제주 서부 연해 수중 주변소음과 딱총새우 소리 특성

Abstract

본 연구는 풍력, 파력발전기가 설치되는 서부 연해 수심 20 m 정점에서 4개월(2019년 9월 11일 ~ 2019년 12월 15일)동안 수중 청음기를 중층(10 m)에 계류하여 주변소음을 측정하였다. 수중소음레벨에 영향을 미치는 기상인자는 측정 해역 근처 기상대와 관측소에서 자료를 수집하였다. 저주파대역( ~ 100 Hz)은 조석 영향으로 간조와 만조, 조금과 사리일 때 약 5 dB ~ 20 dB가량 변화를 보였다. 파랑과 바람 영향은 중주파대역( ~ 1 kHz)에서 25 dB이내로 큰 변화를 보였으며 파랑은 바람에 비해 상대적으로 낮은 주파수대역( ~ 300 Hz)에 영향을 주었고 바람은 1 kHz 이상 고주파 대역까지도 영향을 주었다. 고주파대역(10 kHz ~)에 영향을 주는 요인으로 강우와 생물 소음이 있고 웬즈 곡선(Wenz curve) 최대값에 비해 약 10 dB 높게 측정되었다. 그리고 천해에서 고주파대역 주요 소음원인 딱총새우 소리를 일주기와 조석주기 패턴을 분석하였다. 딱총새우 소리를 식별하기 위해 커널 신호와 임계값을 활용하여 분당 스냅율(snap rate)로 정량적 분석을 했다. 그 결과 전체 측정 기간 (2019년 9월 11일 ~ 2019년 12월 15일) 동안 제주 서부 연해에서 스냅율 평균 및 표준 편차는 분당 2132 ± 432인 것으로 나타났다. 표층 수온과 조위는 90일 동안 각각 25°C에서 7°C, 190cm에서 50cm 감소 추세를 보였다. 9월부터 11월까지 시간이 지남에 따라 수온이 1°C가 감소할 때마다 스냅율은 분당 71회 감소했는데 이는 수온과 조위변화에 따른 현상으로 추정되고, 일출과 일몰 때 낮 평균 대비 17~24% 증가하는 일주기 특성을 보였다. 만조 때 스냅율은 간조 때 스냅율보다 평균 13% 높았다. 본 연구는 딱총새우 소리가 수중 주변 소음에 일주기 특성과 및 조석주기 특성에 따라 변화가 있음을 보였고 해양 환경에 따른 수중주변소음 변화를 분석하여 제주형 웬즈곡선을 제시하였다. 이를 통해 제주 연해에서 수중주변소음 선행 연구로서 딱총새우의 생태학적 행동을 위한 주요 자료와 해안개발 환경영향평가 등 평가 기준자료로 사용할 수 있을 것이다. |This study measured ambient noise by mooring a hydrophone in the middle depth (10 m) for 4 months (2019.9.11 ~ 2019.12.15) at a depth of 20 m in the west coast of Jeju where wind and wave power generators are installed. Meteorological factors affecting underwater ambient noise were collected from meteorological stations and observation stations near the measurement area. The low frequency band (~100 Hz) showed a change of about 5 dB to 20 dB in low and high tides due to the tidal effect. The wave and wind effects showed a large change to ~ 25 dB in the medium frequency band (~1 kHz). The wave affected a relatively lower frequency band (~300 Hz) compared to the wind, and the wind affected even a high frequency band of 1 kHz or more. Factors affecting the high frequency band (10 kHz ~) were rainfall and bio noise, and measured to be about 10 dB higher than the maximum value of the Wenz curve. In addition, the circadian and tidal cycle patterns were analyzed for the sound of snapping shrimp, the main noise source of the high frequency band in shallow water. We used kernel signals and thresholds to identify the sound of snapping shrimp to calculate the snap rate per minute for quantitative analysis. As a result, it was found that the average and standard deviation of the snap rate in the western sea of Jeju during the entire measurement period (2019.9.11 ~ 2019.12.15) was 2132 ± 432 per minute. The surface water temperature and tide level decreased from 25°C to 7°C and from 190cm to 50cm for 90 days, respectively. From September to November, the snap rate decreased at a rate of 71 times per minute every 1°C decrease, and the snap rate increased by 17-24% during sunrise and sunset compared to the one at the daytime average. The snap rate at high tide was 13% higher on average than the one at low tide. This study showed that the snapping shrimp snap rate changed according to the circadian and tidal characteristics, and the Jeju-type Wenz curve was presented by analyzing the changes in underwater noise according to the marine environment. This study can be used as a basis for underwater noise in the coast of Jeju and the data for ecological behavior of snapping shrimp and an evaluation criteria of environmental impact assessment for coastal development.