屠焰赵树卿

听不见的次声

在一个闷热的夏夜，沿海的一个次声探测站四周格外宁静，万籁俱寂。然而次声记录室中却灯火通明，人们正在紧张地工作。那台风探测仪上的记录笔不停地左右摆动，在记录纸上描画出一组组有规律的次声波列。实时处理对接受的信号，即时作出相应的处理，叫实时处理。——编者计算机上的指示灯在飞快地闪动着，与此同时，一行行数据出现在屏幕显示器和电传打字机的记录纸上。“好呵！又捉到了一个台风。”观测员望着显示器上的数据兴奋地自语着。随后他打开记录本，将显示器上的数字转译成文字：方向东南，中心风力12级，台风中心坐标东经130°30′、北纬19°20′，距本站一千多公里。

看到这里，读者也许要问：周围寂然无声，仪器怎么会记录到次声波呢？原来次声是由台风中心海面不断地辐射出来的一种声波，人耳是听不到的。只因仪器比人耳灵敏得多，它能感受到这种远来的“充耳不闻”的声波，并把它记录下来，从而计算出台风的位置和其它数据。读者可能还会问：普通声波都传得不远，为什么次声波能传几千公里远呢？这是因为次声波在大气中传播时衰减很小（当然还有大气声波导的作用），有的次声波甚至能绕地球好几圈呢！这是次声波的一个很重要特性。

现在从物理学的观点谈谈什么叫声？什么叫次声？首先谈谈声的定义。一般把弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移等的变化或这几种变化的综合，叫做声或声波。

空气、水、其他气体、液体和固体都是弹性媒质。声波经过媒质就要引起媒质质点的振动。不同的声，它的振动次数不一样，例如有的人发出的声音尖，也就是所发出的声音每秒的振动次数多；有的人发出的声音粗，相应的振动次数就少。人们给振动次数的多少规定了一个度量单位，把每秒振动的次数叫频率，它的单位叫赫。

一般地说，可引起人们听觉的声叫可听声，它的频率范围大致为20赫至20000赫。那么什么叫次声呢？次声是频率低于听觉音调低限的声。次声的频率范围大致为0.0001赫至20赫。由于听觉音调的低限随声强而变，因人而异，因此将频率低于听觉音调低限的声定为次声，它的频率范围就不能明确限定。所以通常规定振动频率范围低于20赫的声叫次声。

最强的次声波

谈到大气中的次声波，首先要介绍十九世纪末一次著名的火山大爆发，因为它是人们所知道的最强大的次声源。同时，这次怵目惊心的现象给人们留下了一批最早的“珍贵”次声波列图。

1883年8月27日，位于印度尼西亚的喀拉喀托火山突然大爆发，当时使二十多立方公里的岩石变成碎块抛向空中，产生了强大的爆炸波，发出了轰鸣的巨响。据说，在远离火山几千公里印度洋上的罗德里格斯岛上还能听到隆隆的声响。而它产生的次声波则传播得更远了，曾绕地球转了好几圈，传播了十几万公里。这是有史以来罕见的强大次声源。

当时还没有灵敏的次声传声器，但是这次大爆发过程所产生的次声波却大得惊人，以至在几万公里远处用简单的气压计也能记录到它产生的次声波。最近有人运用次声传播理论对这些记录进行了计算，得到那次火山大爆发的能量数值，相当于大约1—1.5亿吨烈性梯恩梯炸药的爆炸能量，或者说，相当于几十颗氢弹的爆炸能量！它所产生的次声波在几万公里远的地方压力还有上百毫巴，比通常人们谈话的声音的声压大几万倍。

在本世纪初，1908年落到西伯利亚原始大森林中的一颗特大陨石发生了大爆炸，当时也产生了很强的次声波，在几万公里远处，用气压计还记录到了它的波列。

这是自然界发生过的两次特大的爆炸现象。通常大自然中爆炸的能量都小得多，因此它产生的次声波声压也非常小，一般仅有几微巴，甚至更小。正是由于这一情况，在次声接收技术水平落后的条件下，虽然早在上百年前就首次记录到了次声波，可是人们对次声的认识却没有多大进展。直到近二十年来，科学技术有了飞跃的发展，研制和生产出了许多类型灵敏的次声传声器；核武器和航天技术的发展，一方面为次声研究提供了强大的次声源，另一方面对核爆炸侦察和高层大气探测的要求也促进了次声技术和传播理论的进展，人们对自然界中次声现象及次声传播规律的认识才有了较大提高。现在已经知道大气中有许多次声源，我们在下一节作简要介绍。

周围的次声波