Hva er et lydkort? Hvorfor forskere studerer Coyote-samtaler i nasjonalparker

Vår hørsel forteller oss om en bil som nærmer seg bakfra, usynlig eller en fugl i en fjern skog. Alt vibrerer, og lyden går gjennom og rundt oss hele tiden. Lyd er en kritisk miljøbetegnelse.

I økende grad lærer vi at mennesker og dyr ikke er de eneste organismer som bruker lyd til å kommunisere. Så gjør planter og skoger. Planter oppdager vibrasjoner på en frekvensselektiv måte ved å bruke denne "høre" følelsen for å finne vann ved å sende ut akustiske utslipp og for å kommunisere trusler.

Vi vet også at klar muntlig kommunikasjon er kritisk, men er lett nedbrytet av fremmede lyder, ellers kjent som "støy". Støy er mer enn en irriterende: Det truer også vår helse. Gjennomsnittlig bylydnivåer på 60 desibel har blitt vist å øke blodtrykk og hjertefrekvens og indusere stress, med vedvarende høyere amplituder forårsaker kumulativt hørselstap. Hvis dette er sant for mennesker, så kan det også være sant for dyr og til og med planter.

Konserveringsforskning legger stor vekt på syn - tenk på den inspirerende vista, eller de sjeldne artene fanget på film med kamerafeller - 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 bruker lyd for å fremme miljøbevissthet og stewardship, og gi kritiske verktøy for dypere hensyn til lyd i naturreservater, urbane og industrielle design.

Lyd som et tegn på miljøendring

Lyd er en kraftig indikator for miljøforringelse og et effektivt verktøy for å utvikle mer bærekraftige økosystemer. Vi hører ofte forandringer i miljøet, for eksempel skift i fugleanrop, før vi ser dem. FNs utdannings-, vitenskaps- og kulturorganisasjon (UNESCO) har nylig dannet en lyd charter for å fremme bevissthet om lyd som en kritisk signifikant i miljøhelse og byplanlegging.

Jeg har brukt årtier å lage feltopptak der jeg lager et oppsett før soloppgang eller skumring, og ligg på bakken og lytt etter flere uafbrudde timer. Disse prosjektene har lært meg hvordan luftens tetthet endres når solen stiger opp eller setter seg, hvordan dyremønster skifter som et resultat, og hvordan alle disse tingene er innviklet sammenhengende.

For eksempel reiser lyden videre gjennom tettere materiale, for eksempel kald luft, enn gjennom varm sommerluft. Andre faktorer, som for eksempel endringer i skogens løvtetthet fra vår til høst, endrer også områdets etterklangskarakteristikker. Å utforske disse egenskapene har ført meg til å tenke på hvordan perceptuelle tiltak av lyd informerer vår forståelse av miljøhelsen, åpner en ny undersøkelsesvinkel rundt psykoakustiske egenskaper av miljølyd.

Endring av lydmiljøer påvirker overlevelse

For å engasjere det offentlige og vitenskapelige samfunn i denne undersøkelsen, startet Akustisk økologilaboratoriet i 2014 på en storskala mengdeprosesset prosjektlærerlæringskompetanse og lydopptaksteknikker til samfunn ved siden av nasjonalparker og nasjonale monumenter i sørvestlige USA. Etter å ha fullført et lytte- og feltopptaksverksted, vil frivillige frivillige registrere seg på faste steder i parkene hver måned, og bygge en stor samling lydopptak som både er en glede å lytte til og en rik kilde til data for vitenskapelig analyse.

Tenk deg hvordan klimaendringer kan påvirke miljøs soniske signaturer. Redusert plantetetthet vil endre balansen mellom absorberende overflater, som blader og reflekterende flater som steiner og bygninger. Dette vil øke etterklang og gjøre lydmiljøene mer harde. Og vi kan fange det ved å lage gjentatte lydopptak på forskningssteder.

I innstillinger der lyden reverberates i lang tid, for eksempel en katedral, kan det bli slitsomt å fortsette en samtale som ekkoer forstyrrer. Økende etterklang kan ha en lignende effekt i naturlige omgivelser. Innfødte arter kan slite for å høre parringssamtaler. Predators kan ha problemer med å oppdage byttedyr. Slike virkninger kan anspore befolkningen til å flytte, selv om et område fortsatt tilbyr rikelig mat og ly. Kort sagt, de soniske egenskapene til miljøer er avgjørende for å overleve.

Lytting kan også fremme forvaltningen. Vi bruker opptakene som våre frivillige produserer til å lage musikalske verk, som kun består av lydene fra miljøet, som utføres i de samfunnene som gjorde opptakene. Disse hendelsene er et flott verktøy for å mobilisere folk rundt spørsmålet om klimaendringer.

Kartlegging av lyd og værforhold

Jeg leder også et forskningsprosjekt kalt EcoSonic, som spør om psykoakustiske egenskaper av miljølyd korrelerer med værforhold. Hvis de gjør det, vil vi vite om vi kan bruke modeller eller vanlige lydopptak for å forutsi langsiktige virkninger av klimaendringer på miljøets akustiske egenskaper.

Dette arbeidet bygger på psykoakustikk - det punktet hvor lyden møter hjernen. Psykoakustikk brukes i forskning på taleoppfattelse, hørselstap og tinnitus, eller ringing i ørene og i industriell design. Hittil har det imidlertid ikke blitt anvendt bredt til miljølydkvalitet.

Vi bruker psykoakustisk analyse for å vurdere kvalitative målinger av lyd, som høyhet, grovhet og lysstyrke. Ved å måle antall unike signaler på et bestemt sted, kan vi opprette en akustisk mangfoldighetsindeks for det stedet. Deretter bruker vi maskinlæring - trener en maskin for å lage spådommer basert på tidligere data - for å modellere sammenhengen mellom lokale værdata og akustisk mangfoldighetsindeks.

Våre første tester viser et positivt, statistisk signifikant forhold mellom akustisk mangfold og skydekke, vindhastighet og temperatur, noe som betyr at når disse variablene øker, gjør også akustisk mangfold. Vi finner også et inverst, statistisk signifikant forhold mellom akustisk mangfold og duggpunkt og synlighet: Da disse faktorene øker, reduseres akustisk mangfold.

Lydende Futures: Kunst, Vitenskap og Fellesskap

Lydkvalitet er avgjørende for vår hverdagslige opplevelse av verden og vårt velvære. Forskning ved Akustisk Økologi Lab er drevet fra kunsten og basert på sensuell erfaring med å være tilstede, lytte, føle tettheten i luften, høre lydens klarhet og oppleve variasjoner i dyreadferd.

Uten kunst ville vi ikke spørre disse perceptuelle spørsmålene. Uten vitenskap ville vi ikke ha sofistikerte verktøy for å gjennomføre denne analysen og bygge prediktive modeller. Og uten nærliggende samfunn, ville vi ikke ha data, lokale observasjoner eller historisk kunnskap om endringsmønstre.

Alle mennesker har kapasitet til å pause, høre og anerkjenne mangfoldet og kvaliteten på lyden i en gitt plass. Gjennom mer aktiv lytting kan vi alle finne en annen sammenheng med miljøene vi bor i.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Garth Paine. Les den opprinnelige artikkelen her.