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超低頻（ELF）是什麼？為何它能穿越海洋深處，甚至與潛艇溝通？
超低頻（ELF）無線電波是指頻率在3到30赫茲（Hz）之間的電磁輻射，這類波長可達100,000至10,000公里。這種特殊的頻率範圍使得ELF波在自然界中能夠以非常低的衰減度傳播，並且能夠有效穿透海水，從而成為與潛艇進行通訊的理想媒介。
由於其極長的波長，ELF波能夠繞過大型障礙物，並且不會被山脈或地平線阻擋。
ELF波的特性亦使得它們能夠沿著地球的曲率傳播。這種傳播機制依賴於地球與電離層之間的波導效應，ELF波在這一過程中也可以反射並環繞地球幾圈。這使得它們在極為廣泛的距離內進行通信成為可能。尤其是對於潛艇而言，當潛艇在深海中無法接收其他的高頻無線電信號時，ELF波便展現了無可替代的作用。
ELF波的衰減率非常低，每1,000公里僅為1至2分貝，這讓單個發射器能夠實現全球通信。
目前已知只有少數幾個國家（如美國、俄羅斯、印度和中國）建造了ELF通信設施，用於與潛艇進行通訊。這些設施通常使用長達數十公里的接地無線電天線，並由能夠輸出數百萬瓦的發射機驅動。美國的ELF設施於1985到2004年間運行，但現在已經撤除。
ELF波的自然產生與功能
ELF波的自然來源主要來自閃電和地球磁場的自然擾動。在大氣科學中，這些波被研究的原因在於它們能夠為地球的氣候和環境提供有用的數據。此外，ELF波因為能夠穿透海水而用於地球的油氣勘探等應用。在醫療領域，ELF頻率也被應用於一些治療方法，這再次彰顯了這些低頻無線電波的廣泛用途。
潛艇通信的挑戰
雖然ELF波在潛艇通信中扮演著重要角色，但其數據傳輸速度相對較慢，通常只能每分鐘發送少數字符。由於潛艇無法安裝相通常需要比較大的天線，因此通信的方式通常是透過發送升浮的命令，以使潛艇升到較淺的水層以接收較高頻率的信號。
由於電磁波在海水中衰減極快，這使得普通的無線電通信對於潛艇來說幾乎是不可能的。
科學界的關注與爭議
由於頻率的特性，ELF波在生態系統中的影響仍然是一個爭議的話題。實際上，電磁場的長期暴露對健康的影響尚無定論，關於與白血病之間的相關性等問題引起了各界的關注。世界衛生組織在2005年曾組織專家評估這方面的風險，但結果顯示支持力不足。
在此背景下，是否還存在其他我們尚未理解的潛在影響，或這些波對我們的環境和生物並無重大影響呢？
