本文探讨了海洋学预报在增强海军反潜战(USW)任务中的关键作用,重点关注用于探测敌方潜艇的被动声学导航与测距(声呐)技术。通过对两种预报源(一种基于每日数值模拟,另一种基于历史气候数据)的比较分析,本研究评估了它们对决策结果的影响。令人惊讶的是,研究揭示出气候学数据提供了与数值预报相当、甚至可能略更可靠的结果,这对传统假设提出了挑战。研究结果强调了在反潜战行动中定制化选择环境源和预报参数的重要性,这可能有助于提高任务成功率。此外,研究建议需要在其他区域进行进一步实验,评估预报源对其他反潜战决策的影响,并纳入保密的背景噪声数据库,以增强未来反潜战的决策过程。
反潜战包括在水下领域内进行或发起的军事行动。潜艇利用声学导航与测距(声呐)来监测水下环境,这对于探测、跟踪和攻击敌方潜艇及水面舰艇,以及避免被对手发现至关重要。由于声波在源和接收器之间的传播很大程度上取决于水下环境,可靠的海洋学预报(包括温度和盐度的预测)能为操作员提供更深入的水下环境知识,从而有助于提升海军在水下领域行动的有效性和成功率。反潜战操作员可以利用其对水下环境的了解来获得战略性的"声学优势"(Gardner 1996, p. 42)。
本文对两种常用预报源进行了比较分析:一种使用数值模型每日更新,另一种则基于历史气候数据。通过建模与仿真,本论文探讨了预报选择是否会导致决策结果出现显著且可观察到的差异,亦或源自不同预报的差异微乎其微。该实验特别涉及一项旨在提高使用被动声呐技术探测和跟踪敌方潜艇概率的决策策略。最终,本研究试图在潜艇作战的预报选择这一关键决策方面获得见解,因为在复杂的水下环境中,精确性和可靠性至关重要。
本文的最终目标是使指挥官和操作员能够全面了解哪种海洋学预报源对反潜战使命最有价值,以及每种预报源如何根据战术和作战决策来改善结果。关于使用哪些环境源和海洋学预报参数的战略决策,若能与作战和战术规划相结合,可能会带来更优的决策并提高任务成功率。
人们可能预期数值预报模型的价值会随着预报时效远离目标(预报)日期时间而下降。此外,也可能预期预报模型比历史气候数据源更准确,或者其价值在不同季节会发生显著变化。然而,本实验并未观察到这些假设和预期。
在本实验的背景下,其决策策略旨在通过选择被动声呐的搜索深度来提高探测率,结果明显表明,气候学提供了与数值预报相当、甚至可能略更可靠的结果。本实验并未探讨该结果是否可推广至更复杂的反潜战决策,例如跟踪已探测到的潜艇和战区级反潜战。此外,与世界上其他区域相比,建模区域的地理位置和研究所涵盖的时间段可能缺乏变化性。在另一个区域进行类似的实验以评估结果是否显著不同,可能具有价值。例如,也许由历史数据驱动的全球数字环境模型(GDEM)在美国海岸线附近更可靠,因为那里的历史气候数据可能更可靠。建议在远离美国海岸区的区域重复类似的实验。
此外,将保密的背景噪声(LE)数据库纳入后续的仿真和建模实验,可以揭示不同水平的背景噪声如何影响被动搜索行动期间的传输损失(TL)。这可以为未来的任务规划和决策过程提供宝贵的见解。