专栏名称: 全频带阻塞干扰

海边一等带刀侍卫

口算减压 ε≡ﾍ( ´∀`)ﾉ

全频带阻塞干扰 · 公众号 · · 2018-02-25 11:32

正文

少数派报告 | 比例减压

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下文由程程_Constance 基于中国大陆创作共用协议3.0之署名-非商业性使用-相同方式共享（CC BY-NC-SA 3.0）编辑发布，著作权归作者所有

口算减压前的闲扯，可以不看

前年十一跑去苏比克，我惊讶的发现 Uncle George 用 Ratio Deco 口算出的减压计划和 Deco Planner 跑出来的结果相差无几，甚至更保守，我也不爱带电脑去潜水，于是决定自学一下 Ratio Deco，以后带脑就可以了。
自学之后觉得自己以前对减压理论的理解过于死板片面，以及 too young 未成年。早年为此还与某位基友吵了一个脸红脖子粗，觉得 Ratio Deco 局限性太大，不是最优解。从此一位友人嫌棄我性格锋利，准备与我友尽。为了挽回这段恋人未满友达以上的技术观光潜友情份，我终于进行了一系列的开卷有益活动。虽然经验不充分，但我理论基础扎实；虽然没有实际操作过，但我书读得多；虽然不是老司机，但我一言不合就飙车。下文经由网络上各个讲解比例减压的文章翻译总结得来，还望大家多多指教。
至于为什么会有比例减压这个算法，一位朋友的解释一语中的：因为懒。我觉得甚好，世界上各种伟大的发明都是懒来的。
谨以此文献给我最迷恋的化学老师，一位口算能力极强的帅比，安保国先生。下面，请大家跟我一起来口算一些减压。

我每次学习的时候，时间都仿佛静止了。

以为自己学了两个小时，一看时间才过去五分钟。

由此可以推断，如果我一直拼命学习，我可能会长生不老。

_(:зゝ∠)_

▼

Ratio Deco 应有的理念和情怀

一. 减压计划并不是一门儿像数理化一样精密的学科。在该领域，没有所谓的非黑即白。我们潜水的深度和时间都是无法精确测量的，因此针对某一潜进行量体裁衣的“完美”减压计划可以说是理论上存在但实际上无法推导的。而且就算可以推导得出该计划，我们也难以精确执行，因为减压过程中的深度和时间也很难保证和预测。因此，我们只能蒙猜一个大概，畅想自己可以无限接近“完美”减压计划。然而，减压病这个鬼，也是让人捉摸不透。有的时候，尽管你按计划中规中矩地停了每一个必须的减压站，但还是不幸地得了减压病，而你的潜伴仿佛却没什么事儿。也就说，是否得减压病并不完全取决于客观的物理因素（时间、深度、呼吸气体成分等），也取决于潜水员个体的身体状况。除了每个人的身体素质有差异以外，每个人的身体处理进入体内异物（惰性气体气泡等）的方式也不尽相同。这也更加说明了减压完全靠蒙，“完美”一词在减压计划中并不存在。在制定减压计划的时候，应尽量权衡利弊，追求心中的完美。

二. 针对某一潜最利于减压的气体配比最优解，也是不存在的。这些所谓的最优解和“完美”减压计划都是理想世界中的数学建模，它们很难 hold 住现实生活中潜水员多变的机体因素和潜水时的不确定因素。也许在某一次潜水中，你把呼吸气体在MOD的氧分压设在了1.2ATA，或者为了缩短减压定在了1.4ATA，这看上去似乎没有问题，但如果这是一次长距离洞穴穿越，潜水时间超过4小时，那你就把自己置于了一个更危险的境地：氧中毒。这就是一个很好的权衡利弊的例子。而且很多减压模型在计划减压时，根本没有考虑到氧分压的问题。当然，就算考虑到氧分压的最优解存在，也很难精确的配出气来，这时候 Ratio Deco 就懒得漂亮了，标准气配起来贼方便 (*´∀｀*)人(*´∀｀*) 当然，考虑完配气的难易程度，我们还要考虑呼吸气体密度对二氧化碳堆积的影响，二氧化碳的堆积是氮醉的一个诱因，而个体对氮醉的敏感度和耐受度又是不同的。所以说，最优解只是一个数学上的理想值。

