舊是一首涼涼!要完成這樣的應急處置,平時沒有經常性的嚴格損管訓練是不可能做到的,作戰訓練時,各個崗位沒有嚴格執標,密切關注潛艇狀態,也是不可能做到的,而潛艇指揮員如果指揮不當,陣前自亂陣腳,那更是不可能做到的!也正是因為難度極大,從二戰至今,潛艇遭遇斷崖掉深,自救成功的只有中國的372艇!(潛艇進行損管訓練)

2014年,海軍基洛級常規潛艇372艇在南海進行遠洋航行訓練時不幸遭遇海中斷崖,潛艇出現快速掉深,主機艙管道破裂漏水,情況十分危急!最終在潛艇支隊長王紅理的正確指揮下,全艇官兵齊心協力,在10秒鐘之內,所有水櫃開始供氣排水,1分鐘之內,全艇各種閥門和電氣設備全部關閉,2分鐘內,潛艇水密艙室完成密閉隔離,3分鐘之後,潛艇掉深停止,372艇自救成功!2016年8月,全艇官兵榮立一等功,並被授予“踐行強軍目標模範艇”榮譽稱號,支隊長王紅理榮立個人一等功(現任東海艦隊副參謀長)!創造了世界海軍奇蹟的中國潛艇兵,得到這些榮譽名至實歸!
(372艇官兵)


軍武吐槽君


海底斷崖十分可怕,潛艇如果遭遇海底斷崖,基本都會艇毀人亡。中國海軍南海艦隊的636M型常規潛艇372艇,是目前世界上唯一遭遇海底斷崖“掉深”後成功自救脫險的潛艇,創造了世界潛艇發展史上的奇蹟。

“海底斷崖”又稱“水下斷崖”現象,主要是因為海水密度不同造成的。當潛艇從海水高密度海域進入海水低密度海域時,潛艇的浮力會突然減少,潛艇將會急劇下沉,專業上稱這種現象為“掉深”。宛如一輛在公路上行駛的汽車突然掉下懸崖,其驚險程度可見一斑。

潛艇在水下航行是充滿挑戰的,潛艇部隊內部有個說法,那就是潛艇有三怕。“一怕掉深、二怕進水、三怕起火”。“掉深”排在潛艇所有危險狀況之首,足以見得它的厲害之處。這是因為“掉深”可能會導致潛艇的實際下潛深度超過設計下潛深度,造成潛艇破裂進水,結構解體。潛艇的主機艙內遍佈大量電氣設備,一旦進水,還可能會引發火災等事故,最終的結果將會是艇毀人亡。

最著名的潛艇“掉深”案例當屬美海軍的“長尾鯊”號核潛艇沉沒事故。1963年4月,這艘剛剛服役不滿兩年的新型核潛艇在美國東部沿海進行深潛試驗時發生沉沒事故,潛艇在2560米深的大西洋洋底被巨大的海水壓力壓碎解體,艇上129名艇員全部遇難。儘管目前關於該潛艇事故原因仍然有爭議,不排除是除“海底斷崖”以外其他因素導致的,但是該潛艇悲壯的沉沒解體結果無疑向外界鮮活的展示了潛艇“掉深”的嚴重後果。

當然,並不是說遇到“海底斷崖”潛艇就會在劫難逃。在2014年年初,中國海軍的372潛艇在執行任務時,就突然遭遇“海底斷崖”現象。373艇的番號為遠征72號,隸屬於海軍潛艇某支隊,駐三亞榆林基地。這是一艘俄製基洛級636M型潛艇,是我國引進的第二批基洛潛艇,作戰性能超過印度的8艘基洛877挺,稍遜於越南的6艘最新型基洛636M1。

372潛艇在短短几秒鐘內從正常潛航深度下沉70多米。當時潛艇主電機艙有管道破損,第五艙有進水,情況一度非常危險。但372艇官兵臨危不懼、沉著應戰,在短短數分鐘內準確執行一系列口令,完成500多個動作,避免潛艇面臨更大的危機。最終在進行封閉隔艙,損管堵漏等操作後,潛艇成功自救上浮,化險為夷,創造了世界潛艇遭遇“海底斷崖”現象時成功自救的奇蹟,特別是372艇最後還自行修好艇上受損設備,繼續執行預定任務,足以見得372艇官兵的心理素質和專業素質之高。2014年,海軍給372潛艇全體艇員記集體一等功。

