Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54565 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Frequency-time analysis of underwater sounds of marine mammals. Baleen whale Частотно-временной анализ подводных звуков морских млекопитающих. Усатые киты Лисютин В А Lisyutin V A vlisiutin@mail.ru Ластовенко О Р Lastovenko O R Дегтяр А Д Degtyar A D Ярошенко А А Yaroshenko A A Петренко Н В Petrenko N V Лучин В Л Luchin V L Рыбакова К А Rybakova K A Папков С О Papkov S O Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru 25 09 2020 25 09 2020 5 3 543 549 20 09 2020 20 09 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54565/view

Освоение шельфовых районов моря приводит к вмешательству человека в сложившиеся экосистемы и ставит под угрозу жизнь морских млекопитающих. Изучение, анализ и систематизация звуков китообразных может дать возможность идентификации вида и количества особей. С другой стороны, киты являются излучателями самых низкочастотных звуков в волноводе. Если известно расположение источника и приемника, частотно-временной анализ звукового поля может быть использован для инверсии акустических свойств морского дна. В работе приводится обзор видов морских млекопитающих - усатых китов и излучаемых типов высокочастотных и низкочастотных звуков. Проводится частотно-временной анализ излучаемых усатыми китами звуков. Результаты представляются в виде временных реализаций и спектрограмм. Показывается, что волноводные условия распространения звука вносят специфические дисперсионные искажения. Между излученным и зарегистрированным с помощью гидрофона звуком может быть большая разница. Показывается принципиальная возможность использования низкочастотных звуков млекопитающих для решения задач инверсии акустических свойств морского дна.

The development of offshore areas of the sea leads to human intervention in the existing ecosystems and threatens the life of marine mammals. The study, analysis, and systematization of cetacean sounds can make it possible to identify the species and number of individuals. On the other hand, whales are the emitters of the lowest frequency sounds in the waveguide. If the location of the source and receiver is known, time-frequency analysis of the sound field can be used to invert the acoustic properties of the sea floor. The paper provides an overview of the species of marine mammals - baleen whales and radiated types of high-frequency and low-frequency sounds. The frequency-time analysis of sounds emitted by baleen whales is performed. The results are presented in the form of time implementations and spectrograms. It is shown that waveguide conditions of sound propagation introduce specific dispersion distortions. There can be a big difference between the sound emitted and recorded using a hydrophone. The paper shows the principal possibility of using low-frequency mammalian sounds to solve problems of inversion of acoustic properties of the sea floor.

 звуки морских млекопитающих дисперсия фазовой скорости дисперсионные искажения нормальные волны частотно-временной анализ marine mammal sounds phase velocity dispersion dispersion distortions normal modes time-frequency analysis Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и города Севастополь в рамках научного проекта № 18-42-920001.

