Kas ir skaņas karte? Kāpēc Zinātnieki mācās Coyote zvanus nacionālajos parkos

Mūsu dzirde stāsta mums par automašīnu, kas tuvojas no aizmugures, neredzētu vai putnu tālu mežā. Viss vibrē, un skaņa pāriet un ap mums visu laiku. Skaņa ir kritisks vides apzīmētājs.

Mēs arvien vairāk mācāmies, ka cilvēki un dzīvnieki nav vienīgie organismi, kas izmanto skaņu, lai sazinātos. Tātad arī augi un meži. Augi uztver vibrācijas frekvences selektīvā veidā, izmantojot šo “dzirdes” sajūtu, lai atrastu ūdeni, izsūtot akustiskās emisijas un paziņojot draudus.

Mēs arī zinām, ka skaidra verbālā komunikācija ir kritiska, bet to viegli pasliktina svešas skaņas, kas pazīstamas kā “troksnis”. Troksnis ir vairāk nekā kairinošs: tas apdraud arī mūsu veselību. Ir pierādīts, ka vidējais pilsētas skaņas līmenis 60 decibelos palielina asinsspiedienu un sirdsdarbības ātrumu un izraisa stresu, saglabājot augstākas amplitūdas, kas izraisa kumulatīvu dzirdes zudumu. Ja tas attiecas uz cilvēkiem, tad tas var attiekties arī uz dzīvniekiem un pat augiem.

Aizsardzības pētījumos liela uzmanība tiek pievērsta redzei - domājiet par iedvesmojošo vista, vai retajām sugām, kas nozvejotas filmā ar kameru slazdiem, bet skaņa ir arī būtiska dabas sistēmu sastāvdaļa. Es studēju digitālo skaņu un interaktīvos plašsaziņas līdzekļus un kopīgi vadu Arizonas Valsts universitātes Akustiskās ekoloģijas laboratoriju. Mēs izmantojam skaņu, lai veicinātu vides apziņu un vadību, kā arī sniedzam svarīgus instrumentus, lai dziļāk izskatītu skaņu dabā, pilsētvidē un rūpniecībā.

Skaņa kā vides pārmaiņu zīme

Skaidrs ir spēcīgs vides degradācijas rādītājs un efektīvs līdzeklis ilgtspējīgāku ekosistēmu attīstībai. Mēs bieži dzirdam vides pārmaiņas, piemēram, putnu zvanu maiņu, pirms mēs tos redzam. Apvienoto Nāciju Izglītības, zinātnes un kultūras organizācija (UNESCO) nesen ir izveidojusi pareizu hartu, lai veicinātu izpratni par skaņu kā kritisku vides veselības un pilsētu plānošanas pazīmi.

Es esmu pavadījis desmitiem gadu, veicot lauka ierakstus, kuros es izveidoju iestatījumu pirms rītausmas vai krēslas, pēc tam uz zemes klausoties vairākas nepārtrauktas stundas. Šie projekti man ir iemācījuši, kā gaisa blīvums mainās, saulei pieaugot, kā arī to, kā rezultātā mainās dzīvnieku uzvedība un kā visas šīs lietas ir cieši saistītas.

Piemēram, skaņa ceļo tālāk caur blīvāku materiālu, piemēram, aukstu gaisu, nekā caur siltu vasaras gaisu. Citi faktori, piemēram, izmaiņas meža lapotnes blīvumā no pavasara līdz kritumam, arī maina vietnes reverberācijas īpašības. Šo īpašību izpēte man lika domāt par to, kā skaņas uztveres pasākumi sniedz mūsu izpratni par vides veselību, paverot jaunu aptauju par vides skaņas psihoakustiskajām īpašībām.

Skaņas vides maiņa ietekmē izdzīvošanu

Lai iesaistītu sabiedrības un zinātnieku aprindas šajā pētījumā, akustiskās ekoloģijas laboratorija 2014. gadā uzsāka plaša mēroga projektus, kas māca klausīšanās prasmes un skaņu ierakstīšanas metodes kopienām, kas atrodas blakus nacionālajiem parkiem un nacionālajiem pieminekļiem ASV dienvidrietumu daļā. Pēc klausīšanās un lauka ierakstu ceha pabeigšanas kopienas locekļi katru mēnesi brīvprātīgi reģistrējās fiksētās vietās parkos, veidojot lielu skaņu kolekciju kolekciju, kas ir gan prieks klausīties, gan bagāts datu avots zinātniskai analīzei.

