Vores høring fortæller os om en bil, der nærmer sig bagfra, uset eller en fugl i en fjern skov. Alt vibrerer, og lyden passerer gennem og omkring os hele tiden. Lyd er en kritisk miljøbetegnelse.
I stigende grad lærer vi, at mennesker og dyr ikke er de eneste organismer, der bruger lyd til at kommunikere. Så gør planter og skove. Planter detekterer vibrationer på en frekvensselektiv måde ved hjælp af denne "høringssans" til at finde vand ved at sende akustiske emissioner og til at kommunikere trusler.
Vi ved også, at klar verbal kommunikation er kritisk, men let nedbrydes af fremmede lyde, også kendt som "støj." Støj er mere end en irriterende: Det truer også vores helbred. Gennemsnitlige bylydniveauer på 60 decibel har vist sig at øge blodtrykket og hjerterytmen og inducere stress, med vedvarende højere amplituder, der forårsager kumulativt høretab. Hvis dette er tilfældet for mennesker, kan det også være tilfældet for dyr og endda planter.
Bevaringsundersøgelse lægger stor vægt på synet - tænk på den inspirerende vista, eller den sjældne art, der er 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 University's Acoustic Ecology Lab. Vi bruger lyd til at fremme miljøbevidsthed og forvaltning og leverer kritiske værktøjer til dybere overvejelse af lyd i naturreservater, by- og industrielt design.
Lyd som et tegn på miljøændringer
Lyd er en stærk indikator for miljøforringelse og et effektivt værktøj til at udvikle 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 lydcharter for at fremme opmærksomhed om lyd som en kritisk markør inden for miljøsundhed og byplanlægning.
Jeg har brugt årtier på at lave feltoptagelser, hvor jeg opretter en opsætning før daggry eller skumring, og derefter ligger på jorden og lytter i adskillige uafbrudt timer. Disse projekter har lært mig, hvordan lufttætheden ændrer sig, når solen stiger eller går ned, hvordan dyrs opførsel skifter som et resultat, og hvordan alle disse ting er sammenkoblet.
For eksempel rejser lyd længere gennem tættere materiale, såsom kold luft, end gennem varm sommerluft. Andre faktorer, såsom ændringer i en skovs løvtæthed fra forår til efterår, ændrer også stedets efterklangskarakteristika. At udforske disse kvaliteter har ført mig til at tænke på, hvordan perceptuelle målinger af lyd informerer vores forståelse af miljøsundhed og åbner en ny undersøgelsesvinkel omkring psykoakustiske egenskaber ved miljølyd.
Ændring af lydmiljøer påvirker overlevelsen
For at engagere de offentlige og videnskabelige samfund i denne forskning begyndte Acoustic Ecology Lab i 2014 på et stort, crowd-sourced projekt, der underviste lytterfærdigheder og lydoptagelsesteknikker til samfund, der støder op til nationalparker og nationale monumenter i det sydvestlige USA. Efter at have afsluttet et lytte- og feltindspilningsworkshop, er frivillige medlemmer frivillige til at optage på faste steder i parkerne hver måned og opbygge en stor samling lydoptagelser, som både er en glæde at lytte til og en rig datakilde til videnskabelig analyse.
Forestil dig, hvordan klimaændringer kan påvirke miljøers soniske underskrifter. Nedsat plantetæthed ændrer balancen mellem absorberende overflader, såsom blade og reflekterende overflader som klipper og bygninger. Dette vil øge efterklang og gøre lydmiljøer hårdere. Og vi kan fange det ved at lave gentagne lydoptagelser på forskningssteder.
Lytter i skumringen til det skiftende lydbillede i Joshua Tree National Park. Garth Paine, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND) I indstillinger, hvor lyd genlyder i lang tid, såsom en katedral, kan det blive trættende at føre en samtale, da ekkoer griber ind. Stigende efterklang kan have en lignende effekt i naturlige omgivelser. Indfødte arter kunne kæmpe for at høre parringskald. Rovdyr kan have svært ved at registrere bytte. Sådanne påvirkninger kan stimulere befolkningen til at flytte, selvom et område stadig tilbyder rigelig mad og husly. Kort sagt er de lydmæssige egenskaber ved miljøer afgørende for overlevelse.
At lytte kan også fremme forvalterskab. Vi bruger optagelserne, som vores frivillige producerer, til at skabe musikværker, der kun er komponeret ved hjælp af miljøets lyde, der udføres i de samfund, der lavede optagelserne. Disse begivenheder er et vidunderligt værktøj til at mobilisere mennesker omkring spørgsmålet om klimaforandringer.
Kortlægning af lyd- og vejregenskaber
Jeg leder også et forskningsprojekt kaldet EcoSonic, som spørger, om psykoakustiske egenskaber ved miljølyd korrelerer med vejrforholdene. Hvis de gør det, vil vi vide, om vi kan bruge modeller eller regelmæssige lydoptagelser til at forudsige langsigtede virkninger af klimaforandringer på de akustiske egenskaber i miljøer.
Dette arbejde trækker på psykoakustik - det punkt, hvor lyd møder hjernen. Psykoakustik anvendes til forskning i taleopfattelse, høretab og tinnitus eller ring i ørerne og i industrielt design. Indtil nu er det imidlertid ikke blevet anvendt bredt på miljøkvalitet.
Vi bruger psykoakustisk analyse til at vurdere kvalitative målinger af lyd, såsom lydstyrke, ruhed og lysstyrke. Ved at måle antallet af unikke signaler på et bestemt sted, kan vi oprette et akustisk mangfoldighedsindeks til det sted. Derefter bruger vi maskinlæring - træning af en maskine til at foretage forudsigelser baseret på tidligere data - til at modellere sammenhængen mellem lokale vejrdata og det akustiske mangfoldighedsindeks.
Vores første test viser et positivt, statistisk signifikant forhold mellem akustisk mangfoldighed og skydække, vindhastighed og temperatur, hvilket betyder, at når disse variabler stiger, gør akustisk mangfoldighed det også. Vi finder også et omvendt, statistisk signifikant forhold mellem akustisk mangfoldighed og dugpunkt og synlighed: Når disse faktorer stiger, falder den akustiske mangfoldighed.
EcoSonic forudsigelser af, hvordan miljøets akustiske egenskaber vil ændre sig med variationer i vejr, foretaget af optagelser udført i McDowell Sonoran Preserve. Den blå linje er forudsigelser fra vores model, og den røde linje er faktiske data for den dag. (Garth Paine) Klingende futures: Kunst, videnskab og samfund
Lydkvalitet er kritisk for vores daglige oplevelse af verden og vores velbefindende. Forskning på Acoustic Ecology Lab er drevet fra kunsten og er baseret på sanset oplevelse af at være til stede, lytte, føle lufthedens tæthed, høre klarhed i lyden og opfatte variationer i dyrs opførsel.
Uden kunst ville vi ikke stille disse opfattende spørgsmål. Uden videnskab ville vi ikke have sofistikerede værktøjer til at gennemføre denne analyse og opbygge forudsigelige modeller. Og uden nabosamfund ville vi ikke have data, lokale observationer eller historisk viden om ændringsmønstre.
Alle mennesker har kapacitet til at pause, lytte og anerkende mangfoldigheden og kvaliteten af lyden i et givet rum. Gennem mere aktiv lytning kan hver af os finde en anden forbindelse til de miljøer, vi beboer.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Garth Paine, lektor i digital lyd og interaktive medier, Arizona State University
