Article title: Acoustic masking of blue whale calls by ship noise in Northern Chilean Patagonia

Sintesi Tecnica: Mascheramento Acustico delle Chiamate della Balenottera Azzurra da parte del Rumore Navale nel Nord della Patagonia Cilena

Problematica
Il rumore antropogenico subacqueo rappresenta una minaccia significativa per le balenottere attraverso la riduzione dello spazio di comunicazione tramite mascheramento acustico. La Patagonia cilena settentrionale (NCP) funge da area di alimentazione critica per la balenottera azzurra del Pacifico sud-orientale (Balaenoptera musculus), un tipo in pericolo, tuttavia quest'area presenta una sostanziale sovrapposizione con il traffico marittimo. Sebbene studi precedenti abbiano documentato la sovrapposizione spaziale tra gli habitat delle balenottere e il traffico navale nella NCP, e abbiano stabilito i meccanismi generali del mascheramento da rumore, nessuna ricerca precedente aveva quantificato l'impatto specifico del rumore navale sullo spazio di comunicazione delle balenottere azzurre in questa regione. Inoltre, gli studi esistenti sul mascheramento spesso si basano su movimenti simulati degli animali piuttosto che su dati empirici. Questo studio affronta la lacuna nella comprensione della variabilità temporale e spaziale del mascheramento della comunicazione per le balenottere azzurre del Pacifico sud-orientale nelle attuali condizioni di navigazione e valuta l'efficacia potenziale delle riduzioni della velocità dei natanti (limiti di 8 kt e 10 kt) come strategia di mitigazione.

Metodologia
Lo studio ha impiegato un quadro di modellazione del mascheramento acustico accoppiato a dati empirici provenienti da quattro balenottere azzurre dotate di tag satellitari (B12, B13, B14 e B15) e dati AIS (Automatic Identification System) raccolti tra il 4 febbraio e il 16 giugno 2019.

• Fonti di Dati:

  • Tracciati delle Balenottere: I dati di movimento in tempo reale dai tag satellitari sono stati elaborati utilizzando un modello di cammino casuale correlato a tempo continuo per tenere conto dell'errore di osservazione e delle variabili oceanografiche.
  • Dati Navali: I dati AIS hanno fornito coordinate, classe, lunghezza e velocità delle navi. Le tracce delle navi sono state decimata in waypoint ogni 10 minuti.
  • Dati Ambientali: I dati sulla velocità del vento sono stati ottenuti da NCEP/NOAA per modellare il rumore ambientale naturale.

• Approccio di Modellazione:

  • Stima dello Spazio di Comunicazione: Basandosi sul framework di Clark et al. (2009), lo studio ha calcolato lo "spazio di comunicazione del mittente" (l'area massima in cui può avvenire la comunicazione acustica) per due tipi di chiamate: le chiamate a lungo raggio "song calls" (20–25 Hz) e le chiamate a corto raggio "D-calls" (38–88 Hz).
  • Modello di Propagazione: È stato utilizzato un modello di perdita di propagazione intermedio tra la diffusione sferica e quella cilindrica, incorporando la batimetria da GEBCO. I livelli di sorgente sono stati assunti a 174 dB per le "songs" e 166 dB per le "D-calls".
  • Calcolo del Mascheramento: Il Segnale in Eccedenza (SE) è stato calcolato per una griglia di potenziali ricevitori che circondano i tracciati delle balenottere. La Perdita dello Spazio di Comunicazione ($CS_{loss}$) e il Mascheramento ($M_s$) sono stati derivati confrontando lo spazio di comunicazione in condizioni di rumore del vento naturale rispetto alle condizioni che includono il rumore navale.
  • Scenari: Il modello ha simulato quattro condizioni: (a) solo rumore del vento; (b) vento + rumore navale attuale; (c) vento + rumore navale con un limite di velocità di 10 kt; e (d) vento + rumore navale con un limite di velocità di 8 kt.

Risultati Chiave

• Livelli di Mascheramento Attuali: Sotto le attuali condizioni di traffico navale, il rumore delle navi ha ridotto lo spazio di comunicazione in media del 25% per le song calls e del 47% per le D-calls attraverso le quattro balenottere marcate.
• Impatto Massimo: Il picco di mascheramento ha raggiunto il 68,4% per le song calls e il 97,3% per le D-calls.
• Variabilità: Il mascheramento è variato significativamente nel tempo e nello spazio, influenzato dalla posizione della balenottera, dalla batimetria, dalle condizioni del vento e dalla densità del traffico navale. Le D-calls hanno costantemente subito un mascheramento maggiore rispetto alle song calls a causa dei loro livelli di sorgente inferiori e delle frequenze più alte, che ne limitano l'intervallo di propagazione.
• Impatto della Dimensione delle Navi: Le navi superiori ai 100 metri hanno generato il mascheramento mediano più elevato (29% per le song e 50% per le D-calls). Questo era oltre quattro volte superiore al mascheramento generato dalle navi di 51–100 m per le song, e più del doppio per le D-calls.
• Efficacia del Limite di Velocità:
  • L'implementazione di un limite di velocità di 10 kt ha ridotto il mascheramento mediano al 16–27% per le song calls e al 33–43% per le D-calls.
  • L'implementazione di un limite di velocità di 8 kt ha ulteriormente ridotto il mascheramento mediano al 5–9% per le song calls e al 22–32% per le D-calls, a seconda del tracciato specifico della balenottera.
  • Per le classi di navi più piccole (<100 m), un limite di 8 kt ha comportato lo 0% di mascheramento per le song calls.

Significatività e Rivendicazioni
Gli autori affermano che questo studio è il primo a stimare il mascheramento della comunicazione utilizzando tracciati di movimento reali di balenottere azzurre anziché animat (animali simulati), fornendo una valutazione più realistica della variabilità temporale e spaziale nella perdita dello spazio di comunicazione.

L'articolo conclude che:

1. La riduzione della velocità delle navi è una misura di mitigazione efficace a duplice scopo. Ridurre le velocità a 8 kt o 10 kt diminuisce simultaneamente il mascheramento acustico e abbassa il rischio di collisioni fatali con le navi, in particolare per le navi più grandi che contribuiscono maggiormente sia al rumore che alla mortalità.
2. Le D-calls sono sproporzionatamente colpite. L'alto livello di mascheramento delle D-calls suggerisce che il rumore navale compromette specificamente la comunicazione sociale a breve distanza e la coordinazione del foraggiamento, che sono comportamenti critici in questa area di alimentazione.
3. Implicazioni Gestionali. Integrare la gestione della velocità nelle strategie di conservazione della zona di alimentazione della NCP potrebbe fornire benefici ecologici sostanziali. Lo studio supporta l'implementazione di limiti di velocità (specificamente di 8 kt) come una strategia praticabile per mitigare l'impronta acustica della navigazione nei critici habitat della balenottera azzurra.