Wie die Geräusche der Natur uns dabei helfen können, Umweltveränderungen zu verstehen

Wie die Geräusche der Natur uns dabei helfen können, Umweltveränderungen zu verstehen
Stellen Sie sich dies mit einem Soundtrack vor - Sonnenuntergang in der Nähe von Turtle Rock im Joshua Tree Nationalpark.
NPS / Hannah Schwalbe

Unsere Anhörung erzählt uns von einem Auto, das sich unsichtbar von hinten nähert, oder einem Vogel in einem fernen Wald. Alles vibriert und der Klang durchdringt uns die ganze Zeit. Sound ist ein wichtiger Umweltfaktor.

Zunehmend lernen wir, dass Menschen und Tiere nicht die einzigen Organismen sind, die den Ton zur Kommunikation nutzen. Dann mach's Pflanzen und Wälder. Pflanzen erkennen Schwingungen frequenzselektiv und nutzen diesen „Gehörsinn“, um Wasser durch Aussenden akustischer Emissionen zu finden und um Bedrohungen zu kommunizieren.

Wir wissen auch, dass eine klare verbale Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist, jedoch leicht durch fremde Geräusche, die auch alsLärm. “Lärm ist mehr als nur ein Ärger: Es auch bedroht unsere Gesundheit. Der durchschnittliche Stadtgeräuschpegel von 60-Dezibel wurde angezeigt Erhöhen Sie den Blutdruck und die Herzfrequenz und induzieren Sie Stressmit anhaltend höheren Amplituden, die einen kumulativen Hörverlust verursachen. Wenn dies für den Menschen zutrifft, könnte dies auch für Tiere und sogar Pflanzen gelten.

Naturschutzforschung legt großen Wert auf die Sicht - denken Sie an die inspirierende Aussicht oder die seltenen Arten, die mit Kamerafallen im Film gefangen werden - aber der Ton ist auch ein kritisches Element natürlicher Systeme. Ich studiere digitaler Ton und interaktive Medien und Co-Direktion der Arizona State University Akustisches Ökologielabor. Wir nutzen Klang, um Umweltbewusstsein und Umweltbewusstsein zu fördern, und liefern wichtige Instrumente für eine tiefere Betrachtung des Klangs in Naturschutzgebieten, Stadt- und Industriedesign.

Garth Paine, Professor an der Arizona State University, erklärt die Kraft des Zuhörens als eine Möglichkeit, die natürliche Welt zu erfahren:

Ton als Zeichen von Umweltveränderungen

Schall ist ein starker Indikator für Umweltzerstörung und ein wirksames Instrument zur Entwicklung nachhaltigerer Ökosysteme. Wir oft hören Sie Veränderungen in der Umgebung, wie zum Beispiel Vogel ruftbevor wir sie sehen. Die Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO) hat kürzlich eine Organisation gegründet solide Charta Förderung des Bewusstseins für Klang als kritisches Zeichen in Umweltgesundheit und Stadtplanung.

Ich habe jahrzehntelang Feldaufnahmen gemacht, in denen ich vor Morgengrauen oder Abenddämmerung ein Setup erstelle und dann am Boden liege und mehrere Stunden lang ununterbrochen lausche. Diese Projekte haben mir gezeigt, wie sich die Dichte der Luft ändert, wenn die Sonne auf- oder untergeht, wie sich das Verhalten der Tiere verändert und wie all diese Dinge eng miteinander verbunden sind.

Zum Beispiel wandert Schall weiter durch dichteres Material wie kalte Luft als durch warme Sommerluft. Andere Faktoren, wie z. B. Änderungen der Laubdichte eines Waldes von Frühling bis Herbst, beeinflussen auch die Nachhallcharakteristik eines Standortes. Die Untersuchung dieser Qualitäten hat mich dazu veranlasst, darüber nachzudenken, wie wahrnehmungsbezogene Schallmessungen unser Verständnis von Umweltgesundheit beeinflussen und einen neuen Blickwinkel auf die psychoakustischen Eigenschaften von Umweltgeräuschen eröffnen.

Hören Sie Kojoten im Usery Mountain Regional Park, Arizona. (Download)

Das Ändern der Klangumgebung beeinflusst das Überleben

Um die Öffentlichkeit und die Wissenschaftsgemeinschaften in diese Forschung einzubinden, hat das Acoustic Ecology Lab in 2014 eine umfangreiche, auf Crowd-Sourcing basierende Projektschulung durchgeführt Hörverständnis und Tonaufnahmetechniken an Gemeinden, die an Nationalparks und Nationalmonumente im Südwesten der USA angrenzen. Nach Abschluss eines Workshops zum Hören und Feldaufnahmen nehmen die Mitglieder der Gemeinschaft jeden Monat freiwillig an festen Orten in den Parks auf und erstellen eine große Sammlung von Tonaufnahmen das ist eine freude zu hören und eine reiche datenquelle für wissenschaftliche Analyse.

Stellen Sie sich vor, wie der Klimawandel die akustischen Signaturen der Umwelt beeinflussen könnte. Eine geringere Anlagendichte verändert das Gleichgewicht zwischen absorbierende Oberflächen wie Blätterund reflektierende Oberflächen wie Felsen und Gebäude. Dies erhöht den Nachhall und macht die Klangumgebung härter. Und wir können es durch wiederholte Tonaufnahmen an Forschungsstandorten festhalten.

