Nasz słuch mówi nam o samochodzie zbliżającym się od tyłu, niewidzialnym lub ptaka w odległym lesie. Wszystko wibruje, a dźwięk cały czas przechodzi przez nas i wokół nas. Dźwięk ma kluczowe znaczenie dla środowiska.
Coraz częściej dowiadujemy się, że ludzie i zwierzęta nie są jedynymi organizmami, które wykorzystują dźwięk do komunikacji. Podobnie rośliny i lasy. Rośliny wykrywają wibracje w sposób selektywny częstotliwościowo, wykorzystując ten zmysł „słyszenia”, aby znaleźć wodę, wysyłając emisje akustyczne i komunikując zagrożenia.
Wiemy również, że wyraźna komunikacja werbalna ma kluczowe znaczenie, ale łatwo ją degradują zewnętrzne dźwięki, znane również jako „hałas”. Hałas jest czymś więcej niż drażniącym: zagraża również naszemu zdrowiu. Wykazano, że średni poziom hałasu w mieście wynoszący 60 decybeli zwiększa ciśnienie krwi i częstość akcji serca oraz wywołuje stres, przy utrzymaniu wyższych amplitud powodujących skumulowany ubytek słuchu. Jeśli dotyczy to ludzi, może to dotyczyć także zwierząt, a nawet roślin.
Badania konserwatorskie kładą duży nacisk na wzrok - pomyśl o inspirujących widokach lub rzadkich gatunkach złapanych w film za pomocą pułapek na kamery - ale dźwięk jest również kluczowym elementem naturalnych systemów. Studiuję dźwięk cyfrowy i media interaktywne oraz współreżyserię Acoustic Ecology Lab w Arizona State University. Używamy dźwięku, aby podnosić świadomość ekologiczną i zarządzanie, a także zapewniamy narzędzia o kluczowym znaczeniu dla głębszego rozważenia dźwięku w ochronie przyrody, projektowaniu urbanistycznym i przemysłowym.
Dźwięk jako znak zmian środowiskowych
Dźwięk jest silnym wskaźnikiem degradacji środowiska i skutecznym narzędziem do rozwijania bardziej zrównoważonych ekosystemów. Często słyszymy zmiany w otoczeniu, takie jak zmiany w wezwaniach ptaków, zanim je zobaczymy. Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Oświaty, Nauki i Kultury (UNESCO) opracowała niedawno solidną kartę promującą świadomość dźwięku jako kluczowego elementu w zakresie zdrowia środowiskowego i planowania urbanistycznego.
Spędziłem dekady, nagrywając w terenie, w których tworzę scenograf przed świtem lub zmroku, a potem leżę na ziemi i słucham przez kilka nieprzerwanych godzin. Te projekty nauczyły mnie, jak gęstość powietrza zmienia się wraz ze wschodem lub zachodem słońca, jak zmienia się zachowanie zwierząt i jak wszystkie te rzeczy są ściśle powiązane.
Na przykład dźwięk przemieszcza się dalej przez gęstszy materiał, taki jak zimne powietrze, niż przez ciepłe letnie powietrze. Inne czynniki, takie jak zmiany gęstości liści w lesie od wiosny do jesieni, również zmieniają charakterystykę pogłosu w danym miejscu. Badanie tych cech skłoniło mnie do zastanowienia się, w jaki sposób percepcyjne miary dźwięku kształtują nasze rozumienie zdrowia środowiskowego, otwierając nowy kąt dociekania wokół psychoakustycznych właściwości dźwięku w otoczeniu.
Zmiana otoczenia dźwiękowego wpływa na przetrwanie
Aby zaangażować społeczeństwo i środowiska naukowe w te badania, Acoustic Ecology Lab rozpoczął w 2014 r. Zakrojony na szeroką skalę projekt pozyskiwany z tłumu, uczący umiejętności słuchania i technik nagrywania dźwięku społeczności sąsiadujących z parkami narodowymi i zabytkami narodowymi w południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych. Po ukończeniu warsztatów słuchania i nagrywania w terenie członkowie społeczności zgłaszają się co miesiąc na ochotnika do nagrywania w ustalonych lokalizacjach w parkach, tworząc dużą kolekcję nagrań dźwiękowych, które są zarówno radością ze słuchania, jak i bogatym źródłem danych do analiz naukowych.
Wyobraź sobie, jak zmiany klimatu mogą wpływać na sygnatury dźwiękowe środowiska. Zmniejszona gęstość roślin zmieni równowagę między chłonnymi powierzchniami, takimi jak liście, a powierzchniami odblaskowymi, takimi jak skały i budynki. Zwiększy to pogłos i sprawi, że otoczenie dźwiękowe będzie trudniejsze. Możemy to uchwycić, powtarzając nagrania dźwiękowe w ośrodkach badawczych.
