Table of Contents

Введение: Двойная природа сонарной технологии

Сонар — короткий для звуковой навигации и диапазона — стал незаменимым инструментом для морского судоходства, подводного картирования, военного противолодочного ведения войны и океанографических исследований. Существуют два основных типа: пассивный сонар , который слушает звуки, издаваемые целями, и активный сонар , который излучает импульсы звука и слушает эхо. В то время как активный сонар обеспечивает непревзойденные возможности обнаружения, его развертывание вызывает глубокие юридические и экологические вопросы. Подводная акустическая среда все более переполнена, и потенциал для вреда морской жизни — особенно морским млекопитающим — вызвал строгий регулирующий надзор. В этой статье рассматриваются ключевые правовые рамки, регулирующие использование гидролокатора, документированные экологические воздействия, меры по смягчению последствий, необходимые для минимизации вреда, и будущая траектория ответственного развертывания гидролокатора.

Международные и национальные правовые рамки

Руководящие принципы Международной морской организации

Международная морская организация (ИМО), специализированное учреждение Организации Объединенных Наций, устанавливает глобальные стандарты безопасности, безопасности и экологических показателей международного судоходства. В контексте гидролокатора ИМО опубликовала Руководящие принципы по использованию активного гидролокатора в морских районах , которые рекомендуют оценки рисков, оперативные ограничения в чувствительных средах обитания и использование мер по смягчению последствий, таких как процедуры наращивания (мягкого старта). Эти руководящие принципы не являются обязательными, но широко приняты военно-морскими флотами и научно-исследовательскими учреждениями в качестве передовой практики. Соблюдение имеет важное значение для организаций, стремящихся работать в водах под несколькими юрисдикциями; несоблюдение их может привести к исключению из определенных районов или потере страхового покрытия.

Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву (ЮНКЛОС)

UNCLOS обеспечивает всеобъемлющую правовую основу для всей деятельности на океанах, включая использование гидролокатора. Статья 194 обязывает государства принимать меры по предотвращению, сокращению и контролю загрязнения морской среды, которая была интерпретирована как включающая антропогенный шум. Хотя UNCLOS не рассматривает конкретно гидролокатор, его принципы должного учета прав других государств и защиты морской среды лежат в основе национальных правил. Споры по использованию гидролокатора в военных целях были переданы в международные трибуналы, усиливая, что даже военно-морские силы должны сбалансировать оперативные потребности с экологическими обязанностями.

Национальные законы: Закон о защите морских млекопитающих (США)

В Соединенных Штатах Закон о защите морских млекопитающих 1972 года (MMPA) является основным федеральным законом, защищающим морских млекопитающих. Он запрещает «взятие» морских млекопитающих, определяемое как преследование, охота, захват или убийство, если специально не разрешено. Национальная служба морского рыболовства (NMFS) выдает случайные разрешения на операции с гидролокатором, которые могут привести к притеснению уровня А (травме) или притеснению уровня B (поведенческим нарушениям). Заявители должны продемонстрировать, что деятельность будет иметь незначительное влияние на вид или запас, и они должны реализовать планы смягчения и мониторинга. Неполучение ITA может привести к существенным гражданским наказаниям и уголовной ответственности. На практике, все гидролокаторные учения ВМС США и большинство федеральных исследовательских круизов работают в соответствии с разрешениями MMPA.

Европейский Союз: Директива о местообитаниях и MSFD

В рамках Европейского союза Директива о местообитаниях (92/43/EEC) требует от государств-членов защиты назначенных участков Natura 2000 - районов, которые могут включать критическую среду обитания морских млекопитающих. Деятельность, включая развертывание гидролокатора, которая может значительно нарушить охраняемые виды (например, морские свиньи, дельфины-бутылочки), должна пройти соответствующую оценку. Кроме того, Рамочная директива по морской стратегии (MSFD) направлена на достижение хорошего экологического статуса (GES) в европейских морях к 2020 году с одним дескриптором, специально посвященным подводному шуму. Государства-члены ЕС внедрили национальные правила, которые часто требуют, чтобы операторы гидролокатора проводили оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и использовали системы наблюдения за морскими млекопитающими (ММО) и пассивного акустического мониторинга (ПАМ) во время операций.