In Einstellungen wo Ton lange nachhallt, so wie ein Dom, es kann anstrengend sein, ein Gespräch fortzusetzen, da Echos stören. Die Erhöhung des Nachhalls könnte in natürlichen Umgebungen einen ähnlichen Effekt haben. Einheimische Arten könnten Schwierigkeiten haben, Paarungsrufe zu hören. Raubtiere könnten Schwierigkeiten haben, Beute zu erkennen. Solche Auswirkungen könnten die Bevölkerung dazu veranlassen, umzusiedeln, selbst wenn ein Gebiet noch reichlich Nahrung und Unterkunft bietet. Kurz gesagt, die akustischen Eigenschaften von Umgebungen sind für das Überleben von entscheidender Bedeutung.

Zuhören kann auch die Führung fördern. Wir verwenden die Aufnahmen, die unsere Freiwilligen produzieren, um musikalische Werke zu schaffen, die ausschließlich aus den Umgebungsgeräuschen bestehen und in den Gemeinden aufgeführt werden, in denen die Aufnahmen gemacht wurden. Diese Veranstaltungen sind ein wunderbares Instrument, um Menschen für die Auswirkungen des Klimawandels zu mobilisieren.

Mapping von Sound- und Wettereigenschaften

Ich leite auch ein Forschungsprojekt EcoSonic, die fragt, ob die psychoakustischen Eigenschaften des Umgebungsgeräusches mit den Wetterbedingungen korrelieren. Wenn dies der Fall ist, möchten wir wissen, ob wir Modelle oder regelmäßige Tonaufnahmen verwenden können, um langfristige Auswirkungen des Klimawandels auf die akustischen Eigenschaften von Umgebungen vorherzusagen.

Diese Arbeit stützt sich auf Psychoakustik - der Punkt, an dem der Klang auf das Gehirn trifft. Die Psychoakustik wird in der Forschung zur Sprachwahrnehmung angewendet, Schwerhörigkeit und Tinnitusoder klingeln in den Ohren und in Industriedesign. Bislang wurde es jedoch nicht allgemein auf die Umweltklangqualität angewendet.

Wir verwenden die psychoakustische Analyse, um qualitative Schallmessungen wie Lautstärke, Rauheit und Helligkeit zu bewerten. Durch die Messung der Anzahl eindeutiger Signale an einem bestimmten Ort können wir einen Acoustic Diversity Index für diesen Ort erstellen. Dann verwenden wir maschinelles Lernen - eine Maschine trainieren, um auf vergangenen Daten basierende Vorhersagen zu treffen -, um die Korrelation zwischen lokalen Wetterdaten und dem Acoustic Diversity Index zu modellieren.

Unsere ersten Tests zeigen einen positiven, statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen akustischer Diversität und Wolkenbedeckung, Windgeschwindigkeit und Temperatur. Dies bedeutet, dass mit zunehmender Größe auch die akustische Diversität gilt. Wir finden auch eine inverse, statistisch signifikante Beziehung zwischen akustischer Diversität und Taupunkt und Sichtbarkeit: Wenn diese Faktoren zunehmen, nimmt die akustische Diversität ab.

EcoSonic-Vorhersagen (wie die Naturgeräusche dazu beitragen können, Umweltveränderungen zu verstehen)EcoSonic-Vorhersagen darüber, wie sich die akustischen Eigenschaften der Umgebung bei Wetteränderungen ändern, die von Aufnahmen gemacht wurden, die im McDowell Sonoran Preserve aufgenommen wurden. Die blaue Linie ist Vorhersagen von unserem Modell und die rote Linie sind tatsächliche Daten für diesen Tag. Garth Paine

Zukunftsmusik: Kunst, Wissenschaft und Gemeinschaft

Die Klangqualität ist entscheidend für unser tägliches Erleben der Welt und unser Wohlbefinden. Die Forschung im Acoustic Ecology Lab geht von der Kunst aus und basiert auf der wahrgenommenen Erfahrung des Vorhandenseins, des Zuhörens, des Spürens der Luftdichte, der Klarheit des Klangs und der Wahrnehmung von Veränderungen im Verhalten von Tieren.

Ohne die Künste würden wir diese Wahrnehmungsfragen nicht stellen. Ohne Wissenschaft hätten wir keine ausgeklügelten Werkzeuge, um diese Analyse durchzuführen und Vorhersagemodelle aufzubauen. Und ohne Nachbargemeinschaften hätten wir keine Daten, keine lokalen Beobachtungen oder historisches Wissen über Veränderungsmuster.

Alle Menschen haben die Fähigkeit zu pausieren, zuzuhören und die Klangvielfalt und -qualität in einem bestimmten Raum zu erkennen. Durch aktiveres Zuhören kann jeder von uns eine andere Verbindung zu den Umgebungen finden, in denen wir leben.Das Gespräch

Über den Autor

Garth Paine, außerordentlicher Professor für Digital Sound und Interactive Media, Arizona State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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