通过让它们看清楚自己要去的地方来防止致命的鸟类碰撞
约翰·斯瓦德尔相信,只要让鸟类抬起头来,他就能拯救很多鸟类。
鸟类飞进建筑物的一个原因是它们没有看向它们要去的地方。它们真的不能,因为它们不是那样建造的。
斯瓦德说,首先,大多数鸟类的眼睛都长在头骨两侧。这种解剖结构使鸟类的视野比眼睛朝前的物种(如人类)更宽,并有助于鸟类避免捕食。但代价是鸟类没有我们的双眼重叠程度,这一特征赋予了人类优越的深度感知能力。
威廉与玛丽学院生物系教授斯瓦德勒说,情况更糟:在长途飞行中,大多数鸟类可能都是盲目飞行。
他解释说:“鸟类把自己放在一个身体位置,以优化飞行和减少阻力。”“为了尽可能快地飞行,同时消耗最少的能量,它们的水平身体位置意味着它们的视野向地面倾斜。这导致一只飞鸟在飞行时基本上是向下看,向侧面看,而不是正面看。”
将这些鸟类解剖学的事实与旋转的风力涡轮机或在飞行路线中间若隐若现的玻璃外墙建筑混合在一起,不可避免的结果是大量的鸟类死亡。
斯瓦德说:“据估计,每年有10亿只鸟死于撞击高大的人造物体。”“对某些人群来说,这是非常大的风险。”
他解释说,鸟类撞击死亡对全球保护的影响还没有定论。“无论如何,大量鸟类在迁徙过程中死亡,”他说,但人们担心对濒危和受威胁种群的影响。
Swaddle说,几乎所有会飞的动物都是脆弱的——从鹰到蜂鸟,从时速60英里的雨燕到时速10英里的鹬。
这就是声学灯塔可以提供帮助的地方。这是襁褓的名字,指的是一种正在开发的技术,它会发出声音警报,提醒鸟儿们需要关闭巡航控制系统,向前看。
Swaddle解释说,巡航鸣禽的向下焦点就像有人一边开车一边发短信。“声学灯塔”的想法是给分心的司机发出相当于喇叭的声音,警告他们即将发生正面碰撞。
声学灯塔的概念证明在Swaddle和合著者Nicole M. Ingrassia ms ' 16最近发表在《综合与比较生物学》杂志上的一篇论文中得到了证明。Swaddle和Ingrassia研究了斑马雀,这是一种常见的佳博体育饲养的鸣禽的替代品。
他们建立了自己的人工“飞行通道”,训练雀类在走廊上上下飞行。一旦这些鸟习惯了在走廊上飞行,襁褓和英格拉西就引入了一个几乎看不见的雾网作为视觉挑战。
然后,斯瓦德解释说,他们随机引入一个声音柱——本质上是一个向上的扬声器,放在雾网的前面。这些鸟的反应是用高速视频追踪的。
斯瓦德尔说:“我们想看看这个声音对发短信的司机来说是否像喇叭一样。”“它能吸引鸟的视觉注意力吗?”这会改变他们的飞行方式吗?它能降低它们与雾网相撞的风险吗?”
对视频的回顾显示,大部分飞过声柱的鸟确实减慢了它们的飞行速度——超过一半。有些鸟在收到警报后能够完全避开雾网。
斯瓦德尔说:“所以它似乎确实在一些初级阶段起作用。”“这降低了鸟类的飞行速度。”
他指出,由于飞行走廊的规模,扬声器必须放置在离雾网相当近的地方——半米。
斯瓦德尔解释说:“如果你想把这个应用到建筑物或风力涡轮机上,那种自由飞行的情况下,你可以把声场投射到前方50米或100米的地方。”“所以当一只鸟进入那个区域时,它会得到足够的警告。”
在高层建筑上完全实现的声学灯塔概念的应用将由战略性放置的聚焦光束扬声器组成。Swaddle说,声音与“目标”的距离会根据环境和危险鸟类的类型而有所不同。声音将对准候鸟飞行的方向,并投射到巡航高度。
“它将被安装在许多层楼高的地方。地面上的人什么也听不到,”斯瓦德说。“大楼内的人将被关在双层玻璃窗后面,声音将被投射到远离他们的地方。他们什么也听不见。”
斯瓦德说,只要在鸟类的听觉范围内,声音本身并不重要。他考虑的是6-12千赫兹的声音,这是鸟类可听范围的高端。
他解释说:“它必须非常显眼,对鸟来说有点新奇。”而提醒发短信的司机按喇叭也是一个糟糕的选择。“它不能与风或交通噪音混合在一起。”
他补充说,即使一只鸟不能完全避免碰撞,它也可以通过降低飞行速度来避免死亡、受伤甚至昏迷。一个明显的好处是,从纯粹的物理上讲,以较低的空速撞击固体物体,但Swaddle解释说,减速的行为使鸟类处于一种增加反弹和飞走几率的姿势。
“我们发现警觉的鸟儿会猛踩刹车,”他说。“当它们飞行时,它们是相当水平的。但当它们猛踩刹车时,它们会把身体向下倾斜,把尾巴绕起来。想象一只鸟着陆:就是那种姿势。”
这种踩刹车的姿势意味着碰撞不太可能是头朝前,因为鸟的羽毛填充的胸部承受了大部分的冲击。
斯瓦德尔解释说:“如果一只鸟的头骨直接撞击,那将是破坏性的,甚至可能是致命的。”“如果一只鸟以更垂直的方向撞击,它更有可能反弹并幸存下来。”
Swaddle认为,声学灯塔可以帮助缓解对风力涡轮机造成的严重鸟类死亡的环境担忧。他举了金雕和秃鹰的例子。
他说:“曾经发生过这样的情况,一只老鹰撞到了风力涡轮机,相关的处罚导致风力发电场关闭了几个星期。”“能源公司必须支付巨额罚款。”
他还说,声学灯塔还减少了鸟类保护与经济发展之间的冲突。
“我们不会停止住在摩天大楼里,”他说。“我们不会停止使用电力,所以我们需要找到更可持续地与野生动物共处的方法。”