光线在穿越不同介质时会发生反射和折射，从而制造很多神奇景象。
比如我们都听说过的“海市蜃楼”，就是因为沙漠和海洋表面空气温度受环境影响从下到上急剧变化，空气密度随之改变。光线从其中穿过时发生折射，从而使远处物体光线进入眼中，形成海市蜃楼。
还有当我们把筷子插入水中时，会发现筷子看起来比实际位置高，好像折断了一样，这也是由光线折射造成的。
声音是一种机械波，与光线一样在不同介质中传播时也会发生折射、反射，从而为潜艇隐身奠定了物质基础。
一、海洋是一个复杂水体。
从海平面到深邃海底，海水并不是均匀一致的。它受季节、洋流、纬度、盐分、地理环境等诸多因素影响，像一个奶油蛋糕那样分成许多层。
太阳光照的热量绝大部分被表层海水吸收，白天吸热晚上放热，温度较高。在海水对流和海浪作用下，近表面海水形成一个温度比较一致的混合层，厚度约100米左右。
再往下从100米~1000米之间，海水温度随深度增加而急剧下降。从下图我们可以看出：
深度约100米处，海水温度大约在20℃以上；到1000米深度时，海水温度已降到6~8℃左右。
而1500米以下的深水区，温度变化就很小了，基本保持在冰点以上到4℃之间。
二、温跃层。
冷暖两层海水交界处温度急剧变化，两侧海水密度差异明显，中间这十几米到几十米的薄薄水层就被称为“温度跃变层”，也叫“温跃层”。当声波穿越温跃层时，因两侧介质不均匀，声波就不再沿直线传播而发生折射。
温跃层在全球分布很不均匀，受深度、季节、纬度变化影响很大。随季节变化的叫“季节性温跃层”，多分布在水下100~200米之间，有些地区夏季也会在15~20米之间出现温跃层。
不随季节变化的叫“永久性温跃层”，一般在水下1000~2000米范围内。
热带地区温跃层稳定，有很多是半永久性；温带地区季节明显、温差大，所以温跃层时有时无，变化多端；极地地区终年严寒，海水从上到下都很寒冷，海面上还有一层海冰隔绝热量，所以温跃层很浅，或几乎没有。
三、潜艇隐身方式。
声波经过温跃层时会发生强烈折射，同时损失大量能量，声呐的探测距离显著减小，无法发现温跃层另一侧的敌方潜艇。
▲强烈折射
要想发现温跃层另一侧的潜艇，水面舰艇需要拖拽声呐或变深声呐，将其放到与潜艇同侧才能在较远距离上发现它。潜艇对潜艇也是同理，处于温跃层两侧的潜艇彼此之间都很难发现对方，只有在同一侧才能远距离发现。
▲拖拽声呐
夏季时海水表层温度高、深层水温低，声波穿越海水时向下方弯折，形成声影区。这时敌方潜艇近在咫尺，声呐也很难发现它。
到了冬天，表面海水接触大气温度下降很快，温度比下层海水还低，声波穿越海水时向上弯折，到达海平面后再反射回来，侦测距离比夏天远。若此时潜艇在深海中躲避，声呐就无法发现它。
潜艇上都装着水深温度计，记录不同深度的海水温度。通过观察温度变化，就可以寻找到附近的温跃层，作为隐身战斗的良好场所。
四、其他声音折射现象。
海洋中除广泛存在的温跃层外，还有很多其他因素导致声音折射，如海洋锋、中尺度涡旋、内波等。
海洋锋，是特性明显不同的几种水体间的狭窄过渡带。例如两股寒流、暖流交界处，两侧海水温度、盐份差异很大，声波穿越时就会发生水平方向弯折，方位差可达10度左右。潜艇可以利用这种水平弯折躲避声呐搜索。
▲阿拉加斯加冰川融化淡水与海水分界线
海洋中还有各种大小不等的中尺度涡旋。涡旋内外水体温度、盐度差别也很大，能显著改变声波转播方向，帮助潜艇隐身。
此外，海洋内波导致温跃层上下起伏，声音穿过时能量大幅衰减，背景噪声能轻松遮蔽潜艇噪声，隐身其中的潜艇很难被发现。
▲波幅巨大的海洋内波影像
总之，潜艇就是利用声波在不同介质间的折射、反射现象，躲避敌方声呐搜索的。同时，这种现象也能形成水声通道和声音汇聚区，合理利用可以侦听到几十海里甚至上百海里外的敌人声音，是潜艇侦察和通讯的重要方式。和风漫谈原创，禁止抄袭。
要想利用温跃层获得隐身、监听优势，需要对海洋环境极其了解。这依赖于平时不间断的海洋测量，全面记录和分析各种海底地形、洋流、温度、盐度等信息，才能在战时抢占主动，击败敌人！
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