為了避免潛艇遭遇“海底斷崖”現象遇險,各國海軍只能加強對潛艇航行海域的水文調查。強國海軍都擁有先進的海洋水文信息調查船,它們可以調查特定海域的海水流向、潮汐、鹽度、溫度、暗礁、水下地形等信息。這些數據將成為潛艇水下航行的重要參考依據,避免潛艇身處險境。


科羅廖夫


為什麼潛艇最怕海底斷崖?這就和開車的時候怕前邊有個懸崖是一樣的。

路上拖出來的懸崖是因為前方突然少了一塊,等高線出現集中區。

海中斷崖其實就是海洋中特有的密度躍變層,密度突然降低。


潛艇在水中漂浮的原理是潛艇密度與海洋密度相同時,潛艇不會上升也不會下降

而當海水密度突然下降,那麼也就等於潛艇密度大於海洋海水密度,在這種情況下,潛艇的深度就會快速上升。

說人話就能碰到個海底斷崖式的直接往下跳。如果半路能飛起來,那麼一切都好說還有生還的概率,如果無法挽救那麼遇到海底斷層通常就等於艇毀人亡。至於實例的話就非常多了

1968年,以色列“達喀爾”號

再比如說,18年莫名沉默的阿根廷潛艇。

我國的372

在一二戰期間,各種潛艇到處亂竄,發生海底斷崖事故的不知幾凡。只不過,發生海底斷崖事故的錢,通常情況下很難被發現,所以說就算沉了也不知道怎麼沉的。通常會被記入失蹤。


嘯鷹評


下圖為中國636M型372艇,是世界上目前公佈的唯一的“掉深”後成功自救脫險的潛艇,創造了世界潛艇發展史上的奇蹟。所謂的“斷崖”並不是實實在在的懸崖,他是指海水在垂直方向上出現了物理性質的不連續導致潛艇的浮力發生突變,使潛艇發生突然的下滑,最終導致潛艇短時間內出現壓力過載而失事。

我們先來看一組公式:

F浮=ρ液gV排

這個公式就是阿基米德浮力定律的一部分,可以看到液體中物體所受到的浮力與液體的密度是相關的,液體密度越大所受到的浮力越大,反之受到的浮力越小。

但是海中並不是每個水域、每個深度的海水密度都是完全一致的(海水密度受到鹽度、溫度等因素影響),在垂直方向上海水密度出現分層的區域叫“密度躍層”,潛艇行駛到這個區域會因為密度的變化導致浮力出現突變。如果是液體上層密度高,下層密度小,那麼潛艇下潛到密度小的水層就會浮力突然減小,這就叫做“海底斷崖”。此時重力>浮力,潛艇就會出現短時間內急速下滑,深度急劇增加,這就叫做“掉深”。

由於海水中深度每增加10米就增加一個大氣壓,這種深度的跌落使得潛艇所受到的壓力急劇上升,當超出潛艇耐壓艇殼的承受能力之後潛艇就會出現損壞甚至直接被“壓碎”。而且“掉深”速度往往都很快,從開始到失事可能也只有幾分鐘的時間,潛艇自救的時間都不夠,只能眼睜睜看著自己被海水壓死。開頭所提到的372艇在3分鐘內完成了500多個動作才制止進一步掉深,所以說372是一個“奇蹟”,這與過硬的訓練是密不可分的。下圖為打撈的以色列“達喀爾”號潛艇殘骸,他在1967年1月25日遭遇海底斷崖,全艇69人全部死亡

當然了,有“海底斷崖”就有“液體海底”,“液體海底”是指上層海水密度小而下層海水密度大,當潛艇下潛到大密度水層時浮力急劇增大無法輕易繼續下潛,就如同觸到海底一樣。其實這種情況在作戰中可以充分利用,當潛艇下潛到“液體海底”時可以利用這種大浮力懸停在海水中,此時可以關機隱蔽,等待對方出現時再突然出現。而且聲吶產生的聲波會因為傳輸介質的密度變化而出現反射或折射,也就是液體海底可以成功避開對方聲吶的探測。

所謂的“掉深”除了因為密度躍層之外還有一個重要的原因:內孤立波。

在海水內部,密度沿深度方向存在層化結構,當出現某種擾動時(船舶航行、潛艇航行、地震等都是擾動),離開平衡位置的水質點將在約化重力和柯式力聯合作用下重新回到平衡位置,這一過程中在慣性作用下往復震盪,這種波動就叫海洋內波

