Studying the effect of source proximity in sperm whales and continous sonar in pilot whales using operational sonars - the 3S-2019-OPS cruise report
Abstract
The 3S project is an international collaborative effort with the aim to investigate behavioral
reactions of cetaceans to naval sonar signals. The objectives of the third phase of the project
are to investigate if exposure to continuous active sonar (CAS) leads to different types or
severity of behavioral responses than exposure to traditional pulsed active sonar (PAS) signals,
and to investigate how the proximity of the source to a whale affects behavioral responses. This
report summarizes the efforts, activities and data collection of the 3S-2019-OPS research trial
conducted over 4 weeks in Norwegian waters in August-September 2019. The primary tasks of
the trial were to tag sperm whales with mixed-DTAGs and expose them to PAS at different
levels and ranges, and to tag long-finned pilot whales with Mixed-DTAG and expose them to
PAS and CAS.
When a target species was localized, a tag boat was launched and mixed-DTAGs
deployed. The mixed-DTAG contained a GPS, an Argos satellite transmitter, triaxial
accelerometers and magnetometer sensors, stereo acoustic sensors and a pressure sensor. In
addition to the tags, data on potential vocal responses or avoidance of the exposed area were
collected by two moored acoustic buoys. Tagged whales were subject to controlled sonar
exposure experiments (CEE). The experimental design involved dose escalation at different
ranges and maximum source levels using operational sources towed by the FFI research vessel
HU Sverdrup II (HUS) or the Norwegian Navy frigate KNM Otto Sverdrup (OSVE). The
experiments were conducted under permit from the Norwegian Animal Research Authority, and
all procedures were approved by the Animal Welfare Ethics Committee at the University of St
Andrews. A separate risk assessment and management plan was developed for the trial to
minimize risk to the environment and third parties.
During trial we deployed 24 tags onto 20 different animals (15 sperm whales and 5 pilot
whales), and collected 355 hours of tag data. We conducted 11 experiments, including 10
controlled exposure experiments with 25 exposure runs to sperm whales. Using the CAPTAS
source on OSVE we conducted 7 CEEs with 16 exposure runs, and using the SOCRATES
source on HUS we conducted 3 CEEs with 9 exposure runs. During 1 session with pilot whales
we only collected baseline data, because the tags detached prematurely before any exposures.
What we achieved during the trial was the collection of a unique dataset, and the trial is
considered to be successful. We expect that the data collected on sperm whales will be
sufficient to answer the questions related to the effect of source proximity on responses.
Unfortunately, the question of the effect of CAS on pilot whales cannot be answered with the
data collected. Additional field effort is required to achieve this. This primary task was given
significant priority, with 7-10 out of 24 days of ship time dedicated to it, and 20 hours of baseline
data collected on pilot whales. Despite this effort, the outcome was marginal. Weather
conditions were rough early in the trial when this task had highest priority, and no pilot/killer
whales were found in the protected fjords. When the weather was acceptable we found pilot
whales only once. Unfortunately, the behavior of the tagged pilot whales led to early tag release
in worsening weather, so no exposure experiment could be conducted.
A video showing the activities during the trial can be seen following this link. 3S-prosjektet er et internasjonalt forskningssamarbeid som undersøker hvordan hvalers atferd
påvirkes av militære sonarer. 3S-prosjektet er nå i sin tredje fase der målsettingen er å
undersøke om moderne kontinuerlige sonarer (CAS) har større innvirkning enn konvensjonelle
pulsede sonarer (PAS), og å undersøke om avstanden mellom sonarkilden og dyrene påvirker
terskelen for respons. Denne rapporten oppsummerer aktivitetene og resultatene fra 3S-2019-
OPS-toktet som foregikk i 4 uker utenfor Andenes i august-september 2019. Toktet er det fjerde
og siste som gjennomføres i 3S3-prosjektet. Målet med toktet var å merke spermhval med
såkalte mixed-DTAGs og eksponere dem for PAS ved ulike nivåer og avstander, samt å merke
grindhval og/eller spekkhogger og eksponere dem for CAS og PAS.
Metoden går ut på å finne dyr og deretter merke dem med mixed-DTAG ved hjelp av en
lang stang fra mob-båt. Mixed-DTAG inneholder GPS, Argos satellittsender, treakse
akselerometer, treakse magnetometer, stereo hydrofoner og dybdesensor. I tillegg til disse
merkene ble det også samlet inn data fra to akustiske bøyer som ble satt ut i
operasjonsområdet. Merkede dyr ble eksponert for sonarpulser på en kontrollert måte. Det
eksperimentelle designet innebærer en dose eskalering ved ulike avstander og til ulike
maksimale lydnivåer ved hjelp av operative sonarkilder tauet av FFIs forskningsfartøy HU
Sverdrup II (HUS) eller den norske fregatten KNM Otto Sverdrup (OSVE). Tillatelse til å
gjennomføre eksperimentet er gitt av Mattilsynet og den etiske komiteen ved Universitetet i
St.Andrews. En egen risikovurdering ble gjennomført i forkant av toktet for å redusere risikoen
for miljøeffekter eller negative effekter for tredjepart (fiskeri og hvalsafari).
