БИОГИДРОАКУСТИКА
(от био...,
гидро... и акустика), биологическая гидроакустика, изучает звуки,
производимые водными организмами.
Б. возникла в период 2-й мировой войны
в связи с массовым применением технич. гидроакустики - шумопеленгования,
эхолокации, связи и т. д. Уже тогда было обнаружено большое количество
водных организмов, издающих звуки: рыб, млекопитающих и ракообразных. Биологич.
звуки оказались столь разнообразными и интенсивными, что создавали очень
сильные помехи гидроакустич. аппаратуре, даже приводили к взрывам акустич.
мин, поэтому для нормальной эксплуатации гидроакустич. техники и разработки
средств защиты потребовались данные о спектральном составе звуков
и звуковом давлении. В нек-рых странах стали маскировать шумы торпед и
подводных лодок под звуки, издаваемые рыбами. Б. имеет большое значение
для воен.-мор. флота. Одна из проблем военной гидроакустики - опознавание
и классификация обнаруженных объектов и предметов, особенно в связи с появлением
малошумящих атомных подводных лодок. Б. позволяет определить, действительно
ли цель является подводной лодкой, а не косяком рыбы или китом. Интенсивность
звуков, издаваемых рыбами (в данном случае источника гидроакустич. помех),
может быть весьма значительной, поэтому знание физич. структуры звуков,
их состава и районирования в морях, а также времени, когда они максимально
проявляются, важны для правильной организации систем обнаружения и опознавания
подводных объектов.
Спец. практич. вопросы перед Б. поставила
гидробионика. На основе данных, полученных Б., создаются устройства для
защиты акустических линий подводной связи. Б. может помочь найти пути повышения
помехоустойчивости систем подводной телеметрии.
Одним из основных, наиболее обширных разделов
Б., является биоакустика рыб. Результаты исследований показывают, что рыбы
способны издавать акустические сигналы в звуковом диапазоне частот от 20-50
гц
до
10-12 кгц (см. табл.).
Характеристика звуков, издаваемых рыбами
Способы образования звуков
|
Критерии различения
звуков |
|||
Субъективная
характери- стика |
Спектр
|
Звуковое давление,
Н/м2 |
Характер шумов
|
|
Издаваемые при
помощи плавательного пузыря |
Барабанный бой,
ритмич. удары, карканье, стоны |
От 40 - 50 гц
до 1,5 - 2,5 кгц с максимумом в области частот 100-700 гц |
1, иногда достигает
10-20 |
Импульсный, резонансный
|
Возникающие при
трении зубов и костных пластинок, шипов плавников и т. д. |
Скрежет , хруст
, треск, щёлканье |
От 20-50 гц
до 10 - 12 кгц с максимумом в области частот 1 - 4 кгц |
В среднем менее
1 |
Шумовой, сплошной
|
Возникающие при
движении |
Шорохи, шелест
|
До 1 кгц с
максимумом ниже 100 гц |
Ниже 0,1
|
Низкий, шумовой
|
Возникающие при
захвате пищи |
Низкие, глухие
удары |
До 1,5 - 2 кгц
с максимумом ниже 200 гц |
Ниже 0,5
|
Низкий,
шумовой |
Для мн. рыб характерны звуки, присущие
только данному виду, поэтому они могут являться биологич. критериями видовой
и возрастной диагностики рыб. При смене биологич. циклов у рыб в различные
периоды года (размножение, нагул, зимовка), а также при изменении освещённости
в течение суток меняется звуковая активность рыб. Особенности поведения
рыб (отношение их к орудиям лова, взаимоотношения хищника и жертвы, поддержание
контакта в стае, акустич. сигнализация) могут быть поняты и решены только
при знании свойств слуха рыб и, соответственно, возможностей восприятия
ими различных звуков. Б. перспективна при промысловой разведке нек-рых
видов рыб и в установлении видовой принадлежности обнаруженных концентраций
рыбы. Осн. техника для поиска рыб - гидроакустич. рыбопоисковая аппаратура,
использующая
методы эхолокации и позволяющая точно определять глубину и размер обнаруженных
косяков рыбы, скорость их передвижения, плотность скопления. Однако с помощью
этой аппаратуры сложно устанавливать видовую принадлежность рыб, составляющих
данное скопление, хотя в нек-рых случаях по форме эхозаписей это возможно
при условии, что район хорошо изучен и имеется достаточный опыт работы
с поисковой аппаратурой.
Поиск нек-рых видов рыб, напр, тунцовых,
обычными рыбопоисковыми приборами весьма затруднён из-за больших скоростей
их перемещения. Гидролокация недостаточно эффективна и при поиске придонных
рыб, обитающих в прибрежных скалистых районах, из-за сложного рельефа дна.
Вследствие низкой отражат. способности плохо обнаруживаются рыбопоисковыми
эхолотами и нек-рые ракообразные, напр, креветки, имеющие промысловое значение.
Во всех этих случаях может быть применен др. акустич. способ разведки водных
организмов -рыбошумопеленгация (рыбошумоиндикация).
Весьма перспективна Б. для создания искусств,
концентраций рыб и др. водных организмов, управления поведением рыб с целью
как рыболовства, так и регулирования их движения в рыбопропускных сооружениях.
Большой интерес представляют данные Б.
по изучению акустич. органов китообразных (китов, дельфинов). Они
обладают способностью, свойственной очень
немногим животным: путём посылки и приёма гидроакустич. импульсов определять
под водой наличие различных предметов и объектов, представляющих для них
опасность или объект питания, а также осуществлять внутри- и межвидовую
связь и сигнализацию. Они могут излучать акустич. сигналы в очень широком
диапазоне звуковых и ультразвуковых частот и имеют высокоэффективные органы
и системы восприятия, обработки и анализа принятой гидроакустич. информации,
иногда весьма незначительной по сравнению с помехами. Лшп.: Протасов
В. Р., Биоакустика рыб, М., 1965; Шишкова Е. В., физические основы рыболокации,
М., 1963.
В. И. Кудрявцев.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я