引言：深海有什么？
大海是个魔术师，为我们制造了无穷幻象。我们仰望天空，太空望远镜能看到几百亿光年之外；我们俯瞰大海，却对几千米深的水下知之甚少。
深海有数不清的鱼，有史前怪兽，有连绵不绝的山峰和峡谷。当然，也有人类制造的恐怖核潜艇，还有一张追捕它的深海巨网！
这张巨网一天24小时，一年天不间断工作，力图监视大洋中的每一艘潜艇——它就是美国冷战时期建造的SOSUS水声监测系统。
SOSUS系统自上世纪50年代开工，累计投入上百亿美元，在太平洋、大西洋海底绵延3万多公里。多人围着它持续工作了近半个世纪，绝对是超级工程！
它的诞生发展也充满机遇，是基础理论、工程应用、系统整合的完美结合。
一、声呐和深海通道理论发展。
伟大工程的诞生，从来都是基础理论先行。就像核武器出现，是原子物理发展的结果一样，SOSUS系统也是如此。
年代美国反潜网，黑点是侦听站早在第一次世界大战，随着潜艇大量参战，反制声呐也同步诞生。当时的声纳还很原始，用高频声波探测敌人。
海水对高、低频声波吸收差别很大。高频声波在海水中传播几千米就损失殆尽，低频声波却能传播很远，能量损耗仅为高频声波的几十分之一。
在研究声呐过程中，人们对海洋地质越来越感兴趣。很多科学家投身到深海声音研究中，掀开了探索海洋的新篇章。
利哈伊大学的莫里斯尤因博士也是其中之一。他热衷研究声音在海水中传播规律，本来目的是地质勘探，发现有用资源。
他常年在各大洋奔波，在不同海域开展声波实验。年，尤因和同事在北大西洋海域将一个爆炸装置沉到水下米引爆，发现一个惊人结果——声波在海底和海面间不断反射前进，水平方向传播距离远超预期！
尤因发现，深海中似乎有一条“神秘通道”。声波在其中能量损失很小，低频声波尤其如此。他推断声波被锁在“通道”中，避免与海底、海面碰撞损耗，所以才传播很远。
他们继续实验。年美国“巴克利”号驱逐舰出海远航，每隔一段距离就向不同深度海中投一个爆炸物。它航行了近公里，尤因博士和同事在基地仍能清楚的听到爆炸声！
“巴克利”号驱逐舰DE-51这简直像宇宙飞船找到虫洞，即将开启跨星际旅行一般惊喜。
后来人们弄清原理，将这个通道称为“深海水声通道（SOFAR）”。
原来海水温度并非上下一致，表层海水受日晒影响温度高；-0米深度水温急剧下降；再往下水温趋于稳定，保持在6~8℃之间。
水温随深度变化曲线水温越高，声音传播速度越快。在温度、压力、盐分影响下，声速在垂直剖面上形成一个先慢后快，类似闪电的图案。
声波穿越不同介质时，向声速慢的一面弯曲。它在温跃层两个边界不断弯曲折射，形成水声通道。声速最低点为声道轴。
声波在通道中折射前进，就像光在光纤中折射前进一样，能传到很远的地方。
深海水声通道SOFAR示意图为表彰尤因博士的巨大贡献，人们以他名字设立科学奖项，又在月球上命名了一座环形山。
深海水声通道发现时正值二战，美*觉得对救援飞行员很有帮助。若飞行员坠海后，向海中投掷特制小型爆炸物。爆炸声波进入水声通道，几千公里外的救援站听到后用三角定位确定位置，就能马上营救，挽救很多飞行员的生命。
只是二战很快就结束了，这个构想也就不了了之。
二、冷战催生的超级工程。
二战后不久，世界进入冷战时期。苏联海*以潜艇为重点，投入大量资源，在潜深、航速方面取得重大进步。
美国被刺激得坐立不安，一方面针锋相对研制新潜艇，一方面打算开发远程监听装备，为SOSUS系统奠定基础。
苏联型/狐步级常规潜艇当时潜艇还是常规动力，柴油机运转声、螺旋桨旋转声、空泡噪声、水流过艇体的声音都很大，有明显特征。
年初，美国海*与国家科学院水下作战委员会共同成立“哈特维尔”委员会，开展反潜作战研究。委员会由麻省理工学院主导，海*研究办公室联络，向国内顶尖机构广发英雄帖，希望找到监视苏联潜艇的办法。
