Этимологический словарь:
АУ. Общеслав. Сращение междометий а и у:
А (вопросительная частица) . Общеслав. Возникло на базе начинательного союза а в вопросительных предложениях. Потом стало употребляться и самостоятельно (как "эхо", отзыв на недостаточно хорошо услышанное) .
У. Общеслав. Того же корня, что лат. au- "от", др. -ирл. úa "от, прочь", др. -инд. ava "прочь, долой" и т. д. Исходное значение — "прочь", затем — "от". Отсюда значение удаления, отделения.
- ------------
Большой толковый словарь:
АУ. I. межд.
1.Возглас, которым перекликаются, чтобы найти или не потерять друг друга (обычно в лесу) .
2. в функц. сказ.
Кончено, пропало:
- Неужели молодость ау? Теперь уже ау, что потеряно - не вернёшь.
- неизм. ; ср. * Вот раздалося "ау! " вдалеке (Некрасов) .
АУ, частица.
Употр. как отклик на обращение: Бабушка, бабушка! - Ау, я тут.
- ------
См. также http://otvet.mail.ru/question/28496133
а что значит галымжан и почему тебя так зовут? ау - я здесь, отзовитесь, так плачет ребенок, когда хочет обратить на себя внимание родителей. Слово - Бог.
Чисто фонетически, наверное, звучит громко и отчетливо.
Хотя это в кино показывают: "Ау! " (в самом деле вряд ли кто слышал, что они кричат) , но думаю так: "А" - это рот открывается широко, лёгкие удобно наполняются воздухом; а "У" - очень подходит к сирене.
Это междометие. То есть самостоятельного смысла в нем нет. Междометия выражают эмоции. Почему именно "ау"? Не знаю. Универсальный ответ: так исторически сложилось.