Bản đồ âm thanh là gì? Tại sao các nhà khoa học nghiên cứu các cuộc gọi Coyote trong các công viên quốc gia

Phiên điều trần của chúng tôi cho chúng ta biết về một chiếc xe đang đến từ phía sau, không nhìn thấy hoặc một con chim trong một khu rừng xa xôi. Mọi thứ rung động, và âm thanh đi qua và xung quanh chúng ta mọi lúc. Âm thanh là một dấu hiệu môi trường quan trọng.

Càng ngày chúng ta càng học được rằng con người và động vật không phải là những sinh vật duy nhất sử dụng âm thanh để giao tiếp. Cây và rừng cũng vậy. Các nhà máy phát hiện các rung động theo cách chọn lọc tần số, sử dụng cảm giác thính giác này để tìm nước bằng cách phát ra âm thanh và truyền đạt các mối đe dọa.

Chúng ta cũng biết rằng giao tiếp bằng lời nói rõ ràng là rất quan trọng, nhưng dễ bị suy giảm bởi các âm thanh không liên quan, hay còn gọi là tiếng ồn. Tiếng ồn không chỉ gây khó chịu: Nó còn đe dọa sức khỏe của chúng ta. Mức âm thanh trung bình của thành phố là 60 decibel đã được chứng minh là làm tăng huyết áp và nhịp tim và gây ra căng thẳng, với biên độ cao hơn kéo dài gây mất thính lực tích lũy. Nếu điều này đúng với con người, thì nó cũng có thể đúng với động vật và thậm chí cả thực vật.

Nghiên cứu bảo tồn nhấn mạnh vào tầm nhìn - nghĩ về vista truyền cảm hứng, hoặc loài hiếm gặp trên phim có bẫy máy ảnh - nhưng âm thanh cũng là một yếu tố quan trọng của hệ thống tự nhiên. Tôi học âm thanh kỹ thuật số và phương tiện truyền thông tương tác và phòng thí nghiệm sinh thái học âm thanh trực tiếp của Đại học bang Arizona. Chúng tôi sử dụng âm thanh để nâng cao nhận thức và quản lý môi trường, đồng thời cung cấp các công cụ quan trọng để xem xét sâu hơn âm thanh trong bảo tồn thiên nhiên, đô thị và thiết kế công nghiệp.

Âm thanh như một dấu hiệu của sự thay đổi môi trường

Âm thanh là một chỉ số mạnh mẽ về suy thoái môi trường và là một công cụ hiệu quả để phát triển các hệ sinh thái bền vững hơn. Chúng ta thường nghe thấy những thay đổi trong môi trường, chẳng hạn như sự thay đổi trong tiếng kêu của chim, trước khi chúng ta nhìn thấy chúng. Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hợp Quốc (UNESCO) gần đây đã thành lập một điều lệ âm thanh để thúc đẩy nhận thức về âm thanh như một dấu hiệu quan trọng trong sức khỏe môi trường và quy hoạch đô thị.

Tôi đã dành hàng thập kỷ để thực hiện các bản thu âm trong đó tôi tạo ra một thiết lập trước khi bình minh hoặc hoàng hôn, sau đó nằm trên mặt đất lắng nghe trong nhiều giờ không bị gián đoạn. Các dự án này đã dạy cho tôi cách mật độ của không khí thay đổi khi mặt trời mọc hoặc lặn, kết quả là hành vi của động vật thay đổi như thế nào và làm thế nào tất cả những điều này được liên kết phức tạp.

Ví dụ, âm thanh đi xa hơn thông qua vật liệu dày đặc hơn, chẳng hạn như không khí lạnh, hơn là qua không khí mùa hè ấm áp. Các yếu tố khác, chẳng hạn như thay đổi mật độ tán lá rừng từ mùa xuân sang mùa thu, cũng thay đổi một đặc điểm vang dội của trang web. Khám phá những phẩm chất này đã khiến tôi suy nghĩ về cách các biện pháp cảm nhận âm thanh cho thấy sự hiểu biết của chúng ta về sức khỏe môi trường, mở ra một góc độ điều tra mới xung quanh các đặc tính tâm lý của âm thanh môi trường.

Thay đổi môi trường âm thanh ảnh hưởng đến sự sống còn

Để thu hút cộng đồng khoa học và cộng đồng tham gia vào nghiên cứu này, Phòng thí nghiệm Sinh thái học Acoustic đã bắt đầu vào năm 2014 trong một dự án quy mô lớn, có nguồn gốc từ đám đông, dạy các kỹ năng nghe và kỹ thuật ghi âm cho các cộng đồng lân cận các công viên quốc gia và di tích quốc gia ở Tây Nam Hoa Kỳ. Sau khi hoàn thành một buổi nghe và ghi âm tại hiện trường, các thành viên cộng đồng tình nguyện ghi âm tại các địa điểm cố định trong công viên hàng tháng, xây dựng một bộ sưu tập lớn các âm thanh vừa là niềm vui để nghe và là nguồn dữ liệu phong phú để phân tích khoa học.

