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2004
Wiggins, SM, McDonald MA, Munger LM, Moore SE, Hildebrand JA.  2004.  Waveguide propagation allows range estimates for North Pacific right whales in the Bering Sea. Canadian Acoustics. 32:146-154. AbstractWebsite

The shallow and uniform water depth of the eastern Bering Sea shelf results in an acoustic waveguide. Propagation within this waveguide produces waveform dispersion which is dependent upon range. We present a means for using dispersed waveforms to determine range to calling whales from a single autonomous acoustic recording instrument. The predominant North Pacific right whale (Evbalaena japonica) call is frequency upswept from about 90 Hz to around 160 Hz and lasts approximately 1 s. The regional bathymetry of the eastern Bering Sea middle shelf is relatively uniform and shallow ( similar to 70 meters deep). This geometry provides a plane-layered waveguide in which right whale upswept calls can be detected at ranges over 50 km and have multiple modal arrivals that become dispersed, displaying different propagation velocities for different frequencies. Dispersion characteristics of modal arrivals are dependent on the calling whale's depth, the receiver's depth, the water depth, the range from caller to receiver, and various environmental parameters including water and sediment density and sound velocity. A model of sound propagation for the eastern Bering Sea middle shelf is developed from right whale call dispersion recorded on sonobuoys and seafloor acoustic recording packages, using individual calls recorded at multiple instruments. After development of the model, waveform dispersion allows estimation of caller range based on single instrument recordings. Estimating range between instrument and calling whales provides a means to estimate minimum abundance for the endangered North Pacific right whale.Original Abstract: L'eau peu profonde et uniforme de la rive Est de la mer de Bering produit un excellent guide d'ondes acoustiques. Dans ce guide de propagation, la dispersion des ondes sonores est dependante de la distance. Nous presentons ici un moyen pour utiliser la dispersion des ondes sonores pour determiner la portee de sons emis par des baleines a partir d'un unique instrument d'enregistrement du signal acoustique. La vocalisation predominate de la baleine franche du Pacifique Nord (Eubalaena japonica) est une modulation ascendante d'environ 90 a 160 Hz et d'une duree approximative de 1 s. La bathymetrie regionale de la rive Est de la mer de Bering est relativement uniforme et peu profonde ( similar to 70 m de profondeur). Cette geometrie fournit un guide d'ondes a couches horizontales ou les vocalisations modulees de baleines tranches peuvent etre detectees a des distances superieures a 50 km et ont de multiples arrivees modales qui deviennent dispersees, demontrant differente vitesse de propagation a differentes frequences. Les caracteristiques de dispersion des arrivees modales sont dependantes de la profondeur de la baleine, la profondeur du recepteur, la profondeur de l'eau. la distance de l'emetteur et du recepteur et une variete de parametres environnementaux incluant la densite de l'eau et des sediments, et la vitesse du son dans ces deux media. Un modele de la propagation du son pour la rive Est de la mer de Bering est developpe a partir de la dispersion des vocalisations des baleines tranches enregistrees a partir de bouees acoustiques et de systemes acoustiques ancres sur le fond marin, en utilisant les vocalisations individuelles enregistrees a partir de multiples instruments. Apres le developpement du modele, la dispersion de l'onde sonore permet l'estimation de la distance de la vocalisation basee sur l'enregistrement d'un seul instrument. Estimer la distance entre l'instrument et les vocalisations de baleines permet d'estimer l'abondance minimale de la baleine franche menacee d'extinction dans le Pacitique Nord.