Was ist eine Soundkarte? Warum Wissenschaftler Coyote Calls in Nationalparks studieren

Unsere Anhörung erzählt uns von einem Auto, das sich unsichtbar von hinten nähert, oder einem Vogel in einem fernen Wald. Alles vibriert und der Klang durchdringt uns die ganze Zeit. Sound ist ein wichtiger Umweltfaktor.

Zunehmend lernen wir, dass Menschen und Tiere nicht die einzigen Organismen sind, die den Ton zur Kommunikation nutzen. Pflanzen und Wälder auch. Pflanzen erkennen Schwingungen frequenzselektiv und nutzen diesen „Gehörsinn“, um Wasser durch Aussenden akustischer Emissionen zu finden und um Bedrohungen zu kommunizieren.

Wir wissen auch, dass eine klare verbale Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist, jedoch leicht durch Fremdgeräusche, auch als „Lärm“ bezeichnet, verschlechtert wird. Lärm ist mehr als nur ein Ärger: Er gefährdet auch unsere Gesundheit. Ein durchschnittlicher Stadtgeräuschpegel von 60 Dezibel erhöht nachweislich den Blutdruck und die Herzfrequenz und führt zu Stress, wobei anhaltend höhere Amplituden zu einem kumulativen Hörverlust führen. Wenn dies für den Menschen zutrifft, könnte dies auch für Tiere und sogar Pflanzen gelten.

Naturschutzforschung legt großen Wert auf die Sicht - denken Sie an die inspirierende Aussicht oder die seltenen Arten, die mit Kamerafallen im Film gefangen werden -, aber der Ton ist auch ein kritischer Bestandteil natürlicher Systeme. Ich studiere digitalen Klang und interaktive Medien und leite gemeinsam das Acoustic Ecology Lab der Arizona State University. Wir nutzen Klang, um Umweltbewusstsein und Umweltbewusstsein zu fördern, und bieten wichtige Instrumente für eine tiefere Betrachtung von Klang in Naturschutzgebieten, im Stadt- und Industriedesign.

Ton als Zeichen der Umweltveränderung

Schall ist ein starker Indikator für Umweltzerstörung und ein wirksames Instrument zur Entwicklung nachhaltigerer Ökosysteme. Wir hören oft Veränderungen in der Umgebung, z. B. Verschiebungen bei Vogelrufen, bevor wir sie sehen. Die Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO) hat vor kurzem eine solide Charta gegründet, um das Bewusstsein für den Klang als entscheidenden Faktor für Umweltgesundheit und Stadtplanung zu fördern.

Ich habe jahrzehntelang Feldaufnahmen gemacht, in denen ich vor Morgengrauen oder Abenddämmerung ein Setup erstelle, dann am Boden liege und mehrere Stunden ununterbrochen lausche. Diese Projekte haben mir gezeigt, wie sich die Dichte der Luft ändert, wenn die Sonne auf- oder untergeht, wie sich das Verhalten der Tiere verändert und wie all diese Dinge eng miteinander verknüpft sind.

Zum Beispiel wandert Schall weiter durch dichteres Material wie kalte Luft als durch warme Sommerluft. Andere Faktoren, z. B. Änderungen der Laubdichte eines Waldes von Frühling bis Herbst, beeinflussen auch die Nachhallcharakteristika eines Standortes. Die Untersuchung dieser Qualitäten hat mich dazu veranlasst, darüber nachzudenken, wie wahrnehmungsbezogene Schallmessungen unser Verständnis von Umweltgesundheit beeinflussen und einen neuen Blickwinkel auf die psychoakustischen Eigenschaften von Umweltgeräuschen eröffnen.

Ändern der Klangumgebung beeinflusst das Überleben

Um die Öffentlichkeit und die Wissenschaftsgemeinschaften in diese Forschung einzubinden, startete das Acoustic Ecology Lab im Jahr 2014 ein groß angelegtes, auf Crowd-Sourcing basierendes Projekt, in dem Gemeinden, die an Nationalparks und Nationalmonumenten im Südwesten der USA angrenzen, Hörfähigkeiten und Tonaufnahmetechniken vermittelt wurden. Nach Abschluss eines Workshops zu Hör- und Feldaufnahmen nehmen die Mitglieder der Community jeden Monat freiwillig an festen Orten in den Parks auf. Sie erstellen eine große Sammlung von Tonaufnahmen, die sowohl eine Freude bereitet als auch eine reichhaltige Datenquelle für wissenschaftliche Analysen.