第五次研讨会时，哈佛大学水下声音实验室前负责人弗雷德里克亨特博士提议用尤因发现的“深海水声通道”监视潜艇，引起广泛兴趣。
伍兹霍尔，美国最大的独立海洋研究所美国海*遂拨出大笔经费，迅速批准了几个研究计划：
一是迈克尔（Michael）计划，由哥伦比亚大学哈德逊实验室、伍兹霍尔海洋研究所、斯克里普斯海洋研究所继续开展有关水声传播方面的理论研究。
二是耶洗别（Jezebel）计划，由美国电话电报公司（ATT）、贝尔实验室、西部电气制造公司联合研制基于海底水听器阵列的远程监测系统。
三、美国电话电报公司的看家宝贝。
美国电话电报公司（ATT）前身是贝尔电话公司，是老牌电信商、手握核心技术的高科技公司，家中宝贝自然不少。
接到研制合同后，ATT从百宝箱中翻出一件语音分析的宝贝，将其改造成记录、分析水下低频声波的声谱仪，叫洛法（LOFAR）声谱绘图仪。
和人的指纹一样，每艘潜艇也有自己独特的声纹特征。其发动机运转、螺旋桨旋转声音都是独一无二的，只要在深海背景声音中找到特定声纹信号，便可以确定那个位置有潜艇。
如何将声音识别出来？
ATT公司的方案是声谱绘图仪，利用声音共振和敏感纸达成。
当某一频率声音响起时，绘图仪上相应频率的弹簧片共振，带动一个静电指针在特殊敏感纸上打一个点。纸带不断向下滚动，时间长了一个个点连成一条条频谱线。分析人员分析线谱，就能发现潜艇噪声，进而确定位置。
敏感纸带上的声音线谱就这样，深海通道理论、水听器和声谱绘图仪结合，变成了海*需要的远洋反潜网。Jezebel计划和Michael计划合而为一，改称SOSUS水声监测系统。为保密起了个代号：凯撒计划。
四、神兵问世，凯撒出征。
先进设备出炉，美国海*如获至宝，很快开始技术验证。年前后，海*在波士顿外海布下多个水听器，监听到几十公里外的潜艇。
不久后，又在条件更好的圣尼古拉斯岛试验，SOSUS清晰听到几百公里外的潜艇噪声。比当时声呐10-20公里监听距离高了几十倍。
年，第一个6单元水听器阵列在西印度群岛伊柳塞拉岛铺设。后来又铺了一条.8米长、40单元水听器阵列。
水听器安装在海底山脉上水听器一般安装在几百米深的大陆架和海底山脉上，中间用电缆相连。
监听信号沿海底电缆传到陆地上的信号处理中心（NAVFAC），几百名分析人员在这里日夜不停的分析图纸。分析结果上报到分管大西洋、太平洋的两大国家反潜指挥中心，形成一张覆盖全球大半个海洋的反潜巨网。
年，第一个信号处理中心在巴巴多斯——加拿大新斯科舍半岛之间建成。它和水听器阵列组成一个巨大半圆，俯瞰大西洋西部的广阔水域。
第一条SOSUS监听阵列后来，美国又在加拿大、冰岛、英国、波多黎各、萨尔瓦多建设更多的信号处理中心和水听器基阵。年5月，又向太平洋进发。
到70年代中期，美国已在全球建立20个信号处理中心，铺设了上千套水听器。
五、监听GIUK缺口，战果累累。
诸多SOSUS监听链中，最有名的是监听“GIUK缺口”的阵列。
GIUK缺口是两条至关重要的北大西洋航道，西起格陵兰群岛（Greenland），途径冰岛（Iceland），东至英国（UnitedKingdom），简称GIUK。
从地图上可以看出，苏联潜艇进出大西洋必经GIUK缺口狭窄水道。美国SOSUS系统平均监测距离公里，每一艘从缺口穿过的苏联潜艇都会被监听到。
而事实也的确如此。年，美国“乔治·华盛顿”号核潜艇横穿大西洋到英国，几千公里航程都被SOSUS监听，而潜艇自己毫不知情。
美*因此狂言：苏联潜艇一出港就能在几千公里外听到它，倒也并不算吹牛。
