Hvad er et lydkort? Hvorfor forskere studerer coyoteopkald i nationalparker

Vores hørelse fortæller os om en bil, der nærmer sig bagfra, usynlige eller en fugl i en fjern skov. Alt vibrerer, og lyden passerer igennem og omkring os hele tiden. Lyd er en kritisk miljøbetegnelse.

I stigende grad lærer vi, at mennesker og dyr ikke er de eneste organismer, som bruger lyd til at kommunikere. Så gør planter og skove. Planter opdager vibrationer på en frekvens-selektiv måde ved at bruge denne "høre" følelse for at finde vand ved at sende akustiske emissioner og kommunikere trusler.

Vi ved også, at den klare verbale kommunikation er kritisk, men er let nedbrydet af fremmede lyde, ellers kendt som "støj". Støj er mere end en irritation: Det truer også vores helbred. Gennemsnitlige bylyde niveauer på 60 decibel har vist sig at øge blodtrykket og puls og fremkalde stress, med vedvarende højere amplituder forårsager kumulativt høretab. Hvis dette er sandt for mennesker, så kan det også være sandt for dyr og endda planter.

Bevaringsforskning lægger stor vægt på synet - tænk på den inspirerende vista eller de sjældne arter fanget på film med kamerafælder - men lyd er også et kritisk element i naturlige systemer. Jeg studerer digital lyd og interaktive medier og co-direct Arizona State Universitys akustiske økologi lab. Vi bruger lyd til at fremme miljøbevidsthed og stewardship og yde kritiske værktøjer til en dybere overvejelse af lyd i naturbevarelser, bymæssige og industrielle design.

Lyd som et tegn på miljøændring

Lyd er en stærk indikator for miljøforringelse og et effektivt redskab til udvikling af mere bæredygtige økosystemer. Vi hører ofte ændringer i miljøet, såsom skift i fugleopkald, før vi ser dem. De Forenede Nationers Uddannelses-, Videnskabelige og Kulturelle Organisation (UNESCO) har for nylig dannet et solidt charter for at fremme bevidstheden om lyd som en kritisk signifikant i miljøhygiejne og byplanlægning.

Jeg har brugt årtier til at lave feltoptagelser, hvor jeg opretter en opsætning inden daggry eller skumring, og så ligger på jorden og lytter i flere uafbrudte timer. Disse projekter har lært mig, hvordan luftens tæthed ændres efterhånden som solen stiger eller sætter, hvordan dyrets adfærd skifter som følge heraf, og hvordan alle disse ting er indviklet sammenhængende.

For eksempel rejser lyden længere gennem tættere materiale, såsom kold luft, end gennem varm sommerluft. Andre faktorer, som forandringer i en skovs løvtæthed fra forår til efterår, ændrer også et områdes efterklangskarakteristika. At udforske disse kvaliteter har fået mig til at tænke over, hvordan perceptuelle lydforanstaltninger informerer vores forståelse af miljøhelsen og åbner en ny undersøgelsesvinkel omkring psykoakustiske egenskaber ved miljølyd.

Ændring af lydmiljøer påvirker overlevelse

For at engagere de offentlige og videnskabelige samfund i denne forskning, begyndte Akustisk Økologi Lab i 2014 på en storskala publikums frembringelse af projektundervisning lyttefærdigheder og lydoptagelsesteknikker til samfund der støder op til nationalparker og nationale monumenter i det sydvestlige USA. Efter at have gennemført et lytte- og feltoptagelsesværksted, volontørmedlemmer frivilligt optager på faste steder i parkerne hver måned og bygger en stor samling lydoptagelser, der både er en glæde at lytte til og en rig kilde til data til videnskabelig analyse.

Forestil dig, hvordan klimaændringer kan påvirke miljøernes lydsignaturer. Reduceret plantetæthed vil ændre balancen mellem absorberende overflader, såsom blade og reflekterende overflader som sten og bygninger. Dette vil øge efterklang og gøre lydmiljøerne mere barske. Og vi kan fange det ved at lave gentagne lydoptagelser på forskningssteder.

I indstillinger hvor lyden reverberates i lang tid, som f.eks. En katedral, kan det blive trættende at fortsætte en samtale som ekkoer interfererer. Øget efterklang kan have en lignende virkning i naturlige omgivelser. Indfødte arter kan kæmpe for at høre parringssamtaler. Predators kunne have svært ved at opdage bytte. Sådanne virkninger kan anspore befolkningen til at flytte, selvom et område stadig tilbyder rigelig mad og ly. Kort sagt er de soniske egenskaber af miljøer afgørende for overlevelse.

Lytning kan også fremme forvaltningen. Vi bruger de optagelser, som vores frivillige producerer til at skabe musikalske værker, der kun består af lydene fra miljøet, som udføres i de samfund, der lavede optagelserne. Disse begivenheder er et vidunderligt redskab til mobilisering af mennesker omkring spørgsmålet om klimaændringer.

Kortlægning af lyd og vejrkendetegn

Jeg leder også et forskningsprojekt kaldet EcoSonic, der spørger om psykoakustiske egenskaber af miljølyd korrelerer med vejrforholdene. Hvis de gør det, vil vi gerne vide, om vi kan bruge modeller eller regelmæssige lydoptagelser til at forudsige langsigtede virkninger af klimaændringer på miljøets akustiske egenskaber.

Dette arbejde trækker på psykoakustik - det punkt, hvor lyden møder hjernen. Psykoakustik anvendes i forskning om taleopfattelse, høretab og tinnitus, eller ringing i ørerne og i industrielt design. Indtil nu har den imidlertid ikke været anvendt bredt til miljølydkvalitet.

Vi bruger psykoakustisk analyse til at vurdere kvalitative målinger af lyd, såsom højhed, ruhed og lysstyrke. Ved at måle antallet af unikke signaler på et bestemt sted, kan vi oprette et akustisk mangfoldighedsindeks for det pågældende sted. Derefter bruger vi maskinindlæring - træner en maskine til at lave forudsigelser baseret på tidligere data - for at modellere sammenhængen mellem lokale vejrdata og det akustiske mangfoldighedsindeks.

Vores første test viser et positivt, statistisk signifikant forhold mellem akustisk mangfoldighed og skydeksel, vindhastighed og temperatur, hvilket betyder, at efterhånden som disse variabler øges, gør det også akustisk mangfoldighed. Vi finder også et omvendt, statistisk signifikant forhold mellem akustisk mangfoldighed og dugpunkt og synlighed: Da disse faktorer stiger, falder den akustiske mangfoldighed.

Lydende fremtidsudsigter: Kunst, videnskab og fællesskab

Lydkvalitet er afgørende for vores hverdagserfaring i verden og velfærd. Forskning ved Akustisk Økologi Lab er drevet af kunsten og baseret på sensioneret oplevelse af at være til stede, lytte, føle luftens tæthed, lydens lydhørhed og opleve variationer i dyreadfærd.

Uden kunst ville vi ikke stille disse perceptuelle spørgsmål. Uden videnskab ville vi ikke have avancerede værktøjer til at gennemføre denne analyse og bygge prædiktive modeller. Og uden nabosamfund ville vi ikke have data, lokale observationer eller historisk viden om forandringsmønstre.

Alle mennesker har evnen til at holde pause, lytte og genkende lydens mangfoldighed og kvalitet i et givet rum. Gennem mere aktiv lytning kan vi hver især finde en anden forbindelse til de omgivelser, vi beboer.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Garth Paine. Læs den oprindelige artikel her.