Wat is een geluidskaart? Waarom wetenschappers Coyote-oproepen in nationale parken bestuderen

Ons gehoor vertelt ons over een auto die van achteren nadert, ongezien of een vogel in een afgelegen bos. Alles trilt en geluid gaat voortdurend door en om ons heen. Geluid is een kritische omgevingsbetekenis.

In toenemende mate leren we dat mensen en dieren niet de enige organismen zijn die geluid gebruiken om te communiceren. Dat geldt ook voor planten en bossen. Planten detecteren trillingen op een frequentieselectieve manier, gebruikmakend van dit "gehoor" -gevoel om water te vinden door akoestische emissies uit te zenden en bedreigingen te communiceren.

We weten ook dat duidelijke verbale communicatie van cruciaal belang is, maar wordt gemakkelijk afgebroken door externe geluiden, ook wel bekend als 'noise'. Ruis is meer dan irriterend: het bedreigt ook onze gezondheid. Van gemiddelde stadgeluidniveaus van 60 decibel is aangetoond dat deze de bloeddruk en de hartslag verhogen en stress veroorzaken, met aanhoudende hogere amplituden die cumulatief gehoorverlies veroorzaken. Als dit waar is voor mensen, dan kan het ook waar zijn voor dieren en zelfs planten.

Conservatieonderzoek legt een zware nadruk op het gezichtsvermogen - denk aan het inspirerende vergezicht, of de zeldzame soort die op film is vastgelegd met cameravallen - maar geluid is ook een kritisch element van natuurlijke systemen. Ik studeer digitaal geluid en interactieve media en begeleid het Acoustic Ecology Lab van de Arizona State University. We gebruiken geluid om het milieubewustzijn en rentmeesterschap te bevorderen en bieden kritische instrumenten voor een diepere beschouwing van geluid in natuurgebieden, stedelijk en industrieel ontwerp.

Geluid als een teken van milieuverandering

Geluid is een krachtige indicator voor aantasting van het milieu en een effectief instrument voor de ontwikkeling van duurzamere ecosystemen. We horen vaak veranderingen in de omgeving, zoals verschuivingen in vogeloproepen, voordat we ze zien. De Organisatie voor onderwijs, wetenschap en cultuur van de Verenigde Naties (UNESCO) heeft onlangs een degelijk handvest opgesteld om het bewustzijn van geluid te bevorderen als een cruciale factor in milieugezondheid en stadsplanning.

Ik heb decennia lang veldopnamen gemaakt waarin ik een opstelling creëer voor zonsopgang of zonsondergang, en dan op de grond luisterend voor verschillende ononderbroken uren. Deze projecten hebben me geleerd hoe de dichtheid van de lucht verandert als de zon opkomt of ondergaat, hoe het gedrag van dieren hierdoor verschuift en hoe al deze dingen ingewikkeld verbonden zijn.

Geluid gaat bijvoorbeeld verder door dichtere materialen, zoals koude lucht, dan door warme zomerlucht. Andere factoren, zoals veranderingen in de densiteit van het bos in de lente tot de herfst, veranderen ook de nagalmkarakteristieken van een site. Door deze kwaliteiten te onderzoeken, ben ik gaan nadenken over hoe perceptuele metingen van geluid ons begrip van de gezondheid van het milieu informeren en een nieuwe onderzoeksvraag rond psychoakoestische eigenschappen van omgevingsgeluid openen.

Het veranderen van geluidsomgevingen heeft invloed op overleving

Om het publiek en de wetenschappelijke gemeenschap bij dit onderzoek te betrekken, is het Acoustic Ecology Lab in 2014 begonnen met een grootschalig crowd-sourced project dat luistervaardigheden en geluidsopnametechnieken aan gemeenschappen grenst die grenzen aan nationale parken en nationale monumenten in het zuidwesten van de Verenigde Staten. Na het voltooien van een luister- en veldopnameworkshop doen communityleden elke maand vrijwilligerswerk om op vaste locaties in de parken op te nemen, en bouwen ze een grote verzameling geluidsopnamen op, die zowel een genot is om naar te luisteren als een rijke bron van gegevens voor wetenschappelijke analyse.