Hãy tưởng tượng sự thay đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến môi trường Chữ ký âm thanh. Giảm mật độ thực vật sẽ thay đổi sự cân bằng giữa các bề mặt hấp thụ, chẳng hạn như lá và bề mặt phản chiếu như đá và các tòa nhà. Điều này sẽ làm tăng tiếng vang và làm cho môi trường âm thanh khắc nghiệt hơn. Và chúng ta có thể nắm bắt nó bằng cách ghi lại âm thanh lặp đi lặp lại tại các địa điểm nghiên cứu.

Trong các thiết lập nơi âm thanh dội lại trong một thời gian dài, chẳng hạn như một nhà thờ, nó có thể trở nên mệt mỏi khi tiếp tục một cuộc trò chuyện khi tiếng vang gây trở ngại. Tăng tiếng vang có thể có tác động tương tự trong các thiết lập tự nhiên. Các loài bản địa có thể đấu tranh để nghe các cuộc gọi giao phối. Động vật ăn thịt có thể gặp khó khăn trong việc phát hiện con mồi. Những tác động như vậy có thể thúc đẩy dân cư di dời, ngay cả khi một khu vực vẫn cung cấp thực phẩm và nơi trú ẩn dồi dào. Nói tóm lại, tính chất âm của môi trường là rất quan trọng để tồn tại.

Lắng nghe cũng có thể thúc đẩy quản lý. Chúng tôi sử dụng các bản ghi âm mà các tình nguyện viên của chúng tôi tạo ra để tạo ra các tác phẩm âm nhạc, được sáng tác chỉ bằng âm thanh của môi trường, được thực hiện trong các cộng đồng đã tạo ra các bản ghi âm. Những sự kiện này là một công cụ tuyệt vời để huy động mọi người xung quanh vấn đề tác động của biến đổi khí hậu.

Bản đồ đặc điểm âm thanh và thời tiết

Tôi cũng lãnh đạo một dự án nghiên cứu có tên EcoSonic, hỏi xem các thuộc tính tâm lý của âm thanh môi trường có tương quan với điều kiện thời tiết hay không. Nếu họ làm như vậy, chúng tôi muốn biết liệu chúng tôi có thể sử dụng các mô hình hoặc bản ghi âm thông thường để dự đoán tác động lâu dài của biến đổi khí hậu đối với các tính chất âm của môi trường.

Tác phẩm này dựa trên âm thanh tâm lý - điểm mà âm thanh gặp não. Tâm lý học được áp dụng trong nghiên cứu về nhận thức lời nói, mất thính lực và ù tai, hoặc ù tai, và trong thiết kế công nghiệp. Tuy nhiên, cho đến nay, nó vẫn chưa được áp dụng rộng rãi cho chất lượng âm thanh môi trường.

Chúng tôi sử dụng phân tích tâm lý học để đánh giá các biện pháp định tính của âm thanh, chẳng hạn như độ to, độ nhám và độ sáng. Bằng cách đo số lượng tín hiệu duy nhất tại một vị trí cụ thể, chúng tôi có thể tạo ra Chỉ số đa dạng âm thanh cho địa điểm đó. Sau đó, chúng tôi sử dụng học máy - đào tạo một cỗ máy để đưa ra dự đoán dựa trên dữ liệu trong quá khứ - để mô hình hóa mối tương quan giữa dữ liệu thời tiết địa phương và Chỉ số đa dạng âm học.

Các thử nghiệm ban đầu của chúng tôi cho thấy mối quan hệ tích cực, có ý nghĩa thống kê giữa đa dạng âm thanh và độ che phủ của mây, tốc độ gió và nhiệt độ, có nghĩa là khi các biến này tăng lên, sự đa dạng âm thanh cũng vậy. Chúng tôi cũng đang tìm kiếm một mối quan hệ nghịch đảo, có ý nghĩa thống kê giữa đa dạng âm thanh và điểm sương và khả năng hiển thị: Khi các yếu tố này tăng lên, sự đa dạng âm thanh giảm.

Âm thanh tương lai: Nghệ thuật, Khoa học và Cộng đồng

Chất lượng âm thanh rất quan trọng đối với trải nghiệm hàng ngày của chúng ta về thế giới và hạnh phúc của chúng ta. Nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm sinh thái Acoustic được điều khiển từ nghệ thuật và dựa trên kinh nghiệm cảm nhận về sự hiện diện, lắng nghe, cảm nhận mật độ của không khí, nghe rõ âm thanh và nhận biết các biến đổi trong hành vi của động vật.

Không có nghệ thuật, chúng tôi sẽ không hỏi những câu hỏi nhận thức này. Không có khoa học, chúng tôi sẽ không có các công cụ tinh vi để thực hiện phân tích này và xây dựng các mô hình dự đoán. Và nếu không có các cộng đồng lân cận, chúng tôi sẽ không có dữ liệu, quan sát địa phương hoặc kiến ​​thức lịch sử về các mô hình thay đổi.

Tất cả con người có khả năng tạm dừng, lắng nghe và nhận ra sự đa dạng và chất lượng âm thanh trong bất kỳ không gian nào. Thông qua việc lắng nghe tích cực hơn, mỗi chúng ta có thể tìm thấy một kết nối khác nhau với môi trường chúng ta sinh sống.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers by Garth Paine. Đọc văn bản gôc ở đây.