加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的研究人员几十年来一直在窃听海洋音景，以研究海洋动物的生态学及其面临的威胁。 这项工作是通过称为高频声学记录包或 HARP 的仪器实现的，这些仪器使用水下麦克风或水听器来记录从鲸鱼歌曲和海豚点击到过往船只和军用声纳的一切。

10 多年来，一台这样的 HARP 乐器一直在圣巴巴拉海峡连续记录声音，这是一条交通繁忙的南加州海运航线，与海峡群岛国家海洋保护区相交，是濒临灭绝的东北太平洋蓝鲸的重要觅食区 和其他海洋生物。 该仪器位于 580 米（1,903 英尺）深处的海底，随机测量了马士基（世界上最大的集装箱航运公司之一）运营的集装箱船在重大改造前后的噪音。

这个长期数据集为斯克里普斯鲸鱼声学实验室的研究人员与马士基合作领导的一项新研究提供了信息，该研究得到了国家资源保护委员会的资助。 Scripps 和 Maersk 的团队合作确定了可以降低辐射噪声和源级的船舶设计，这对国际范围内的航运静音具有重要意义。 他们的发现发表在 3 月 16 日的《公共科学图书馆综合》杂志上。

“海洋中人为的水下噪音会对海洋生物产生负面影响，这些海洋生物依赖声音来实现日常生活功能，如通信、导航和觅食。”该研究的第一作者斯克里普斯博士生 Vanessa ZoBell 说。 “这篇论文是评估改造是否对噪音水平有影响的第一步，这是一项涉及海洋科学家、工业界、海军建筑师和政策专家的跨学科努力。 我们需要所有人齐心协力，为现代海洋制定解决方案。”

在马士基完成一项耗资 10 亿美元、为期五年的“彻底改造”计划之后，这项研究合作出现了，该计划的重点是提高能源效率和燃料消耗以减少排放。 在此过程中，马士基的 12 艘 G 级集装箱船从 2015 年到 2018 年进行了改装。对姊妹船所做的更改包括重新设计球鼻艏以减少阻力，降低发动机输出以提高船舶在较慢速度下的效率，减少 螺旋桨叶片的数量和尺寸等。

虽然马士基进行的改造工作的主要目标是提高燃油效率，但斯克里普斯和马士基都对探索降噪作为这项工作的潜在共同效益感兴趣。

“水下噪音越来越被认为是一个重要的环境因素，并开始在国际海事组织层面得到解决。”马士基北美环境与可持续发展负责人、研究合著者 Lee Kindberg 说，他在该研究中发挥了重要作用 合作。 “Scripps 的团队在这一领域拥有独特的专业知识；

很明显，我们需要更多信息来进行最有效的设计，以减少水下噪音和温室气体排放。 最好的解决方案必须解决这两个问题。”

该研究确定了改造引起的船舶辐射噪声水平和单极源水平的变化。 辐射噪声测量通过校正船舶与记录器之间的距离来计算记录设备（例如水听器）与其正在记录的声音（船舶噪声）之间的距离。 单极声源电平说明了如果您距离声源一米，您会听到什么，在商船中，这主要是来自螺旋桨空化或螺旋桨运动引起的压力相关水腔的声音。

研究人员重点关注了 12 艘姊妹船在往返洛杉矶和长滩港口的途中进行的改装前后的 111 次过境。 研究地点还记录了座头鲸、蓝鲸、长须鲸和海豚等海洋动物。

在 2008 年至 2018 年期间记录的 177 次过境中，有 66 次被排除在外，因为存在唱歌的鲸鱼，以及来自其他船只和水听器电缆的声音干扰。

查看数据后，该团队发现低频段的单极源电平在改造后显着降低了 5 分贝以上。 作者写道，这种噪音降低可能是由于螺旋桨和船首设计的变化。

改造后，他们还测量到船只的辐射噪声水平略有增加，这可能是由于改装船只顶部堆放的集装箱数量增加所致。 额外的重量可能导致船只位于更深的水中，从而改变了它们的吃水深度。 作者指出，从一个角度来看，货运能力的增加将导致出行次数减少，从而减少海洋噪音，但是，这只有在全球需求保持不变的情况下才会成立。

斯克里普斯鲸鱼声学实验室的首席研究员、该研究的合著者约翰·希尔德布兰德说：“船只改造的目标之一是增加更多的集装箱，让船只能够运输更多的货物。” “这改变了对噪音产生影响的船舶吃水深度。 这迫使我们考虑与运输的集装箱数量相关的噪音，这是一个新的视角。”

本研究中改造与速度之间的相互作用也值得注意，强调改造对单极源水平的影响在较慢的速度下最大。

国际海事组织已将船舶设计视为在国际范围内降低商船水下噪音的潜在方法，并建议研究具体的螺旋桨和船体设计修改，以确定最有效的降噪设计。 由于本研究重点介绍的改装船舶同时发生了多项设计变更，因此作者很难弄清哪些变更对降低声级最有效，因此需要在该领域进行进一步研究。

“我希望这篇论文可以用来在国际海事组织、国际捕鲸委员会和国际自然保护联盟的委员会内部开始讨论减少噪音的工作，无论是专注于减少每次运输的噪音，减少 过境，或减少每个集装箱的噪音。”ZoBell 说。

作者还建议未来的研究进一步测试本研究中发现的降噪效果，采用更大的样本量、不同的船型和不同的设计方法，以确定在国际水平上降低水下噪声的最有效方法。

“了解船只改造和船舶运营的细节，以及只能来自马士基的信息，使这项研究成为可能。”希尔德布兰德说。 “我们期待着类似的合作，因为商业航运正在适应以减少碳足迹，并有望减少水下噪音。”

该研究的其他共同作者是斯克里普斯海洋学的 Sean Wiggins 和 Kaitlin Frasier，以及帮助启动研究工作的前斯克里普斯海洋学博士后研究员 Martin Gassman。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。