มนุษย์ไม่ได้เป็นสโนว์เบิร์ดเพียงคนเดียวที่แห่กันไปที่ฟลอริดาในแต่ละปีสำหรับแสงแดด
ทุกฤดูใบไม้ร่วงนกหลายล้านตัวในอเมริกาเหนืออพยพไปทางทิศใต้เพื่อค้นหาสภาพอากาศที่อบอุ่นท้าทายลมแรงและนักล่าที่ถูกนำโดยดวงดาวและสนามแม่เหล็กของโลก
“ ในขณะที่เรานอนหลับมีนกจำนวนมากบินสายลับ” ไคล์ฮอร์ตันผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโดกล่าวซึ่งศึกษาการย้ายถิ่นของนกกล่าว
และยังมีมนุษย์เพียงไม่กี่คนที่ตระหนักถึงการย้ายถิ่นจำนวนมากเพียงเพราะเราไม่เห็นปรากฎว่าหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่นกเผชิญในการเดินทางของพวกเขาคือแสงที่เล็ดลอดออกมาจากบ้านและอาคารสำนักงานของเราในความเป็นจริงหนึ่งการศึกษาวิจัยร่วมเขียนโดยฮอร์ตันพบว่ารูปแบบการอพยพของนกมากถึง 1.1 ล้านนกถูกเปลี่ยนแปลงโดยการติดตั้งแสงที่อนุสรณ์และพิพิธภัณฑ์ 9/11 ในนิวยอร์กซิตี้บางการประมาณการแสดงให้เห็นว่าระหว่าง 100 ล้านถึง 1 พันล้านนกถูกฆ่าตายทุกปีจากการชนเข้ากับอาคาร
“ การมีนกบินไปหนึ่งพันกิโลเมตรเพื่อไปที่หน้าต่างนั้นค่อนข้างน่าเศร้า” ฮอร์ตันกล่าว“ การปิดไฟในเวลากลางคืนสามารถช่วยลดความน่าจะเป็นได้อย่างมาก”
แต่นั่นทำให้คำถาม: ผู้คนรู้ได้อย่างไรว่าเมื่อใดควรปิดไฟ?นกมีคำตอบ
การคาดการณ์สำหรับการย้ายถิ่นของนกตามข้อมูลเรดาร์
เป็นแกนหลักของ Birdcast อาศัยข้อมูลสภาพอากาศ 23 ปี (ตั้งแต่ปี 1995 ถึง 2017) จากระบบเรดาร์สภาพอากาศรุ่นต่อไป (NEXRAD)เพื่อทำนายว่านกจะถอดออกเมื่อใดผลที่ได้คือแผนที่ของสหรัฐอเมริกาที่ดูเหมือนสิ่งที่คุณอาจเห็นในช่องข่าวท้องถิ่นของคุณในช่วงสภาพอากาศยกเว้นมีการใช้สีที่แตกต่างกันเพื่อระบุว่านกบินอยู่ที่ไหนในคืนนั้นตัวอย่างเช่นสีเหลืองจะใช้เมื่อการจราจรของนกสูงมากเมื่อเทียบกับสีม่วงซึ่งแสดงถึงกิจกรรมต่ำ
การทำซ้ำครั้งแรกของ Birdcast ได้เปิดตัวในปี 1999“ รุ่งอรุณแห่งอินเทอร์เน็ต” Andrew Farnsworth ผู้ร่วมงานวิจัยอาวุโสในศูนย์การศึกษาประชากรนกที่ห้องปฏิบัติการคอร์เนลล์แห่งวิทยาวิทยาวิทยา-Farnsworth มีส่วนเกี่ยวข้องกับ Birdcast ตั้งแต่เริ่มต้นเมื่อโครงการได้รับทุนจากสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) เพื่อช่วยตรวจสอบว่าเกษตรกรควรเปลี่ยนระยะเวลาของการใช้สารกำจัดศัตรูพืชในช่วงฤดูการย้ายถิ่นของนกหรือไม่ก่อนหน้านี้ทีมใช้ฟลอปปี้ดิสก์ดาวน์โหลดข้อมูลเรดาร์ด้วยตนเองผ่านทางดาวเทียมและใช้ SimplesPreadsheet เพื่อทำการพยากรณ์“ ความคิดทั้งหมดของคลาวด์คอมพิวติ้งเป็นความฝันเชิงสำรวจ ณ จุดนั้น” Farnsworth กล่าว
