Čo je to zvuková mapa? Prečo vedci študujú hovory kojotov v národných parkoch

Naše vypočutie nám hovorí, že sa auto približuje zozadu, neviditeľné, alebo vták vo vzdialenom lese. Všetko vibruje a zvuk neustále prechádza okolo nás a okolo nás. Zvuk je kritický environmentálny signifikátor.

Stále častejšie sa učíme, že ľudia a zvieratá nie sú jedinými organizmami, ktoré používajú zvuk na komunikáciu. Tak robia rastliny a lesy. Rastliny odhaľujú vibrácie selektívnym spôsobom, využívajúc tento „sluchový“ zmysel na nájdenie vody vyslaním akustických emisií a komunikáciou hrozieb.

Vieme tiež, že jasná verbálna komunikácia je kritická, ale je ľahko degradovaná cudzími zvukmi, inak známymi ako „hluk“. Hluk je viac než dráždivý: ohrozuje aj naše zdravie. Ukázalo sa, že priemerné hladiny zvukov v meste 60 decibelov zvyšujú krvný tlak a srdcovú frekvenciu a vyvolávajú stres, pričom pretrvávajú vyššie amplitúdy, ktoré spôsobujú kumulatívnu stratu sluchu. Ak to platí pre ľudí, potom by to mohlo platiť aj pre zvieratá a dokonca aj rastliny.

Konzervatívny výskum kladie veľký dôraz na zrak - premýšľajte o inšpiratívnej vízii alebo o vzácnych druhoch zachytených na filme s lapačmi - ale zvuk je tiež kritickým prvkom prírodných systémov. Študujem digitálne zvukové a interaktívne médiá a spoluautomatickú laboratóriu akustickej ekológie Arizona State University. Používame zvuk, aby sme zvýšili environmentálne povedomie a správcovstvo a poskytli kritické nástroje pre hlbšie posudzovanie zvuku v prírode, mestskom a priemyselnom dizajne.

Zvuk ako znak zmeny životného prostredia

Zdravie je silným ukazovateľom degradácie životného prostredia a účinným nástrojom na rozvoj udržateľnejších ekosystémov. Často počúvame zmeny v životnom prostredí, ako napríklad posuny vo vtáčích hovoroch, skôr ako ich uvidíme. Organizácia Spojených národov pre výchovu, vedu a kultúru (UNESCO) nedávno vytvorila zdravú chartu na podporu povedomia o zvuku ako dôležitom signifikante v oblasti životného prostredia a mestského plánovania.

Strávil som desaťročia nahrávaním v teréne, v ktorom vytváram nastavenie pred svitaním alebo súmrakom, potom ležím na zemi a počúvam niekoľko nepretržitých hodín. Tieto projekty ma naučili, ako sa mení hustota vzduchu, keď slnko vychádza alebo zapadá, ako sa mení správanie zvierat a ako sú všetky tieto veci zložito prepojené.

Napríklad zvuk putuje ďalej cez hustejší materiál, napríklad studený vzduch, než cez teplý letný vzduch. Ďalšie faktory, ako sú zmeny hustoty lesných listov od jari do pádu, tiež menia charakteristiky odrazu lokality. Preskúmanie týchto vlastností ma viedlo k zamysleniu sa nad tým, ako vnímavé opatrenia zvuku informujú naše chápanie zdravia životného prostredia a otvárajú nový uhol skúmania psychoakustických vlastností environmentálneho zvuku.

Zmena zvukových prostredí ovplyvňuje prežitie

Na zapojenie verejnosti a vedeckých komunít do tohto výskumu sa laboratórium Akustická ekológia v roku 2014 vydalo na rozsiahly projekt, ktorý sa venoval davu, ktorý vyučoval počúvanie a techniky nahrávania zvuku komunitám v susedstve národných parkov a národných pamiatok v juhozápadných Spojených štátoch. Po absolvovaní workshopu na počúvanie a nahrávanie v teréne sa členovia komunity dobrovoľne zapisujú každý mesiac na pevné miesta v parkoch a budujú veľkú zbierku zvukových snímok, čo je radosť počúvať a bohatý zdroj údajov pre vedeckú analýzu.

