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Auswirkungen von Unterwasserschall auf marine Wirbeltiere (Hydroschallmessungen in den Natura 2000 Gebieten der Nord- und Ostsee)

Ökosystemantworten auf kontinuierliche Offshore Schallspektren, Vorhaben: Die Auswirkungen anthropogener Unterwassergeräusche auf Verhalten und physiologische Reaktionen von marinen Invertebraten

Zukunftsszenarien zur Förderung einer nachhaltigen Nutzung mariner Räume, Vorhaben: Szenarien für marine Säugetiere

Ressortforschungsplan 2024, Auswirkungen von Unterwasserlärm und Schadstoffbelastungen auf das Hörvermögen von Walen in der Arktis

Ziele dieses Projekts sind die Identifizierung und Quantifizierung der Auswirkungen von Lärm auf das Gehör von Walen in der Arktis sowie die Identifizierung und Quantifizierung der Auswirkungen von Schadstoffbelastungen auf das Hörvermögen dieser Tiere. Im Projekt sollen Ohren von gestrandeten Walen in der Arktis analysiert werden, um festzustellen, ob die Individuen einen Hörschaden erlitten haben und ob dieser mit der Lärmbelastung zusammenhängt. Dazu sollen sowohl vorhandene Exemplare gestrandeter Tiere als auch neue Funde analysiert und mit nationalen und regionalen Strandungs-Netzwerken, z. B. in Norwegen, Kanada, den USA und Grönland, zusammengearbeitet werden. Zudem sollen neben den Ohruntersuchungen auch toxikologischen Analysen durchgeführt und untersucht werden, ob es einen Zusammenhang zwischen Hörverlust und hoher Schadstoffbelastung gibt. Die Ergebnisse der Analyse von Hörstrukturen und Schadstoffkonzentrationen bei mehreren Walarten in verschiedenen Ländern entlang der Arktis soll das Verständnis für die Auswirkungen von Unterwasserlärm auf das Gehör und von Schadstoffbelastungen auf die Gesundheit der Tiere verbessern. Die Studie soll auch standardisierte Protokolle für langfristige Überwachungsprogramme erstellen, ggfs. politische Entscheidung voranbringen und das Unterwasserlärm-Management verbessern.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, COMPOSES: Vergleich der Klanglandschaften polarer Ozeane – Untersuchung des Einflusses von anthropogenem Lärm und sich verändernder Meereisbedingungen auf die Lärmbudgets und auf die Meeressäugergemeinschaften zweier Polarregionen