Stellen Sie sich vor, wie der Klimawandel die akustischen Signaturen der Umgebung beeinflussen könnte. Eine reduzierte Pflanzendichte verändert das Gleichgewicht zwischen absorbierenden Oberflächen wie Blättern und reflektierenden Oberflächen wie Felsen und Gebäuden. Dies erhöht den Nachhall und macht die Klangumgebung härter. Und wir können es durch wiederholte Tonaufnahmen an Forschungsstandorten festhalten.

In Umgebungen, in denen der Klang lange Zeit nachhallt, wie z. B. einer Kathedrale, kann es anstrengend sein, ein Gespräch zu führen, da Echos stören. Die Erhöhung des Nachhalls könnte in natürlichen Umgebungen einen ähnlichen Effekt haben. Einheimische Arten könnten Schwierigkeiten haben, Paarungsrufe zu hören. Raubtiere könnten Schwierigkeiten haben, Beute zu erkennen. Solche Auswirkungen könnten die Bevölkerung dazu veranlassen, umzusiedeln, selbst wenn ein Gebiet noch reichlich Nahrung und Unterkunft bietet. Kurz gesagt, die akustischen Eigenschaften von Umgebungen sind für das Überleben von entscheidender Bedeutung.

Zuhören kann auch die Führung fördern. Wir verwenden die Aufnahmen, die unsere Freiwilligen produzieren, um musikalische Werke zu schaffen, die ausschließlich aus den Umgebungsgeräuschen bestehen und in den Gemeinden aufgeführt werden, in denen die Aufnahmen gemacht wurden. Diese Veranstaltungen sind ein wunderbares Instrument, um Menschen für die Auswirkungen des Klimawandels zu mobilisieren.

Zuordnung von Sound- und Wettereigenschaften

Ich leite auch ein Forschungsprojekt namens EcoSonic, in dem gefragt wird, ob psychoakustische Eigenschaften des Umgebungsgeräusches mit den Wetterbedingungen korrelieren. Wenn dies der Fall ist, möchten wir wissen, ob wir Modelle oder regelmäßige Tonaufnahmen verwenden können, um langfristige Auswirkungen des Klimawandels auf die akustischen Eigenschaften von Umgebungen vorherzusagen.

Diese Arbeit bezieht sich auf die Psychoakustik - den Punkt, an dem Schall auf das Gehirn trifft. Die Psychoakustik wird in der Forschung zur Sprachwahrnehmung, zum Hörverlust und zum Tinnitus oder zum Klingeln in den Ohren und im Industriedesign angewendet. Bisher wurde es jedoch nicht allgemein für die Klangqualität der Umgebung angewendet.

Wir verwenden die psychoakustische Analyse, um qualitative Schallmessungen wie Lautstärke, Rauheit und Helligkeit zu beurteilen. Durch Messen der Anzahl eindeutiger Signale an einem bestimmten Ort können wir einen Acoustic Diversity Index für diesen Ort erstellen. Dann verwenden wir maschinelles Lernen - eine Maschine trainieren, um auf vergangenen Daten basierende Vorhersagen zu treffen -, um die Korrelation zwischen lokalen Wetterdaten und dem Acoustic Diversity Index zu modellieren.

Unsere ersten Tests zeigen einen positiven, statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der akustischen Diversität und der Wolkenbedeckung, der Windgeschwindigkeit und der Temperatur. Dies bedeutet, dass mit zunehmender Größe dieser Variablen auch die akustische Diversität gilt. Wir finden auch eine inverse, statistisch signifikante Beziehung zwischen akustischer Diversität und Taupunkt und Sichtbarkeit: Wenn diese Faktoren zunehmen, nimmt die akustische Diversität ab.

Sounding Futures: Kunst, Wissenschaft und Gemeinschaft

Die Klangqualität ist entscheidend für unser tägliches Erleben der Welt und unser Wohlbefinden. Die Forschung im Acoustic Ecology Lab basiert auf den Künsten und basiert auf der wahrgenommenen Erfahrung des Vorhandenseins, des Zuhörens, des Fühlens der Luftdichte, der Klarheit des Klangs und der Wahrnehmung von Veränderungen im Verhalten von Tieren.

Ohne die Künste würden wir diese perzeptuellen Fragen nicht stellen. Ohne Wissenschaft hätten wir keine ausgeklügelten Werkzeuge, um diese Analyse durchzuführen und Vorhersagemodelle zu entwickeln. Und ohne Nachbargemeinschaften hätten wir keine Daten, keine lokalen Beobachtungen oder historisches Wissen über Veränderungsmuster.

Alle Menschen haben die Fähigkeit zu pausieren, zuzuhören und die Klangvielfalt und -qualität in einem bestimmten Raum zu erkennen. Durch aktiveres Zuhören kann jeder von uns eine andere Verbindung zu den Umgebungen finden, in denen wir leben.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Garth Paine veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.