Wer sich gerne in Restaurants, Bars oder auf Konzerten aufhält, kennt das Phänomen: Je lauter die Umgebung, desto mehr müssen wir die Stimme heben, um vom Gegenüber verstanden zu werden. So geht es nicht nur uns Menschen. Der sogenannte Lombard-Effekt – die Anpassung der Kommunikationslautstärke an Umgebungslärm – ist auch im Tierreich verbreitet, unter anderem bei Vögeln, Affen und Meeressäugern.
Wir Menschen kommen nach einem lauten Abend meist ohne große Nebeneffekte davon. Abgesehen von einer kratzigen Stimme vielleicht. Für Delfine und Wale stellt Umgebungslärm jedoch ein ernstes Risiko dar. Unter Wasser beeinträchtigt er die Kommunikation der Tiere über Schall und damit wichtige Funktionen wie Orientierung, Nahrungs- und Partnersuche sowie Feindvermeidung.
Eine wirksame Schutzstrategie besteht darin, den Standort der Tiere in Echtzeit zu ermitteln und menschliche Aktivitäten auf ihre Bewegungen abzustimmen. An der nördlichen Pazifikküste geschieht dies mit Hilfe des KI-basierten akustischen Detektionssystems OrcaHello. Es ist rund um die Uhr aktiv, um die dort verbleibende Population der Southern Resident Orcas vor dem Aussterben zu bewahren.
Wie KI den Orcas der Salish Sea lauscht
Ein internationales Forschungsprojekt sammelte Daten zu Grindwalen in der Straße von Gibraltar. Die Bilder in diesem Artikel stammen von Dr. Philippe Verborgh. „KI-basierte akustische Detektionssysteme stellen einen großen Fortschritt dar, da sie aus kontinuierlichen Hydrofon-Datenströmen in Echtzeit relevante Signale herausfiltern“, erklärt Dr. Joseph Schnitzler vom Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung der Tierärztlichen Hochschule (TiHo) Hannover gegenüber RESET. „OrcaHello hört beispielsweise rund um die Uhr an mehreren Hydrofon-Standorten mit und alarmiert Schutzgruppen und Hafenakteure, wenn Rufe von Southern Resident Orcas erkannt werden. Damit wird aus passivem Monitoring erstmals ein operatives Frühwarnsystem.“
Die Southern Resident Orcas sind in der Salish Sea zwischen dem US-Bundesstaat Washington und der kanadischen Provinz British Columbia zuhause. Mit nur 76 verbleibenden Tieren ist der Fortbestand der Art unmittelbar gefährdet. Das Zusammenspiel von Lärm, Nahrungsknappheit und Giftstoffen im Wasser macht die Lage besonders ernst. „Südliche Schwertwale befinden sich in einer Situation, in der ihr gesamtes Verbreitungsgebiet nicht ausreichend Qualität aufweist, um ihr Überleben zu unterstützen“, sagt Dr. David Bain. Der Biologe und Vizepräsident der Orca Conservancy forscht seit mehr als 40 Jahren an den Tieren.
Das System OrcaHello ging 2019 aus einem Hackathon hervor. Heute wird es als Open-Source-Projekt betrieben und überwacht seit 2020 in Kollaboration mit der in Seattle ansässigen Orca Conservancy die Bewegungen der Tiere. Entlang der Küste wurden dazu auf dem Meeresgrund sieben Unterwassermikrofone installiert, die kontinuierlich die Umgebungsgeräusche aufzeichnen. Die KI von OrcaHello hört zu, erkennt vorbeiziehende Wale und löst Echtzeit-Warnungen aus.
Gegenüber visueller Beobachtung hat die Technologie einen entscheidenden Vorteil: „Solche Systeme erhöhen die zeitliche Abdeckung enorm, auch nachts, bei schlechtem Wetter und in entlegenen Gebieten“, erläutert Dr. Schnitzler von der TiHo. Das zeigte sich im September 2025 eindrücklich. OrcaHello zeichnete um ein Uhr nachts die Rufe eines neugeborenen Kalbs auf – Stunden, bevor es am nächsten Morgen zum ersten Mal von Menschen gesichtet wurde.
Stille Wasser sind Vergangenheit
Doch warum ist ein solches System überhaupt nötig? Wenn wir Menschen in die Tiefen der Ozeane abtauchen, wirkt es zunächst ruhig. Nicht jedoch für die Tierwelt: Unter Wasser breitet sich Schall etwa 4,5-mal schneller aus als in der Luft. So können Wale über tausende Kilometer miteinander kommunizieren. Doch auch anthropogener, von Menschen verursachter Lärm, überbrückt diese Distanzen. Und dieser Lärm nimmt stetig zu.
