Εξισώσεις ηχοανακλαστικού δυναμικού για το γαύρο...

AcousMedAcousMedΕναρμόνιση των ακουστικών δεδομένων της Μεσογείου

2002-2006

Εξισώσεις ηχοανακλαστικού δυναμικού για το γαύρο (Engraulis encrasicolus) και τη σαρδέλα (Sardina pilchardus)

στο Αιγαίο με βάση ακουστικές μελέτες

10ο Πανελλήνιο συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας , Αθήνα, 7-11 Μαΐου 2012

ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. – Ινστιτούτο θαλάσσιων Βιολογικών Πόρων

Πυρουνάκη Μ.M., Μαχιάς Α., Γιαννουλάκη Μ.

Ηχοανακλαστικό Δυναμικό (Η.Δ.)…


Το Η.Δ. είναι ένας παράγοντας απαραίτητος για τη μετατροπή της έντασης του ήχου σε πυκνότητα ψαριών.

Τι είναι;

Είναι ο αριθμός που μας δίνει την ένταση του ήχου που συλλαμβάνει το ηχοβολιστικό και ο οποίος ανακλάται από ένα στόχο

Λογαριθμική μέτρηση της ανακλώμενης προς την προσπίπτουσα ηχητική ενέργεια

Η σημαντικότερη παράμετρος του Η.Δ. είναι η ακουστική διατομή (σ) (δηλ. το μέγεθος της επιφάνειας που ανακλά τον ήχο).

ΗΔ=10*log10(σ)

(Simmonds & MacLennan 2005)

Που μας χρησιμεύει;



Το κύριο ανατομικό στοιχείο που επηρεάζει το Η.Δ. είναι η νηκτική κύστη του ψαριού επειδή περιέχει αέρα

Το Η.Δ. και η ακουστική διατομή εξαρτώνται άμεσα από την προβολή της νηκτικής κύστης στο οριζόντιο επίπεδο (το επίπεδο της θάλασσας)

Κάθε φυσιολογική βιολογική μεταβολή που επιδρά στο μέγεθος της νηκτικής κύστης μεταβάλει το Η.Δ.

Είδος ψαριού

Μέγεθος για το ίδιο είδος

Προσανατολισμός ψαριού

Εσωτερικά όργανα, ιστοί (Λίπος, γονάδες, στομάχι)

Θέση στη στήλη του νερού (για τους φυσόστομους)


Από τι επηρεάζεται το Η.Δ.;



Οι βιολογικοί παράγοντες που μεταβάλλουν το Η.Δ. είναι πολλοί Άτομα ίδιου μεγέθους την ίδια χρονική στιγμή δίνουν διαφορετικές τιμές Η.Δ. (προσανατολισμός)Άτομα ίδιου μεγέθους με τον ίδιο προσανατολισμό δίνουν διαφορετικές τιμές Η.Δ. σε διαφορετικές περιόδους (αναπαραγωγή, λίπος, θρέψη)

Το Η.Δ. επειδή επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες που μεταβάλλονται συνεχώς είναι μία στοχαστική παράμετρος

Είναι ένας μέσος όρος τιμών

Πως μετράμε το Η.Δ.;



ΗΔ= α*Log10 (L)+ b

ΗΔ: ηχοανακλαστικό Δυναμικό α, b: σταθερές συγκεκριμένες για κάθε είδοςL: Ολικό μήκος ατόμου (σε cm)

ΗΔ= 20*Log10 (L)+ b20

Όσον αφορά τα κλουπεοειδή και άλλα φυσόστομα ψάρια το α προσεγγίζει το 20…


Κατά μέσο όρο ισχύει η σχέση…

Πώς μετράμε το Η.Δ. …


Υπάρχουν πολλοί τρόποι να μετρήσουμε το Η.Δ. Ο πιο συνηθισμένος και πρακτικά εφαρμοζόμενος είναι η μέτρηση του Η.Δ. των ελεύθερων ψαριών απευθείας στην θάλασσα, με τη χρήση ηχοβολιστικών.

