譜級

譜級是指定信號在某一頻率的譜密度與基準納密度之比的以10為底的對數乘以10，以分貝計。只適用於對所讀頻率範圍內為連續譜的信號。

基本介紹

• 中文名：譜級
• 外文名：spectrum level
• p：有效聲壓
• p0：基準聲壓
• Δf0：為基準頻寬

譜級換算

譜級前應冠以適當定語來說明其種類，如聲壓譜級、速度譜級等。在實際工作中，濾波器的頻寬大於1Hz，因此譜級不能直接測量而需換算。例如，當聲能均勻分布時，聲壓譜級為

Lp_s=10㏒〔(p2/Δf)/(p₀2/Δf₀)〕=Lp－10㏒(Δf/Δf₀)

式中：p為通過濾波器的有效聲壓；p₀為基準聲壓；Δf為濾波器的有效頻寬；Δf₀為基準頻寬（1Hz）。

界定健康與疾病的譜級指數

提出，健康與疾病並非象一塊硬幣的正反面那樣，非此即彼；而是存在著由結構、功能、生化、防禦、生態、心理諸指數組成的不同語級的過渡狀態，並可從上述指數中衍化出六甘相早對應的、關於界定健康與疾病的重要參數，從而為揭示健康與疾病的本質屬性提供了必要的理論依據。

結構功能指教與健康疾病的對應關係

現代人體觀指出：人體的運動是在平衡基礎 的運動，平衡是處在運動中的平衡，人體功能活動是絕對的運動和相對平衡的對立統一。當人體功能活動處於動態平衡時，提示機體呈健康狀態，當人體功能活動的動態平衡狀態被破壞，則提示機體呈病態狀態。為了正確說明人體功能活動與健康疾病的對應關係，就稱正常的功能活動態“ 動衡態”，將異常的功能活動態為 “ 失衡態 ”。這兩個新概念，分別屬於健康與疾病這對屬概念的相互對應的種概念，是界定健康與疾病的第二對生物學譜級參數。

生化防禦指數與健康疾病的對應關係

一般而論，機體的各項生化指標符合物種共性的標準 ( 即正常值範圍 )，提示機體是健康的，機體的某項或多項生化指標偏離了正常值範圍，多提示機體是病態的。對於前者稱其為“常閉”，後者則稱其為 “異閡”。常閉是健康的重要指標，異閉則屬於疾病的基本要素。因此，常閉和異閉這對種概念就成了界定健康與疾病這對屬概念的第三對生物學譜級參數。

當抗損害占優勢，完全戰勝了損害因素，疾病就不會發生，即或發生了疾病，也會向痊癒的方向發展，使機體迅速恢復動態平衡，以維持健康水平，就將這種 “正盛邪衰” 的生命現象稱為 “正防禦”，當損害因素占優勢，抗損害因素不能完全戰勝損害因素，後者留存體內並打破了機體的動態平衡，機體被迫通過代償來勉強 維持必要的生命活動時，機體就處於病理狀態，就稱這種 “邪盛正衰 ” 的生命現象為 “負防禦”。由此可見，正防禦與負防禦是區別健康與疾病的重要依據。因此，說 “正防禦” 與“負防禦” 這對種概念是界定健康與疾病的第四對生物學譜級參數。

生態心理指數與健康疾病的對應關係

如果機體能夠按照客觀規律主動加以適應 (如 “虛邪賊風，避之有時”；控制污染與改善生態環境以趨利避害等 )，來保持機體與生態環境的平衡，是保障身體健康的前提；如果違背客觀規律，或生態環境的改變超出了機體適應性的限度，就會導致機體與自然環境的平衡失調，危及健康而導致疾病。由此就產生了 “有效適應” 與 “無效適應” 這一對概念，前者是健康的種概念，後者是疾病的種概念。據此，“有效適應” 與 “無效適應” 這對種概念，就構成了健康與疾病這對屬概念的第五對生態學的譜級參數。

由於機體對社會、心理因素轉化的結果，不外心理平衡與心理失衡兩個方面。而心理平衡是健康諸要素的基本條件；心理失衡則是疾病諸要素的客觀標準。因此，認為 “心理平衡” 與氣合理失衡” 這對種概念，毫無疑問的是界定 “健康” 與 “疾病” 這對屬概念的第六對心理社會學的譜級參數。