Другие ключевые правила

Закон Австралии об охране окружающей среды и сохранении биоразнообразия 1999 обеспечивает аналогичную защитную основу, и Общество охраны китов и дельфинов (WDCS) успешно проводит кампанию за зоны, свободные от гидролокатора, в нескольких чувствительных областях.В Канаде Закон О океанах и Закон о зонах риска налагает ограничения. Япония, хотя и подписала руководящие принципы ИМО, имеет свои собственные внутренние правила, которые менее строгие, подчеркивая несоответствие в глобальном правоприменении. Организации, развертывающие гидролокатор, должны знать о лоскутном одеянии законов, которые применяются в их операционной области.

Воздействие на окружающую среду: механизмы и доказательства

Акустическая дисфункция и ее физиологические эффекты

Активные гидроакустические системы, особенно низкочастотные и среднечастотные типы (например, 1-10 кГц), используемые военными силами, могут производить уровни звука, превышающие 235 дБ re 1 мкПа на глубине 1 м. Эти звуки распространяются на сотни километров в глубокой воде. Морские млекопитающие, которые в значительной степени полагаются на звук для кормления, связи и навигации, особенно уязвимы. Акустическая травма — постоянная или временная потеря слуха — может возникать, когда животные подвергаются интенсивным гидроакустическим импульсам на близком расстоянии. Сублетальные эффекты включают поведенческие нарушения (например, избегание областей кормления, прекращение вокализаций), маскировку (вмешательство с эхолокацией и социальными вызовами) и стрессовые реакции , которые повышают уровень кортизола и подавляют иммунную функцию.

Свидетельства из Stranding Events

Наиболее впечатляющие доказательства, связывающие гидролокатор с вредом морских млекопитающих, происходят из массовых прядей клювов. Известные события включают в себя пряжение 14 клювовых китов Кювье в 2002 году на Канарских островах, совпадающее с военно-морскими учениями с использованием гидролокатора средней частоты, и пряжение на Гавайях в 2004 году, связанное с учебной операцией ВМС США. Послесмертные исследования часто показывают газовую эмболию и кровоизлияние, согласующееся с декомпрессионной болезнью, предполагая, что гидролокатор может заставить китов изменить свое поведение при погружении, что приводит к образованию пузырьков азота. Эти результаты были воспроизведены в исследованиях контролируемого воздействия. В 2019 году отчет журнала Scientific Reports подтвердил, что гидролокатор ВМС был вероятной причиной массового пряжения китов с дыней на Мадагаскаре в 2008 году.

Влияние на рыбу и беспозвоночных

В то время как морские млекопитающие получили наибольшее внимание, сонар также влияет на рыб и беспозвоночных. Исследования показывают, что непрерывный низкочастотный сонар может вызывать изменения поведения у коммерчески важных видов, таких как атлантическая треска и сельдь, что приводит к снижению скорости улова и изменению маршрутов миграции. Беспозвоночные, такие как гребешки и омары, проявляют реакции бегства и повышенную смертность в лабораторных экспериментах при воздействии звуков, подобных сонару, из аэронавтики (используемые в сейсмических исследованиях, которые генерируют аналогичный шум).Кумулятивный эффект нескольких сонарных операций в течение многих лет может иметь последствия на уровне популяции, хотя необходимы дополнительные исследования.

Долгосрочные и кумулятивные последствия

Большинство исследований посвящено изучению острых последствий, но хроническое воздействие на морских животных повышенного шума окружающей среды от судоходства, гидролокатора и других видов человеческой деятельности вызывает растущую озабоченность. В Шестом докладе об оценке МГЭИК отмечается, что шум океана способствует кумулятивному давлению на морское биоразнообразие. Для видов, уже испытывающих стресс из-за изменения климата, чрезмерного вылова рыбы и загрязнения, добавление гидролокаторного шума может подтолкнуть популяции к коллапсу. Кроме того, гидролокатор может вызвать временное или постоянное вытеснение из критических мест обитания, таких как места размножения или районы кормления, с последствиями для размножения и выживания. Регулирующие органы все чаще требуют кумулятивных оценок воздействия (CIA) для крупных гидролокаторных проектов, но они остаются сложными из-за пробелов в данных.

