12(3)-01(김봉채).fm

Size: px

Start display at page:

Download "12(3)-01(김봉채).fm"

나나 근
2 years ago
Views:

1 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 12, No. 3, pp , August 2007 [Note] {z{o Žn} œo ~ f~p d * mn p m n Characteristics of Snapping Shrimp Sound Observed in the Korean Coast of the Yellow Sea BONG-CHAE KIM, BYOUNG-NAM KIM, CHANG-WOONG SHIN, CHEOLSOO KIM AND BOK KYOUNG CHOI* Marine Environment Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute, Ansan, , Korea ol lkp e k 20 mp ll 10e 13e v 3e k t pp m. r pp r tpp v rp l. 1~20 khzp tž ll r tpp p t p l n r l. p tpp lk t p l v rp m p t pp tpp opp q m. l l sl p l tpp q o pop r l e np pp re mp, p ll } v kp n p e e el r p p tpp nl p l pp q p pl. Ambient noise was measured for 3 hours on May, 2001 at a site of 20 m water depth in the Korean coast of the Yellow Sea. During the measurement, the strong underwater sound assuming by marine life was continually observed. The spectrum level of this sound was very high compared to that of underwater ambient noise over the frequency range from 1 to 20 khz. Therefore, this underwater sound can continually affect the ambient noise level. In this study, the source of the underwater sound was investigated. The snapping shrimp was estimated as reliable source. It was confirmed through comparison with experimental results described in previously literatures. It was also confirmed through analysis of snapping shrimp sound measured under laboratory conditions. Keywords: Snapping Shrimp Sound, Cavitation Bubble, Ambient Noise, Biological Sound h kl t p p, n,, n, t pl p n p ˆ. ok e p n, t p p eˆ pop p l l p pp tn oppp r. ep p } p n k t l v Ž p pl p p p n q ˆ ˆ (Uric, 1983)., t n m nl p pp lkl nn n pp e e ee p p l p k r p (, 1995; Loye and Proudfoot, 1946) o 24p lkl t pp p 3e k pp r tp(underwater sound)p *Corresponding author: bkchoi@kordi.re.kr l. p tpp p d(impulse) ˆ r lp, t p l n m p tl., t pp l pl p tpp opp r n p r l. lkl t pl q m p p np pp k r p., l r t pp Ž tž p l llv n pl l s (Loye and Proudfoot, 1946; Everest et al., 1948; Urick, 1984) e e s l llv l m p lkl tpp pop q m. ml }o qmm ~o ep k 20 mp lkl t pp r o Fig. 1 p p p t~p (Bruel & Kjaer, Hydrophone 8101) e 5 mm 15 ml o e. p ~p e t pp s l p 142

황해 연안에서 관측된 딱총새우 음의 특성 Fig. 2. Fig. 1. 143 황해 연안에서 채집된 딱총새우. 해수중 소음 측정 개략도.