Die Veränderungen der Meereisbedingungen und der Verlust von Meereis in polaren Ozeanen, verursacht durch die anthropogene globale Erwärmung, gehen einher mit Unterwasserlärmverschmutzung aufgrund zunehmender anthropogener Aktivitäten in Polarmeeren. Eisassoziierte Meeressäuger, endemisch in Polarregionen, sind besonders anfällig für vom Menschen verursachte Veränderungen in polaren Ökosystemen und können als Indikator für Ökosystemveränderungen fungieren. Unterwasserschall spielt für Meeressäuger eine entscheidende Rolle: zur Kommunikation, Navigation und für die Wahrnehmung ihrer Umgebung. Dieses Projekt wird untersuchen wie sich die Eigenschaften des akustischen Unterwasserlebensraumes auf die räumlichen und zeitlichen Erscheinungsmuster von Meeressäuger-Indikatorarten und derer Gemeinschafsdynamik auswirken. Unter Verwendung eines beispiellosen bipolaren Ansatzes und eines beckenweiten Vergleiches, werden wir Daten von zwei polaren Ozeanen vergleichen, die ozeanographisch ähnlich, jedoch stark unterschiedliche Unterwasserlärmregime aufweisen: das praktisch ursprüngliche antarktische Weddellmeer und das von anthropogenem Lärm betroffene Gebiet der arktischen Framstraße. Das Ergebnis dieses Projekts werden Referenzdaten zur Klanglandschaft sein, die zu internationalen Bemühungen beitragen werden, weltweite Muster von Unterwasserschall abzubilden. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie sich das Lärmbudget für die antarktischen und arktischen Becken über Raum und Zeit zusammensetzt. Dafür werden wir regionale Lärmbudgets für beide polare Becken erstellen, die die räumlichen und zeitlichen Variationen der energetischen Beiträge aller bedeutenden abiotischen, biotischen und anthropogenen Unterwasserschallquellen umfassen. Indem wir die Unterwasserlärmbudgets des Weddellmeeres und der Framstraße vergleichen und diese mit Meereisparametern in Beziehung setzen, werden wir erste quantitative Einblicke erzeugen, wie verschiedene Komponenten der natürlichen und betroffenen Klanglandschaft zur allgemeinen akustischen Umgebung beitragen. Schließlich wird diese Studie modernste akustische und Diversitätsmetriken verwenden, um die Artenvielfalt von Meeressäugern und die Zusammensetzung der Gemeinschaften in Bezug auf lokale akustische und Meereis-Habitatsmerkmale zu beurteilen. Durch die Untersuchung der akustischen Präsenz von Arten in Relation zu Meereismerkmalen, wie Meereiskonzentration, -dicke und -typ, über Zeit und zwischen Antarktis und Arktis, wird dieses Projekt neue Erkenntnisse über die Bedeutung dieser Umwelteigenschaften für eisassoziierte Meeressäuger liefern.

Schutz der Meere: Wie kann er gelingen?