Стратегии смягчения последствий: современные лучшие практики

Планирование перед операцией и оценка воздействия на окружающую среду

Перед развертыванием гидролокатора операторы должны провести оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС) , которая включает в себя базовое картирование шума, идентификацию чувствительных видов и мест обитания (например, известные районы отела китов, морские охраняемые районы) и оценку риска, специфичную для типа и частоты гидролокатора. ОВОС юридически необходимы во многих юрисдикциях (например, в соответствии с Законом США о национальной экологической политике, НЕПА) и являются хорошей практикой во всем мире. Они информируют о разработке мер по смягчению последствий и помогают обеспечить необходимые разрешения.

Мониторинг и обнаружение в реальном времени

В ходе операций мониторинг в режиме реального времени имеет важное значение.

  • Наблюдатели за морскими млекопитающими (MMO): Обученные визуальные наблюдатели, размещенные на судне или на возвышенных платформах, сканируют воду на наличие признаков морских млекопитающих (пробивание, удары, спинные плавники). Визуальное обнаружение ограничено погодой, дневным светом и состоянием моря, но остается нормативным требованием во многих странах.
  • Пассивный акустический мониторинг (PAM): Гидрофоны, развернутые с судна или буксируемых массивов, которые слушают вокализацию китов и дельфинов. PAM может обнаруживать животных за пределами визуального диапазона и в условиях низкой видимости. Современные системы могут автоматически классифицировать виды и оценивать диапазон. Многие разрешения требуют, чтобы PAM использовался в сочетании с MMO для обеспечения всесторонней возможности обнаружения.

Процедуры мягкого запуска (Ramp-Up)

Мягкий старт предполагает постепенное увеличение мощности гидролокатора в течение периода (обычно 20–40 минут) от низкого уровня до полной эксплуатационной мощности. Теория заключается в том, что животные будут предупреждены и могут двигаться до достижения опасного уровня звука. Эмпирические исследования показывают, что наращивание снижает вероятность травмы, хотя его эффективность обсуждается для животных, которые не бегут (например, некоторые рыбы) или для видов, которые трудно обнаружить до начала наращивания. Тем не менее, мягкий запуск повсеместно рекомендуется и предписывается почти всеми разрешениями на использование гидролокатора.

Зоны отчуждения и географические ограничения

Операторы должны установить зоны отчуждения (EZs) вокруг чувствительных мест обитания, таких как известные пляжи для окукливания тюленей, питомники дельфинов и коралловые рифы. Например, ВМС США поддерживает список географических ограничений , которые запрещают или ограничивают использование гидролокатора в определенных районах в течение определенных сезонов (например, морской национальный памятник Гавайев, Национальный морской заповедник Стеллваген Банка). Многие страны обеспечивают сезонные закрытия для защиты миграционных маршрутов видов, таких как североатлантический правый кит, который находится под угрозой исчезновения. Такое пространственное управление является одним из наиболее эффективных способов предотвращения вреда.

Технологические инновации для тихого сонара

Параллельно с оперативным смягчением, исследования и разработки сосредоточены на сокращении акустической выходной мощности гидролокатора без ущерба для производительности. Передовая обработка сигналов может производить ту же способность обнаружения с более низкими уровнями звукового давления. Параметрический гидролокатор использует нелинейную акустику для генерации узкого луча низкочастотного звука с уменьшенными боковыми долями, минимизируя нежелательное распространение. Бистатические и мультистатические гидролокатора Конфигурации (отдельный передатчик и приемник) также могут снизить уровни источника при сохранении покрытия. Управление военно-морских исследований США и аналогичные агентства в Европе финансировали проекты по разработке «экологически чистого гидролокатора», который излучает более короткие импульсы и использует более сложную частотную модуляцию для снижения кумулятивного воздействия. Принятие таких более тихих систем, хотя еще не широко распространено, представляет собой наиболее перспектив