三. Bühlmann 减压模型的减压效率并不高，他忽略了惰性气体在没有超过 M值的深度产生微气泡的可能。根據 Bühlmann 博士的模型算出的減壓計劃都试图在不超過M值限制（或经过GF校准的M值）的深度的情況下盡快把潛水員帶到淺水處減壓，各減壓站都剛好設置在觸碰M值極限的深度。這種減壓停留的效率其實是相對較低下的，而且淺水停留的時間略長，略無聊。其效率低下的原因之一就是忽略了惰性氣體在沒超過M值的深度極限時產生的微氣泡，這些微氣泡有機會伴隨上升時壓差的變化逐漸演變成可造成減壓病的正常氣泡。Bühlmann 博士在其後期對減壓病的研究中也發現了微氣泡的存在，Bruce Weinke 後來對氣泡的形成和發展機制進行了詳盡的研究，並提出了 RGBM氣泡模型，主要崇尚潛水員進行深水停留，也就是說潛水員應該在傳統的 Bühlmann 模型規定的第一個減壓站之前就開始停留減壓，在这些微气泡还没成气候前就将其处理掉，提高减压效率。為了遏制微氣泡增大，Brian Hill 提出潛水員在上升時應放慢速度，留給這些微氣泡充足的時間伴隨血液回到肺部，通過正常呼吸排出體外。有些潛水員也嘗試通過給 Bühlmann 模型設置更保守的 GF Low 強行計劃深水停留，然而 Bühlmann 模型並不會考慮深水停留的減壓效果，反而會延長淺水停留時間為深水停留時慢組織細胞吸收惰性氣體做出補償。綜合各大理論的觀點，減壓計劃的終極目標應該是找到一個平衡點可以使潛水員進行深水停留，有效地處理掉微氣泡，但又不會因此增加淺水停留的時間作為懲罰。 Ratio Deco 口算出的減壓計劃可以說是很接近該平衡點的。

Ratio Deco 的先決條件：

使用標準氣

古語有雲，一次潛水在沒有下潛之前已經開始了。 Ratio Deco對呼吸氣體的選擇就是這句話的完美體現。

背氣的選擇（Bottom Gas)

擇氣標準：

MOD時的氧分壓小於或等於1.4ATA；
水下工作時的平均氧分壓小於或等於1.3ATA，但又不要太小，避免增加不必要的減壓；
END最大為30米；
氣源充足，配置容易。

標準配比： He = 100 - 3 x O2

數學推導：

根據以上擇氣標準，我們可以得知理想的呼吸氣體在MOD產生的迷醉效果應與空氣在30米產生的迷醉效果相同。我們假設氧氣與氮氣的迷醉效果相同（氧氣分子質量為16，氮氣為14，二者分子質量相仿，在組織細胞內的溶解度應該相近，造成的迷醉效果也應該差不多），可得出如下關係：

END =（MOD + 10）x（100 - He）/100 - 10 = 30 [1]

又因為MOD時的最大氧分壓應為1.4ATA，我們可以得出：

MOD = 10 x 1.4 / O2% - 10 [2]

將[2]帶入[1]可得：

He = 100 - O2 x （END + 10）/ 14

He = 100 - 2.85 x O2

為了方便和好記，我們可以四捨五入，將He的配比約等於 100 - 3 x O2。

其實，將2.85約等於3后配出的標準氣不僅方便口算和記憶，而且從氧中毒的角度來考慮，該配比也會更保守，因為此時MOD的氧分壓只有1.3ATA（水下工作時的平均氧分壓）。

OK，那這樣的話，配氣簡單嗎？

簡直是簡單哭了，你只要手頭上有一個測氧儀，再加上會一點口算，就能成功配出標準氣。

如果設 P = 氣瓶內最終的氣體壓強：

第一步，搬來一個空的气瓶，然後打氦氣至P He =（He/100 x P）Bar；

第二步，接著加高氧（常用32%）或純氧，P Nitrox Bar；

第三步，加空氣至P。

可得，P = P He + P Nitrox + P Air ：

其中32% P Nitrox + 21% P Air = O2/100 x P [A：第二步使用32%高氧] ，

或 P Nitrox + 21% P Air = O2/100 x P [B：第二步使用純氧]。

若[A：第二步使用32%高氧]，則32% P Nitrox + 21% { P - （100 - 3O2）/100 x P - P Nitrox } = O2/100 x P，可得 P Nitrox = O2 x 37/1100 x P = 3O2/100 x P，即第二步應打3O2/100 x P Bar的32%高氧。若P為200Bar，就是打三乘以氧氣百分比乘以200Bar的高氧，其實就是氧氣值的六倍（例如，要配21/35，則第二步應打126Bar的高氧）。