實測海洋環境噪聲數據譜級特性

通過對噪聲測量潛標系統測得的94d海洋環境噪聲數據及相應的氣象數據進行聯合時頻、相關性、統計特性分析，得到試驗海區風速、降雨等自然現象與噪聲譜級之間的關係。分析結果表明，海洋環境噪聲譜級與風速變化在低頻段相關性較低，高頻段相關性較高，同時1kHz 以上頻段譜級值分布接近呈常態分配；降雨對環境噪聲的影響主要分布在500Hz 以上頻段。

風速對環境噪聲譜級的影響

海面粗糙度是高頻段自然噪聲的噪聲源，與風速有關。風造成的氣泡、空化以及海面激勵所產生的浪花會產生噪聲影響高頻段。如果能準確給出海洋環境噪聲級與風速的關係，可以通過海洋環境噪聲的實測數據來反演海面風速。1948年Knudson等整理了第二次世界大戰期間海洋環境噪聲的海上測量數據，獲得以海況或者風力為參數的著名的Knudson 譜，此後發現，風速與海洋環境噪聲譜級的相關性比海況的相關性更好。1964年Piggott]指出，在淺海（水深40m以內）噪聲譜級與風速的對數呈簡單的線性關係，1972年Crouch和Bur將此結果推廣到5000m深海。

噪聲譜級與風速時頻及相關分析

將潛標系統得到的海洋環境噪聲數據進行濾波、剔除異常值後做時頻分析，得到風速與海洋環境噪聲譜級的時間變化。在頻率較高即500Hz以上時，譜級值與風速的相關性較好，頻率較低即時500Hz以下時相關性較差，說明風速與高頻相關程度高。仔細觀察風速變化，發現於6月22日出現高峰值，著重分析6月17日00：00至6月30日23：00共14d數據，得到其風速與海洋環境噪聲譜級的時間變化。

海洋環境噪聲譜級值的低頻段與風速的變化趨勢不太相似，主要是因為低頻段主要噪聲源為遠處航船噪聲，風速的影響較小，出現的峰值也是由於航船引起的；而高頻處在6月22日出現高峰，升高了近20dB，此時對應的風速高達15m/s。

500Hz以下的頻段譜級值與風速的相關性較低，低於0.45，分析原因是該頻段遠處船舶噪聲占主要因素；500Hz以上高頻段相關性較高，高於0.45，分析原因是該頻段風關噪聲占主要因素。

噪聲譜級的統計特性分析

由於海洋環境噪聲是隨機的，對94d的海洋環境噪聲譜級值進行統計特性分析得到風關海洋噪聲級的統計特性。海洋環境噪聲譜級在1kHz以上大致符合常態分配，因為這一頻段的海洋環境噪聲主要是由海面風引起的，測量時間跨度長，所產生的噪聲接近於常態分配，在1kHz以下頻段為非常態分配，原因是航船噪聲是該頻段的主要噪聲源，其時空特性變化決定了非常態分配的特性。

降雨對環境噪聲譜級的影響

不同的降雨強度產生的雨噪聲具有獨特的譜形狀。軍事上，海面降雨產生的高強度寬頻帶的雨聲能夠降低聲納的檢測能力。此次海試時間跨度較長，降雨信息十分豐富，故分析結果有較強的實用價值。統計該次海試不同降雨情況下的海洋環境噪聲譜級值，得到降雨與噪聲譜級之間的關係。

在500Hz以下的低頻段降雨影響程度不大，原因為該低頻段船舶噪聲占主要因素；500Hz以上高頻段不同的降雨影響程度變化較大；陣雨比晴朗時高10dB左右，中雨比陣雨高5dB左右，暴雨時噪聲譜近於“白噪聲”，比晴朗時高出約25dB。此次分析結果與Heindsman等人在長島海峽觀測到的降雨自然噪聲譜結果大致符合，譜線形狀較相似。建立降雨強度與噪聲譜級之間的定量關係，不僅有助於掌握海洋環境噪聲源的相關知識，而且有利於實現利用海洋環境噪聲譜級的變化反演海上降雨的技術。