2 황해 연안에서 관측된 딱총새우 음의 특성 Fig. 2. Fig 황해 연안에서 채집된 딱총새우. 해수중 소음 측정 개략도. 향 측정용 증폭기(Bruel & Kjaer, Measuring Amplifier Type 2636) 를 통하여 40 db 증폭된 후 주파수 20 khz까지 녹음이 가능한 카 세트 테잎 레코더(SONY, PC208Ax)를 사용하여 녹음하였다. 본 연구에서 사용된 수중 청음기는 모든 방향에 대하여 수신감 도 (receiving sensitivity)가 거의 일정한 무지향성으로서 주파수 1 Hz ~120 khz의 대역에서 평탄한 주파수 특성(±3 db이내)을 갖고 있으며, 음향 측정용 증폭기는 주파수 2 Hz ~ 200 khz의 대역에서 평탄한 주파수 특성(±0.5 db)을 갖고 있다. 그리고, 카세트 테잎 레코더는 8 채널 테잎 레코더로서 2 채널만을 사용한 본 실험의 경우, 주파수 DC~20 khz 대역에서 평탄한 주파수 특성을 갖고 있다. 녹음된 수중배경소음은 실험실에서 카세트 테잎 레코더로부터 다시 재생되는 동안 주파수 스펙트럼 분석기(AND, AD-3525 FFT analyzer)를 이용하여 생물음으로 추정되는 임펄스 형태의 수중음 만을 선택하여 파형과 주파수 스펙트럼을 분석하였다. 여기서, 주 파수 스펙트럼은 50 Hz ~ 20 khz 대역에서 50 Hz 간격으로 얻어 졌다. 황해 연안에서 수중배경소음 녹음시 지속적인 선박소음이 관 측되었으므로 생물음으로 추정되는 수중음은 항상 선박소음과 혼 합되어 나타날 수 있다. 선박소음 자체가 수중배경소음이므로 측정 된 수중음으로부터 선박소음 성분을 모두 제거하는 것은 사실상 불 가능하다. 따라서, 선박소음의 영향을 조금이라도 배제하고자 본 연 구에서는 배경소음 파형과 확연히 구분되는 매우 강한 임펄스 형 태의 수중음만을 선택하였다. 분석된 자료는 수중청음기의 수신감 도, 음향 측정용 증폭기의 증폭도(gain) 및 스펙트럼분석의 주파수 간격을 고려하여 보정된 값이 개인용 컴퓨터에 저장되었다. 실험실 조건에서 측정된 딱총새우 음의 측정 및 분석 방법 Fig. 3. 실험실 조건에서 딱총새우 음을 측정하기위한 실험 장치도. 총새우가 황해 및 남해연안에 독립적으로 분포하기 보다는 혼합 되어 분포되어 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 황해 연 안에서 측정된 강한 임펄스 형태의 수중음이 딱총새우에 의한 음 임을 확인하기 위해 현장에서 채집한 딱총새우 음을 실험실 조건 에서 측정하여 분석하였다. 딱총새우의 채집상의 어려움 때문에 실험은 홈발딱총새우로 추정되는 1종에 대해서만 수행되었다. Fig. 2는 현장에서 채집된 총 길이 35 mm의 딱총새우 사진을 나타낸다. Fig. 3은 딱총새우 음의 측정을 위한 실험장치도를 나 타낸다. 딱총새우는 바닷물로 채워진 아주 얇은 비닐봉지에 들어 있었으며, 이 비닐봉지는 크기가 m 인 무반향 수조 내의 수심 0.7 m 깊이에 위치하였다. 딱총새우 음을 측정하기 위 해 수중청음기(B&K 8103)는 비닐봉지로부터 0.5 m 거리에서 수 조내의 수심 1 m의 깊이에 위치하였다. 수중청음로부터 수신된 딱 총새우 음은 음향신호 증폭기(B&K 2635)를 통하여 증폭된후 디 지털 오실로스코프(LeCroy LT342)에 저장되어 파형과 주파수 스 펙트럼이 분석되었다. 주파수 스펙트럼은 1~100 khz 대역에서 1 khz 간격으로 얻어졌다. 3 결과 및 고찰 한반도에서 딱총새우는 황해 및 남해연안에만 분포하는 것으로 알려져 있으며, 두 지역에서 서식하는 딱총새우는 큰손딱총새우, 수심 5 m와 15 m에 위치한 수중 청음기로부터 수신된 수중음 홈발딱총새우와 긴발딱총새우로 총 3종이 알려져 있다. 각각의 딱 신호의 예를 Fig. 4에 나타내었다. 두 수심 모두에서 수중배경소

3 144 }Ë Ëe}oË ~ Ë Fig. 4. t~p e p e. (a) e 5 m, (b) e 15 m. pp v o tp e e v e ll p p. e ll pm p tpp porp eˆ pop sq v kkp v p v ˆ tp e p q o pop t~p p r l n r m. Fig. 5p p tp e n p l ˆ Ž p e l n n p d ˆp Ž p ˆ p k p. Fig. 5p (a)m (b)l p e l ˆ Ž p r p ~p l vr e tp e dp p k 1.5 ms m. p e l ˆ Ž l e tp e p ~p l e vr e e ˆ. p p o e pp e e p r l tp e p k. e 5 ml e e p n ee p k 6.7 ms pž ~p v e p k 3.3 ms pžp k 5 m l. p p ~p p e q p. e 15 ml e p n ee p k 17.7 ms pž ~p l e p k 8.8 ms pžp k 13 m Fig. 5. r p t~p l vr e p e ( e )m p l e vr e p e ( e )p Ž. (a) e 5 m, (b) 15 m. l. p p ~p p e k 2 mp m pv, ~p p e 15 mp o l rp p p p p. Fig. 5p ~p l e e p Ž l v p o p p (-) k (+)p ˆ po p k (pressure release) p qn l p e o p r l e p p (Blackstock, 2000). tp e p tž p kk o e Ž l tž d p Fig. 6l ˆ l. Fig. 6l tp e p d p tž p Žk o t p v n 16 Pap p e p 25 l ˆ p. pp d p v p n v ˆ e lp l 25 p e l ˆ p. Fig. 6l tp e tž 500 Hz ~ 20 khz ll t p l 22 dbp l p p, tž 3 khz t l ˆ p k p. pp tž d p tp e mr r nl l p rp llv p k, d e t pp v o tp e p m p ˆ p. p m p tž 1 khz ~ 20 khz ll ˆ