若[B：第二步使用純氧]，則 P Nitrox + 21% { P - （100 - 3O2）/100 x P - P Nitrox } = O2/100 x P，可得 P Nitrox = 37/7900 x O2 x P = 0.47O2/100 x P，即第二步應打0.47O2/100 x P Bar的純氧。若P為200Bar，其實就是0.94乘以氧氣的值（例如，要配21/35，則第二步中應打19.74Bar純氧）。

絕大多數情況下，打純氧的量是要遠小於打氦氣的量。因此此時氣壓表的精準讀數，要遠比以上口算公式的精密度重要。進行完第二步，我們應該用測氧儀測試一下氧氣濃度，此時理論上的氧氣濃度應為：

O2% = 0.47O2/100 x P / {（100 - 3O2）/100 x P + 0.47O2/100 x P }

O2% = 0.47/（100/O2 - 2.53）

此時可能需要一個計算器，測得的氧濃度比理論值偏小不要緊，可以再打一些純氧進行微調，當我們獲得預期氧濃度后，就可以把氣瓶拎走去加滿空氣了。

為了使氣壓表的讀數更精準易讀，从而確保獲得的氧濃度更精確，我們可以借用手頭上容積最小的減壓瓶來注氧，起到一個放大讀數的效果。這樣的話，我們的 P Nitrox 的讀數就會按照背氣的雙瓶容積與減壓瓶容積的比例放大。譬如說我們要往22L雙瓶中打19.74Bar純氧，如果高壓氧源來自6L減壓瓶，那我們只需要讀到6L減壓瓶氣壓的減少值為19.74 x 22 / 6 = 72 Bar就可以了。此時，氣壓表讀數對誤差的包容度會相對高一些，一兩Bar的誤差不會造成氧濃度值太大的改變。

常見標準氣配比:

一個舉例:

譬如有一個小帥比一直吵著要去五十米，考慮到MOD時最大氧分壓為1.4ATA，潛水作業的平均氧分壓不超過1.3ATA，減壓時間又要盡量短，那麼我們選擇21/35會比較好。此時氮氣比例為44%，氮氧總比例為65%，平均潛水深度為52米，END = （52+10） x 0.65 - 10 = 30m。打氣的話，先打70Bar氦氣，再打20Bar純氧，最後加滿空氣至200Bar，也是蠻方便的。

之前Leo叔的一个留言：

減壓氣的選擇

擇氣及使用標準：

MOD時的氧分壓為1.6ATA；
為了在最大限度上利用氧氣窗口的減壓效果，潛水員一上升至減壓氣的MOD，就應該切氣，此時，其身體應處於放鬆狀態，如果還有事情要忙，則應該再上升一段距離后再切換減壓氣，防止氧中毒。

常見標準氣配比：

Triox或Helitrox是指氧氣含量超過21%的三混氣。

有關氦氣減壓：

在標準氣的配比中，氦氣所佔的比例可以說是最低標準。也就是說其它比例的三混氣，如50/25，35/30，也是可以使用的，有些財大氣粗的人也會用僅含氦氣和氧氣的Heliox。在減壓氣中使用氦氣有機會提高減壓的效率（取決於具體的底部深度和時間），減弱惰性氣體迷醉效應，和減少切氣時發生等压气体逆向扩散（ICD）的可能。通常，人們會盡量避免切氣時呼吸氣體的氮氣成分驟然增高。類似於在57米將Trimix切至空氣，或在浅水时将氦氣含量很高的Trimix切至50%的高氧這樣的切氣方式都是不鼓勵的。

