水中騒音調査

対象騒音の周波数分析

周波数分析は、音響または振動について、その成分の大きさを周波数の関数として求める手法です。分析結果であるラインスペクトル（ピーク）の周波数や周波数分布の傾きが、その音や振動の特徴を表現しています。この手法を用いて、騒音源の稼働時と停止時（背景雑音）の音を比較することで、騒音源の特徴を把握します。

図３に周波数分析の例を示します。図中の桃色の線が騒音源稼働時の騒音源から最も近い地点（測点1）での水中音、青線が騒音源稼働時の騒音源から離れた地点（測点2）での水中音、黒線が測点1での騒音源の停止時の水中音、すなわち背景雑音です。稼働時と停止時を比較することで騒音源の特徴を求めます。

対象騒音の伝搬特性

　各測点で測定した水中音を用いて対象騒音の伝搬特性（距離に対して音が小さくなっていく傾向）を求めます。図４に伝搬特性の結果例を示します。図中の●印が対象騒音の周波数帯の音圧レベルの測定値をプロットしたものです。騒音源より離れていくと音圧レベルが小さくなっていきます。例えば、測定海域の背景雑音レベルが75dB（図中の桃色の点線）だったとすると、図中の全ての測点は背景雑音レベルより大きな音であり、聞こえていることになります。

伝搬経路

　騒音源から放射された音の経路を把握するには、音線計算を用います。図５に音線計算結果の例を示します（横軸が距離、縦軸が深度）。図中の曲線が計算された音線で、各音線の添字は、騒音源からの音線の放射角度を示しています。この計算例は、低緯度から中緯度の深度1000m付近に存在するSOFARチャネルと呼ばれる音波の道（トンネル内）で伝搬状況をシミュレートしたものです。海中での音波伝搬経路は、地形・音速プロファイル（緯度や海洋物理現象に依存）・音源深度などの様々な条件によって大きく変わります。この音線群の中で、音源と受波器を結ぶ音線のことを固有音線（Eigen ray）と呼びます。

伝搬損失

　受波器で対象騒音を検出するには、伝搬経路だけでなく、騒音源の音の大きさが重要になります。騒音源レベルが小さければ、受波器に到達する前に背景雑音に目的の音がマスクされてしまうからです。ここでは、音波伝搬シミュレーションを用いて、騒音源の音波伝搬損失量を予測します。
　図６に二次元損失量の計算結果例を示します（横軸が伝搬距離、縦軸が深度、カラーバーが音圧レベルを示します）。暖色が伝搬損失（Transmission Loss）量の小さいこと、寒色が大きいことを示しており、音源近傍で伝搬損失量が小さく、遠方では伝搬損失量の大きいことがわかります。このシミュレーションは周波数毎に計算することができます。この計算例は、中緯度の海域の海面付近でザトウクジラ（200Hz）が鳴いた場合をシミュレートしたものです。図中、干渉縞のように見える上下に変化する曲線が音線に対応しています。図７は、図６の受波器深度のみを表現したものです。