<p>Meeresumweltsymposium</p><p> Das Meeresumweltsymposium (MUS) wird jährlich im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (⁠BMUV⁠) vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) unter Mitwirkung vom Umweltbundesamt und Bundesamt für Naturschutz organisiert. Die hybride Veranstaltung informiert Wissenschaftler*innen und Behördenvertreter*innen über ak… <a href="https://www.umweltbundesamt.de/tipp/meeresumweltsymposium">weiterlesen <i></i></a> </p><p>Das UBA setzt sich für intakte Meere ein; sie sind heute wichtiger denn je. Sie wirken global als "Puffer" für Klimaveränderungen, beherbergen eine faszinierende Artenvielfalt, sind Nahrungs- und Rohstoffquellen, Siedlungs- und Erholungsräume sowie Transportwege. Gleichzeitig ist die Meeresumwelt von Nord- und Ostsee zu vielen menschlichen Aktivitäten ausgesetzt und daher in keinem guten Zustand.</p><p>Die Meere und Ozeane sind für alles Leben auf der Erde entscheidend. Sie produzieren die Hälfte des globalen Sauerstoffs, beheimaten etwa 80 Prozent aller Tierarten und bedecken fast Dreiviertel der Erdoberfläche. Die Meere spielen eine Schlüsselrolle im ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimasystem#alphabar">Klimasystem</a>⁠, da sie über den natürlichen Gasaustausch etwa ein Drittel des vom Menschen verursachten Kohlendioxids (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠) aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ aufnehmen. Gleichzeitig sind sie wichtige Komponenten des weltweiten Wasserkreislaufs und verteilen Wärme über ihre Strömungen.</p><p>Aus der Ferne erscheinen die Meere endlos und unberührt. Doch bei näherer Betrachtung wird klar, dass gerade in Küstennähe Pflanzen und Tiere und ihre Lebensräume durch menschliche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen">Nutzungen</a> erheblich beeinträchtigt sind. Viele <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/schadstoffe">Schadstoffe</a> und zu viele <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/eutrophierung">Nährstoffe</a> aus Kommunen, Industrie und der Landwirtschaft gelangen über die Flüsse, direkte Einleitungen und den Luftweg in die Meere und haben schädliche Auswirkungen auf das Meeresökosystem.</p><p>Aber auch auf der hohen See wirken sich menschliche Aktivitäten, wie der globale <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/schifffahrt">Schiffsverkehr</a>, die industrielle Aquakultur, der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/tiefseebergbau-andere-nutzungsarten-der-tiefsee">Tiefseebergbau</a> oder der Ausbau der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/windenergie-auf-see-offshore-windenergie">Offshore-Energiegewinnung</a> negativ auf die Meeresumwelt aus. Abfälle, vor allem aus Kunststoffen einschließlich Mikroplastik, sind allgegenwärtig. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/nachhaltigkeit-strategien-internationales/antarktis/das-umweltbundesamt-die-antarktis/unterwasserlaerm">Unterwasserlärm</a> stört und schädigt insbesondere Wale, Delfine und Fische. In der Vergangenheit wurden unsere heimischen Meere auch als Halde für <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/meere/nutzung-belastungen/munition-im-meer">Altmunition</a> genutzt, deren giftige Sprengstoffe und chemischen Kampfstoffe inzwischen im Meerwasser, Sediment und in den Lebewesen nachweisbar sind. Hinzu kommt der fortschreitende <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/klimawandel-der-meere">Klimawandel</a> und die damit einhergehende zunehmende Erwärmung und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Versauerung#alphabar">Versauerung</a>⁠, die als zusätzliche globale Effekte auf die Meeresökosysteme wirken, genauso wie technologische Eingriffe durch marines Geo-Engineering mit ungewissen Folgen für die Meeresumwelt.</p><p>Seit Jahrzehnten werden Veränderungen regelmäßig <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends">dokumentiert</a>, was zu einem umfassenden Wissen über menschliche Aktivitäten und deren Auswirkungen auf die Meere geführt hat. Auf Basis der erhobenen Daten wird der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/ueberwachung-bewertung/biologisch">biologische</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/ueberwachung-bewertung/chemisch">chemische</a> und physikalische Zustand der Meeresumwelt auf lokaler, nationaler, regionaler und globaler Ebene bewertet. Es hat sich dabei gezeigt, dass ein schlechter Zustand der Meere und Küsten auch negative Auswirkungen auf deren Produktivität und andere, für die Menschheit wichtige, Funktionen hat. Dabei können intakte Meeres- und Küstenökosysteme eine wichtige Rolle sowohl beim ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ als auch für die Klimaanpassung spielen und wichtige Beiträge zum Wohlergehen der Menschen leisten, unter anderem im Sinne der Nahrungsversorgung, des Transports und der Erholung. Das trifft auch auf die Polarmeere zu, denen eine besondere Rolle im Klimasystem zukommt und die für die globale Meeresströmungen ein wichtiger „Motor“ sind.</p><p>Das Umweltbundesamt arbeitet seit Jahrzehnten daran mit, den Zustand der Meere zu bestimmen und die Belastungen der Meere zu reduzieren und ist unter anderem auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/meere/genehmigung-von-forschungsprojekten-zu-marinem-geo">Genehmigungs- und Überwachungsbehörde</a> für wissenschaftliche Projekte des marinen Geo-Engineerings. Besonders relevant sind Konzepte und Maßnahmen für den Schutz der Meere im Rahmen der regionalen Meeresschutzübereinkommen für die Ostsee (<a href="https://helcom.fi/">HELCOM</a>) und den Nordostatlantik einschließlich der Nordsee (<a href="https://www.ospar.org/">OSPAR</a>). Auf europäischer Ebene zielt zudem die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/was-ist-die-meeresstrategie-rahmenrichtlinie-msrl">Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie</a> (MSRL) auf die Erreichung eines guten Umweltzustands ab. Dafür stellen sich die Behörden des Bundes und der Küstenbundesländer gemeinsam den unterschiedlichen Herausforderungen und Regelungen („<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/meere/meeresgovernance-wie-kann-ein-effektiver">Meeresgovernance</a>“), um den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/meere/meeresschutz-geht-uns-alle-an-0">Schutz der Meere</a> zu verbessern und Nutzungen nachhaltiger zu gestalten.</p><p>Eine besondere Herausforderung wird es zukünftig sein, die stetig wachsende "blaue Wirtschaft" mit dem Schutz der Meere in Einklang zu bringen, um das Gleichgewicht zwischen Nutzung und Schutz unter dem Einfluss des fortschreitenden Klimawandels zu wahren oder wiederherzustellen. ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=Nachhaltigkeit#alphabar">Nachhaltigkeit</a>⁠, Vorsorgeprinzip und ein ganzheitlicher, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/umweltbelange-der-meeresraumordnung-in-der">ökosystemarer Ansatz</a> müssen die Grundlage unseres Handelns sein, und die verschiedenen Nutzungen müssen kumulativ, also gesamtheitlich, bewertet und reguliert werden. Der Schutz der Meeresumwelt ist nicht zuletzt auch für die Menschheit lebensnotwendig und jede Anstrengung wert.</p>

