Home » Наблюдение за звуками природы: как цветные спектрограммы определяют виды

Наблюдение за звуками природы: как цветные спектрограммы определяют виды

Послушайте утренний хор с ранчо Мунгвези в национальном парке Гонаречжоу в Зимбабве. Записывайте в уме звуки, которые вы слышите, и то, какие чувства они у вас вызывают.

Исследователи звукового ландшафта используют спектрограммы для визуальной идентификации видов и сканирования многочасовых аудиоданных. Используя машинное обучение и нейронные сети, они выбирают определенные звуковые сигналы от животных и их окружения, которые дают представление о здоровье этой экосистемы. Таким образом, ученые могут отслеживать биоразнообразие и отвечать на более конкретные вопросы о поведении видов.

«Если вы посмотрите на спектрограмму здоровой экосистемы, полной большого биоразнообразия, вы увидите, что эта спектрограмма довольно полна различных звуков от разных видов», — сказала Рэйчел Бакстон, профессор Карлтонского университета, изучающая, как естественные звуки влияют на человека. здоровье.

Национальный парк Гонаречжоу, Зимбабве

Здесь птицы, насекомые и летучие мыши встречают новый день. Нечеткие горизонтальные красные полосы в нижней части изображения представляют собой гул насекомых, а восходящие тонкие красные столбы сразу под полосами показывают крики птиц, в том числе птичьего франколина и батиса на подбородке, изображенных ниже.

Было доказано, что простое прослушивание естественных звуков снижает уровень смертности и стресса, улучшает психическое здоровье, когнитивные способности и даже исходы родов. Несмотря на то, что крики некоторых птиц превышают 70 децибел — это громкость пылесоса, утренний хор — это успокаивающий, а не раздражающий звук.

«Мы развивались как вид в среде, полной различных природных звуков», — сказал Бакстон. Таким образом, «среда, наполненная естественными звуками, является довольно хорошим показателем безопасной среды».

Спектрограммы представляют собой изображение частот во времени и передают громкость звука. Они создаются путем подачи аудиосигнала на преобразование Фурье, математическую модель для перевода звуков в другой формат.

Read more:  «Я бы беспокоился за британский народ»: Райан о Сунаке, перенося дату запрета на продажу новых бензиновых автомобилей - TheJournal.ie

Интенсивные линии обозначают громкие моменты, мягкие размытые участки — тихое гудение, а стопка полосок, уходящих вверх, может представлять жужжание лося или вой койота. Добавление цветов — как мы сделали в спектрограммах, включенных в эту статью — помогает различать звуки в изображении.

В утреннем припеве «вы увидите много цветов, много звуков с более высоким децибелом», — сказал Бакстон.

“Некоторый [birdsongs] может быть, что-то вроде быстрого вызова, — сказала Бакстон, водя пальцем вниз, имитируя запятую в воздухе. «Летние цикады более жужжащие, — продолжила она, — поэтому они будут распространяться по всему верхнему частотному диапазону».

Национальный заповедник дикой природы реки Тензас, Луизиана

Крики лягушек заполняют ухабистые, похожие на облака нижние полосы. На изображении доминируют шумы насекомых и амфибий, но крошечные тонкие восходящие и нисходящие линии светло-голубого цвета в нижней части изображения показывают уханье полосатой совы.

Заповедник Смит-Оукс, Техас

Это звуковой пейзаж болотных птиц в Техасе. Поросячие крики неотропных бакланов представлены синей лентой, похожей на наждачную бумагу, внизу. Светло-голубые наклонные полосы внизу слева и внизу посередине, возвышающиеся над криками бакланов, изображают крики большехвостого гракла.

В обзорном документе 2021 года Бакстон обнаружил, что пение птиц лучше всего снимает стресс у участников-людей, в то время как звуки воды оказывают наибольшее положительное влияние на нашу нервную систему.

Одна из причин полезности звуков воды может заключаться в том, что они маскируют другие, более резкие раздражители.

Звуки воды имеют более громкую рябь с пиком на более низких частотах, а более тихие потоки воды мягко объединяются через частоты, заглушая и часто маскируя другие звуки. Спектральные изображения воды подтверждают это с помощью цветовых пятен в стиле Ротко — никаких зубчатых пиков или сильно размытых линий, а скорее успокаивающий холст.