Under toktet satte vi ut 24 merker (mixed-DTAG) på 20 ulike individer (15 spermhval og
5 grindhval). Vi samlet inn 355 timer med data på merkene. Vi gjennomførte 11 eksperimenter,
inkludert 10 kontrollerte sonareksponeringer med 25 sesjoner på spermhval. CAPTASsonarkilden
på OSVE ble brukt i 7 eksperimenter med 16 sesjoner, og SOCRATES-kilden på
HUS ble brukt i 3 eksperimenter med 9 sesjoner. Under ett eksperiment på grindhval ble bare
grunnlagsdata samlet inn fordi merkene falt av før eksponeringseksperimentet hadde begynt.
Under toktet har vi samlet inn et unikt datasett, og toktet betraktes som meget vellykket.
Vi forventer at analyse av de innsamlede dataene vil kunne gi konkluderende svar på
spørsmålet om avstanden til sonaren påvirker dyrets atferdsrespons. Spørsmålet om hvordan
CAS påvirker grindhval kan derimot ikke besvares med data fra toktet. Her der det nødvendig
med ytterligere feltarbeid. Datainnsamling på grindhval og CAS ble høyt prioritert, 7-10 av 24
seilingsdøgn med HUS ble dedikert til dette. Vi samlet inn 20 timer med grunnlagsdata på
grindhval, men lyktes ikke med å få gjennomført noen CAS eksponeringer på grunn av dårlige
værforhold i første del av toktet når grindhval hadde høyest prioritet. Vi fant heller ikke grindhval
i samme antall som vi er vant med og ikke i det hele tatt i fjordene. Når været var akseptabelt,
fant vi grindhval bare en gang. Disse dyrene hadde dessverre en atferd som gjorde at
sugekoppmerkene ikke satt fast på huden lenge nok til at vi fikk gjennomført sonareksponering.
En video som viser aktivitetene under toktet kan ses om man følger denne linken.
Collections
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Selekteres de riktige personene til dagens Forsvar? -beskrivelse av dagens seleksjonsordning til førstegangstjenesten
Author::Teien, Hilde Kristin; Author::Aandstad, Anders; Author::Gulliksrud, Kristine; Author::Kåsin, Jan Ivar; Author::Køber, Petter Kristian; Author::Lereggen, Finn Arne; Author::Rones, Nina; Author::Sagen, Terje; Author::Gjein, Gaute; Author::Garang, Stein; Author::Thorsby, Grete; Author::Lang-Ree, Ole Christian; Author::Eriksen, Christoffer; Author::Voie, Øyvind (2019-09-09)I Norge har vi kjønnsnøytral verneplikt (allmenn verneplikt) som vil si at alle unge menn og kvinner må delta i seleksjonsprosessen til førstegangstjeneste. Førstegangstjenesten er en lovpålagt tjeneste hvor hensikten er ... -
Hvordan styrke forsvaret av Norge? - Et innspill til ny langtidsplan (2021–2024)
Author::Skjelland, Espen; Author::Glærum, Sigurd; Author::Beadle, Alexander William; Author::Endregard, Monica; Author::Guttelvik, Mona Sagsveen; Author::Hennum, Alf Christian; Author::Kvalvik, Sverre Nyhus; Author::Køber, Petter Kristian; Author::Mørkved, Torgeir; Author::Olsen, Karl Erik; Author::Sendstad, Cecilie; Author::Voldhaug, Jan Erik; Author::Åtland, Kristian (2019-02-04)For å fastsette rammer for arbeidet med neste langtidsplan har FFI fått i oppdrag å vurdere ulike retninger for videreutviklingen av Forsvaret med vekt på å synliggjøre overordnede muligheter for regjeringen. Vi har ... -
Samfunnssikkerhet mot 2030 - utviklingstrekk
Author::Sellevåg, Stig Rune; Author::Brattekås, Kjersti; Author::Bruvoll, Janita Andreassen; Author::Buvar, Paul Magnus Hjertvik; Author::Fardal, Harald; Author::Farsund, Bodil; Author::Fykse, Else-Marie; Author::Gisnås, Hallvar; Author::Hellesø-Knutsen, Kristin; Author::Kirkhorn, Simen; Author::Nystuen, Kjell Olav; Author::Olsen, Richard; Author::Seehuus, Rikke Amilde (2020-02-02)Hvordan kommer verden og Norge til å utvikle seg fram mot 2030, og hvordan kan utviklingen påvirke vår samfunnssikkerhet? Denne rapporten belyser forventet utvikling i sikkerhetspolitiske, økonomiske, sosiale, klimamessige og ...