Αυτό γίνεται με ταυτόχρονο ηχοβολισμό και αλιεία.

Στα in situ πειράματα καταγράφονται πολλές μετρήσεις Η.Δ. από κάθε κοπάδι ψαριών.

Οι τιμές απεικονίζονται σε ένα ιστόγραμμα συχνοτήτων Η.Δ.

Το εύρος των τιμών οφείλεται στις γωνίες, στις θέσεις των στόχων στην ακουστική δέσμη, στα μεγέθη, στα βάθη, στη φυσιολογία και στα διαφορετικά είδη ψαριών τη στιγμή που ηχοβολίζουμε.

b20

Ινστιτούτα Σαρδέλα Γαύρος

IFREMER (Γαλλία) -71,2 -71,2

IEO (Ισπανία) -72,6 -72,6

IPIMAR (Πορτογαλία) -72,6 -71,2

AZTI (Β. Ισπανία) -72,6 -72,6

HCMR (Ελλάδα) -72,6 -71,2

CNR-ISMAR (Ιταλία) -72,5 -74,6

CNR-IAMC (Σικελία) -70,5 -75,3

b20 που εφαρμόζονται …


(AcousMed, 2012)

Τιμές b20 για το γαύρο (E. encrasicolus) και τη σαρδέλα (S. pilchardus) που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση βιομάζας από διάφορες ερευνητικές ομάδες στην Ευρώπη.

Η χρήση των διαθέσιμων ακουστικών δεδομένων από την περιοχή του Αιγαίου με σκοπό την in situ εκτίμηση Η.Δ. για το γαύρο και τη

σαρδέλα. Μια προσπάθεια που δεν έχει επαναληφθεί στο παρελθόν, με αποτέλεσμα να στηριζόμαστε σε εξισώσεις από

άλλες περιοχές χωρίς να έχει εξεταστεί η καταλληλότητα τους στις ελληνικές θάλασσες.

Στόχος μελέτης…


Ταυτόχρονος ηχοβολισμός με αλιεία

Πειραματική πελαγική τράτα

Ακουστικά δεδομένα με ηχοβολιστικό σχιστής δέσμης (Biosonic DT-X) στα 38 kHz

Λογισμικό Echoview για την ανάλυση

Κατώφλι ήχου: -60 dB

Περίοδος δειγματοληψίας: 2004-2010

Ώρα δειγματοληψίας: 20.30 – 04.45

Υλικά & μέθοδοι…

Χάρτης της περιοχής μελέτης με την κατανομή των σύρσεων που χρησιμοποιήθηκαν


Δειγματοληψία

Πλειονότητα σύρσεων από καλοκαιρινούς πλόες

19 σύρσεις >90% γαύρο

4 σύρσεις >90% σαρδέλα

Μέγιστο βάθος βυθού: 100 m

Πλειονότητα σύρσεων μέγιστο βάθος βυθού: 80 m

Νυχτερινές μονοειδικές σύρσεις >80%

Μεμονωμένοι στόχοι (Single targets) επιλέχθηκαν από το βάθος της σύρσης (λογισμικό Echoview)

Εύρος κλάσης Η.Δ.: 0,1 dB

Εύρος κλάσης Ο.Μ.: 0,5 cm

Πρωτόκολλο…

1) βέλτιστης προσαρμογής

2) με υποχρεωτική κλίση στο 2020Σύγκριση κλίσεων δύο ευθειών παλινδρόμησης

(α=0.05)


(AcousMed, 2012)

γωνία κύριου άξονα: -1o- 1o

Προβολή της κατανομής του Ο.Μ. στην κατανομή του Η.Δ. με τον αλγόριθμο της Kasatkina (2009)

Για κάθε σετ δεδομένων γραμμική παλινδρόμηση

Φιλτράρισμα Μεμονωμένων στόχων

Πόσο επηρεάζει η εξίσωση Η.Δ. την εκτίμηση βιομάζας;