Национальный парк Глейшер, Монтана

Цветная стена, похожая на сетку, раскрывает звуки ручья с ледниковым питанием в Национальном парке Глейшер. Маленькие светло-красные черточки внизу — это брызги и пузырьки.

Read more:  5 штатов, где борьба за аборты, скорее всего, развернется в ближайшее время

Идея о том, что естественные звуки приносят пользу нашему здоровью, восходит к Средневековью, когда в больницах были оборудованы оздоровительные сады, чтобы помочь пациентам выздороветь. Сегодня ученые ссылаются на гипотезу биофилии, согласно которой нас — как следует из названия — тянет к природе через глубоко развитое влечение к благоприятным ландшафтам.

Исследователи задокументировали многочисленные преимущества природы для здоровья и ее способность рефлекторно помогать людям расслабляться. Наука утверждает, что пребывание на природе может восстановить наше внимание или уменьшить стресс в течение нескольких минут.

«Я всегда стараюсь побудить людей просто выйти на улицу и просто испытать настоящее», — сказал Бакстон.

«Знаете, природа действительно лучшее лекарство», — сказала она. «Дело не только в том, чтобы слышать природу. Это также обо всех других чувствах, которые сопровождают пребывание на природе».

Национальный парк Роки-Маунтин, Колорадо

Зубчатые восходящие косые черты в нижней части этого изображения представляют койотов, повышающих и понижающих высоту своего воя. Крики птиц выглядят как тонкие яркие перья, торчащие из сигналов койота.

Джейкоб Джоб — исследователь звукового ландшафта, биолог-эволюционист и заместитель директора проекта Bird Genoscape Project. Большинство записей, которые вы слышали и видели здесь, принадлежат ему. Джоб иногда устанавливает несколько точек для записи, надевает камуфляж, защищающий от запахов, и исчезает на природе.

«Единственный раз, когда я действительно осознан, в данный момент, не думая об остальном мире, — это такие моменты», — сказал Джоб. «И так это как свобода. я на природе. Я с этим».

Большая часть звукозаписывающей работы Джоба заключается в простом поиске мест, где нет шумового загрязнения или людей. — Это почти невозможно, — сказал Джоб.

Read more:  Двое мужчин арестованы после стрельбы в Роттердаме | Внутренние рейсы - Telegraaf.nl

Исследователи обнаружили, что животные адаптируются, переключая свои крики, чтобы их услышали выше искусственного шума.

Национальный парк Роки-Маунтин, Колорадо

Густое пятно в самом низу показывает звук проезжающей машины. Низкочастотный дорожный шум затуманивает нижний диапазон птичьих криков. Краснокрылый дрозд, кажется, реагирует на шум машины, издавая крик — см. толстое красное вертикальное пятно примерно на три четверти пути поперек изображения — охватывающее множество частот.

Служба национальных парков экспериментировала с сообщениями посетителям парков о шуме. Например, знаки у входа в Соборную рощу в Национальном памятнике Мьюир Вудс в Калифорнии напоминают посетителям, что они находятся в «тихой зоне». Знаки снизили уровень звука почти на три децибела.

Такое мягкое руководство, как сказал Иов, посылает хороший сигнал.

«Вы не указываете людям, как себя вести, — сказал он, — но возлагаете на них ответственность за свои действия и даете им возможность узнать о других способах взаимодействия, которые могут быть более значимыми и полезными».

Исследователи говорят, что защита естественных звуков имеет значение для здоровья человека — и для здоровья всех существ в аудиоклипах выше, а также для планеты в целом. Спектрограммы предлагают способ понять и продвигать это сообщение.

«Мы шумная культура по сложным и многочисленным причинам», — сказал Джоб. «И до тех пор, пока мы не начнем видеть некоторые изменения в основных причинах этого, я не знаю, сможем ли мы справиться с некоторыми из более тонких и важных вещей, связанных с сохранением и защитой нашего доступа к чистому воздуху, воде, местам для выращивания здоровой пищи и воссоздавать и восстанавливаться в ».

Об этой истории

Спектрограммы Бишопа Сэнда. Все аудио, кроме Гонаречжоу и Ледника, были записаны Джейкобом Джобом. Звук Гонаречжоу Берни Краузе. Звук ледника от Sand. Цвета спектрограмм были выбраны в художественных целях и для лучшей визуализации качества звука в каждом изображении.

Дизайн и разработка Garland Potts. Художественное руководство и дополнительный дизайн Элизабет фон Эсен.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.