Erbe C., Dunlop R., Jenner K.C., Jenner M-N.M., McCauley R.D., et al. Review of Underwater and In-Air Sounds Emitted by Australian and Antarctic Marine Mammals. Acoustic Australia, 2017, vol. 45, pp. 179-241. Erbe C., Dunlop R., Jenner K.C., Jenner M-N.M., McCauley R.D., et al. Review of Underwater and In-Air Sounds Emitted by Australian and Antarctic Marine Mammals. Acoustic Australia, 2017, vol. 45, pp. 179-241. Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. Оценка возможностей идентификации Гренландских китов на арктическом шельфе. Акустический журнал, 2019, т. 65, № 5, с. 596-607. @@Grigoriev V.A., Lunkov A.A., Petnikov V.G., Shatravin A.V Assessing the Possibilities of Identifying Bowhead Whales on the Arctic Shelf. Acoustical Physics, 2019, vol. 65, no 5, pp. 495-506. Grigor'ev V.A., Lun'kov A.A., Petnikov V.G., Shatravin A.V. Ocenka vozmozhnostey identifikacii Grenlandskih kitov na arkticheskom shel'fe. Akusticheskiy zhurnal, 2019, t. 65, № 5, s. 596-607. @@Grigoriev V.A., Lunkov A.A., Petnikov V.G., Shatravin A.V Assessing the Possibilities of Identifying Bowhead Whales on the Arctic Shelf. Acoustical Physics, 2019, vol. 65, no 5, pp. 495-506. https://cmst.curtin.edu.au/research/marine-mammal-bioacoustics/(date of assess 28.07.2020) https://cmst.curtin.edu.au/research/marine-mammal-bioacoustics/(date of assess 28.07.2020) Лисютин В.А. Простая акустическая модель неконсолидированных морских осадков с внутренним и вязким трением. Экологический вестник научных центров ЧЭС, 2018, т. 15, № 3, c. 39-51. DOI: 10.31429/vestnik-15-3-39-51. Lisyutin V.A. Prostaya akusticheskaya model' nekonsolidirovannyh morskih osadkov s vnutrennim i vyazkim treniem. Ekologicheskiy vestnik nauchnyh centrov ChES, 2018, t. 15, № 3, c. 39-51. DOI: 10.31429/vestnik-15-3-39-51. Лисютин В.А. Обобщенная реологическая модель неконсолидированных морских осадков с внутренним трением и эффективной сжимаемостью. Морской гидрофизический журнал, 2019, т. 35, № 1, c. 85-100. DOI: 10.22449/0233-7584-2019-1-85-100. @@Lisyutin V.A. Generalized Rheological Model of the Unconsolidated Marine Sediments with Internal Friction and Effective Compressibility. Physical Oceanography, e-journal, 2019, vol. 26 (1), pp. 77-91. DOI: 10.22449/1573-160X-2019-1-77-91. Lisyutin V.A. Obobschennaya reologicheskaya model' nekonsolidirovannyh morskih osadkov s vnutrennim treniem i effektivnoy szhimaemost'yu. Morskoy gidrofizicheskiy zhurnal, 2019, t. 35, № 1, c. 85-100. DOI: 10.22449/0233-7584-2019-1-85-100. @@Lisyutin V.A. Generalized Rheological Model of the Unconsolidated Marine Sediments with Internal Friction and Effective Compressibility. Physical Oceanography, e-journal, 2019, vol. 26 (1), pp. 77-91. DOI: 10.22449/1573-160X-2019-1-77-91. Katsnelson B., Petnikov V., Lynch J. Fundamentals of Shallow Water Acoustics. New York: Springer, 2012, 540 p. (Underwater Acoustics. Eds. J.A. Simmen et al.). DOI: 10.22449/0233-7584-2016-1-62-72. Katsnelson B., Petnikov V., Lynch J. Fundamentals of Shallow Water Acoustics. New York: Springer, 2012, 540 p. (Underwater Acoustics. Eds. J.A. Simmen et al.). DOI: 10.22449/0233-7584-2016-1-62-72. Wan L., Badiey M., Knobles D.P. Geoacoustic inversion using low frequency broadband measurements from L-shaped arrays in the Shallow Water 2006 Experiment. The Journal of the Acoustical Society of America, 2016, vol. 140, no. 4, pp. 2358-2373. Wan L., Badiey M., Knobles D.P. Geoacoustic inversion using low frequency broadband measurements from L-shaped arrays in the Shallow Water 2006 Experiment. The Journal of the Acoustical Society of America, 2016, vol. 140, no. 4, pp. 2358-2373. Thode A., Bonnel J., Thieury M., Fagan A., Verlinden C. et al. Using nonlinear time warping to estimate North Pacific right whale calling depts. in the Bering Sea. The Journal of the Acoustical Society of America, 2017, vol. 141, no. 5, pp. 3059-3069. Thode A., Bonnel J., Thieury M., Fagan A., Verlinden C. et al. Using nonlinear time warping to estimate North Pacific right whale calling depts. in the Bering Sea. The Journal of the Acoustical Society of America, 2017, vol. 141, no. 5, pp. 3059-3069. Лисютин В.А., Ластовенко О.Р. Оценка влияния внутреннего и вязкого трения на дисперсию и затухание звука в неконсолидированных морских осадках. Акустический журнал, 2020, т. 66, № 4, с. 420-436. DOI: 10.31857/S0320791920040061. @@Lisyutin V.A., Lastovenko O.R. Assessing The Influence of Internal and Viscous Friction on Dispersion and Sound Attenuation in Unconsolidated Marine Sediments. Acoustical Physics, 2020, vol. 66, no. 4, pp. 401-415. DOI: 10.1134/S1063771020040065. Lisyutin V.A., Lastovenko O.R. Ocenka vliyaniya vnutrennego i vyazkogo treniya na dispersiyu i zatuhanie zvuka v nekonsolidirovannyh morskih osadkah. Akusticheskiy zhurnal, 2020, t. 66, № 4, s. 420-436. DOI: 10.31857/S0320791920040061. @@Lisyutin V.A., Lastovenko O.R. Assessing The Influence of Internal and Viscous Friction on Dispersion and Sound Attenuation in Unconsolidated Marine Sediments. Acoustical Physics, 2020, vol. 66, no. 4, pp. 401-415. DOI: 10.1134/S1063771020040065. Лисютин В.А., Ластовенко О.Р., Ярошенко А.А. Комплексное применение лучевого и волнового подходов к расчетам звуковых полей в условиях узкого волновода на шельфе Черного моря. Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря, 2020, № 1, с. 91-102. Lisyutin V.A., Lastovenko O.R., Yaroshenko A.A. Kompleksnoe primenenie luchevogo i volnovogo podhodov k raschetam zvukovyh poley v usloviyah uzkogo volnovoda na shel'fe Chernogo morya. Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoy i shel'fovoy zon morya, 2020, № 1, s. 91-102.