Predstavte si, ako by zmena klímy mohla ovplyvniť zvukové podpisy životného prostredia. Znížená hustota rastlín zmení rovnováhu medzi absorpčnými povrchmi, ako sú listy a reflexné povrchy, ako sú skaly a budovy. Tým sa zvýši dozvuk a zvukové prostredie sa stane drsnejším. A môžeme ho zachytiť opakovanými zvukovými nahrávkami na výskumných pracoviskách.

V nastaveniach, kde sa zvuk dlho ozýva, ako je napríklad katedrála, sa môže stať, že sa unaví pokračovať v rozhovore, pretože odrazujú ozveny. Zvýšenie dozvuku by mohlo mať podobný účinok v prirodzenom prostredí. Pôvodné druhy by sa mohli snažiť počuť párenie hovorov. Predátori by mohli mať problémy s odhalením koristi. Takéto vplyvy by mohli povzbudiť obyvateľstvo, aby sa presťahovalo, aj keď oblasť stále ponúka dostatok potravín a prístrešia. Stručne povedané, zvukové vlastnosti prostredia sú rozhodujúce pre prežitie.

Počúvanie môže tiež podporovať správcovstvo. Používame nahrávky, ktoré naši dobrovoľníci produkujú, aby vytvorili hudobné diela, zložené len zo zvukov prostredia, ktoré sa vykonávajú v komunitách, ktoré nahrávali. Tieto podujatia sú skvelým nástrojom na mobilizáciu ľudí v súvislosti s dôsledkami zmeny klímy.

Charakteristiky mapovania zvuku a počasia

Vediem tiež výskumný projekt s názvom EcoSonic, ktorý sa pýta, či psychoakustické vlastnosti environmentálneho zvuku korelujú s poveternostnými podmienkami. Ak áno, chceme vedieť, či môžeme použiť modely alebo pravidelné zvukové nahrávky na predpovedanie dlhodobých vplyvov klimatických zmien na akustické vlastnosti prostredia.

Táto práca čerpá z psychoakustiky - miesta, kde sa zvuk stretáva s mozgom. Psychoakustika je aplikovaná vo výskume vnímania reči, straty sluchu a tinitu, alebo zvonenia v ušiach a v priemyselnom dizajne. Doteraz sa však neuplatňovala široko na kvalitu životného prostredia.

Používame psychoakustickú analýzu na posúdenie kvalitatívnych meraní zvuku, ako je hlasitosť, drsnosť a jas. Meraním počtu unikátnych signálov na konkrétnom mieste môžeme vytvoriť index akustickej diverzity pre dané miesto. Potom používame strojové učenie - školenie stroja na predpovedanie založené na minulých dátach - na modelovanie vzťahu medzi miestnymi údajmi o počasí a indexom akustickej diverzity.

Naše počiatočné testy ukazujú pozitívny, štatisticky významný vzťah medzi akustickou diverzitou a zakrytím mraku, rýchlosťou vetra a teplotou, čo znamená, že ak sa tieto premenné zvyšujú, robí to aj akustická diverzita. Nachádzame tiež inverzný, štatisticky významný vzťah medzi akustickou diverzitou a rosným bodom a viditeľnosťou: Ako sa tieto faktory zvyšujú, klesá akustická diverzita.

Zvuky Futures: Umenie, Veda a Spoločenstvo

Kvalita zvuku je rozhodujúca pre našu každodennú skúsenosť sveta a nášho blahobytu. Výskum v laboratóriu akustickej ekológie je poháňaný umením a je založený na vnímanom zážitku z prítomnosti, počúvania, pocitu hustoty vzduchu, počuteľnosti zvuku a vnímaní variácií v správaní zvierat.

Bez umenia by sme sa na tieto percepčné otázky nepýtali. Bez vedy by sme nemali sofistikované nástroje na vykonanie tejto analýzy a vytvorenie prediktívnych modelov. Bez susedných komunít by sme nemali údaje, miestne pozorovania ani historické poznatky o modeloch zmien.

Všetci ľudia majú schopnosť pozastaviť, počúvať a rozpoznať rozmanitosť a kvalitu zvuku v danom priestore. Prostredníctvom aktívnejšieho počúvania si každý z nás nájde iné spojenie s prostredím, v ktorom žijeme.

Tento článok bol pôvodne uverejnený na Konverzácii Garth Paine. Prečítajte si pôvodný článok.