ประมาณหนึ่งทศวรรษต่อมาทีมได้รับรางวัลจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติที่อนุญาตให้พวกเขาพัฒนา Birdcast ในสิ่งที่เป็นอยู่ทุกวันนี้: เครื่องมือทำนายการย้ายถิ่นของนกที่ทรงพลังทำให้เป็นไปได้โดย Big Data Analytics และการเรียนรู้ของเครื่อง
“ พื้นฐานของการคาดการณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเก็บข้อมูลขนาดใหญ่จากเรดาร์สภาพอากาศทั่วสหรัฐอเมริกา” เบนจามินแวนโดเรนผู้ร่วมงานหลังปริญญาเอกกล่าวCornell Lab of Ornithologyผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับ Birdcast ควบคู่ไปกับ Horton และ Farnsworth“ เรดาร์เหล่านี้กำลังส่งคานพลังงานออกไปสู่บรรยากาศ” Van Doren กล่าวและนอกเหนือจากการบันทึกเหตุการณ์สภาพอากาศเช่นฝนหิมะและลูกเห็บแล้วเรดาร์ยังสามารถใช้ในการบันทึกการเคลื่อนไหวของนกโดยพื้นฐานแล้วเป้าหมายของ Birdcast คือ“ การทำสิ่งที่ตรงกันข้ามกับสิ่งที่นักอุตุนิยมวิทยาทำ” - กรองเหตุการณ์สภาพอากาศจากภาพเรดาร์เพื่อให้การจราจรของนกเท่านั้นที่จะยังคงอยู่
ในการทำเช่นนั้นฮอร์ตันและแวนโดเรนร่วมมือกับและเชลดอนนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์แอมเฮิร์สต์เพื่อพัฒนา“ ตัวจําแนก” อัลกอริทึมการเรียนรู้อย่างลึกซึ้งซึ่งสามารถผ่านการฝึกอบรมเพื่อระบุและแยกการเร่งรัดออกจากภาพเรดาร์โดยอัตโนมัติด้วยเหตุนี้ภาพเรดาร์หลายล้านภาพจึงถูกคัดเลือกเพื่อแยกเหตุการณ์สภาพอากาศจากการเคลื่อนไหวของนกเช่นทีม Birdcast“ สามารถหาปริมาณเมื่อใดและที่ไหนที่นกอพยพในวันใดก็ได้ทุกเวลากลับไปจนถึงต้นยุค 90” Van Doren กล่าว
ปัจจัยสภาพอากาศใดที่สำคัญที่สุด?
เพื่อที่จะทำนายว่านกจะอพยพเมื่อใดนักวิจัย Birdcast จำเป็นต้องระบุว่าเหตุการณ์สภาพอากาศในอดีตที่ผ่านมาได้รับแจ้งการย้ายถิ่นและปัจจัยบางอย่างที่มีความสำคัญเช่นอุณหภูมิความดันอากาศลมและความชื้นหากสภาพอากาศคล้ายกันเกิดขึ้นในอนาคตนกน่าจะแสดงพฤติกรรมเดียวกัน
นักวิจัยใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ซชื่อxgboost- ซึ่งหมายถึงการเพิ่มระดับการไล่ระดับสีที่รุนแรง - เพื่อพัฒนาแบบจำลอง“ ขึ้นอยู่กับต้นไม้ที่แตกต่างกันไปมากมาย”Van Doren เปรียบกระบวนการกับต้นไม้ลำดับวงศ์ตระกูลของครอบครัว แต่สิ่งหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศที่แตกต่างกันแทนที่จะเป็นคน
Van Doren กล่าวว่าโมเดลฟังก์ชั่นโดยการถามคำถามหลายชุดเพื่อทำนาย“ มันเหมือนผังงานเป็นหลัก” เขากล่าวโดยสังเกตว่าแบบจำลองนั้นพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นทิศทางลมพัดและฝนตกหรือไม่
นักอุตุนิยมวิทยามีจำนวนมากที่ไม่ได้ทำให้ถูกต้อง แต่เราไม่ได้ยินเกี่ยวกับทุกครั้งที่พวกเขาทำถูกต้องซึ่งบ่อยครั้ง
- คีลฮอร์ตันผู้ช่วยศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด
“ มันซับซ้อนกว่านี้มาก แต่คุณก็เดินไปตามต้นไม้หลังจากที่คุณตอบคำถามทั้งหมด” เขากล่าว“ แบบจำลองกำลังทำสิ่งนี้อยู่เบื้องหลังอย่างรวดเร็ว”
จากปัจจัยทั้งหมดที่รวมเข้าด้วยกันนักวิจัยพบว่าอุณหภูมิสูงใกล้เคียงที่สุดกับแนวโน้มของนกที่จะโยกย้ายเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นนกมองว่าเป็นไฟเขียว: เวลาที่จะไป
เมื่อ Birders ดูเว็บไซต์ Birdcast เพื่อตรวจสอบเวลาการย้ายถิ่นพวกเขาจะเห็นแผนที่คาดการณ์การทำนายการย้ายถิ่นสามชั่วโมงหลังจากพระอาทิตย์ตกในท้องถิ่นข้อมูลจะได้รับการอัปเดตโดยอัตโนมัติทุก ๆ หกชั่วโมงในช่วงฤดูการโยกย้ายข้อเสียคือ Birdcast สามารถทำได้เช่นเดียวกับการพยากรณ์อากาศ แต่โชคดีที่ Forecasters ทำให้ถูกต้องบ่อยครั้ง
“ นักอุตุนิยมวิทยามีจำนวนมากที่ไม่ได้ทำให้ถูกต้อง แต่เราไม่ได้ยินเกี่ยวกับทุกครั้งที่พวกเขาทำถูกต้องซึ่งบ่อยครั้ง” ฮอร์ตันกล่าว
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีผลต่อการย้ายถิ่นของนกอย่างไร
การมีความสามารถในการคาดการณ์การย้ายถิ่นของนก - และดูการเคลื่อนไหวของนกแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับเรดาร์ - เป็นประโยชน์อย่างไม่น่าเชื่อในวันนี้เมื่อสภาพอากาศรุนแรงกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น
“ เป็นไปไม่ได้ที่จะหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเมื่อคิดเกี่ยวกับการย้ายถิ่นของนกหรือชีววิทยาส่วนใหญ่ในทุกวันนี้ไม่ว่าจะดีขึ้นหรือแย่ลง” Van Doren กล่าว“ เราเห็นการเปลี่ยนแปลงมากมายในช่วงเวลาของการย้ายถิ่น”
ตัวอย่างเช่น Van Doren กล่าวว่านกกำลังอพยพก่อนหน้านี้ในฤดูใบไม้ผลิเนื่องจากสภาพอากาศที่อบอุ่นBirdcast มีประโยชน์เพราะต้องอาศัยข้อมูลปีและปีเพื่อที่จะมองเห็นแนวโน้มคุณต้องมีมุมมองระยะยาวที่จะวาด
“ ความแตกต่างของเจ็ดวันหรือ 10 วันหรือน้อยกว่าที่สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในความสำเร็จของการอพยพและดังนั้นความสำเร็จของฤดูผสมพันธุ์นกและประชากร” Van Doren กล่าว“ การย้ายถิ่นของนกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นส่วนหนึ่งของปรากฏการณ์ที่ใหญ่ขึ้นว่านกและสัตว์ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมมากมายเหล่านี้ที่เราสังเกตเห็น”
การออกกฎหมายเป็นเป้าหมายสูงสุด
หลายสิบเมืองในสหรัฐอเมริกามีอยู่แล้วเหตุการณ์“ ไฟดับ”เพื่อสร้างความตระหนักถึงความจำเป็นในการปิดไฟอาคารรัฐและเทศบาลเช่นเมืองนิวยอร์กกำลังผ่านการออกกฎหมายเพื่อให้อาคารคล้อยตามนกมากขึ้นโดยการสร้างภายนอกในลักษณะที่ทำให้พวกเขาสามารถระบุตัวตนได้มากขึ้น