Valve behavior of the European flat oyster Ostrea edulis and underwater temperature, recorded during a 18-month in situ experiment in Helgoland, Germany

This dataset shows the hourly valve behavioral data of the 16 oysters Ostrea edulis throughout the 18 months of the experiment (11th of May 2023 - 31st of August 2024) in Helgoland (Margate) as well as the temperature recorded by the HFNI valvometer. The oyster valve behavior is characterized by 3 parameters: the Valve Opening Amplitude (VOA, the percentage of the valve opening relative to maximum opening), the Valve Opening Duration (VOD, the percentage of time that an oyster spends with its valves open), and the VOA/VOD. The data are presented for each oyster and as a group average. Missing data corresponds to the death of the oyster number 7 or to the stop of recording due to electrical failure on the oyster's valvometer electrodes.

Underwater sound data, recorded during a 18-month in situ experiment in Helgoland, Germany

This dataset shows the hourly sound pressure magnitude data measured underwater throughout the 18 months of experiment (11th of May 2023 – 31st of August 2024) in Helgoland (Margate) for different frequencies (10 Hz, 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 70 Hz, 80 Hz, 90 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 300Hz, 400 Hz, 500 Hz, 600 Hz, and 700 Hz) recorded by the HFNI valvometer. The mean sound pressure magnitude is also presented. Missing data corresponds to the stop of recording of the valvometer.

Gutachterliche Expertise zur Entwicklung von nationalen, regionalen (OSPAR/HELCOM) und EU-weiten Indikatoren für die Bewertung der Auswirkungen von Unterwasserschall sowie zur Entwicklung von Minderungsmaßnahmen bei Sprengungen von Altmunition im Meer

Verlässliche Prognose von anthropogenem, impulsartigem Unterwasserschall über weite Entfernungen

Aufbauend auf Vorarbeiten des Autors und der Gastinstitution sollen Modelle zur Vorhersage von Offshore Rammschall beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen und anderen impulshaltigen Unterwasserschallsignalen in beliebigen Umgebungen ermöglicht werden. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines Ausbreitungsmodells für komplexe Umgebungen, welches die gleichzeitige Berücksichtigung von starken Bathymetrieänderungen (sowohl in zwei wie auch in drei Dimensionen) und Böden mit hohen Scheer Geschwindigkeiten ermöglicht. Hauptanwendungsgebiet soll zunächst die Akustik von Offshore Pfahlrammungen sein, bei der vor allem die Entwicklung von geeigneten Modellen zur Verwendung von Schallschutzsystemen im Vordergrund steht. Aufgrund der in weiten Teilen nur sehr ungefähr bekannten Eingangsparameter für die entsprechenden Modelle, vor allem in Bezug auf die Bodenparameter, soll außerdem die Abschätzung der Vorhersagegenauigkeit unter Berücksichtigung weiterer Parameter vertieft werden. Für alle Teilpakete existieren bereits Messdaten, die für eine entsprechende Validierung genutzt werden sollen.

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