Ein bereits entwickeltes Messverfahren /1/, bei dem unter relativ stationaeren atmosphaerischen Bedingungen die Schalluebertragungsfunktion in grossen Entfernungen in kurzen Zeiten bestimmt werden kann, wird durch adaptive Filterung dahingehend erweitert, dass laengere Mittelungszeiten fuer ein hoeheres Signal-Rauschverhaeltnis ermoeglicht sind. Die Filterung /2,3/ gleicht die Phasenschwankungen im Uebertragungskanal, die durch meteorologische Bedingungen wie Wind und Temperaturschwankungen verursacht werden, aus und liefert zusaetzliche Informationen ueber die Abhaengigkeit der Schallausbreitung im Freien von meteorologischen Bedingungen /4/. Aus den so erhaltenen Uebertragungsfunktionen werden Rueckschluesse auf die uebrigen Parameter der Schallausbreitung im Freien, wie z.B. Bodenimpendanzen gezogen /5/. Grundsaetzliche Phaenomene beim Durchgang akustischer Wellen durch ein inhomogenes, turbulent strukturiertes Medium werden im Ultraschallmodell untersucht, indem die Ausbreitung eines Schallimpulses im stroemenden Medium gemessen und analysiert wird. Ziel dieser Experimente ist die Aufklaerung besonders ungedaempfter Laermausbreitung unter bestimmten Witterungsverhaeltnissen (insbesondere Windbedingungen) sowie eine verbesserte theoretische Beschreibung der Ausbreitungsvorgaenge /6/, /7/.
Zur Erkundung des Meeresbodens werden weltweit - auch in empfindlichen Habitaten wie der Arktis und Antarktis - regelmäßig Airguns mit tieffrequenten Schallimpulsen und hoher Schallenergie eingesetzt, die sich über große räumliche Distanzen ausbreiten können. Die impulshaften Schallsignale seismischer Airguns gehören zu den lautesten durch den Menschen verursachten Schallsignalen in den Weltmeeren, für die ein signifikantes Schadpotential angenommen wird. Für die Anwendung von seismischen Airguns in soll mit Hilfe dieses Vorhabens der Einsatz umweltfreundlicher Alternativen zum derzeitigen Stand der Technik (Airguns) gefördert werden. Bislang gibt es keine einsatzfähige Alternativen zu Airguns. Der Einsatz sogenannter 'Mariner Vibratoren (MV)' zur Erzeugung vibroseismischer Schallsignale im Meer wird derzeit als aussichtsträchtige Alternative für Airguns diskutiert: MVs generieren kontinuierliche Signale bei deutlich verringerten Spitzenschallpegeln in einem schmaleren Frequenzband, aber mit einer längeren Signaldauer (Sweep). Im Rahmen dieser Pilotstudie soll eine erste Einschätzung möglicher Umweltauswirkungen durch den Einsatz mariner Vibroseismik erfolgen indem Aussagen zum Störungspotential Mariner Vibratoren gemacht werden. Hierzu sollen die Auswirkungen von Marinen Vibratoren auf freilebende, auch in der Antarktis heimischen, Bartenwale untersucht werden. Dazu sollen diese Arten in ihrem Verhalten über und unter Wasser auf Verhaltensänderungen nach Beschallung mit Playback-Aufzeichnungen von Marinen Vibratoren beobachtet werden. Im Ergebnis soll das Vorhaben erste Ergebnisse dazu liefern ab welcher Größenordnung sich vibroseismische Sweep-Signalen auf das Verhalten von Bartenwalen auswirken und welche Schallcharakteristika hierbei von besonderer Relevanz sind. Die Analysen dieser Pilotstudie sollen zu einer zukünftigen Bewertung des Einflusses von Unterwasserschall durch die getesteten Geräte auf das Verhalten mariner Säugetiere und ihr akustisches Habitat beitragen. Zudem sollen die Ergebnisse dieser Studie in die Entwicklung eines umfassenderen Forschungsvorhabens zu dem Potential mariner Vibratoren als Alternative zu Airguns einfließen, bei dem beide Schallquellen im direkten Vergleich betrachtet werden sollen.
