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守护虎鲸的「安静」——RESON 水听器声学监测应用
发布日期:2026-09-06 分享:
美国华盛顿州 Quiet Sound 计划委托 SMRU Consulting 在 Useless Bay 部署 Coastal Acoustic Buoy(CAB)系统,核心声学前端为 Teledyne RESON 水听器:系统坐底 60 m,三个秋冬季航次连续记录航道噪声与虎鲸发声。数据显示自愿减速期内船舶水下噪声降低 12–50%,单季每天多出约 70 分钟低于 110 dB 的安静窗口,并在主航道内监测到罕见的虎鲸超级群集会。

在美国华盛顿州通往西雅图、塔科马与埃弗雷特三大港的航道旁,一套坐底 60 m 的声学装置连续三个秋冬季「倾听」过往商船。它的任务不是导航,而是为一个仅剩 74 头的鲸群争取安静——濒危的南方居留虎鲸(Southern Resident killer whales)完全依靠声音捕猎、交流与导航,而航运噪声已成为威胁其生存的主要因素之一。这套名为 CAB(Coastal Acoustic Buoy)的系统由海洋哺乳动物研究机构 SMRU Consulting 研制,声学前端采用 Teledyne RESON 水听器

RESON 水听器守护虎鲸声学监测(图源:Teledyne Marine)

RESON 水听器守护虎鲸声学监测(图源:Teledyne Marine)

一、任务档案:给鲸群测「安静」
项目内容
时间Quiet Sound 计划 2021 年启动,已完成三个秋冬季航次部署
地点华盛顿州 Useless Bay,毗邻西雅图/塔科马/埃弗雷特主航道,萨利希海
用户Quiet Sound(NGO Maritime Blue 发起)× SMRU Consulting
装备配置CAB 坐底声学系统 + Teledyne RESON 水听器(TC4032 等参考级型号)
成果证实自愿减速使水下噪声降 12–50%;单季每日新增约 70 分钟低于 110 dB 的安静窗口
二、虎鲸的世界是声音的世界

南方居留虎鲸 2005 年被列为濒危物种,此后数量仍在下降。它们以回声定位追捕鲑鱼,群体间靠叫声协调——噪声每抬高一分,有效捕猎距离就缩短一截。Quiet Sound 项目总监 Rachel Aronson 给出了一条可量化的生死线:环境噪声超过 110 dB 时,虎鲸几乎无法成功捕猎;低于这条线,成功率显著改善。保护由此被转化为一个声学工程问题:把航道噪声压到 110 dB 以下,每天越久越好。

三、CAB:坐底 60 m 的声学哨兵

CAB 系统由坐底着陆器、通信浮标与岸站组成,可实时回传,也可按自容档案模式运行。在 Useless Bay 的三个秋冬季航次中,系统以自容方式沉放至 60 m 海底,每 3 个月回收一次取数——秋冬季正是虎鲸最可能出现在这片萨利希海水域的时段。航次结束后,音频文件分两路处理:一套程序量化减速期与非减速期的环境噪声差,另一套声学检测器统计虎鲸在水听器附近出现的频次。

冰川峡湾的强流是最大干扰源——高速水流掠过水听器会产生流噪声,团队为此加装了类似体育赛事麦克风防风罩的防护罩,把流噪声压到可接受水平。

四、为什么是 RESON:计量级校准与超低自噪声

SMRU 隶属圣安德鲁斯大学,监测数据要直接呈交监管机构与保护管理者,测量必须可溯源。RESON 每只水听器出厂前逐只独立校准,体系与英国国家物理实验室(NPL)等国际标准一致;TC4032 等型号的等效自噪声低于零级海况,能分辨最微弱的环境声变化。SMRU 首席科学家 Cormac Booth 的话很直白:「我们用了十多年,因为它从不出错——监管者依赖我们报告的准确性。」

双方的协作已持续约 15 年,覆盖美加两国多个鲸类恢复项目。同一系列水听器还长期服务全球计量实验室标准校准、海洋生物声学与海军声学测量,是名副其实的「行业标尺」。

RESON TC4032 低噪声标准水听器(图源:普思海洋产品库)

RESON TC4032 低噪声标准水听器(图源:普思海洋产品库)

五、三个季度的部署与「110 分贝线」

Quiet Sound 参照加拿大 2016 年起运行的 ECHO 计划模式,在特定时段请商船自愿减速。CAB 的部署刻意横跨减速期与非减速期,用同一只水听器、同一位置做「对照实验」。第一年数据至关重要——项目需要用硬证据向航运界证明减速真的有用,才能把这个自愿机制延续下去。

六、成果:噪声降 12–50%,每天多出 70 分钟安静

RESON 水听器的数据给出了明确答案:减速期船舶水下噪声降低 12–50%,无论是虎鲸利用的频段还是全频段平均噪声都显著下降;其中一个季度,每天低于 110 dB 的时间多出约 70 分钟——「相当于每天多给鲸群一小时的安静」。最近一个航次,系统还在主航道内监测到一次罕见的南方居留虎鲸超级群(superpod)集会,为栖息地管理提供了直接依据。项目由此获得延续支持,减速机制逐年扩大。

七、我们的观察

这个案例的价值在于「测量先行」:没有可溯源的噪声数据,限速令只是善意口号;有了计量级水听器,环保倡议才变成可考核的工程指标。国内港口、海上风电与航道工程的环境影响评估正在走向同样的路——先布放长期声学监测,再谈减缓措施。

选型上两点经验值得借鉴:自噪声必须低于被测环境本底(否则会把自己的噪声当海况),校准数据必须可溯源 NPL 类体系(否则报告无法通过评审)。TC4032/TC4014 这类参考级型号正是按这两条设计的。

八、相关设备
RESON TC4032 低噪声标准水听器
5 Hz–120 kHz,内置 10 dB 低噪前放,自噪声低于零级海况,环境噪声与鲸类声学监测基准型号。
查看 RESON 水听器产品页 →
RESON 标准水听器与换能器全系列
0.1 Hz–1 MHz 全频段参考水听器与发射换能器,逐只 NPL 可溯源校准,计量与科研通用。
查看 RESON 标准水听器系列页 →

资料来源:Teledyne Marine 官方案例《Protecting the Quiet That Saves Killer Whales》、SMRU Consulting、Quiet Sound 计划。图片来源:Teledyne Marine/普思海洋产品库,版权归原作者所有。

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