https://frosthead.com

Uporaba zvokov narave za spremljanje sprememb v okolju

Naše zaslišanje govori o avtomobilu, ki se približuje od zadaj, neviden ali o ptici v daljnem gozdu. Vse vibrira in zvok ves čas prehaja skozi in okoli nas. Zvok je pomemben označevalec okolja.

Vse pogosteje se učimo, da ljudje in živali niso edini organizmi, ki za komunikacijo uporabljajo zvok. Tako tudi rastline in gozdovi. Rastline zaznavajo vibracije na frekvenčno selektiven način in s pomočjo tega "posluha" poiščejo vodo s pošiljanjem zvočnih emisij in sporočanjem groženj.

Vemo tudi, da je jasna verbalna komunikacija kritična, vendar jo zlahka razgradijo zunanji zvoki, sicer imenovani "hrup". Hrup je več kot dražilno: Ogroža tudi naše zdravje. Pokazalo se je, da povprečne vrednosti mestnih zvokov 60 decibelov zvišujejo krvni tlak in srčni utrip ter povzročajo stres, pri čemer trajne višje amplitude povzročajo kumulativno izgubo sluha. Če to velja za ljudi, potem lahko to velja tudi za živali in celo rastline.

Konzervatorske raziskave močno poudarjajo vid - pomislite na navdihujočo razglednost ali redke vrste, ujete na film s pasti za fotoaparate -, vendar je zvok tudi kritičen element naravnih sistemov. Študiram digitalni zvok in interaktivne medije ter so-neposreden laboratorij za akustično ekologijo ameriške univerze Arizona. Zvok uporabljamo za izboljšanje okoljske ozaveščenosti in vodenja ter zagotavljamo kritična orodja za globlje upoštevanje zvoka v naravnih rezervatih, mestnem in industrijskem oblikovanju.

Zvok kot znak sprememb okolja

Zvok je močan pokazatelj degradacije okolja in učinkovito orodje za razvoj bolj trajnostnih ekosistemov. Pogosto slišimo spremembe v okolju, na primer premike v ptičjih klicih, preden jih vidimo. Organizacija Združenih narodov za izobraževanje, znanost in kulturo (Unesco) je pred kratkim oblikovala zdravo listino za spodbujanje ozaveščenosti o zvoku kot ključnem pomenu zdravstvenega varstva okolja in urbanizma.

Desetletja sem preživel s posnetki na terenu, v katerih ustvarjam postavitev pred zori ali mrakom, nato pa več ur neprekinjeno ležim na tleh. Ti projekti so me naučili, kako se gostota zraka spreminja, ko sonce vzhaja ali zahaja, kako se vedenje živali spreminja kot rezultat in kako so vse te stvari tesno povezane.

Na primer, zvok potuje dlje skozi gostejši material, kot je hladen zrak, kot skozi topel poletni zrak. Tudi drugi dejavniki, kot so spremembe gostote listja v gozdu od pomladi do jeseni, prav tako spreminjajo značilnosti odseka rastišča. Raziskovanje teh lastnosti me je pripeljalo do razmišljanja o tem, kako zaznavni ukrepi zvoka sporočajo naše razumevanje zdravja okolja, kar odpira nov zorni kot o psihoakustičnih lastnostih okoljskega zvoka.

Spreminjanje zvočnega okolja vpliva na preživetje

Da bi v to raziskavo vključila javnost in znanstveno skupnost, se je v letu 2014 laboratorij akustične ekologije lotil obsežnega, množičnega projekta, ki bi učil spretnosti poslušanja in tehnik snemanja zvoka v skupnostih, ki mejijo na nacionalne parke in nacionalne spomenike na jugozahodu ZDA. Po končani delavnici poslušanja in snemanja na terenu člani skupnosti vsak mesec prostovoljno snemajo na fiksnih lokacijah v parkih in tako ustvarijo veliko zbirko zvočnih posnetkov, ki jih lahko poslušajo, in bogat vir podatkov za znanstveno analizo.

Predstavljajte si, kako bi lahko podnebne spremembe vplivale na zvočno podpisovanje okolja. Zmanjšana gostota rastlin bo spremenila ravnovesje med vpojnimi površinami, kot so listi, in odsevnimi površinami, kot so kamnine in zgradbe. To bo povečalo odzivnost in zvočno okolje postalo bolj surovo. In to lahko posnamemo s ponavljanjem zvočnih posnetkov na raziskovalnih mestih.

