尋找離岸風機與白海豚共存之道——水下噪音如何監測與減輕

口述／湛翔智（知洋科技股份有限公司總經理）

撰文／黃重豪（動物當代思潮特約記者）

台灣西岸風速強、海床淺，在全球前20大離岸風場中就囊括16處，因而未來幾年將插滿800支風機，負起能源轉型的重任，這本是美事一樁，但令人為難的是，風機有6成將插在白海豚洄游的彰化外海，光施工巨響就足以把僅剩的50隻白海豚嚇死。別以為只有人類怕吵，海洋動物也會恐懼噪音，在能源轉型的交叉口，我們究竟有沒有辦法保護牠們？

全天候疲勞轟炸 將導致鯨豚迷航甚至餓死

假設你家住在機場旁邊，每天飛機起起落落發出嗡嗡聲，間歇持續一整天，接著隔壁開始施工，一下打牆、一下鑽洞，「砰！砰！砰！」聲不絕於耳，誰受得了？

白海豚雖然住在海裡，但正面臨類似的疲勞轟炸。首先，施工船隻要開到風機場址，它的引擎聲絕不下於飛機。再來，要把風機的樁柱打入海床，分別有一隻腳、三隻腳、四隻腳等不同結構的基樁，一隻腳的直徑粗，要連續捶打比較久；四隻腳的雖然細了點、短了點，可是施工期間較長。

開始打樁，有時會間歇發出「砰」的大長聲，有時是連續發出「砰砰砰」的尖銳短聲。等到離岸風機立好後，它的葉片長度相當於巨型客機空中巴士A380的機翼，比人們在海岸看到那種風機還要大2到3倍以上，運轉起來可會24小時傳遞噪音到水裡。

偏偏鯨豚又是視力差的動物，平常都靠鳴叫辨認方位，當牠發出的聲波接觸到前方物體，反射回來，用耳朵聽到了，就能判斷四周有食物、同伴或異性。所以聽覺是鯨豚覓食、溝通、求偶、移動的重要感官，相當於人類的眼睛，一旦有其他噪音干擾，就會迷航，甚至找不到魚吃。

過去人類都是等到鯨豚擱淺死亡，解剖後才知道牠的聽覺器官已經受損，然後又驚訝地發現，鯨豚的胃怎麼空空的？原來，動物的回聲定位系統可能早已失靈，無法辨別食物的位置。

聽覺損害分5級 白海豚轉彎關鍵在⋯⋯

如果以噪音跟鯨豚的距離來分類，負面影響可分成5級：

第1級是「傷害」（Injury），表示離噪音最近，海豚直接被震暈或嚇死。

第2級是「聽力損失」（Hearing Loss），又分為「暫時性聽力損失」、「永久性聽力損失」。哺乳類動物遭遇巨響時，通常會升高血壓或產生激素去保護聽覺器官，形成耳鳴或重聽，暫時損失聽力，等過了幾個小時或一兩天後就能恢復。暫時聽力損失是環評對鯨豚影響的容忍上限，如果達到永久聽力損失，就幾乎等同傷害了。

第3級是「聽力遮蔽」（Masking），就像原本有兩個人在對話，隨後旁邊的人群也開始聊天，變成整個場子鬧哄哄，原本那兩個人就聽不清彼此的聲音了。

第4級是「行為影響」（Behavioral Disturbance），好比人走在街上，前面突然傳來轟然巨響，雖然不知道發生什麼事，但見苗頭不對，先閃再說。

第5級是「可聽見」（Audibility），也就是跟噪音源保持一段距離，聽得到，不見得有直接影響。但如果這種小噪音長期持續產生，就猶如魔音傳腦、慢性折磨，構成「累積性影響」。

這樣的分級雖然層次分明，但技術上唯一能調查到的只有「行為影響」這一級——因為總不能把鯨豚抓起來測試有沒有耳聾，除非動物不幸擱淺，人類才有機會實際診斷。

那要如何知道什麼程度的噪音，會讓海豚想轉彎呢？

有三大步驟：第一先要了解鯨豚的生理與行為，如聽力、鳴叫、洄游路徑等。第二是掌握海裡的聲音背景值，亦即只有天然聲響時的音量基準。第三，以背景值為基準，再測量施工額外增加的音量，就可得知鯨豚是否因噪音而改變行為。

科學調查方法 解開謎樣之音

上述步驟的數據，都要靠測量水下聲音解答，也就是在海底佈下聽音器，接收來自四面八方的聲波，再把聲波轉換到電腦頻譜上分析：誰會發出什麼聲音？

以鯨豚來說，有時會發出「噠噠噠」的叫聲，有時是歌唱高低不同的旋律「咻～」，人類經過長時間比對，就可獲悉各類鯨豚聽得見的音量與頻率、距離目標物多遠會開始叫、為了什麼而叫、平常行進的路線、聽到多大聲會開始閃躲等。

再來要測知海底有哪些背景聲音。其實大海就像菜市場一樣，還沒開市時靜悄悄的，偶有降雨、風浪、地震、大型鯨魚吶喊輕輕點綴；開張之後，船舶引擎、軍艦聲納、探測船聲納等人聲鼎沸。再來如果要施工，就是爆破、鑽探、打樁樣樣皆來了。

