Pendengaran kami memberitahu kami tentang kereta yang menghampiri dari belakang, tidak kelihatan, atau burung di hutan jauh. Segala-galanya bergetar, dan bunyi melewati dan mengelilingi kita sepanjang masa. Bunyi adalah penanda aras alam sekitar yang kritikal.
Semakin kita belajar bahawa manusia dan haiwan bukan satu-satunya organisme yang menggunakan suara untuk berkomunikasi. Begitu juga tumbuh-tumbuhan dan hutan. Tumbuhan mendeteksi getaran secara frekuensi-selektif, menggunakan rasa "pendengaran" ini untuk mencari air dengan menghantar emisi akustik dan untuk mengomunikasikan ancaman.
Kami juga tahu bahawa komunikasi lisan yang jelas adalah kritikal, tetapi mudah direndahkan oleh bunyi luaran, atau dikenali sebagai "kebisingan." Kebisingan lebih daripada merengsa: Ia juga mengancam kesihatan kita. Tahap bunyi bandar rata-rata sebanyak 60 decibel telah ditunjukkan untuk meningkatkan tekanan darah dan kadar denyutan jantung dan mendorong tekanan, dengan peningkatan amplitud yang lebih tinggi menyebabkan kehilangan pendengaran kumulatif. Sekiranya ini benar bagi manusia, maka ia juga boleh berlaku untuk haiwan dan juga tumbuhan.
Penyelidikan pemuliharaan meletakkan penekanan yang berat terhadap penglihatan - memikirkan vista inspirasi, atau spesies langka yang ditangkap di dalam filem dengan perangkap kamera - tetapi bunyi juga merupakan unsur penting dalam sistem semula jadi. Saya mengkaji bunyi dan media interaktif digital dan mengarahkan Makmal Akustik Akuatik Arizona State University. Kami menggunakan bunyi untuk memajukan kesedaran alam sekitar dan pengawasan, dan menyediakan alat kritikal untuk pertimbangan yang lebih mendalam dalam mengekalkan alam, reka bentuk bandar dan industri.
Bunyi sebagai tanda perubahan alam sekitar
Bunyi adalah penunjuk yang kuat terhadap degradasi alam sekitar dan alat yang berkesan untuk membangunkan ekosistem yang lebih mampan. Kita sering mendengar perubahan dalam persekitaran, seperti perubahan dalam panggilan burung, sebelum kita melihatnya. Pertubuhan Pendidikan, Saintifik dan Kebudayaan Pertubuhan Bangsa-bangsa Bersatu (UNESCO) baru-baru ini membentuk piagam suara untuk mempromosikan kesedaran bunyi sebagai penanda penting dalam kesihatan dan perancangan bandar.
Saya telah menghabiskan beberapa dekad membuat rakaman bidang di mana saya membuat persediaan sebelum subuh atau senja, kemudian berbaring di mendengar tanah untuk beberapa jam tanpa gangguan. Projek-projek ini telah mengajar saya bagaimana ketumpatan udara berubah apabila matahari terbit atau ditetapkan, bagaimana tingkah laku haiwan bergeser akibatnya, dan bagaimana semua perkara ini dikaitkan dengan rumit.
Sebagai contoh, perjalanan bunyi lebih jauh melalui bahan yang lebih padat, seperti udara sejuk, daripada melalui udara musim panas yang hangat. Faktor lain, seperti perubahan ketumpatan dedaunan hutan dari musim semi hingga musim gugur, juga mengubah ciri-ciri gemerlapan tapak. Meneroka sifat-sifat ini telah mendorong saya untuk berfikir tentang bagaimana ukuran persepsi bunyi memberitahu pemahaman kita terhadap kesihatan alam sekitar, membuka sudut penyelidikan baru di sekitar sifat psikoakustik bunyi alam sekitar.
Mengubah persekitaran bunyi memberi kesan kepada kelangsungan hidup
Untuk melibatkan komuniti awam dan saintifik dalam penyelidikan ini, Makmal Akustik Akustik memulakan tahun 2014 dengan teknik pengajaran bunyi dan teknik rakaman suara berskala besar yang bersumberkan orang ramai yang bersebelahan dengan taman negara dan monumen kebangsaan di barat daya Amerika Syarikat. Selepas melengkapkan bengkel rakaman dan mendengar lapangan, anggota komuniti sukar untuk merekodkan lokasi tetap di taman setiap bulan, membina koleksi besar penangkapan bunyi yang baik untuk mendengar dan sumber data yang kaya untuk analisis saintifik.
Bayangkan bagaimana perubahan iklim boleh menjejaskan tandatangan sonik persekitaran. Ketumpatan tumbuhan dikurangkan akan mengubah keseimbangan antara permukaan penyerapan, seperti daun, dan permukaan reflektif seperti batu dan bangunan. Ini akan meningkatkan kekentalan dan membuat persekitaran yang lebih keras. Dan kita boleh menangkapnya dengan membuat rakaman bunyi berulang di tapak penyelidikan.