Stel je voor hoe de klimaatverandering de sonische signaturen van omgevingen zou kunnen beïnvloeden. Een verminderde plantdichtheid zal de balans tussen absorberende oppervlakken, zoals bladeren en reflecterende oppervlakken zoals rotsen en gebouwen veranderen. Hierdoor neemt de nagalm toe en worden geluidsomgevingen harder. En we kunnen het vastleggen door herhaalde geluidsopnames te maken op onderzoekslocaties.

In omgevingen waar het geluid lange tijd weerkaatst, zoals een kathedraal, kan het vermoeiend worden om een ​​gesprek voort te zetten terwijl echo's interfereren. Toenemende nagalm zou een vergelijkbaar effect kunnen hebben in natuurlijke omgevingen. Inheemse soorten kunnen moeite hebben om paringsoproepen te horen. Predators kunnen moeite hebben om prooien te detecteren. Dergelijke effecten kunnen ertoe leiden dat de bevolking verhuist, zelfs als een gebied nog steeds overvloedig voedsel en onderdak biedt. Kortom, de sonische eigenschappen van omgevingen zijn cruciaal om te overleven.

Luisteren kan ook rentmeesterschap bevorderen. We gebruiken de opnames die onze vrijwilligers produceren om muziekwerken te maken, gecomposeerd met alleen de geluiden van de omgeving, die worden uitgevoerd in de gemeenschappen die de opnames hebben gemaakt. Deze evenementen zijn een geweldig hulpmiddel om mensen te mobiliseren rond het probleem van de gevolgen van de klimaatverandering.

Geluids- en weerkenmerken in kaart brengen

Ik leid ook een onderzoeksproject genaamd EcoSonic, waarin wordt gevraagd of psychoakoestische eigenschappen van omgevingsgeluid correleren met weersomstandigheden. Als ze dat doen, willen we weten of we modellen of reguliere geluidsopnames kunnen gebruiken om de langetermijneffecten van klimaatverandering op de akoestische eigenschappen van omgevingen te voorspellen.

Dit werk is gebaseerd op psychoakoestiek - het punt waar geluid de hersenen ontmoet. Psychoakoestiek wordt toegepast in onderzoek naar spraakperceptie, gehoorverlies en oorsuizen, oorsuizen en industrieel ontwerp. Tot nu toe is het echter niet breed toegepast op de geluidskwaliteit van het milieu.

We gebruiken psychoakoestische analyse om kwalitatieve geluidsmaten te meten, zoals volume, ruwheid en helderheid. Door het aantal unieke signalen op een specifieke locatie te meten, kunnen we een Acoustic Diversity Index voor die plaats maken. Vervolgens gebruiken we machinaal leren - een machine trainen om voorspellingen te doen op basis van gegevens uit het verleden - om de correlatie tussen lokale weergegevens en de Acoustic Diversity Index te modelleren.

Onze eerste tests tonen een positieve, statistisch significante relatie tussen akoestische diversiteit en bewolking, windsnelheid en temperatuur, wat betekent dat naarmate deze variabelen toenemen, akoestische diversiteit dat ook doet. We vinden ook een omgekeerde, statistisch significante relatie tussen akoestische diversiteit en dauwpunt en zichtbaarheid: als deze factoren toenemen, neemt de akoestische diversiteit af.

Sounding Futures: kunst, wetenschap en gemeenschap

Geluidskwaliteit is van cruciaal belang voor onze dagelijkse beleving van de wereld en ons welzijn. Onderzoek aan het Acoustic Ecology Lab wordt aangestuurd vanuit de kunsten en gebaseerd op ervaren ervaringen als aanwezig zijn, luisteren, de dichtheid van de lucht voelen, helderheid van het geluid horen en variaties in het gedrag van dieren waarnemen.

Zonder de kunsten zouden we deze perceptuele vragen niet stellen. Zonder wetenschap zouden we geen geavanceerde tools hebben om deze analyse uit te voeren en voorspellende modellen te bouwen. En zonder naburige gemeenschappen zouden we geen gegevens, lokale waarnemingen of historische kennis van veranderingspatronen hebben.

Alle mensen hebben het vermogen om de diversiteit en kwaliteit van geluid in een bepaalde ruimte te pauzeren, te beluisteren en te herkennen. Door actiever te luisteren, kan ieder van ons een andere verbinding vinden met de omgevingen die we bewonen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation door Garth Paine. Lees hier het originele artikel.