年古巴导弹危机，苏联派出5艘狐步级常规潜艇都被监听到。年，SOSUS帮助确定“长尾鲨”号核潜艇沉没位置。年，SOSUS定位了亚速尔群岛西南部沉没的美国“蝎子”号核潜艇位置。同年苏联K-潜艇失事，搜了好久没找到。美国查阅SOSUS记录发现可疑声波，计算位置。年，CIA在相关海域偷走了部分潜艇残骸。
打捞K-残骸SOSUS一开始针对常规潜艇。后来潜艇进入核动力时代，大家曾担心它是否有用，后来发现对核潜艇也有很好效果。
六、谍影重重，金身乍现。
SOSUS技术领先苏联多年，美国自然藏得严严实实，一直打着民用海洋学幌子开展研究。
苏联人不知道，可潜艇进出大西洋、太平洋屡屡被发现，还以为美*加强了反潜兵力。
直到年，美*潜艇通信专家——约翰沃克在利益驱使下向苏联出售大量情报，SOSUS才从重重迷雾中现出金身。
苏联人迅速反应，大幅减少潜艇从GIUK缺口进出频率，同时努力更新技术降低噪声。后来的德尔塔IV、阿库拉级核潜艇噪声都低的不可思议，大大压制了SOSUS监听能力。
破开冰层射导弹再后来，射程多公里的潜射弹道导弹研制成功。苏联潜艇在北冰洋就能威慑美国，再不用冒险进大西洋了。
七、潜艇声纹库的重要性。
SOSUS非常依赖潜艇声纹特征工作。如果对方是新潜艇，声纹库里没记录，分析员就很难辨认。所以美*派出大量潜艇、音响测量船、反潜飞机到处溜达，就是为了收集各国潜艇声纹特征。
和平时期，SOSUS发现可疑信号，引导反潜飞机和舰艇快速侦察，趁机记下潜艇声纹特征，入库备用。等到战时，这些数据就能大显神威了。
80年代中期，美*又研制出移动拖曳阵列传感器系统（TASS）和拖曳式感应监听系统（SURTASS）。各测量船拖着多米长的线列阵声纳，到处监听。
年，移动系统与SOSUS系统合并，成为综合海底监视系统（IUSS）。
八、飞鸟尽，良弓藏。
苏联解体后，美国压力骤减，各大洋中潜艇数量急剧减少。苏联鼎盛时期的多艘核潜艇，到九十年代最低迷时只有十几艘能出动。
对手没了，SOSUS也失去价值。年系统解密，呈现在公众面前。
SOSUS本以为这里有喝彩声，结果海*舰队和公众并不感冒。因为它保密级别太高，从不和舰队直接联系，所有信息都由指挥中心转发。所以海*舰队根本不知道信息是SOSUS提供的，也没觉得它有多重要。
第一代“不屈”号SURTASS船SOSUS开展自救，与民间机构合作打击海上贩*、非法捕鱼等犯罪活动，展示自己的卓越能力。然而白费功夫，人们更觉得它不务正业。
几番挣扎后，SOSUS经费被大量消减。大批信号中心关闭，从最高峰20个缩减到3个，人员从人削减到0人。
年信息中心（黑星）已经快没了不过海*高层对此重要资产心中有数，削减经费可以，决不能关停。所以该项目一直以低限度运行，只接收信息，不做分析。
九、美国反潜网未来展望。
随着科技不断提高，综合海底监视系统（IUSS）也不断革新。有线电缆变成无线，水听器也换成更简单耐用的“固定分布式系统”FDS。
每个水听器只负责向上看，探测经过其头顶的潜艇，成本更低，使用期更长。
90年代中期，美*提出“由海向陆”战略思想，战场从大洋角逐转向沿海进攻。和风漫谈原创，禁止抄袭。
美国能力号，拖曳声呐最长，达米浅海水浅，没有水声通道。为建立完备声纹库，美*音响测量船就频频在全球热点海域游荡，收集海洋信息和声纹数据。
这种事在冷战中经常发生。美国核潜艇长期蹲守在苏联外海，一对一跟踪苏联潜艇。双方在大洋中不时出现惊险角逐，甚至发生碰撞事故。
未来，美*仍将发展新型监听方式，用移动监听设备、反潜飞机、卫星和传统SOSUS固定监听网组成立体反潜网，霸权思想依然显露无疑。
我们也要不断壮大自己的反潜网络和突防能力，才能在严峻国际环境中始终立于不败之地！
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