Mendengarkan pada waktu senja kepada perubahan bunyi di Taman Negara Joshua Tree. Garth Paine, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND) Dalam tetapan di mana bunyi berulang-ulang untuk masa yang lama, seperti katedral, ia boleh menjadi melelahkan untuk menjalankan perbualan sebagai gema mengganggu. Peningkatan gema boleh mempunyai kesan yang sama dalam tetapan semulajadi. Spesies asli boleh berjuang untuk mendengar panggilan kawin. Pemangsa boleh mengalami kesukaran mengesan mangsa. Impak sedemikian boleh memacu penduduk untuk berpindah, walaupun kawasan masih menawarkan makanan dan tempat berlindung. Singkatnya, sifat-sifat persekitaran sonik adalah penting untuk terus hidup.
Mendengar juga boleh menggalakkan pengawasan. Kami menggunakan rekod-rekod yang dihasilkan oleh sukarelawan kami untuk menghasilkan karya-karya muzik, yang terdiri hanya menggunakan bunyi persekitaran, yang dilakukan dalam komuniti yang membuat rakaman. Acara-acara ini adalah alat yang hebat untuk menggerakkan orang-orang di sekitar isu kesan perubahan iklim.
Pemetaan ciri bunyi dan cuaca
Saya juga mengetuai satu projek penyelidikan yang dipanggil EcoSonic, yang menanyakan sama ada sifat psychoacoustic bunyi persekitaran berkorelasi dengan keadaan cuaca. Sekiranya mereka melakukannya, kami ingin mengetahui sama ada kami boleh menggunakan model atau rakaman suara biasa untuk meramalkan kesan jangka panjang perubahan iklim terhadap sifat persekitaran akustik.
Kerja-kerja ini melibatkan psychoacoustics - titik di mana bunyi memenuhi otak. Psychoacoustics digunakan dalam penyelidikan mengenai persepsi ucapan, kehilangan pendengaran dan tinnitus, atau berdering di telinga, dan dalam reka bentuk perindustrian. Walau bagaimanapun, sehingga kini, ia tidak digunakan secara meluas untuk kualiti bunyi alam sekitar.
Kami menggunakan analisis psychoacoustic untuk menilai langkah-langkah kualitatif bunyi, seperti kekerasan, kekasaran dan kecerahan. Dengan mengukur jumlah isyarat unik di lokasi tertentu, kami boleh membuat Indeks Kepelbagaian Akustik untuk tempat itu. Kemudian kami menggunakan mesin pembelajaran - melatih mesin untuk membuat ramalan berdasarkan data masa lalu - untuk memodelkan korelasi antara data cuaca tempatan dan Indeks Kepelbagaian Akustik.
Ujian awal kami menunjukkan hubungan yang positif dan signifikan secara statistik antara kepelbagaian akustik dan perlindungan awan, kelajuan angin dan suhu, yang bermaksud bahawa apabila pembolehubah ini meningkat, kepelbagaian akustik juga berlaku. Kami juga mencari hubungan songsang, secara statistik yang signifikan antara kepelbagaian akustik dan titik penglihatan dan keterlihatan: Oleh kerana faktor ini meningkat, kepelbagaian akustik berkurangan.
Ramalan EcoSonic mengenai sifat akustik persekitaran akan berubah dengan variasi cuaca, yang dibuat daripada rakaman yang dilakukan di McDowell Sonoran Preserve. Garis biru adalah ramalan dari model kami dan garis merah adalah data sebenar untuk hari itu. (Garth Paine) Hadapan masa depan: Seni, sains dan komuniti
Kualiti bunyi adalah penting untuk pengalaman sehari-hari kita di dunia dan kesejahteraan kita. Penyelidikan di Makmal Akustik Akustik digerakkan dari seni dan berdasarkan pengalaman yang dirasakan hadir, mendengar, merasakan ketumpatan udara, mendengar kejelasan bunyi dan perceiving variations dalam tingkah laku haiwan.
Tanpa seni, kita tidak akan bertanya soalan persepsi ini. Tanpa sains kita tidak akan mempunyai alat yang canggih untuk menjalankan analisis ini dan membina model ramalan. Dan tanpa komuniti jiran kita tidak akan mempunyai data, pemerhatian tempatan atau pengetahuan sejarah mengenai pola perubahan.
Semua manusia mempunyai keupayaan untuk menjeda, mendengarkan dan mengenali kepelbagaian dan kualiti suara di mana-mana ruang yang diberikan. Melalui pendengaran yang lebih aktif, setiap kita dapat mencari sambungan yang berbeza dengan persekitaran yang kita tinggalkan.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Garth Paine, Profesor Madya Digital Bunyi dan Media Interaktif, Arizona State University