1985年,菲律賓蘇祿海曾經出現過上下振幅90米的內孤立波。而1992年赤道東太平洋暖池出現了長達3個月的孤立內波,上下振幅達到60米。

而潛艇在水下航行時一旦遭受到內波就會隨著海水出現上下波動,如果深度變化在潛艇耐壓艇殼承受範圍內還好說,深度較淺還可以順利上浮。但是如果上下波動超過潛艇的最大下潛深度那麼潛艇就有被“壓碎”的危險。所以掌握潛艇的國家必然對自己周圍的水域非常熟悉,一般不會輕易進入陌生水域。越南海軍購買過6艘“基洛”級常規潛艇,但是一直都沒有完全形成戰鬥力,就是因為沒有完全掌握水下水文、地形情況,對常見的“密度躍層”和內波分佈位置掌握不全面。

美國海軍SSN-593“長尾鯊”號核潛艇的失事除了內部設計和指揮官經驗不足之外,可能就是因為內波被拖入2560米的海底,129人死亡。


雛菊西瓜Peterpan


斷崖是什麼?拿重慶墜江大巴車墜江事故來說。第四天大巴車打撈工作將轉入車輛打撈階段。據中國水運報報道,今天第一批潛水員下水給落水車輛綁紮鋼絲,為整體車輛打撈出水做準備。黑匣子已找到,已交到警方。預計今天完成打撈工作。水深約71米。水下能見度1-2個平方,事故車輛附近有斷崖90米左右。這就是給救援人員增加難度。有斷崖可能探查不到事故車輛的具體位置。也給救援人員增加了危機。初步瞭解公交車呈30度角前傾、車輛結構部分受損。水下有亂石、亂流等危險因素,潛水作業難度極大、危險性也大。普及一下,在水深75米壓力相當於一個70公斤重男子承受超過500公斤的壓力。按目前距離71米算,留給潛水員潛下水工作只有30分鐘左右,但返回水面解壓需要5個小時。更多信息,關注我更新。





噢貝鼻


潛艇最怕的有三樣東西,一是反潛直升機,二是海底斷崖,再一個就是局座的海帶。今天我們只說題主所提出來的海底斷崖。

這裡所謂的海底斷崖並不是海底地質結構所形成的斷崖,而是指海水在洋流或者其它因素影響下,所形成的低鹽度海水層。當潛艇駛入鹽度較低的海水區域中時,會因這裡海水的浮力減小而出現急劇下沉的現象。潛艇一旦遇到這種情況,就很少有生還的希望,因為潛艇很快就會下沉至它的極限深度,而被海水強大的壓力所壓癟。這種現象也被人們稱為潛艇掉深。


在歷史上,就發生過多起潛艇遭遇海底斷崖的案例。在1963年4月的一天,美國一艘排水量近5000噸的長尾鯊號核潛艇在一次深潛試驗中失聯。最終長尾鯊號的殘骸在2600米深的海底被發現,此時艇上129名官兵全部罹難,其所攜帶的22枚核彈也不知所蹤。此次事故最後被認定為潛艇遭遇了海底斷崖。

1967年,以色列一艘載有69名艇員的達喀爾號潛艇遭遇海底斷崖失蹤。直到31年後才在3000多米深的海底被發現。當時由於事發突然,艇上官兵連求救信號都沒來得及發出。上世紀80年代,蘇聯的K142號潛艇也因遭遇海底斷崖,導致艇上全體乘員遇難。


可以說,遭遇海底斷崖能夠逃脫的少之又少。我國的372潛艇便是其中少有的幸運者。2014年年初,372艇遭遇了水下掉深險情。由於艇上官兵沉著應對,處置得當,在潛艇8分鐘掉深70.6米之後開始上浮。6分鐘之後潛艇成功浮出水面。真是不幸中的萬幸。


探奇筆記


先回答“斷崖”為何可怕,再說說什麼是海水斷崖。一般潛艇如果在海水中遭遇“斷崖”,那麼伴隨而來的就是迅速“掉深”,潛艇在快速下沉的過程中很難有效調整姿態和自救,那麼結局一般都是“艇毀人亡”。

潛艇為什麼怕“海水斷崖”