Тематические исследования: уроки реальных встреч

Багамские острова (2000)

В марте 2000 года учения ВМС США с использованием гидролокатора средней частоты на Багамах совпали с выбросом 17 клювовых китов, из которых 2 погибли и 6 были передислоцированы с серьезными повреждениями слуха. Инцидент вызвал крупный пересмотр политики ВМС США и NMFS. Это привело к принятию модели комплексного комплексного мониторинга ВМС (ICMP) и разработке модели оценки риска гидролокатора, которая использует экологические данные для прогнозирования вероятности возникновения морских млекопитающих. Это событие также привлекло международное внимание и в конечном итоге привело к руководящим принципам ИМО по активному гидролокатору 2004 года.

Заявление Европейского Союза о военном сонаре

В 2008 году Европарламент принял резолюцию, призывающую к мораторию на использование высокоинтенсивных активных гидролокаторов до тех пор, пока их воздействие на окружающую среду не будет более полно понято. Хотя эта резолюция не имеет обязательной силы, она повлияла на национальную политику в нескольких государствах-членах, включая Великобританию, которая теперь требует оценки экологических рисков для всех гидролокаторных учений Королевского флота. С 2013 года Великобритания внедрила «Реестр морского шума» для отслеживания и управления шумопроизводящей деятельностью, включая гидролокатор, в своих водах.

Будущие направления и регуляторные тенденции

Правовая база, связанная с развертыванием гидролокатора, вероятно, станет более жесткой в ближайшие годы. Следует отметить несколько тенденций:

  • Международный союз охраны природы (МСОП) и национальные правительства назначает более «важные морские районы млекопитающих» (IMMA) и морские охраняемые районы (MPA), которые несут ограничения на шумовое загрязнение. Инициатива администрации Байдена-Харриса «Америка прекрасна» направлена на сохранение по крайней мере 30% земель и вод США к 2030 году, что, вероятно, усилит ограничения на гидролокатор в этих зонах.
  • Региональные правила для арктических вод:] Поскольку Арктика открывается для увеличения судоходства и добычи ресурсов из-за изменения климата, в Полярный кодекс (ИМО) и руководящие принципы Арктического совета начинают включать положения о подводном шуме. Арктика особенно чувствительна из-за звукового канала, который может распространять шум на большие расстояния и поведенческую зависимость морских млекопитающих (например, нарвала, гренландского кита) от тихой акустической среды.
  • Расширение использования облигаций воздействия на окружающую среду: Некоторые правительства и частные организации изучают финансовые инструменты, которые требуют от операторов гидролокатора размещать облигации, которые могут быть конфискованы, если происходит экологический ущерб, стимулируя упреждающее смягчение последствий.
  • Улучшение контроля за шумом на борту судна и данных Автоматической системы идентификации (AIS) теперь позволяют регуляторам обнаруживать несанкционированное использование гидролокатора в чувствительных областях, что приводит к более эффективному соблюдению существующих законов.

Вывод: На пути к ответственному управлению подводным звуковым ландшафтом

Развертывание гидролокатора на море является мощным потенциалом, который должен управляться в рамках надежной правовой и экологической базы. Нынешнее лоскутное одеяло международных руководящих принципов, национальных законов и местных правил отражает как важность гидролокатора для обороны и науки, так и насущную необходимость защиты здоровья Мирового океана. Доказательства того, что гидролокатор может причинить вред, неопровержимы, но также и потенциал для хорошо продуманного смягчения, чтобы уменьшить этот вред до незначительных уровней. Операторы должны выйти за рамки простого соблюдения. Они должны интегрировать принцип предосторожности, инвестировать в более тихие технологии и сотрудничать с морскими биологами и регулирующими органами для уточнения практики. Будущее гидролокатора заключается не в его отсутствии, а в его более разумном, тихом и более целенаправленном использовании - то, что уважает как требования миссии, так и сложную акустическую жизнь морских видов. Только благодаря этому балансу мы можем продолжать исследовать и защищать моря, сохраняя их безопасными для всех, кто от них зависит.