但這不像在陸地擺一個分貝計，只要坐等數值就好。聲音進入水中會被各種介質吸收、反射、折射而變化，聽音器蒐集到聲音後，必須先轉換成「聲壓值」；再來，考量各種動物如白海豚、江豚、侏儒抹香鯨等對聲音的感受度不同，還要將「生物值」與聲壓值加乘計算，才能明白不同物種聽見聲音的大小。

此外，聽音器有偵測距離的限度，這個限度又會受到地形影響。例如台中的海床坡度較緩，儀器只能接收10幾公里內的聲音；雲林外海比較陡，可以收到20到30公里遠。因此一定要先掌握環境地形，再來判斷須要放置多少儀器，方足以覆蓋所有研究區域。

接下來，要從最安靜，也就是沒有人為噪音、完全風平浪靜的狀態開始量起。稍有「風生水起」，都可能造成背景值計算的誤差，例如海豚可聽到的高頻10 kHz的水下背景噪音就會有所變動，在海況較佳時約為39 dB re. 1uPa（水下分貝），波濤洶湧則可達45 dB re. 1uPa。如果一開始沒有把背景音量的起始基線定清楚，日後施工增加出來的噪音，就可能被低估。

最後一步，便是將人為聲波與背景聲波同時放在頻譜上比較，看看人為聲波比背景聲波的能量高出多少？高出來的，就是人類要花力氣去控制的範圍。

減噪、監測、目視鯨豚 保育鐵三角

這三大步驟看起來很科學，實際上台灣連背景值的資料都不甚完備。美國在六〇年代為了反潛作戰，早已開始蒐集數據，後來被科學家借來研究，發現同一位置聲音背景值平均每10年增加3 dB，相當於成長一倍能量，證明人類如果再不控制噪音，未來海底世界就如同造勢晚會，天天震耳欲聾。

但台灣研究起步較晚，許多海域都還沒定出背景基線；沒定出基線，就不知道打樁聲音可以傳遞多遠；不知道多遠，就難以判斷鯨豚暴露在哪個範圍內會受到傷害；難判斷範圍，就不能立法訂定容忍標準；不能訂標準，就無法作為裁罰依據。

一連串基礎資料的欠缺，造成環保署僅能依照環評結論要求業者「遵守承諾」，如執行減噪、監測噪音等，不過均無法律強制力。

常見的減噪工法如，將樁柱加上隔離套管、工區外圍設置減噪圍籬、最外圈再施放氣泡幕，藉以吸收聲音能量。與此同時，還要搭配鯨豚觀察員在船上目視監測，只要看到鯨豚游進警戒區，就要通報業者立即停工，並且持續觀察牠游往哪裡。

這工作看似簡單，但鯨豚觀察員要訓練到非常敏銳，不能在警戒區內「看到黑影就開槍」，誤把垃圾、魚隻、任何風吹波動都當作鯨豚通報。另一方面，要是有些鯨豚不常冒出水面換氣，或有因海況或夜幕低垂而視線不佳的情況呢？

這時就要輔以「被動聲學監測」，也就是利用聽音器監測有沒有出現鯨豚的叫聲，如果有，也要通報停工。

台灣水下噪音監測基礎資料仍欠缺 亟需生態指標調查分析

然而，風機完工後，噪音也不見得減少。除了葉片旋轉聲外，更因離岸風機佔據了一大片海域，將使船舶航道更加靠攏，引擎噪音也隨之集中，所以監測工作不能停止。

像加拿大溫哥華港外航道，剛好是虎鯨聚集之地，加拿大政府因此委託民間公司佈置儀器監測噪音，再以科學數據為本，要求所有入港船隻在特定2個月內要降速到11節（商船航速可達20-40節）。這麼一來可減少3 dB，亦即一倍的能量，也就緩解了虎鯨的生存壓力。

再如德國為了保護比白海豚更嬌小的港灣鼠海豚，花了6年時間，在8個風場共3萬平方公里的海域（台灣海峽的10倍大）設置密集的聽音器，還用空拍取代目視，調查出一系列數據，如：

打樁最久會達20小時，最短約數個小時；沒有減噪會產生多大噪音，執行減噪可降低多少能量；施工區5公里內測不到鯨豚活動，30到40公里外才會出現；打樁結束6到12小時後，鯨豚方回到原來棲地等。

港灣鼠海豚比白海豚的數量多上好幾倍，德國都花了這麼龐大的資源調查，那台灣可以做到什麼？

現階段可行的辦法，一是落實減噪措施，儘管目前環評結論仍未有一致性的標準作法，各施工單位仍必須按照環評法規定確實遵守承諾事項。二是提出預算資源投入海洋基線調查工作，加強調查鯨豚因水下噪音退避的距離與時間，並透過聲景調查及背景噪音調查，分析出鯨豚生存環境的水下噪音管制閾值。

目前開發商多開始執行風場區的環境調查，但礙於時間壓力，還有做得更好的空間，也不是只侷限於風場區內。政府也必須體認基礎調查的重要性，應盡速累積調查數據和提出生態指標，為瀕危的白海豚打造出復育搖籃。

註：本報導採訪於2019年6月29日，台灣媽祖魚保育聯盟主辦之「2019台灣白海豚保育教育與陸地觀測訓練」，部分補充文字內容取自湛翔智臉書專頁，已獲授權刊登。

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