谱级

物理学术语

谱级是指定信号在某一频率的谱密度与基准纳密度之比的以10为底的对数乘以10，以分贝计。只适用于对所读频率范围内为连续谱的信号。

谱级换算

谱级前应冠以适当定语来说明其种类，如声压谱级、速度谱级等。在实际工作中，滤波器的带宽大于1Hz，因此谱级不能直接测量而需换算。例如，当声能均匀分布时，声压谱级为

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

式中：p为通过滤波器的有效声压；p0为基准声压；Δf为滤波器的有效带宽；Δf0为基准带宽（1Hz）。

界定健康与疾病的谱级指数

提出，健康与疾病并非象一块硬币的正反面那样，非此即彼；而是存在着由结构、功能、生化、防御、生态、心理诸指数组成的不同语级的过渡状态，并可从上述指数中衍化出六甘相早对应的、关于界定健康与疾病的重要参数，从而为揭示健康与疾病的本质属性提供了必要的理论依据。

结构功能指教与健康疾病的对应关系

现代人体观指出：人体的运动是在平衡基础的运动，平衡是处在运动中的平衡，人体功能活动是绝对的运动和相对平衡的对立统一。当人体功能活动处于动态平衡时，提示机体呈健康状态，当人体功能活动的动态平衡状态被破坏，则提示机体呈病态状态。为了正确说明人体功能活动与健康疾病的对应关系，就称正常的功能活动态“ 动衡态”，将异常的功能活动态为 “ 失衡态 ”。这两个新概念，分别属于健康与疾病这对属概念的相互对应的种概念，是界定健康与疾病的第二对生物学谱级参数。

生化防御指数与健康疾病的对应关系

一般而论，机体的各项生化指标符合物种共性的标准 ( 即正常值范围 )，提示机体是健康的，机体的某项或多项生化指标偏离了正常值范围，多提示机体是病态的。对于前者称其为“常闭”，后者则称其为 “异阂”。常闭是健康的重要指标，异闭则属于疾病的基本要素。因此，常闭和异闭这对种概念就成了界定健康与疾病这对属概念的第三对生物学谱级参数。

当抗损害占优势，完全战胜了损害因素，疾病就不会发生，即或发生了疾病，也会向痊愈的方向发展，使机体迅速恢复动态平衡，以维持健康水平，就将这种 “正盛邪衰” 的生命现象称为 “正防御”，当损害因素占优势，抗损害因素不能完全战胜损害因素，后者留存体内并打破了机体的动态平衡，机体被迫通过代偿来勉强维持必要的生命活动时，机体就处于病理状态，就称这种 “邪盛正衰 ” 的生命现象为 “负防御”。由此可见，正防御与负防御是区别健康与疾病的重要依据。因此，说 “正防御” 与“负防御” 这对种概念是界定健康与疾病的第四对生物学谱级参数。

生态心理指数与健康疾病的对应关系

如果机体能够按照客观规律主动加以适应 (如 “虚邪贼风，避之有时”；控制污染与改善生态环境以趋利避害等 )，来保持机体与生态环境的平衡，是保障身体健康的前提；如果违背客观规律，或生态环境的改变超出了机体适应性的限度，就会导致机体与自然环境的平衡失调，危及健康而导致疾病。由此就产生了 “有效适应” 与 “无效适应” 这一对概念，前者是健康的种概念，后者是疾病的种概念。据此，“有效适应” 与 “无效适应” 这对种概念，就构成了健康与疾病这对属概念的第五对生态学的谱级参数。

由于机体对社会、心理因素转化的结果，不外心理平衡与心理失衡两个方面。而心理平衡是健康诸要素的基本条件；心理失衡则是疾病诸要素的客观标准。因此，认为 “心理平衡” 与气合理失衡” 这对种概念，毫无疑问的是界定 “健康” 与 “疾病” 这对属概念的第六对心理社会学的谱级参数。