Iedomājieties, kā klimata pārmaiņas varētu ietekmēt vides skaņas parakstus. Samazināts augu blīvums mainīs līdzsvaru starp absorbējošām virsmām, piemēram, lapām, un atstarojošām virsmām, piemēram, akmeņiem un ēkām. Tas palielinās reverberāciju un padarīs skaņas vidi smagākas. Un mēs varam to uztvert, veicot atkārtotus skaņu ierakstus pētniecības vietās.

Uzstādījumos, kur skaņa ilgst ilgu laiku, piemēram, katedrāle, var kļūt nogurdinoša, lai turpinātu sarunu, jo atbalss traucē. Pieaugušai atgriešanai var būt līdzīga ietekme dabiskajos iestatījumos. Vietējās sugas varētu izaicināt dzirdēt pārošanās zvanus. Predatoriem var būt grūtības atklāt laupījumu. Šāda ietekme varētu rosināt iedzīvotājus pārvietoties, pat ja teritorija joprojām piedāvā bagātīgu pārtiku un pajumti. Īsāk sakot, vides skaņas īpašības ir izšķiroši svarīgas izdzīvošanai.

Klausīšanās var arī veicināt pārvaldību. Mēs izmantojam ierakstus, ko mūsu brīvprātīgie ražo, lai radītu muzikālus darbus, kas veidoti, izmantojot tikai vides skaņas, kuras tiek veiktas kopienās, kuras ir veikušas ierakstus. Šie pasākumi ir lielisks līdzeklis, lai mobilizētu cilvēkus klimata pārmaiņu ietekmes jautājumā.

Skaņas un laika apstākļu raksturojumu kartēšana

Es vadu arī pētījumu projektu EcoSonic, kas jautā, vai vides skaņas psihoakustiskās īpašības sakrīt ar laika apstākļiem. Ja viņi to dara, mēs vēlamies zināt, vai mēs varam izmantot modeļus vai regulārus skaņu ierakstus, lai prognozētu klimata pārmaiņu ilgtermiņa ietekmi uz vides akustiskajām īpašībām.

Šis darbs balstās uz psihoakustiku - punktu, kur skaņa atbilst smadzenēm. Psihoakustiku lieto pētījumos par runas uztveri, dzirdes zudumu un troksni ausīs, kā arī zvanot ausīs un rūpnieciskajā dizainā. Tomēr līdz šim tā nav plaši pielietota vides skaņas kvalitātei.

Mēs izmantojam psihoakustisko analīzi, lai novērtētu kvalitatīvus skaņas mērījumus, piemēram, skaļumu, raupjumu un spilgtumu. Mērot unikālu signālu skaitu noteiktā vietā, mēs varam izveidot vietai Akustiskās daudzveidības indeksu. Tad mēs izmantojam mašīnmācības - trenējot mašīnu, lai veiktu prognozes, pamatojoties uz iepriekšējiem datiem, lai modelētu korelāciju starp vietējiem laika datiem un akustiskās daudzveidības indeksu.

Mūsu sākotnējie testi liecina par pozitīvu, statistiski nozīmīgu saikni starp akustisko daudzveidību un mākoņa segumu, vēja ātrumu un temperatūru, kas nozīmē, ka, mainoties šiem mainīgajiem lielumiem, arī akustiskā daudzveidība. Mēs atrodam arī pretēju, statistiski nozīmīgu saikni starp akustisko daudzveidību un rasas punktu un redzamību: Tā kā šie faktori palielinās, akustiskā daudzveidība samazinās.

Nākotnes izklausīšana: māksla, zinātne un Kopiena

Skaņas kvalitāte ir būtiska mūsu ikdienas pieredzei pasaulē un mūsu labklājībai. Akustiskās ekoloģijas laboratorijas pētījumi ir balstīti uz mākslu un balstīti uz jutīgu pieredzi par klātbūtni, klausīšanos, gaisa blīvuma sajūtu, skaņas dzirdes skaidrību un dzīvnieku uzvedības atšķirību uztveršanu.

Bez mākslām mēs nejautātu šos uztveres jautājumus. Bez zinātnes mums nebūtu sarežģītu rīku, lai veiktu šo analīzi un veidotu prognozēšanas modeļus. Bez kaimiņu kopienām mums nebūtu datu, vietējo novērojumu vai vēsturisko zināšanu par pārmaiņu modeļiem.

Visiem cilvēkiem ir spēja apturēt, klausīties un atpazīt skaņas dažādību un kvalitāti jebkurā konkrētā telpā. Izmantojot aktīvāku klausīšanos, katrs no mums var atrast atšķirīgu savienojumu ar vidi, kurā mēs dzīvojam.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Garth Paine sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.