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水下机器人滑翔机提供了测量海洋声级的关键工具

在海洋噪声越来越受到全球关注的时候,俄勒冈州立大学和NOAA的研究人员已经开发出一种有效的方法,可以使用水下机器人滑翔机来测量整个海洋区域的声级。

俄勒冈州地球,海洋与大气科学学院的助理教授/高级研究人员,NOAA太平洋海洋环境实验室声学计划的一部分,乔·哈克塞尔说:“健康的海洋生态系统必须将噪声水平控制在特定范围内。”“以人类为类比,生活在乡村或城市或真正喧闹的地方是有区别的。”

总部位于纽波特哈特菲尔德海洋科学中心的Haxel是今天发表在《 PLOS ONE》杂志上的论文的主要作者,该论文描述了水下机器人滑翔机的研究。

联合国教科文组织计划全球海洋观测系统最近将海洋声列为重要的海洋变量,这是因为海洋声对海洋生物和远洋人类具有重要意义,并且由于它被用于监视和定位从地震,海啸到核爆炸的一切事物。

传统上,科学家通过将水听器(本质上是水下麦克风)安装到水中的固定系泊设备上来测量海洋声音。问题在于科学家只能从那个位置获取数据。

海洋声也可以从研究船上进行测量,但是操作起来很昂贵。它们本身也会产生大量噪音,从而干扰了对声音敏感的海洋动物和鱼类。

将水听器安装到滑翔机上可以解决这些问题,因为滑翔机可以自主运行,相对安静并且可以在几周内覆盖数百英里。

配备水听器的滑翔机可以对声学栖息地退化的关注区域进行重复调查,并提供变化的噪声水平的实时测量。科学家还成功地使用滑翔机来测量水下火山发出的噪音并预测地表风速。

滑翔机的另一个好处是,它们配备了其他传感器和仪器,可以提供重要的测量值,例如温度,盐度和深度。

在《 PLOS ONE》论文中描述的研究中,Haxel和他的团队将水听器连接到了滑翔机上,滑翔机长约5英尺,重约120磅。滑翔机在华盛顿的格雷港和俄勒冈州的布鲁金斯之间行驶了18​​天,相距约285英里。

滑翔机沿北美大陆架断裂带运行,平均距离海岸约30英里,是海洋深度开始急剧下降的地方。搁架休息是海洋动物迁徙的关键途径。

一旦科学家们获得了水听器数据,他们的主要挑战就是对算法进行微调,以滤除滑翔机在运行时产生的噪音。

进行过滤之后,研究人员能够将在18天滑翔机旅行期间收集的数据与沿该路线系泊的水听器的历史数据进行交叉引用。

Haxel表示,数据集之间的对齐程度令人震惊。这使得团队得出结论,认为滑翔机是测量水下海声的有效且有价值的资产。

除Haxel之外,本文的作者还包括:俄勒冈州州立大学的Haru Matsumoto和T-K Lau Andy Lau,以及纽波特的NOAA太平洋海洋环境实验室;西雅图国家海洋与大气管理局太平洋海洋环境实验室的Christian Meinig和Scott Stalin;加布里埃拉·卡尔巴赫(Gabriella Kalbach),加利福尼亚州立大学蒙特利湾分校;以及位于纽波特的NOAA太平洋海洋环境实验室的Robert Dziak。

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