說幾個例子:世界上第一艘沉沒的核潛艇-美國“長尾鯊號”。1963年4月10日,服役不滿兩年,且剛剛結束第一次修理的“長尾鯊”號在威爾金松海溝處進行深潛試驗,當時為潛艇試驗提供救援保障的是“雲雀”號救援船,搭載了可以救援259米深處失事潛艇的“潛水救生鍾”。當天上午7點47分,長尾鯊號報告準備開始向試驗深度下潛,8點09分“長尾鯊”號報告已下潛至198米深度,並準備繼續下潛。9點13分潛艇向雲雀好救援船報告,出現小故障,準備上浮,9點17分潛艇最後一次與雲雀號聯絡,但此時信號已經嚴重失真,無法聽清內容,此後該艇就失去了聯繫。直到兩個多月後的6月27日,美國"曲斯特"號深潛器才在距離海面2560米深的海底發現“長尾鯊”被壓碎的殘骸,艇上129名成員全部遇難。事後關於長尾鯊失事之謎眾說紛紜,美國海軍分析最可能的理由就是該艇突然遭遇週期性變化的“海水斷崖”,迅速掉深,無法自救,最終沉沒。

除了美國核潛艇的事故外,蘇聯、英國、以色列等國的潛艇均遭遇過“海水斷崖”,且全部遇難。比如蘇聯的K-142潛艇在八十年代末遭遇“斷崖”沉沒,以色列一艘潛艇在上世界六十年代末遭遇“斷崖”沉沒,艇上69人全部陣亡,艇體殘骸直到30多年後才在3000米深的海底找到。所以說,潛艇怕“還水斷崖”是有道理的,因為凡是遇到的潛艇,基本難以倖免於難。

當然,也有例外,那就是我國的372號潛艇,2014年該艇在經行遠海試航的時候,突然遭遇“海水斷崖”,潛艇迅速掉深並且艇員能夠聽到壓力巨大的海水撞艇殼的聲音,隨著深度的迅速增加,艇身出現被擠壓變形的金屬聲,主機艙管路也部分被壓爆。在艇上參與試航的支隊長迅速組織自救,在持續了3分鐘的調整後,潛艇航態終於恢復正常開始上浮,艇員們轉危為安。可以說我國372號潛艇,在遭遇斷崖後自救成功一時間轟動了世界,被公認為“是創造了世界潛艇史上的奇蹟”,我國372號艇是有史以來第一艘在遭遇斷崖後自救成功的潛艇。

什麼是海水斷崖?

先說說,海水斷崖給潛艇帶來的掉深,當潛艇在海洋深處航行時,指揮艙發現深度計指針突然向下大幅度擺動或者深度表讀數迅速下降,此時潛艇所受浮力驟然下降,艇體急速下沉,這就是潛艇掉深和掉深時的艙內儀表表現。掉深的速度一般非常快,幾分鐘內就可能下沉數十上百米。隨著潛艇深度的迅速增加,沒下潛10米就會增加1個大氣壓的壓力,當潛艇跌落至極限潛深以下時,艇殼會因承受不住壓力而破裂,艇上管路也會被海水壓爆,而在茫茫深海又很難自救,因此常常釀成海底事故。


那麼造成潛艇掉深的罪魁禍首之一就是“海水斷崖”,而斷崖又與海水密度分佈有關。我們知道海水浮力主要由密度決定,密度越大浮力越大,反之亦然,而海水密度又受到溫度、壓力、鹽度等因素影響,在海洋中呈現分層現象,有時在同一海區不同深度處海水密度也會不同,那麼在某一海區垂直方向上海水密度出現顯著變化的兩層海水之間,我們就稱為“密度躍層”,為什麼叫躍層,那是因為此處的密度不是穩定均勻變化的,還是一種躍變過程,差異明顯。當密躍層上部海水密度大、下層海水密度小的時候,我們稱其為“海水斷崖”,當潛艇航行到斷崖處時,會因為下面海水浮力小,上面海水密度大,向下的壓力大於向上的浮力,而失去浮動在水中的能力而迅速跌落,就像在公路上的汽車跌落懸崖一樣,所以十分危險。


