Аэроэкология - Aeroecology

Аэроэкология это дисциплина для изучения того, как переносимые по воздуху формы жизни используют и взаимодействуют с другими биотическими и абиотическими компонентами атмосферы.[1] [2] Аэросфера рассматривается как среда обитания [3] и то, как организмы реагируют на динамический аэрокосмический пейзаж и используют его преимущества, имеет отношение к экологии, эволюции и сохранению многих видов птиц, летучих мышей, насекомых и растений в мире.

Взаимодействия и свойства в аэросфера зона, наиболее близкая к поверхности Земли, оказывает избирательное давление, которое влияет на размер и форму организмов, их поведенческие, сенсорные, метаболические и дыхательные функции. В отличие от организмов, которые проводят всю свою жизнь на суше или в воде, организмы, использующие аэросферу, почти немедленно подвергаются изменению условий, таких как ветер, плотность воздуха, концентрация кислорода, осадки, температура воздуха, солнечный свет, поляризованный свет, лунный свет, а также геомагнитные и гравитационные силы.[4]

Аэроэкология опиралась на традиционные полевые экологические исследования, такие как прямое наблюдение или обнаружение летающих над головой организмов (например, наблюдение за луной, тепловизионные камеры или биоакустика ). Тем не менее, эта область значительно продвинулась за счет включения данных дистанционного зондирования, в частности доплеровского метеорологического радиолокатора или NEXRAD. В марте 2012 года в Национальном центре погоды в кампусе Университета Оклахомы в Нормане, штат Оклахома, США, был проведен международный междисциплинарный семинар по радиолокационной аэроэкологии.[5] Эксперты в области экологии и метеорологии обсудили, как различные радиолокационные технологии могут быть применены к аэроэкологическим вопросам. Исследовательские группы по аэроэкологии в Университете Оклахомы [6] и Университет штата Делавэр [7] продолжать продвигать разработку и интеграцию данных дистанционного зондирования для количественной оценки, оценки и отслеживания биологического использования нижней части аэросферы.

История

Аэроэкология - относительно новая область исследований. Впервые он был представлен как концепция Бостонский университет Исследователь Томас Кунц и другие. в статье, опубликованной в 2008 г., «Аэроэкология: исследование и моделирование аэросферы».[8]

Наблюдательная аэроэкология

В традиционном смысле аэроэкология ограничивается наблюдениями с земли за биологическими организмами, населяющими воздушное пространство наверху. Это может включать приповерхностное кормление или наблюдение за пролегающими мигрантами за луной с помощью наблюдателей, оснащенных оптикой. С появлением и внедрением таких технологий, как термографические камеры, морской радар, и NEXRAD Что касается аэроэкологических исследований, способность обнаруживать и отслеживать достаточно крупных животных в аэросфере произвела революцию.

Радиолокационная аэроэкология

Аэроэкологические исследования с использованием метеорологических радаров были впервые проведены доктором Сидни А. Готро во время его учебы в аспирантуре в Университет штата Луизиана а затем профессором в Университет Клемсона. Его первая работа с радиолокационными изображениями, созданными WSR-57 сеть много рассказала о прибытии и отбытии из Мексиканского залива Неотропический перелетные птицы.

Отражательная способность

Лучи радара будут отражаться от достаточно плотных объектов, таких как капли воды, фюзеляжи самолетов или летающих животных. В отражательная способность объекта будет зависеть от его поперечное сечение радара, который определяется размером, формой и составом материала объекта. Данные об отражательной способности метеорологических радаров представляют собой суммарную отражательную способность всех объектов в выбранном воздушном пространстве и, следовательно, являются обобщением количества дождя или, для аэроэкологических целей, численности животных в этом объеме воздуха. Аэроэкологи используют термин «биологическое рассеяние» для описания отражательной способности радара от биологических объектов.

Относительная скорость

Метеорологические радары способны обнаруживать Доплеровский сдвиг при возврате сигналов. Эта информация используется для экстраполяции среднего относительная скорость для всех объектов в выбранном воздушном пространстве. Аэроэкологи использовали эту информацию, чтобы различать объекты, дрейфующие с ветром (частицы, такие как пыль, семена или пыльца), от объектов, движущихся немного быстрее / под углом к ​​ветру (например, насекомых), и объектов, движущихся на расстояние не менее 5–6 м. / с быстрее, чем и / или движется против преобладающего направления ветра (например, птицы и летучие мыши).

Двухполюсный радар

Модернизация метеорологических радаров, позволяющая двойная поляризация луча радара обещает обеспечить лучшую характеристику и различение воздушных целей. Для аэроэкологии это обещает предоставить лучшую возможность отличать перелетных птиц от насекомых, погодных условий или взвешенных частиц. Соотношения горизонтальной и вертикальной отражательной способности луча и доплеровского сдвига также обладают большим потенциалом для измерения расхождений между ориентацией птиц относительно их реализованных траекторий движения, обеспечивая средства для оценки компенсации дрейфа среди перелетных птиц.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Science Daily Проверено 27 июня 2011 г.
  2. ^ Чилсон, Филип Б., Уинифред Ф. Фрик, Джеффри Ф. Келли и Феликс Лихти, ред. Аэроэкология. Берлин: Springer, 2017. https://www.springer.com/gp/book/9783319685748
  3. ^ Диль, Роберт Х. (2013). «Воздушное пространство - это среда обитания». Тенденции в экологии и эволюции. 28 (7): 377–379. Дои:10.1016 / j.tree.2013.02.015. PMID  23506968.
  4. ^ Центр экологии и природоохранной биологии Проверено 27 июня 2011 г.
  5. ^ Чилсон, ПБ; Мост, E; Фрик, ВФ; Чепмен, JW; Келли, Дж. Ф. (2012). «Радиолокационная аэроэкология: изучение перемещений воздушной фауны с помощью радиоволнового дистанционного зондирования». Biol Lett. 8 (5): 698–701. Дои:10.1098 / rsbl.2012.0384. ЧВК  3440989. PMID  22628093.
  6. ^ Радиолокационная аэроэкология в ОУ
  7. ^ Аэроэкология в Университете Делавэра
  8. ^ Kunz, T. H; Gauthreaux, S.A; Христов, Н. И; Хорн, Дж. В .; Джонс, Дж; Калко, Э. К. В; Ларкин, Р. П; McCracken, G.F; Swartz, S.M; Srygley, R. B; Дадли, Р. Вестбрук, Дж. К; Викельски, М (2007). «Аэроэкология: исследования и моделирование атмосферы». Интегративная и сравнительная биология. 48 (1): 1–11. Дои:10.1093 / icb / icn037. PMID  21669768.