Слухът ни говори за кола, приближаваща се отзад, невидима или птица в далечна гора. Всичко вибрира и звукът преминава през и около нас през цялото време. Звукът е критично значимо за околната среда.
Все повече научаваме, че хората и животните не са единствените организми, които използват звук за комуникация. Така правят и растенията и горите. Растенията откриват вибрации по честотен селективен начин, използвайки този „слухов“ смисъл, за да намерят вода, като изпращат акустични емисии и съобщават заплахи.
Знаем също, че ясната словесна комуникация е критична, но лесно се разгражда от външни звуци, иначе известни като „шум“. Шумът е повече от дразнещ: Той също заплашва здравето ни. Показано е, че средните нива на звуци в града от 60 децибела повишават кръвното налягане и сърдечната честота и предизвикват стрес, като поддържаните по-високи амплитуди причиняват кумулативна загуба на слуха. Ако това е вярно за хората, то може да е вярно и за животни и дори за растения.
Природозащитните изследвания поставят сериозен акцент върху гледката - помислете за вдъхновяващата гледка или за редките видове, уловени на филм с капани на камерата, - но звукът също е критичен елемент на естествените системи. Изучавам дигитален звук и интерактивни медии и ко-директна лаборатория за акустична екология на Аризонския държавен университет. Използваме звука за подобряване на екологичната осведоменост и управление и предоставяме критични инструменти за по-задълбочено разглеждане на звука в природните резервати, градския и индустриалния дизайн.
Звук като знак за промяна в околната среда
Звукът е мощен индикатор за влошаване на околната среда и ефективен инструмент за развитие на по-устойчиви екосистеми. Често чуваме промени в околната среда, като изместване на обажданията на птиците, преди да ги видим. Организацията на Организацията на обединените нации за образование, наука и култура (ЮНЕСКО) наскоро сформира звукова харта за насърчаване на осведомеността за звука като критичен фактор в здравето на околната среда и градоустройственото планиране.
Прекарах десетилетия в правене на полеви записи, в които създавам настройка преди разсъмване или здрач, след което лежа на земята и слушам няколко часа без прекъсване. Тези проекти ме научиха как се променя плътността на въздуха, когато слънцето изгрява или залязва, как се измества поведението на животните в резултат и как всички тези неща са сложно свързани.
Например, звукът пътува по-далеч през по-плътния материал, като студен въздух, отколкото през топлия летен въздух. Други фактори, като например промените в гъстотата на листната маса от пролетта до есента, също променят характеристиките на реверберацията на обекта. Изследването на тези качества ме накара да се замисля как възприемащите мерки за звук информират нашето разбиране за здравето на околната среда, отваряйки нов ъгъл на изследване около психоакустичните свойства на екологичния звук.
Промяната на звуковата среда влияе на оцеляването
За да ангажира обществеността и научните общности в това изследване, Лабораторията по акустична екология през 2014 г. предприе мащабен проект, създаден в тълпата, който преподава умения за слушане и техники за звукозапис на общности, съседни на национални паркове и национални паметници в югозападната част на САЩ. След като завършат семинар за слушане и записване на място, членовете на общността доброволно записват на фиксирани места в парковете всеки месец, изграждайки голяма колекция от звукови заснемания, която е едновременно радост за слушане и богат източник на данни за научен анализ.
Представете си как изменението на климата може да повлияе на звуковите подписи на околната среда. Намалената плътност на растението ще промени баланса между абсорбиращи повърхности, като листа, и отразяващи повърхности като скали и сгради. Това ще увеличи реверберацията и ще направи звуковата среда по-сурова. И можем да го заснемем, като правим многократни звукозаписи в изследователски обекти.
Слушане привечер на променящия се звуков пейзаж в Национален парк Джошуа Дърво. Гарт Пайн, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND) В настройки, при които звукът отзвучава за дълго време, като катедралата, може да стане уморително да се води разговор, тъй като ехото пречи. Увеличаването на реверберацията може да има подобен ефект в естествените условия. Местните видове биха могли да се борят да чуят призиви за чифтосване. Хищниците може да имат затруднения с откриването на плячка. Такива въздействия могат да стимулират преместването на населението, дори ако районът все още предлага изобилна храна и подслон. Накратко, звуковите свойства на околната среда са от решаващо значение за оцеляването.
Слушането също може да насърчи управлението. Използваме записите, които нашите доброволци произвеждат, за да създаваме музикални произведения, съставени, използвайки само звуците на околната среда, които се изпълняват в общностите, направили записите. Тези събития са прекрасен инструмент за мобилизиране на хората около въпроса за влиянието на изменението на климата.
Картиране на звукови и метеорологични характеристики
Аз също ръководя изследователски проект, наречен EcoSonic, който пита дали психоакустичните свойства на звука в околната среда корелират с метеорологичните условия. Ако го направят, искаме да знаем дали можем да използваме модели или редовни звукозаписи, за да прогнозираме дългосрочните въздействия на изменението на климата върху акустичните свойства на околната среда.
Тази работа рисува върху психоакустиката - точката, в която звукът среща мозъка. Психоакустика се прилага при изследвания за възприятие на речта, загуба на слуха и шум в ушите или звънене в ушите и в индустриалния дизайн. Досега обаче той не се прилага широко за доброто качество на околната среда.
Използваме психоакустичен анализ за оценка на качествени мерки за звука, като силата на звука, грапавостта и яркостта. Чрез измерване на броя на уникалните сигнали на конкретно място можем да създадем индекс на акустичното разнообразие за това място. След това използваме машинно обучение - тренираме машина, за да правим прогнози въз основа на минали данни - за моделиране на връзката между местните данни за времето и индекса на акустичното разнообразие.
Първоначалните ни тестове показват положителна, статистически значима връзка между акустичното разнообразие и облачното покритие, скоростта на вятъра и температурата, което означава, че с увеличаването на тези променливи, акустичното разнообразие също се развива. Откриваме и обратна, статистически значима връзка между акустичното разнообразие и точката на оросяване и видимостта: С увеличаването на тези фактори акустичното разнообразие намалява.
Предсказанията на EcoSonic за това как акустичните свойства на околната среда ще се променят с различията във времето, направени от записи, направени в резервата McDowell Sonoran. Синята линия е прогнози от нашия модел, а червената линия са действителни данни за този ден. (Гарт Пайн) Звукови фючърси: Изкуство, наука и общност
Качеството на звука е от решаващо значение за ежедневния ни опит в света и благосъстоянието ни. Изследванията в лабораторията по акустична екология се основават на изкуствата и се основават на усетен опит за присъствие, слушане, усещане на плътността на въздуха, яснота на звука и възприемане на вариации в поведението на животните.
Без изкуствата нямаше да задаваме тези перцептивни въпроси. Без наука не бихме имали сложни инструменти за извършване на този анализ и изграждане на прогнозни модели. И без съседни общности не бихме имали данни, местни наблюдения или исторически познания за моделите на промяна.
Всички хора имат способността да правят пауза, да слушат и разпознават многообразието и качеството на звука във всяко дадено пространство. Чрез по-активно слушане всеки от нас може да намери различна връзка със средата, която обитаваме.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Гарт Пайн, доцент по цифров звук и интерактивни медии, Аризонския държавен университет