裝備空間


潛艇可以算是海洋中的幽靈殺手了。來無影,去無蹤,基本很難發現他,但是他卻可以伺機對目標發動襲擊。在海洋裡的潛艇並不怕海面上的波浪。在海洋中潛艇有三個害怕的是地方首先潛艇害怕進水,然後害怕起火,害怕缺氧,但主要害怕的是海洋內波。海洋內波的產生原因,大部分是由於海洋裡各種海底洋流暗流導致的海水的密度分佈不均勻。大家都知道淡水和鹽水產生的浮力不同。我們可以把一杯淡水和一杯鹽水完全混合。但海洋那麼大的地方不可能完全混合的。這就導致了在同一個海洋截面上,上方的海水密度和下方的海水密度並不相同。潛艇最害怕的是遇到這種情況。如果遇到下方的海水密度比上方的海水密度大,這一個倒是並不危險。遇到這種海洋狀況潛艇會出現無法下潛的情況,就好像碰到一塊鐵板一樣。這種情況被稱為液體海底。而另一種情況就比較危急了。上方的海水比下方的海水密度要大,這種情況被稱為水下斷崖。如果潛艇遇到這種情況,因為潛艇下方的浮力會突然減小或者是消失,但是潛艇上方的重力並沒有變化,潛艇會被直接吸向大海的深處,或者說被重力直接壓入海洋的深處。(就好像我們陸地上的懸崖,只不過懸崖的位置你是知道的,所以不會去跳崖,但是水下斷崖的位置並不是具體的,而且還是隨時變化的,這就好像閉著眼走向懸崖,走著走著突然就掉下去了一樣)。如果在這個過程中超過了潛艇的最大下潛深度。這艘潛艇最後無疑會被海水的壓力給壓扁。



目前全世界上已知的報道過遭遇水下斷崖成功逃生的潛艇也只有我國了。2014年初,我國南海艦隊的636M型潛艇372號艇執行任務的時候遭遇水下斷崖。情況危急,但是艦上的官兵們臨危不亂,在短短的幾十秒鐘時間內,潛艇做出了500多個規避動作,這才成功將潛艇從水下斷崖的深淵中拉了回來。其實在深海中航行的潛艇有很大的幾率遭遇水下斷崖,但是成功的只有這一例。可以看出水下斷崖的威脅是有多大。1963年4月,美國的長尾鯊號核潛艇美國東部的大西洋進行海試,結果遭遇水下斷崖,潛艇上的129名船員全部遇難。當時長尾鯊號核潛艇才剛入役兩個月。



總的來說,潛艇並不害怕海面上的波浪,而是害怕海洋裡面暗藏的危機。不是有句老話說明槍易躲暗箭難防嗎?海面上的危機可以預先感知的到,但是像水下斷崖這種危險就如同幽靈般的殺手。看不見得敵人才是最大的威脅。


量子聊軍武


海底斷崖是什麼?很多人都會有這個疑惑。其實海底斷崖是一種海水躍層上層密度大,下層密度小的狀態,不管是生物或者是儀器到這裡的時候正浮力變成負浮力,所以一般生物或者潛艇到達這裡的時候會迅速的下墜,彷彿落入斷崖之中,最終的結果大多是毀滅!所以才有了這樣的稱號,海底斷崖或者是海中斷崖。

比如常規潛艇一般潛深大約在300米,如果進入海底斷崖,那麼海水密度急劇變化,導致潛艇浮力發生改變,立刻掉深度。潛艇的噸位又非常大,海水密度突然降低,那麼潛艇的浮力就突然降低,就像一個大鐵疙瘩那樣往下沉。對潛艇而言,反應時間很短,潛艇要立刻排水增加浮力,等一系列操作完,都掉上百米都有可能。一旦超過安全潛深,那麼就是致命的,導致艇體被巨大的壓力擠破,完全沒有施救的可能。

我國南海艦隊潛艇八十年代〈解放軍報〉介紹過有一艘艇就戰勝過深潛遭遇了海底斷崖突然掉深的險惡環境下,一成功上浮的事蹟!


1魔晶


“海底斷崖”的實質是海水出現了密度躍層,從而導致潛艇受到的浮力也隨之改變,當浮力驟減時,潛艇就會在短時間內“被海水拉到”一個很深的海底,如果這個深度的水壓已經超出了潛艇耐壓殼能承受的極限壓力,那麼出現潛艇由於艇身破裂而沉沒的事故就不可避免了。

