提高海洋风、浪、流等海洋环境要素全天候（包含极端海况）观测水平和预警能力，是海洋科学研究及海洋防灾减灾的重大需求，也是推动海洋经济可持续发展的必然举措。现有的海洋观测手段虽各有优势却均存在一定的局限性，导致极端海况（如台风）条件下风、浪、流等现场实测资料相对缺乏，沦为海洋数值预报研究发展的瓶颈与短板。例如，科考船能够进行全方位的风、浪、流等现场观测，但其运营成本极高，无法开展长期、大范围观测，且无法在极端海况下作业。因此，亟待多学科交叉与联合，创新发展跨学科、全天候的新型海洋观测技术手段，为传统海洋观测与研究提供支持与补充。

海底地震背景噪声（地脉动，～0.05-0.5 Hz）携带海表波浪及相关风场和海流的重要物理信息，通过对这类噪声的观测与分析，有望实现基于地震学的风、浪、流等海洋环境要素的水下观测与感知，为传统海洋观测与研究提供跨学科技术支撑。传统地震背景噪声观测主要基于陆上和海底地震仪，近年来基于光纤的分布式声学传感（Distributed acoustic sensing，DAS）的兴起则为背景噪声观测带来新的途径。

我们近期多次主动设计、开展了基于海底电缆光纤DAS的地震背景噪声及海洋浮标联合观测试验，通过地震学和物理海洋学交叉联合，在系统分析海底光纤DAS观测地震背景噪声的信号特征和激发机理的基础上，努力探索并发展基于海底光纤DAS观测地震背景噪声的海洋环境感知方法。如2022年9月，通过海底光缆DAS观测过境台风“梅花”激发的近场地脉动信号，并以此研究海浪和海流对台风的近场响应。研究结果表明，台风“梅发”激发的地脉动主要为~0.08-0.38 Hz，其中高频分量（>0.3 Hz）受潮汐调制；我们进一步利用频率-波数分析成功揭示了台风期间海浪沿缆传播方向的变化，并提出了一种测量局地平均海流（包括流速及流向）的新方法。我们发现台风过境期间海浪传播方向与海流变化均与台风风场演化相一致，且海流存在明显的潮流分量。

此外，我们在海底电缆光纤DAS观测试验中，也采集到了海底电缆上方海域航行通过的船舶所激发的相对更为高频的噪声信号。通过阵列信号处理，初步实现了基于海底电缆DAS观测的船舶定位以及航行速度反演。
 

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