有關氧氣減壓和換氣間歇（Gas Break）

如果使用純氧減壓的時間超過20分鐘，我們必須立即換成背氣（通常換成手頭上可用的氧氣含量最低的氣體，注意缺氧）進行換氣休息。一般來說，大家比較習慣呼吸16分鐘純氧，然後進行6分鐘換氣休息，然後再換回氧氣，如此反復，直至完成全部減壓（進行換氣休息時的減壓也應計算在內）。這種做法不僅可以在很大程度上降低氧中毒的風險，而且可以提高減壓效率。有研究表明，在6米處長時間呼吸純氧，不僅會促使血管收縮，也會影響肺部功能，從而減緩氣體隨血液循環至肺部并通過呼吸排出體外的速度。換氣休息可以很好的緩解血管和肺部的生理壓力，反而提高減壓的效率。在6米吸完純氧后，應緩慢升至水面。同樣的，有一些潛水員也提倡將整個純氧減壓時間的三分之一用在3米的位置停留，不仅可以降低氧中毒的风险，也可以確保6米至水面的過度是緩慢進行的。

我再說一下打氣

上文說標準氣配起來賊方便，但是算完之後缺一個總結，下面我們直觀地看一下配氣有多方便。

假如我們的背氣都要求打到200Bar，

若用EAN32配氣：

第一步應打氦氣 He% x 200 = 2He Bar，即P He = 2He；

第二步應打EAN32 6 x O2 Bar，即PNitrox = 6O2。

又因為標準氣中He = 100 - 3O2，帶入P Nitrox ，我們可得P Nitrox = 200 - 2He，也就是說我們只需要在打完氦氣之後，拎著氣瓶去打滿EAN32就行了。

常見標準氣配比及其配氣方法如下：

OK，怎麼有誤差？不是說好的32%P Nitrox + 21% { P - （100 - 3O2）/100 x P - P Nitrox } = O2/100 x P嗎？從說好的角度來說，P Nitrox 應為O2 x 37/1100 x 200 = 0.0336O2 x 200 = 6.72O2，也就是說經過四捨五入，我們EAN32打少了。

接下來一個問題，公式中的O2此時應該取多少？是常見標準氣中的O2嗎？以21/35為例，如果我們首先定義了He為35，那真正意義上的標準氧含量應為（100 - 35）/ 3 = 21.67。那麼按標準，我們應打EAN32 6.72 x 21.67 = 145.62Bar 。

發現沒有？氦氣和高氧加起來已經超過200Bar了，此時按照公式應該再補充200 - 70 - 145.62 = -15.62 Bar空氣，補充空氣后的氧濃度應為（0.32 x 145.62 - 0.21 x 15.62）/ 200 = 0.2166。

什麼意思？數學公式很傻，為了滿足等式的平衡，它讓我們抽出一部分根本不存在的空氣來稀釋氧濃度。作為機智而懶惰的人類，我們乾脆就少打一點兒EAN32好了。為了方便，我們就剛好打滿即可。

這樣做行嗎？答案是肯定的。我們在最初推導標準氣配比公式的時候得出He = 100 - 3O2，其實這其中的3O2已經是從2.85O2四捨五入得來的了，此時MOD的氧分壓為1.3ATA，我們說與1.4ATA相比更保守。回想選擇氣體配比的初心，我們可以說使用氦氧配比近似滿足 He = 100 - 3O2 的混合氣進行潛水都是安全高效的。而且這樣簡單粗暴配出的氣體氦氧比例是很接近上述關係的，所以這樣配很OK，而且極大降低了配氣的難度。所以說標準氣與其叫“標準氣”，不如叫“方便氣”或者“偷懒氣”。

若用純氧配氣：

第一步應打氦氣 He% x 200 = 2He Bar，即 P He = 2He；

第二步應打純氧 0.94 x O2 Bar，即P Nitrox = 0.94O2；

第三步打滿空氣。

常見標準氣配比及其配氣方法如下：

發現沒有？第二步打純氧的量不好把握啊，殘壓表的刻度一般都是10Bar一個格，簡直是手抖毀一生。也就是說在現實生活中，殘壓表讀數的誤差要比公式推導的四捨五入的容錯度低很多。所以買一個好表十分重要！當然，為了增大容錯度，我們也可以用手中容積最小的減壓瓶作為高壓氧源，增大P Nitrox 的讀數。

Ratio Deco 的一些基本算法

Ratio Deco 是一款“簡單”的根據潛水深度和時間口算減壓計劃的方法，它结合了百家理論（深水停留 Deep Stop、氧氣窗口 Oxygen Windows、自由氣泡 Free Phase Gase 和溶解氣體 Dissolved Gase）之所長，来尽可能减小潜水所带来的风险。Ratio Deco的延展性很好，因為只要潛水員腦子夠快，他就可以根據潛水情況的改變隨時對減壓計劃做出調整。如果不幸忘記帶電腦表或者電腦表壞掉，掌握這一口算技能也能達到救命的效果，Simon早年教育過我可以數象拔“橙”上的繩結和脈搏來估計自己潛水的深度和時間。

