自然の音を使って環境の変化を監視する| 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星

私たちの公聴会は、後ろから見えない車、遠くの森の鳥が近づいていることを教えてくれます。すべてが振動し、音は常に私たちの周りを通過します。音は重要な環境的重要な要素です。

音を使ってコミュニケーションをとるのは、人間と動物だけではないことをますます知っています。植物や森林もそうです。植物は、この「聴覚」感覚を使用して、周波数選択的に振動を検出し、音響放射を送信して水を見つけ、脅威を伝えます。

また、明確な言葉によるコミュニケーションが重要ですが、「ノイズ」とも呼ばれる外来音によって簡単に劣化することもわかっています。ノイズは刺激以上のものであり、健康を脅かすものでもあります。 60デシベルの平均都市音レベルは、血圧と心拍数を増加させ、ストレスを誘発し、持続的な高振幅により累積聴力損失を引き起こすことが示されています。これが人間に当てはまる場合、動物や植物にも当てはまる可能性があります。

保全の研究では、視覚に重点を置きます-感動的な景色や、カメラトラップで映画に出てくる珍しい種を考えてください-しかし、音は自然システムの重要な要素でもあります。デジタルサウンドとインタラクティブメディアを研究し、アリゾナ州立大学の音響エコロジーラボを共同指揮しています。私たちは、環境意識とスチュワードシップを向上させるために音を使用し、自然保護区、都市および工業デザインにおける音をより深く考慮するための重要なツールを提供します。

環境変化の兆候としての音

音は、環境劣化の強力な指標であり、より持続可能な生態系を開発するための効果的なツールです。鳥の鳴き声の変化など、環境の変化を目にする前によく耳にします。国連教育科学文化機関（ユネスコ）は最近、環境衛生と都市計画における重要な記号としての音の認識を促進するために健全な憲章を結成しました。

私は何十年もフィールドレコーディングを行い、夜明け前または夕暮れ前にセットアップを作成し、その後何時間も中断せずに地面に横たわって聞きました。これらのプロジェクトは、太陽が昇ったり沈んだりするときに空気の密度がどのように変化するか、その結果として動物の行動がどのように変化するか、そしてこれらすべてが複雑にリンクする方法を教えてくれました。

たとえば、音は暖かい夏の空気よりも冷たい空気などの密度の高い物質をさらに通過します。春から秋にかけての森林の葉の密度の変化などの他の要因も、サイトの残響特性を変化させます。これらの特性を調査することで、音の知覚的測定が環境の健康の理解にどのように役立つかを考えるようになり、環境音の心理音響特性に関する新たな角度からの探求が開かれました。

音環境の変化は生存に影響します

音響エコロジーラボは、この研究に公共および科学コミュニティを参加させるため、2014年に米国南西部の国立公園や国定記念物に隣接するコミュニティにリスニングスキルと録音技術を教える大規模なクラウドソースプロジェクトに着手しました。リスニングおよびフィールドレコーディングワークショップを完了した後、コミュニティのメンバーはボランティアで毎月公園内の固定された場所で録音し、聴ける喜びと科学分析のための豊富なデータソースの両方である大量のサウンドキャプチャを構築します。

気候変動が環境の音の特徴にどのように影響するか想像してみてください。植物の密度を下げると、葉などの吸収面と、岩や建物などの反射面との間のバランスが変わります。これにより、残響が増加し、サウンド環境がより過酷になります。そして、研究現場で繰り返し録音を行うことでそれをキャプチャできます。

ジョシュアツリー国立公園の変化するサウンドスケープを夕暮れ時に聞きます。ガースペイン、CC BY-ND（ガースペイン、CC BY-ND）

大聖堂など、音が長時間反響する設定では、エコーが干渉するため会話を続けるのが面倒になります。残響を増やすと、自然な設定でも同様の効果が得られます。在来種は、交配の呼び声を聞くのに苦労する可能性があります。捕食者は獲物を検出するのが難しい場合があります。そのような影響は、たとえある地域がまだ豊富な食料と避難所を提供しているとしても、人口の移転を促す可能性があります。要するに、環境の音響特性は生存に不可欠です。

リスニングはスチュワードシップを促進することもできます。私たちは、ボランティアが制作した録音を使用して、環境の音だけを使用して作曲された音楽作品を作成し、それは録音を行ったコミュニティで実行されます。これらのイベントは、気候変動の影響の問題について人々を動員するための素晴らしいツールです。

音と天気の特性のマッピング

また、環境音の音響心理学的特性が気象条件と相関するかどうかを尋ねるEcoSonicと呼ばれる研究プロジェクトを率いています。もしそうなら、気候変動が環境の音響特性に及ぼす長期的な影響を予測するために、モデルまたは通常の録音を使用できるかどうかを知りたいです。

この作品は、心理音響学、つまり音が脳と出会うポイントに基づいています。心理音響学は、音声認識、難聴、耳鳴り、または耳鳴り、および工業デザインの研究に適用されます。しかし、これまでは、環境音質に広く適用されていませんでした。

音響心理分析を使用して、音量、粗さ、明るさなどの音の定性的尺度を評価します。特定の場所で固有の信号の数を測定することにより、その場所の音響ダイバーシティインデックスを作成できます。次に、機械学習（機械を訓練して過去のデータに基づいて予測を行う）を使用して、地域の気象データと音響ダイバーシティインデックスの相関関係をモデル化します。

最初のテストでは、音響ダイバーシティと雲量、風速、気温との間に統計的に有意な正の関係が示されています。つまり、これらの変数が増加すると、音響ダイバーシティも同様になります。また、音響ダイバーシティと露点および可視性の間に、統計的に有意な逆の関係を見つけています。これらの要因が増加すると、音響ダイバーシティは減少します。