Słuchanie o zmierzchu zmieniającego się pejzażu dźwiękowego w Parku Narodowym Joshua Tree. Garth Paine, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND) W ustawieniach, w których dźwięk rozbrzmiewa przez długi czas, takich jak katedra, prowadzenie męczącej rozmowy może być męczące. Zwiększenie pogłosu może mieć podobny efekt w naturalnych warunkach. Rodzime gatunki mogą mieć trudności z usłyszeniem wezwań do krycia. Drapieżniki mogą mieć trudności z wykryciem ofiary. Taki wpływ może skłonić populacje do przeniesienia się, nawet jeśli obszar nadal oferuje obfite jedzenie i schronienie. Krótko mówiąc, właściwości dźwiękowe środowisk są kluczowe dla przetrwania.
Słuchanie może również promować zarządzanie. Używamy nagrań, które produkują nasi wolontariusze, do tworzenia dzieł muzycznych, skomponowanych wyłącznie z dźwięków otoczenia, wykonywanych w społecznościach, które dokonały nagrań. Wydarzenia te są wspaniałym narzędziem do mobilizowania ludzi do rozwiązania problemu zmian klimatu.
Mapowanie charakterystyki dźwięku i pogody
Prowadzę również projekt badawczy o nazwie EcoSonic, w którym pyta się, czy psychoakustyczne właściwości dźwięku otoczenia są skorelowane z warunkami pogodowymi. Jeśli tak, to chcemy wiedzieć, czy możemy wykorzystać modele lub zwykłe nagrania dźwiękowe, aby przewidzieć długoterminowy wpływ zmian klimatu na właściwości akustyczne środowiska.
Praca opiera się na psychoakustyce - punkcie, w którym dźwięk styka się z mózgiem. Psychoakustyka jest stosowana w badaniach percepcji mowy, ubytku słuchu i szumu w uszach lub dzwonienia w uszach oraz w projektowaniu przemysłowym. Do tej pory jednak nie był szeroko stosowany do jakości dźwięku w otoczeniu.
Używamy analizy psychoakustycznej do oceny jakościowych miar dźwięku, takich jak głośność, szorstkość i jasność. Mierząc liczbę unikalnych sygnałów w określonej lokalizacji, możemy stworzyć Indeks różnorodności akustycznej dla tego miejsca. Następnie wykorzystujemy uczenie maszynowe - szkolenie maszyny do prognozowania na podstawie danych z przeszłości - do modelowania korelacji między lokalnymi danymi pogodowymi a indeksem różnorodności akustycznej.
Nasze wstępne testy wykazały pozytywny, statystycznie istotny związek między różnorodnością akustyczną a zachmurzeniem, prędkością wiatru i temperaturą, co oznacza, że wraz ze wzrostem tych zmiennych również różnorodność akustyczna. Odnajdujemy również odwrotny, statystycznie istotny związek między różnorodnością akustyczną a punktem rosy i widocznością: wraz ze wzrostem tych czynników różnorodność akustyczna maleje.
Prognozy EcoSonic dotyczące zmian właściwości akustycznych środowiska wraz ze zmianami pogody, wykonane na podstawie nagrań wykonanych w McDowell Sonoran Preserve. Niebieska linia to prognozy z naszego modelu, a czerwona linia to rzeczywiste dane na ten dzień. (Garth Paine) Brzmiące przyszłości: sztuka, nauka i społeczność
Jakość dźwięku ma kluczowe znaczenie dla naszego codziennego doświadczenia świata i naszego dobrego samopoczucia. Badania w Acoustic Ecology Lab opierają się na sztuce i opierają się na wyczuwalnym doświadczeniu obecności, słuchania, odczuwania gęstości powietrza, słyszenia czystości dźwięku i postrzegania różnic w zachowaniu zwierząt.
Bez sztuki nie zadowalibyśmy tych percepcyjnych pytań. Bez nauki nie mielibyśmy zaawansowanych narzędzi do przeprowadzenia tej analizy i zbudowania modeli predykcyjnych. Bez sąsiadujących społeczności nie mielibyśmy danych, lokalnych obserwacji ani wiedzy historycznej o wzorcach zmian.
Wszyscy ludzie mają zdolność zatrzymywania się, słuchania i rozpoznawania różnorodności i jakości dźwięku w dowolnej przestrzeni. Dzięki bardziej aktywnemu słuchaniu każdy z nas może znaleźć inne połączenie ze środowiskiem, w którym żyjemy.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Garth Paine, profesor nadzwyczajny Digital Sound and Interactive Media, Arizona State University