值得注意的一點是 Ratio Deco 是由電腦根據不同減壓理論和算法對不同深度、時間和減壓站設計的潛水進行模擬建模、歸納總結而來的。它不是一條死公式，而是對各減壓模型的一個綜合應用，是一種減壓策略。在充分了解其背後的原理之後，潛水員完全可以根據自己個人的需求（潛水環境、深度、時間、水溫、浪況、身體狀況、後勤支援等）和喜好（保守，激進，深水減壓站的選擇等）對基準計劃進行相應的調整。如果我們將由 Ratio Deco 得來的減壓計劃與根據其它減壓模型得出的減壓計劃進行比較，你會發現 Ratio Deco 的減壓曲線會同 Bühlmann 模型將保守係數設為30/85、或V-Planner（RGBM/VPM-B模型）中將保守係數設為+2時的減壓曲線相仿。

所謂比例減壓（Ratio Deco），其實就是說用純氧在6米做減壓的時間和在指定深度潛水的底部時間（Bottom Time）成一定比例。該比例關係如下：

那其它深度怎麼辦？我們可以通過求插值（通过已知的离散数据求未知数据）的方法來計算純氧減壓時間與底部時間的比例。譬如底部平均深度為50米的時候，該比例應為2/3。也有看過將基準點的比例關係規定為潛水深度為45米時，底部時間與總減壓時間的比例為1:1，66米時為1:2，75米時為1:3，與基準點相比，深度每加減3米，總減壓時間加減5分鐘（这可以用 Deco Planner 进行验算的，适用气体为21/25）。具體原理解釋沒有查到很多，這裡不做詳細解釋。

上升曲線

在6米的減壓時間確定之後，我們就可以通過口算得出其它各深度階段減壓停留所需的時間了。它們遵循如下比例關係：

然後，我們將各深度階段的停留時間平均分配到其相應的各個減壓站中去進而推算出基準減壓計劃。譬如，第二階段，假如我們減壓站的設計為三米一停留，則21米、18米、15米、12米和9米應分別停留1/5的O2時間。

Ratio Deco 的適用範圍

氣體選擇：標準氣
深度範圍：最大深度為 120米
時間範圍：純氧減壓不超過 70分鐘

到這裡，其實大家就可以開心地跑去口算去了，是不是很“簡單”？

嗯？這就完了？是不是有點懵逼？這些比例關係咋來的？

假如有一個氣泡，你沒理會它，它就會從深水區開始隨著你的上升慢慢膨脹。簡單來說，在密閉容器中，溶解于溶劑的氣體達到平衡飽和狀態時，溶劑中自由氣泡內的氣體壓強等於其周圍環境壓強與其表面張力產生的壓強之和。按照表面張力定律，氣泡越小，表面張力越大。因此，氣泡越小，其內部氣體壓強就越大於周圍環境壓強。當壓差達到一定數值時，氣泡內部的氣體就會逃逸出來，擴散到周圍環境中去變成溶解氣體。這會使氣泡的體積變得更小，內部壓強變得更大，更多的氣體開始逃逸，直至氣泡消失或者氣體與溶劑重新進入平衡狀態。因此，在做減壓的時候，我們的策略就是製造氣泡內部氣體與血液或組織細胞間的壓強差。此壓差越大，氣泡消失的速度就越快，我們就說減壓的效率越高。所以說，在整個上升過程中，我們希望盡量保持這個氣泡處於“小氣泡”的狀態。因為，氣泡體積越大，其內部壓強越小，氣體越難逃逸。