实测海洋环境噪声数据谱级特性

通过对噪声测量潜标系统测得的94d海洋环境噪声数据及相应的气象数据进行联合时频、相关性、统计特性分析，得到试验海区风速、降雨等自然现象与噪声谱级之间的关系。分析结果表明，海洋环境噪声谱级与风速变化在低频段相关性较低，高频段相关性较高，同时1kHz 以上频段谱级值分布接近呈正态分布；降雨对环境噪声的影响主要分布在500Hz 以上频段。

风速对环境噪声谱级的影响

海面粗糙度是高频段自然噪声的噪声源，与风速有关。风造成的气泡、空化以及海面激励所产生的浪花会产生噪声影响高频段。如果能准确给出海洋环境噪声级与风速的关系，可以通过海洋环境噪声的实测数据来反演海面风速。1948年Knudson等整理了第二次世界大战期间海洋环境噪声的海上测量数据，获得以海况或者风力为参数的著名的Knudson 谱，此后发现，风速与海洋环境噪声谱级的相关性比海况的相关性更好。1964年Piggott]指出，在浅海（水深40m以内）噪声谱级与风速的对数呈简单的线性关系，1972年Crouch和Bur将此结果推广到5000m深海。

噪声谱级与风速时频及相关分析

将潜标系统得到的海洋环境噪声数据进行滤波、剔除异常值后做时频分析，得到风速与海洋环境噪声谱级的时间变化。在频率较高即500Hz以上时，谱级值与风速的相关性较好，频率较低即时500Hz以下时相关性较差，说明风速与高频相关程度高。仔细观察风速变化，发现于6月22日出现高峰值，着重分析6月17日00：00至6月30日23：00共14d数据，得到其风速与海洋环境噪声谱级的时间变化。

海洋环境噪声谱级值的低频段与风速的变化趋势不太相似，主要是因为低频段主要噪声源为远处航船噪声，风速的影响较小，出现的峰值也是由于航船引起的；而高频处在6月22日出现高峰，升高了近20dB，此时对应的风速高达15m/s。

500Hz以下的频段谱级值与风速的相关性较低，低于0.45，分析原因是该频段远处船舶噪声占主要因素；500Hz以上高频段相关性较高，高于0.45，分析原因是该频段风关噪声占主要因素。

噪声谱级的统计特性分析

由于海洋环境噪声是随机的，对94d的海洋环境噪声谱级值进行统计特性分析得到风关海洋噪声级的统计特性。海洋环境噪声谱级在1kHz以上大致符合正态分布，因为这一频段的海洋环境噪声主要是由海面风引起的，测量时间跨度长，所产生的噪声接近于正态分布，在1kHz以下频段为非正态分布，原因是航船噪声是该频段的主要噪声源，其时空特性变化决定了非正态分布的特性。

降雨对环境噪声谱级的影响

不同的降雨强度产生的雨噪声具有独特的谱形状。军事上，海面降雨产生的高强度宽频带的雨声能够降低声纳的检测能力。此次海试时间跨度较长，降雨信息十分丰富，故分析结果有较强的实用价值。统计该次海试不同降雨情况下的海洋环境噪声谱级值，得到降雨与噪声谱级之间的关系。

在500Hz以下的低频段降雨影响程度不大，原因为该低频段船舶噪声占主要因素；500Hz以上高频段不同的降雨影响程度变化较大；阵雨比晴朗时高10dB左右，中雨比阵雨高5dB左右，暴雨时噪声谱近于“白噪声”，比晴朗时高出约25dB。此次分析结果与Heindsman等人在长岛海峡观测到的降雨自然噪声谱结果大致符合，谱线形状较相似。建立降雨强度与噪声谱级之间的定量关系，不仅有助于掌握海洋环境噪声源的相关知识，而且有利于实现利用海洋环境噪声谱级的变化反演海上降雨的技术。

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