Joshua Drevo 2 Ob mraku poslušamo spreminjajočo se zvočno pokrajino v narodnem parku Joshua Tree. Garth Paine, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND)

V nastavitvah, kjer zvok že dolgo odmeva, na primer katedrala, lahko postane pogovor dolgočasno, ko odmevi odmevajo. Povečanje odmeva bi lahko imelo podoben učinek v naravnih okoljih. Domače vrste bi se lahko borile, da bi slišale klice parjenja. Plenilci bi lahko imeli težave pri odkrivanju plena. Takšni vplivi bi lahko spodbudili preselitev prebivalstva, tudi če območje še vedno ponuja obilno hrano in zatočišče. Skratka, zvočne lastnosti okolij so ključne za preživetje.

Poslušanje lahko tudi spodbuja skrbništvo. Posnetke, ki jih pripravljajo naši prostovoljci, uporabljamo za ustvarjanje glasbenih del, sestavljenih samo z zvoki iz okolja, ki se izvajajo v skupnostih, ki so snemale. Ti dogodki so čudovito orodje za spodbujanje ljudi okoli vprašanja podnebnih sprememb.

Kartiranje zvočnih in vremenskih značilnosti

Vodim tudi raziskovalni projekt, imenovan EcoSonic, ki se sprašuje, ali so psihoakustične lastnosti zvoka v okolju povezane z vremenskimi razmerami. V tem primeru želimo vedeti, ali lahko s pomočjo modelov ali rednih zvočnih posnetkov napovemo dolgoročne vplive podnebnih sprememb na akustične lastnosti okolja.

To delo temelji na psihoakustiki - točki, kjer se zvok sreča z možgani. Psihoakustika se uporablja pri raziskavah zaznavanja govora, izgube sluha in tinitusa ali zvonjenja v ušesih ter v industrijskem oblikovanju. Do zdaj pa se za okoljsko kakovostno kakovost ne uporablja široko.

Psihoakustično analizo uporabljamo za oceno kakovostnih mer zvoka, kot so glasnost, hrapavost in svetlost. Z merjenjem števila edinstvenih signalov na določeni lokaciji lahko za to mesto izdelamo indeks akustične raznolikosti. Nato uporabimo strojno učenje - usposabljanje stroja za napovedovanje na podlagi preteklih podatkov - za modeliranje povezave med lokalnimi vremenskimi podatki in indeksom akustične raznolikosti.

Naši začetni testi kažejo na pozitiven, statistično pomemben odnos med zvočno raznolikostjo in oblačnim pokrovom, hitrostjo vetra in temperaturo, kar pomeni, da se s povečevanjem teh spremenljivk pojavlja tudi akustična raznolikost. Ugotavljamo tudi obratno, statistično pomembno razmerje med zvočno raznolikostjo in rosiščem ter vidnostjo: Ko se ti dejavniki povečujejo, se akustična raznolikost zmanjšuje.

Zvočni podatki EcoSonic napovedi, kako se bodo zvočne lastnosti okolja spremenile z različnimi vremenskimi vplivi, narejene na podlagi posnetkov, narejenih v Sonoranskem rezervatu McDowell. Modra črta je napoved našega modela, rdeča črta pa dejanski podatki za ta dan. (Garth Paine)

Sondiranje prihodnosti: umetnost, znanost in skupnost

Kakovost zvoka je ključnega pomena za naše vsakdanje doživljanje sveta in dobro počutje. Raziskave v laboratoriju za akustično ekologijo temeljijo na umetnosti in temeljijo na zaznanih izkušnjah prisotnosti, poslušanja, občutku gostote zraka, jasnosti zvoka in zaznavanju sprememb v vedenju živali.

Brez umetnosti ne bi postavljali teh zaznavnih vprašanj. Brez znanosti ne bi imeli zapletenih orodij za izvajanje te analize in gradnjo napovednih modelov. In brez sosednjih skupnosti ne bi imeli podatkov, lokalnih opazovanj ali zgodovinskega znanja o vzorcih sprememb.

Vsi ljudje so sposobni začasno ustaviti, poslušati in prepoznati raznolikost in kakovost zvoka v katerem koli prostoru. Z aktivnejšim poslušanjem lahko vsak od nas najde drugačno povezavo z okolji, ki jih naseljujemo.


Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru. Pogovor

Garth Paine, izredni profesor za digitalni zvok in interaktivne medije, Arizona State University

Uporaba zvokov narave za spremljanje sprememb v okolju