假設剛才那個氣泡是在70米（8ATA）的地方產生的，其體積為一個單位。為了使氣泡的體積變成兩個單位，你需要上升至30米（4ATA）的深度。進一步變成四個單位的話，你就需要上升至10米（2ATA）。如果你直接衝出水面（1ATA），那氣泡的體積就會變成八個單位。如果在整個上升過程中，我們都想讓氣泡的體積保持在一個單位，那我們就需要對這個氣泡進行減壓活動，使其內部的氣體可以逃逸出來。假設在每一體積變化區間（一個單位變成兩個單位）需要進行減壓X個時間單位才能達到該效果，那我們說在70至30米，我們需要停留X個時間單位，30至10米，再停X個時間單位，同樣10米至水面也是X個時間單位。如果我們每三米一停留，則70至30米，每一個減壓站要停留X/12個時間單位，30至10米，每一個減壓站停留X/6個時間單位，10米至水面，每一個減壓站停留X/3個時間單位。我們很容易看到，這裡有一個12、6、3的反比例關係。

但是我們之前有說過，Ratio Deco 的應用條件是使用標準氣，而使用標準氣做減壓的減壓階段可不是簡單的70至30，30至10,10至0這個樣子。為了保持在上升過程人體內平均氧分壓為1.2ATA，我們將整個減壓過程分成了如下幾個階段，每一個階段差不多包含五個加壓站：

因此，當我們每一個減壓階段的減壓站個數為定值的時候，成比例改變的就應該是保持氣泡體積為一個單位所需的減壓時間X了。也就是說，我們每一個階段停留的時間會成倍增長，即X，然後2X、4X、8X，這樣子。相應的，每一階段的減壓站停留的時間就是X/5、2X/5、4X/5和8X/5。

這裡需要注意的是第一階段和第二階段的比例關係，正常來說第一階段的減壓時間應該是第二階段的兩倍，因為它深度比較淺。但是由於0-6米只有2.5個減壓站，而21-9米有5個減壓站，兩倍的一半就是一，也就是說第一階段和第二階段的減壓時間相等。

Ratio Deco的调整策略

针对不同的深度阶段和使用的标准气体，我们可以在基准减压计划的基础上对各阶段内的减压站停留时间进行微调。一般来说，我们会使用以下三种调整策略。

策略一：深水停留 - 直线形上升曲线

深水停留的神奇效果最先是由 Richard Pyle 在研究鱼类的时候偶然发现的，后来经过 Bruce Wienke、Brian Hill 等人不断地深入研究与推广，深水停留的概念现在已经被越来越多的潜水组织认可与采纳。

那我们应该从多深开始进行深水停留呢？为了弄清这个问题，我们首先要了解如下两个概念：

减压起始深度（Start Deco Depth）

在该深度，体内最快的组织细胞释放气体的速率开始大于吸收气体的速率。如果在比该深度深的位置进行“深水停留”的话就没有什么意义了。计算该深度为多少的标准有很多，以下两条比较常用：

潜水最大深度的80%；
或比潜水底部平均深度浅20米（环境压强减少2ATA）。

减压生效深度（Maximum Deco Depth）

在该深度，减压才开始变得有效率，它应该被设为最深的一个减压站。一般来说减压生效深度要比减压起始深度浅一点点。计算该深度的常见标准如下：

潜水最大深度的75%或50%；
或比潜水底部平均深度浅30米（环境压强减少3ATA）。

深水停留主要是为快组织细胞服务的，它为不成气候的微气泡提供了足够的时间通过血液循环到达肺部再由呼吸排出体外。于此同时，深水停留的各减压站停留时间还应短而有效，也就是说深水停留不应该给之后较浅的停留增加负担，使它们的时间变长。

在进行深水停留的时候，我们仍然在使用背气，还没有氧气窗口可以利用。由于此时所处的深度较深，各减压站所处的环境压强随深度变化（每三米一停留）并不大。根据波义耳定律，此深度阶段内的气泡体积随深度的变化应相对较小、更接近线性。因此，在进行深水停留的阶段，我们应该使各减压站的停留时间都相等并遵循一个线性的上升曲线。由于计算减压有效深度时所取最大深度的百分比不同，各减压站应做停留的时间也不同。如果选择75%，每一站停留的时间会短一些；如果选择50%，每一站停留的时间会长一些。具体停留时间如下：

当底部时间较短时（小于30分钟），每站最短减压停留时间为20秒，其实相当于以9米每分钟的速度缓慢上升；当底部时间过长时（大于150分钟），我们就认为此次潜水为饱和潜水，每一减压站停留的时间与底部时间为150分钟时相同。