Γαύρος Σαρδέλα

Μέσος λόγος βιομάζας : 1,53Μέσος λόγος βιομάζας: 2,12

*

*

* Εφαρμοζόμενη τιμή b20 στις ελληνικές θάλασσες

In situ εξισώσεις Ηχοανακλαστικού Δυναμικού

Είδος Γαύρος Σαρδέλα

Αρ. σύρσεων 19 4

Εύρος Ολικού Μήκους (σε cm) 4,7-15,9 5,8-16,2

b20 (σε dB) -75,04 -71,70

ΓαύροςΓαύρος ΣαρδέλαΣαρδέλα


p-τιμή κλίσεων ευθειών: 0,953 p-τιμή κλίσεων ευθειών: 0,499

Η κλίση της ευθείας βέλτιστης προσαρμογής δεν διαφέρει στατιστικά από το 20

Ανάλυση ευαισθησίας με τις εκτιμούμενες τιμές b20…


Μέσος λόγος βιομάζας: 0,85Μέσος λόγος βιομάζας: 2,01

Γαύρος Σαρδέλα

Συμπεράσματα…


Οι γενικές εξισώσεις είναι χρήσιμες όταν δεν υπάρχουν άλλες εξισώσεις διαθέσιμες, ωστόσο είναι πρωταρχικής σημασίας οι in situ εκτιμήσεις Η.Δ. στην περιοχή μελέτης.

Η εκτιμούμενη τιμή b20 για το γαύρο (E. encrasicolus) στην περιοχή του Αιγαίου είναι -75,04.

(Barange et al. 1996, Guttierez & MacLennan 1998, ICES 2008, MEDIAS 2010)

o Είναι μια από τις μικρότερες τιμές μεταξύ αυτών που εφαρμόζονται στη Μεσόγειο και τον Ατλαντικό

o Προσεγγίζει τις τιμές που εφαρμόζονται στην κεντρική Μεσόγειο (Αδριατική και Σικελία)

o Είναι υψηλότερη από τις b20 τιμές που χρησιμοποιούνται στη Νότια Αφρική και το Περού για τα τοπικά είδη γαύρου



(Barange et al. 1996,, IMARPE unpublished data, ICES 2008, MEDIAS 2010)

Η εκτιμούμενη τιμή b20 για τη σαρδέλα (S. pilchardus) είναι -71,70.

o Παρόλο που στηρίχθηκε σε μικρό αριθμό σύρσεων, προσεγγίζει την τιμή που ήδη εφαρμόζεται στο Αιγαίο

o Είναι μια ενδιάμεση τιμή μεταξύ αυτών που χρησιμοποιούνται στη Μεσόγειο και τον Ατλαντικό

o Ωστόσο, πολύ μικρότερες τιμές εφαρμόζονται για άλλα είδη σαρδέλα στο νότιο ημισφαίριο



Τα επίπεδα των τιμών του Η.Δ. τα οποία εκτιμήθηκαν στην παρούσα εργασία δείχνουν ότι η βιομάζα του γαύρου πιθανώς υποεκτιμάται, ενώ της σαρδέλας κυμαίνεται στα ίδια επίπεδα.

Πρέπει να συγκεντρωθούν επιπλέον δεδομένα λόγω της ανάγκης ύπαρξης μιας αντιπροσωπευτικής εξίσωσης σε κάθε περιοχή, ώστε να έχουμε μια καλή εκτίμηση του Η.Δ. Επίσης διερευνάται η εκτίμηση κοινών εξισώσεων για όλη τη Μεσόγειο ή για ευρύτερες περιοχές της Μεσογείου, έτσι ώστε να είναι συγκρίσιμα τα αποτελέσματα στη Μεσόγειο.

Εξισώσεις ηχοανακλαστικού δυναμικού για το γαύρο...

Documents

Transcript of Εξισώσεις ηχοανακλαστικού δυναμικού για το γαύρο...