, Loyem Proudfoot(1946) Everest (1948) l p r np tž d p e l r m p n q p pp, lkl tpp opp np p n pp re l tl. Fig. 7p sl r r rp n pp Ž p ˆ. Fig. 5l p tp Ž o n p d ˆ ˆ p k p.

4 lkl n pp 145 Fig. 7. e e s l r np p Ž. Fig. 6. v p 16 Pap p p e (v p e )m p( p e )p 25 tž d. (a) 5 m, (b) 15 m. p k p. lkl Fig. 6 p tž d p ˆ r p q lkl e p np. p n s l eˆ pp tž d p k p p pv ~rp d p p n o (Loye and Proudfoot, 1946; Everest et al., 1948; Urick, 1984)., Loyem Proudfoot(1946) Everest (1948) l p r np tž d p e l r m p n q p pp, lkl tpp opp np p n pp re l tl. Fig. 7p sl r r rp n pp Ž p ˆ. Fig. 5l p tp Ž o n p d ˆ ˆ p k p. l n pp opp o e p Versluis (2000)l p l p lr. l n pp v p nvpp p l 3.5 mm p p (cavitation) l p m. p p l l Fig. 7l 0.3 msp e o l ˆ v p n v p šl p pp v p pp, 0.6 ms o l v p l Fig. 8. e e s l r np pp tž d. p p p. Fig. 8p r rp n p Ž p tž d p lt. Fig. 8l m p n pp 1 ~ 100 khz p l tž p d p lt, 2 ~ 20 khzp tž ll d p n ˆ p k p. p p Fig. 6l ˆ tpp d m o m., p lkl p d ˆ r tpp ll nl p l ppp k p. m o 24p ep 20 mp lkl np p p r t p e 3e k r l e m. lkl t pp tnopp pp p n n m. Ž p l p (-)p o p v 1.5 ms pp p d ˆp Ž

5 146 }Ë Ëe}oË ~ Ë p ˆ l. tž d p 500 Hz ~ 20 khz ll t p l 22 dbp l p ˆ lp tž 3kHz t l ˆ., e e l ql }v m kp n pp r l e ˆm tž d p n o p k plp, n pp Ž pl. l l lkl p d ˆ t pp opp vll nl p l pp p m. l p lkl rl n pp d m s(speciese) eˆ pp p s p n pp p t p p r r l p l q. y },, o, lk ll t q pp p. kl o l. Blackstock, D. T., Fundamentals of Physical Acoustics (JOHN WILEY & SONS), Chap. 3. Everest, F. A., R. W. Young and M.W. Johnson, Acoustical Characteristics of Noise Produced by Snapping Shrimp. J. Acoust. Soc. Am., 20(2): Loye, D. P. and D. A. Proudfoot, Underwater Noise Due to Marine Life. J. Acoust. Soc. Am., 18(2): Urick, R. J., Principles of Underwater Sound (McGraw-Hill), Chap. 7. Urick, R. J., Ambient Noise in the Sea (Peninsula Publishing), Chap. 7. Versluis, M., B. Schmitz, A. Heydt and D. Lohse, How Snapping Shrimp Snap: Through Cavitating Bubbles. Science, 289: o 19p o r o 5p r }ˆ voo: pq

44(3)-16.fm

44(3)-16.fm Korean Chem. Eng. Res., Vol. 44, No. 3, June, 2006, pp. 270-276 지능형헬스케어욕조시스템개발을위한온수온도변화 r ~r l o l l e l 561-756 r rte v v 1 664-14 (2006 3o 9p r, 2006 6o 20p }ˆ) Change of the Warm Water emperature for