在上升的最初始阶段，也就是尚未到达减压起始深度之前，我们通常以可接受的最快速度（9米每分钟）上升至减压起始深度；之后应显著放慢上升速率（至3米每分钟）上升至减压生效深度并开始按上表规定的时间进行第一个深水停留；之后应以同样的速率（3米每分钟）上升并且每三米一停留，直至到达第一个需要进行切气的减压站。

假如，一位潜水员进行了一次最大深度为90米，底部时间在30至60分钟之间的潜水，我们用75%计算其减压生效深度，他深水停留阶段的减压计划或上升曲线应如下：

到这里，其实大家就可以开心地跑去设计深水停留了，但总有一些好奇心极强的小帅比略感困惑，这些75%和50%的规定是怎么来的？这些不同底部时间对应的停留时间是怎么来的？下面我们来详细解释一下。

首先，我们来大致了解一下 Bühlmann 的溶解气体模型。该模型把人体简单地划分为16个对照间隔，每个对照间隔吸收和释放气体的半衰期都不同。其中最快的为5分钟，最慢的为240分钟（这些半周期仅代表了一些理论可能值，并不是人体内任何指定细胞的半周期）。Bühlmann 模型规定每个对照间隔经过六个半衰期后就会达到饱和状态或完成脱饱和过程。也就是说在第一个半衰期内对照间隔会吸收或释放其内外气体压强差的50%的气体，在下一个半衰期内会继续吸收或释放最新压强差之50%的气体，即25%的气体，以此类推，成指数型变化直至饱和或脱饱和。在比例减压中，我们规定，每个对照间隔经过5个半衰期，即其内部气体压强变化量为97%时，就完成饱和或脱饱和过程。因此，经过25分钟，最快的对照间隔（半衰期为5分钟）会达到饱和状态或完成脱饱和过程。

深水停留是为快组织细胞设计的，它们在上升过程中最先开始释放气体进行减压。在 Bühlmann 模型中，最快的五个对照间隔吸放气体的半周期依次为5分钟、10分钟、15分钟、20分钟和30分钟。为了确保这五个对照间隔可以得到充分的减压，它们将被用来计算深水停留的深度和时间。

当潜水员在最大深度进行潜水时，这五个对照间隔将以不同的速率吸收气体，也就是说它们达到饱和状态所花费的时间不同，或者我们也可以说经过相同的时间，它们达到的饱和程度不同。譬如说，经过10分钟的底部时间，半衰期为5分钟的对照间隔内的气体饱和程度为75%，而半衰期为10分钟的对照间隔内的气体饱和程度才为50%。

当潜水员开始上升的时候，由于对照间隔尚未完全饱和，即使其周围环境压强开始减小，但仍然大于其内部压强，对照间隔并不会即刻开始释放气体进行减压。只有当潜水员到达减压起始深度时，对照间隔周围环境压强才开始小于其内部压强，对照间隔得以释放气体，我们说潜水员开始进行减压。

伴随着潜水员不断地上升，对照间隔内外压强差也会越来越大。直到某一个时刻，该压差变得过大，以至于对照间隔内的气体不再以溶解的形态被释放出来，而是变成了气泡被释放出来。这一深度就是 Bühlmann 模型中M值所制约的安全深度。也就是说，根据 Bühlmann 模型，潜水员可以一路上升到M值规定的安全深度并在此最大限度地利用压强差进行减压并且不会在体内产生气泡。

但我们已经知道事实并非如此，一些不成气候的微气泡早在潜水员到达安全深度之前就已经产生了。为了避免这些微气泡的产生，我们应该在减压有效深度就开始停留，而此深度要深于M值规定的安全深度。根据经验来说，半衰期为5分钟的对照间隔的减压有效深度为最大深度的75%，10分钟的为50%，15分钟的为25%。

在了解75%和50%怎么来的之后，我们来看一下每一站的停留时间是如何得出的。在考虑脱饱和过程时，我们优先照顾最快的快组织细胞，其半衰期为5分钟。如果我们在减压有效深度停留时间超过5分钟，虽然它仍在释放气体，但是效率减半。考虑到其它慢组织细胞还在吸收气体，在减压有效深度只停1个半衰期是最合算的。此后，我们可以上升至一个较浅的深度（上升3米）来创造一个新的压强差，并开始一个新的半衰期停留。然后再上升一点点，再停留，直至到达半衰期为10分钟的对照间隔的减压有效深度，而此时的停留时间将变为10分钟。