“ เราหวังว่าการวิจัยที่เราจะแปลในที่สุดเป็นเรื่องของการเปลี่ยนแปลงทางกฎหมายแบบถาวรแบบถาวร” Van Doren กล่าว
การปกป้องนกเป็นสิ่งสำคัญหนึ่งศึกษาแสดงให้เห็นว่ามีนกเกือบ 3 พันล้านตัวหายไปในช่วงห้าทศวรรษที่ผ่านมาและรู้สึกถึงผลกระทบอยู่แล้วนกมีบทบาทสำคัญในการควบคุมประชากรแมลงและศัตรูพืชและทำหน้าที่เป็นเรณูในทางกลับกันสิ่งหนึ่งที่ผู้คนสามารถทำได้เพื่อช่วยพวกเขาในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วงคือการปิดไฟภายนอกและภายในบ้านให้มากที่สุด
“ แสงมากเท่าที่คุณสามารถลบได้คุณควร” Farnsworth กล่าว“ เราจะเห็นได้ว่าเมื่อคุณปิดหน้าต่างแต่ละบานภายในอาคารที่มีประโยชน์ในแง่ของการลดจำนวนนกที่ชนกับหน้าต่างเหล่านั้น”
ไมโครโฟนบนท้องฟ้านกบนพื้นดิน
ข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่งของ Birdcast คือมันไม่สามารถเจาะลึกลงไปเพื่อระบุสายพันธุ์เฉพาะที่บินได้ในคืนใด ๆอย่างไรก็ตามนกเหล่านี้จำนวนมากกำลังเปล่งเสียงขณะที่บินลูกพี่ลูกน้องสั้น ๆ ที่รู้จักกันในชื่อ“ ถ้าคุณบันทึกมันคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ค่อนข้างดีในการแยกการโทรระหว่าง Tennessee Warbler และ Blackpoll Warbler เป็นต้น” Horton กล่าว
“ มันเป็นแรงบันดาลใจเรายังไม่ได้อยู่ที่นั่น แต่ถ้าคุณมีไมโครโฟนจำนวนมากที่ตรวจสอบท้องฟ้าทั่วสหรัฐอเมริกาหรืออเมริกาเหนือด้วยวิธีอัตโนมัติข้อมูลที่เข้ามาอาจถูกประมวลผลผ่านอัลกอริทึม.นั่นจะเริ่มเติมเต็มช่องว่างที่เรามีจากมุมมองของเรดาร์” ฮอร์ตันกล่าว
Horton และ Van Doren กำลังทำงานเพื่อปรับปรุง Birdcast ซึ่งจะรวมข้อมูลที่ตั้งทางภูมิศาสตร์เพื่อให้พวกเขาสามารถเจาะลึกลงไปเพื่อพิจารณาว่านกหยุดอยู่ที่ไหน“ มันฟังดูเหมือนเป็นการเพิ่มเล็กน้อย แต่มันเพิ่มความซับซ้อนให้กับโมเดลมากขึ้น” Van Doren กล่าว
การมีข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่ที่นกต้องการที่จะมีการหยุดยั้งของพวกเขามีค่าสำหรับความพยายามในการอนุรักษ์ตัวอย่างเช่นหากนักวิจัยมีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับสถานที่ที่นกกำลังหยุดคุณสามารถให้ความสนใจเป็นพิเศษเพื่อปกป้องและปิดไฟในบางพื้นที่ไม่ว่าจะเป็นที่หลบภัยของสัตว์ป่าหรือสวนสาธารณะในเมือง
การมีนักวิทยาศาสตร์พลเมืองประจำอยู่บนพื้นก็ช่วยได้เช่นกัน“ ฉันขอแนะนำให้ทุกคนที่สนใจในการรวบรวมและสนับสนุนข้อมูลเกี่ยวกับการพบเห็นนกใช้ Cornell'sแอพ ebird” Van Doren กล่าว“ ฉันคิดว่าชายแดนต่อไปสามารถเชื่อมโยงการอนุมานของเราเกี่ยวกับการโยกย้ายเวลากลางคืนกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนพื้นดิน
ภาพถ่ายนำของ Kite Black โดย Martin Adams/Unsplash