Weitverbreitete Lärmquellen sind neben dem Schiffsverkehr der Einsatz von Sonaren, der Betrieb von Offshore-Anlagen sowie seismische Aktivitäten bei der Öl- und Gasexploration. Letztere sind für Wale besonders gefährlich. Mit kurzen, künstlich erzeugten Schall-Impulsen, sogenannten Airguns, wird nach Rohstoffvorkommen im Meeresboden gesucht. Diese Impulse sind bis zu tausendmal lauter als normaler Schiffsverkehr und können das Gehör der Tiere dauerhaft schädigen.
Wale rufen bereits so laut sie können
Eine kürzlich veröffentlichte Studie lieferte neue Erkenntnisse zum Lombard-Effekt bei Grindwalen in der Straße von Gibraltar. Mit rund 120.000 jährlich passierenden Schiffen ist sie eine der meistbefahrenen Schiffsrouten der Welt. Das Team um Milou Hegeman und Frants H. Jensen, Verhaltensökolog:innen an der dänischen Aarhus-Universität, untersuchte die Reaktion der Tiere auf die Geräuschkulisse. Dabei fanden sie heraus, dass die Wale bei der Kompensation von Umgebungslärm an ihre physischen Grenzen stoßen und den Lärm nur teilweise ausgleichen können. Vorangegangene Studien an anderen Walarten führten zu ähnlichen Ergebnissen.
„Diese Tiere verlassen sich fast ausschließlich auf die Akustik, um ihre soziale Welt zu navigieren“, erklärt Hegeman. „Wenn der anhaltende Lärm die Reichweite ihrer Rufe verringert, müssen die Individuen möglicherweise häufiger rufen, enger zusammenrücken oder deutlich mehr Zeit darauf verwenden, den Kontakt zur Gruppe überhaupt zu halten. All diese Reaktionen verursachen energetische sowie ökologische Kosten. Selbst wenn die Kommunikation nicht vollständig blockiert wird, verringert der chronische Lärm die Effizienz und verschiebt die Zeitbudgets der Tiere nachhaltig.“
Auch die Southern Resident Orcas passen ihre Lautstärke an die Umgebung an. Forscher:innen fanden heraus, dass die Zeit, die sie auf die Nahrungssuche verwenden müssen, mit der Umgebungslautstärke steigt. Dabei sind die Lachsbestände, von denen sich die Tiere ernähren, ohnehin knapp. Finden die Wale nicht ausreichend Nahrung, konzentrieren sich Giftstoffe in den Zellmembranen, wo sie bei ungeborenen Kälbern Gesundheitsprobleme und Entwicklungsanomalien verursachen. Das Orca Conservancy arbeitet daher neben dem Monitoring mit OrcaHello an der Restaurierung von Lachshabitaten, Notfallreaktionsplänen für Ölunfälle und Aufklärungsprogrammen für die Schifffahrt.
Von Technologie zu Tierschutz
Das Forschungsprojekt um Milou Hegeman und Frants Jensen, Verhaltensökolog:innen an der dänischen Aarhus-Universität, erforschte die Reaktion von Grindwalen auf die Geräuschkulisse der Straße von Gibraltar. Schlägt das OrcaHello-Modell an, landet die Aufnahme zunächst bei menschlichen Moderator:innen, die den Alarm manuell bestätigen oder verwerfen. „Das Vorbeiziehen kann entweder durch visuelle Sichtungen bestätigt oder angenommen werden, weil die Wale auf einer Seite des Hydrofons und dann auf der anderen visuell oder akustisch erkannt wurden“, so Dr. Bain. Nach der Lokalisierung der Tiere ist entscheidend, dass sofort eine festgelegte Reaktionskette greift. „Der Alarm muss an die richtigen Stellen gehen und konkrete Maßnahmen auslösen: Geschwindigkeitsreduktion, Routenanpassung oder das Pausieren lärmintensiver Arbeiten“, betont Dr. Schnitzler von der TiHo.
In der Salish Sea werden bei Bestätigung einer Walsichtung direkt Hafenbehörden, Baustellen, Fährunternehmen und Naturschutzämter informiert. Das zeigt Wirkung. „Washington State Ferries hat aufgrund der OrcaHello-Daten seine Praktiken so angepasst, dass die Wale besser geschützt werden“, sagt Dr. Bain. Vor allem der Schutz vor Baulärm an der Küste wurde verbessert.