Airguns oder Luftpulser können noch in 2.000 Kilometer Entfernung Meeressäuger stören. Das zeigt eine neue Studie des Umweltbundesamtes. Der Störeffekt kann sowohl die Physis als auch die Psyche der Tiere verschlechtern. Maria Krautzberger, Präsidentin des UBA: „Der Lärm in den Meeren nimmt zu und wird voraussichtlich weiter zunehmen. Allein schon wegen der weiter anstehenden Rohstofferkundungen in den Weltmeeren. Airguns spielen dabei eine wichtige Rolle. Für Meeressäuger sind sie eine erhebliche Störung. Ihre Schallimpulse können die Verständigung von Blau- und Finnwalen extrem einschränken. Im schlimmsten Fall sogar über ein gesamtes Ozeanbecken hinweg.“ Dieser Effekt träte auch dann ein, wenn Airguns nur zu wissenschaftlichen Zwecken eingesetzt werden. Airguns oder Luftpulser wurden entwickelt, um den Meeresboden nach Öl- und Gaslagerstätten zu untersuchen.
Die Kommissionsentscheidung zu Kriterien und methodischen Standards für die MSRL weist für Deskriptor 11 (Einleitung von Energie in die Meere mit Fokus auf Unterwasserschall) zwei Indikatoren aus: einen zu mittel- und tieffrequenten impulshaften Lärmeinträgen und einen weiteren zu tieffrequenten kontinuierlichen Schalleinträgen. Die EU Technical Group Noise empfiehlt für die Erfassung von relevanten impulshaften Schalleinträgen den Aufbau von nationalen Schallregistern, wo diese Lärmeinträge zentral räumlich und im Jahresverlauf erfasst werden sowie die Etablierung eines Messnetzes für Hintergrundschallmessungen. Eine Registrierung für Impulsschall findet momentan lediglich für den Aspekt Rammschall am BSH statt, Hintergrundschallpegel werden selektiv in Schutzgebieten durch das BfN ermittelt. Das Vorhaben soll im Sinne eines Pilot-Monitorings die beiden Indikatoren für die gesamte deutsche AWZ von Nord und Ostsee ausgestalten bzw. implementieren und dabei bestehende Bemühungen integrieren. Gleichzeitig kann innerhalb des Vorhabens die bereits in einem UBA-Forschungsvorhaben entwickelte Prognosesoftware SEANAT zur Abbildung der singulären und kumulativen Schallausbreitung von Lärmquellen in Verbindung mit lokaler Hintergrundschallbelastung unter Beachtung biologischer Grenzwerte weiterentwickelt und mittels eines reales Messnetz fortlaufend validiert werden. Dadurch wird die Ableitung von Mitigationsnotwendigkeiten möglich. Das Vorhaben soll zudem weitere Schwellenwerte und Mitigationsmöglichkeiten ableiten.
Mit der Nutzung der Nord- und Ostsee als Standorte für Windenergieanlagen steigt für Meeressäuger die Belastung durch Unterwasserschall. Die geplanten Methoden und Messverfahren erlauben eine Beurteilung der Auswirkungen von anthropogenen Schalleinträgen auf marine Säugetiere, um ein naturschutzpolitisches Management von Offshore-Windenergieanlagen zu ermöglichen.
Das Forschungsvorhaben geht der Frage nach, welche Auswirkungen die Nutzung von Offshore-Windenergie auf die Meeresumwelt hat. Die Emission von Schall spielt dabei eine große Rolle. Marine Säugetiere wie Schweinswale, Seehunde und Robben reagieren empfindlich auf Schallemission. Insbesondere die bei Rammarbeiten entstehenden Schallimpulse und der steigende Hintergrundlärm durch zunehmenden Schiffsverkehr bergen die Gefahr, marine Säugetiere nachhaltig zu stören und zu schädigen. Daher sind die Kenntnisse zu den Auswirkungen von Schall auf das Verhalten und die Hörfähigkeit der Meeressäuger von hoher Bedeutung.
Arbeitspakete: - Untersuchung der Auswirkungen von Unterwasserlärm auf Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde - Untersuchung der Wirkungen der während des Baus von Windenergieanlagen als Schutzmaßnahme eingesetzten 'seal scarer' auf Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde - Auswirkungen des Baus und Betriebes von Windenergieanlagen auf die Habitatnutzung und das Hörvermögen von Schweinswalen sowie weiterführende Untersuchung der Hörsensibilität von Schweinswalen (mehrfache Schallexposition) und 'Synergie-Untersuchungen' - Analyse von Störungen des Energiehaushalts von Schweinswalen durch Schiffslärm und Quantifizierung möglicher Auswirkungen auf die Population - Vorarbeiten zu einem nationalen Monitoring-System, Definition von GES.
Im Fokus: - Die Nutzung der Nord- und Ostsee als Standorte für Windenergieanlagen führt zu einer größeren Belastung der Meeressäuger mit Unterwasserschall - Welche Auswirkungen hat Unterwasserschall auf Meeressäuger? - Handlungsempfehlungen für die zukünftige Gestaltung des Ausbaus.