▲海水鹽度和深度變化關係圖


那麼海水的密度躍層究竟是什麼呢?簡單來講,海水浮力的大小由它的密度決定,而海水的密度又跟溫度和含鹽量(或者直接理解為鹽度吧)有關。這麼說吧,海水密度跟鹽度成正比,而跟溫度成反比,即鹽度越高,海水的密度越大,浮力也就越大;而如果是溫度越高,那麼海水的密度就越小,浮力也就越小。所以,當下層海水的密度與上層海水的密度不相同時,就會出現所謂的海水密度躍層,至於題目中說到的“海水斷崖”,其實就是海水密度躍層中的其中一種,即下層海水的密度小於上層海水的密度。

▲美國海軍“長尾鯊號”核潛艇

因此,當某海域出現“海水斷崖”時,此時下層海水的密度是小於上層海水密度的,即下層海水的浮力也小於上層海水的浮力,而當潛艇在水中潛航時,受到的(上層)海水浮力是等於潛艇自身重力的,如果此時突然潛艇下層的海水浮力減小,那麼就會導致潛艇因此時的重力大於海水的浮力而下沉,萬一下沉的深度過大,超出了潛艇的潛深極限,從而使潛艇的耐壓殼在巨大的水壓下破損,那麼有很大概率這艘潛艇就會被永遠留在海底了。所以,“海底斷崖”確實很可怕,這種難以預測的海水密度變化一旦被潛艇遇上,是有很大概率導致潛艇沉沒的,至於題目中說到的實例,1963年4月10日,美國“長尾鯊”號核潛艇,在大西洋距波士頓港口350公里處遭遇了由海洋內波產生的海水斷崖,然後,就沒然後了,結果就是潛艇沉沒,艇上129人全部遇難。

▲海水密度和深度變化關係圖

不過說到這裡,或許有人會有疑問,為什麼密度小的海水會出現在密度大的海水的下面?因為在正常情況下,海水越深,溫度就越低(受到陽光的照射越少),鹽度和密度就越大,即浮力也會越大。所以我們可以這樣理解:溫暖的、密度較小的海水通常都是漂浮在冰冷的、密度大的海水上面的。那麼什麼情況才會出現下層的海水密度小於上層的海水密度這種“密度躍層”現象呢?主要有這幾種原因:


1、海底深處的地貌出現斷層,導致下層冰冷的洋流沿著斷層面運動,從而爬升到上層暖流的上面;

2、海洋內波運動,前面有提到,海水本身就是密度分層的,而這個密度分層的海水如果受到外力擾動,比如海底地震、海底火山噴發等,就會出現明顯的還會內波湧動,從而在波峰和波谷之間出現密度躍層;

3、區域內溫度的顯著變化,比如上層海水因為氣候問題出現溫度驟降,從而密度增大;或者是底層海水因為海底的熱異常(跟地殼運動有關)而導致溫度升高而密度減小;

▲海洋內波運動

不過,前面提到的是海水密度躍層中的“斷崖現象”,即下層海水密度小於上層海水密度,而

海水密度躍層還有一種情況就是“液體海底”,什麼是液體海底呢?就是下層的海水密度突然增大,使得潛艇受到浮力也突然變大,從而導致下潛困難,就如同已經接觸到海底一樣,所以,這種下層海水密度突然變大、浮力驟增的情況就被稱為“液體海底”。那麼液體海底對潛艇有沒有什麼影響呢?有,除了下潛困難這個之外,其實遇到液體海底時對潛艇還是有挺大好處的,這個好處只要有兩點:


1、當潛艇遭遇液體海底時,因為浮力突然增大,即相當於海水對潛艇有一個託舉力,此時潛艇可以關閉發動機,依靠此時海水的浮力保持一個相對穩定的懸浮狀態,或者我們可以理解成是潛艇在這個“液體海底”直接靜音待機,從而躲避敵方的偵查;

2、當介質的密度發生改變時,聲波在傳遞過程中也會出現反射和折射現象,所以,如果潛艇靜止懸浮在“液體海底”中,那麼對方聲吶發出的聲波在經過密度躍層時就會被折射和反射掉一部分,避免了直接被對方的聲吶探測到,從而提高了己方的潛艇的隱蔽性。


▲海水密度躍層的兩種情況

上圖中的右側就是海水密度躍層中的液體海底現象,此時潛艇可以利用液體海底對聲波的反射和折射來躲避敵方聲吶的探測,因此,關於海水密度躍層的知識到這裡基本上就介紹完了,簡單總結就是:根據上下層海水密度和浮力的不同,可分為海水斷崖和液體海底,海水斷崖容易造成嚴重的事故,而液體海底利用好了,則是可以用來提高潛艇的隱蔽性。


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