Bedeutung von KI im Artenschutz nimmt zu
OrcaHello ist als Lösung derzeit auf die Orcas der Salish Sea zugeschnitten. Aber der Einsatz von KI-Detektion im Artenschutz weitet sich aus. „Die gute Nachricht ist, dass es immer einfacher wird, KI-Lösungen für die Biodiversitätsüberwachung zu implementieren“, erklärt Dr. Jensen von der dänischen Aarhus-Universität. „Kommerzielle Systeme reifen heran, und es gibt mehrere kostengünstige Plattformen für Audioaufzeichnung und Edge-KI.“
Neben der Grindwal-Studie beschäftigte sich sein Labor auch mit der KI-Detektion von Nordatlantischen Glattwalen. Die Relevanz solcher Systeme steigt auch deshalb, weil der Ausbau von Offshore-Windkraft sich in vielen Regionen mit den Migrationsgebieten gefährdeter Walarten überschneidet. Akustisches Monitoring ermöglicht gezielte Eingriffe, die dem Artenverlust entgegenwirken.
Eine Herausforderung bleibt das Training der Modelle. „Ein System, das in der Salish Sea gut funktioniert, ist nicht automatisch auf das Mittelmeer oder die Nordsee übertragbar“, stellt Dr. Schnitzler klar. Wer ein Modell für die Straße von Gibraltar entwickeln will, braucht Daten aus genau diesem akustischen Umfeld. Der Umstand, dass Meeresarten durch den Klimawandel ihre Verbreitung und den Zeitpunkt ihrer Wanderungen verschieben, erschwert dieses Vorhaben.
Zudem sind nicht alle Walarten akustisch gleich gut erfassbar. „Eine Nicht-Detektion bedeutet nicht automatisch, dass sich keine Wale im Gebiet befinden“, gibt Dr. Schnitzler zu bedenken. Zahnwale wie Schwertwale, Delfine oder Schweinswale produzieren kontinuierlich Klicks und Rufe und liefern damit verlässlich erkennbare Signale. Bartenwale hingegen rufen seltener und unregelmäßiger.
Damit Systeme wie OrcaHello skalieren können, braucht es laut dem Experten mehr Standardisierung, dauerhafte Finanzierung und rechtliche Einbettung. Die EU verfolgt derzeit den Ansatz, dass höchstens 20 Prozent des Lebensraums einer Zielart einen biologisch relevanten Lärmschwellenwert überschreiten dürfen. Allerdings muss dieser Wert für viele Arten und Regionen erst noch bestimmt werden.
WhaleSpotter: KI schützt Grauwale in der San Francisco Bay vor Schiffskollisionen
Der Klimawandel verändert die Nahrungsketten in der Arktis, so dass immer mehr Grauwale bei ihrer Futtersuche in die San Francisco Bay ausweichen. Allerdings sind sie hier unmittelbar durch den intensiven Schiffsverkehr gefährdet. 2025 wurden in der San Francisco Bay 21 tote Grauwale gefunden – ein Höchstwert seit 25 Jahren – wovon 40 Prozent durch Schiffskollisionen starben.
Das KI-Detektionssystem WhaleSpotter soll die Tiere vor Kollisionen schützen: Das System ortet die Tiere auf bis zu vier Kilometer Entfernung und alarmiert Schiffe in Echtzeit, damit diese ihren Kurs ändern können. Im Unterschied zu OrcaHello, das auf akustisches Monitoring setzt, arbeitet WhaleSpotter mit Daten von Thermalkameras, um Wale zu erkennen.
Leiser fahren, weiter kommen
KI-Detektionssysteme spüren Wale auf und ermöglichen Schutzmaßnahmen. Leiser machen sie die Ozeane jedoch nicht. Das EU-Forschungsprojekt SATURN untersuchte, welche technischen Hebel es gibt, die Belastung durch Schiffslärm an der Ursache zu reduzieren. Die Ergebnisse zeigen, dass wirksamer Lärmschutz auch eine Frage des Schiffsdesigns und der Fahrweise ist. Optimierte Propeller, strömungsgünstigere Rümpfe und besser isolierte Maschinenräume senken den Geräuschpegel.
Den größten Soforteffekt bringt jedoch eine einfache Maßnahme: langsamer fahren. „Ein gleichmäßiges, gedrosseltes Fahrtempo kann oft gleichzeitig Lärm und Energieverbrauch reduzieren“, erklärt Dr. Schnitzler, der an SATURN beteiligt war.
Am Ende gilt für die Ozeane dasselbe wie an Land: Um die biologische Vielfalt zu retten, müssen wir Menschen vielleicht einfach mal einen Gang zurückschalten. Je leiser es im Wasser wird, desto besser können sich die Wale erholen.