我们知道，以上计算是建立在快组织细胞完全达到饱和状态的基础上的，那如果其没有到达完全饱和的状态，我们应该如何计算减压时间？在考虑建立饱和过程时，我们将最慢的快组织细胞设为制约因素，其半衰期为30分钟，也就说快组织细胞将花费150分钟的时间达到完全饱和状态。经过150分钟的底部时间，潜水员将在最大深度的75%处（半衰期为5分钟的快组织细胞的减压有效深度）停留5分钟进行减压，因此我们可以得出每30分钟的底部时间需要在减压有效深度停留1分钟进行减压。同理，当我们上升至最大深度50%的时候，停留时间的计算方法就变为每15分钟的底部时间需要1分钟停留。

几点注意:

当底部时间少于免减压时间+15分钟并少于30分钟时，我们不需要在最大深度的75%处进行停留，只需要在最大深度的50%处停留1分钟；
通常情况下，不论进行多大深度的潜水，50%深度法则都应遵守。除非在到达最大深度的50%之前已经有氧气窗口可以利用；
通常情况下，我们都不会在上升至最大深度50%之后才开始利用氧气窗口，掌握50%深度法则可作为丢失减压气的备用方案。

策略二：氧气窗口 - S形上升曲线

为了减少潜水过程中携带的气体总量和在水中减压的时间，潜水员引入了减压气。上升过程中，在潜水员切换到氧气含量更高的减压气的瞬间，其血液中的氧分压会骤然上升至1.6ATA。减压气就是利用该氧气窗口创造的压强差来实现惰性气体排放的，利用氧气窗口可以在更深的位置更有效地进行减压。

我们知道，人体排放自由气泡和溶解气体的驱动力不同：氧气窗口是干掉体内自由气泡的最佳手段；而深度变化产生的压强差则是消除溶解气体的良药。因此，在上升过程中，我们应在进行切气的深度（例如在21米时切EAN50，或36米时切 Triox 35/25时）多停留一会儿，以便更好地利用氧气窗口消灭那些不成气候的微气泡，把减压病扼杀在萌芽之中。随着深度的减小，呼吸气体的氧分压不断减小，氧气窗口的作用也逐渐减弱，深度变化产生的压强差将步入消除溶解气体的主导地位。因此，在同一减压间阶段内，潜水员的上升曲线应为S形。也就是说，潜水员应在最初几个减压站多停一会儿，在中间少停一会儿，到达该减压阶段最浅的几个减压站时再多停一会儿。

计算上升曲线为S形的减压计划十分简单：

首先我们用该减压阶段的总减压时间除以总减压站数来获得每一减压站的平均停留时间，并将该平均值作为最浅减压站的停留时间；
然后，我们用该值除以2来作为下一更深（间隔三米）减压站的停留时间，若不能整除则进一；
之后每一个更深的减压站的停留时间都等于上一减压站停留时间的1/2，如此反复，一直到最中间的减压站；
最后，我们将在先前深度减掉的时间对应地加到平均时间上来获得初始减压站的停留时间。

让我们来看一个例子：假设我们处于36米到24米的减压阶段，其总减压时间为15分钟。到达36米时，我们进行切气，开始使用 Triox 35/25。

在该减压阶段要经历的减压站总数为：（36-24）/ 3 + 1 = 5，它们分别位于36米、33米、30米、27米和24米的深度。对于最小深度24米，停留时间为15min / 5 = 3min；
在27米停留的时间为 3min / 2 = 1.5 min，因不能整除，我们进一取2min，也就是说，我们从平均时间里减掉了1分钟；
在30米停留的时间为 2min / 2 = 1min，我们从平均时间里减掉了2分钟；
在33米停留的时间为 3min （平均时间） + 1min （27米时减掉的时间）= 4min；
在36米停留的时间为 3min （平均时间） + 2min （30米时减掉的时间）= 5min。

该减压阶段的上升曲线如下：

我们可以清楚地看到该曲线成S形。

然而，为了更保守，我们通常规定最短和最长减压停留时间的比不得超过1：4。因此，该计划应变更为：

36米：4min
33米：4min
30米：2min
27米：2min
24米：3min

最后，还有一个规定：在使用 EAN50 实现S形减压时，为了保证S形曲线的完整性，不论由何种原因导致初始减压站的停留时间超出预期，这些额外的停留时间都要相应地加到最后一个减压站。