鳥類的視野

Linda Werfelman

調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，通過改變飛機(jī)上的照明方式可以幫助鳥類識別并且躲避起飛狀態(tài)下的飛機(jī)。

由于鳥類觀察世界的方式與人類不同，因此研究者們通過不斷研究來確定飛行器外部照明系統(tǒng)的變化怎樣幫助避免鳥類與飛機(jī)的撞擊事故。

“一些類型的照明方式可能能夠增強(qiáng)鳥類偵測和追蹤高速飛機(jī)的能力，因此，這可以成為減小鳥類撞機(jī)事故發(fā)生頻率的一種潛在方法。”一個研究團(tuán)隊撰寫了一篇研究報告，被發(fā)表在了《禿鷹：鳥類學(xué)應(yīng)用》，一個加利福尼亞州庫伯鳥類學(xué)論壇的雜志中。

根據(jù)美國FAA的調(diào)查數(shù)據(jù)，最近這些年鳥類撞機(jī)事故的報道數(shù)量大幅增加。一份2014年的調(diào)查報告顯示，相比1990年，野生動物的撞機(jī)事故增加了6.1倍，1990年有1851次此類撞機(jī)事故報道，而2013年有11315次此類撞機(jī)事故報道。在這23年的142603次事故中，97%的事故都與鳥類有關(guān)。其余的3%包括陸地上的哺乳動物、蝙蝠和爬行動物。學(xué)術(shù)界的權(quán)威認(rèn)定，在此之外還有更多鮮為人知的事故。

鳥類撞機(jī)事故的增加使得人們開始更多地研究如何避免此類事故，而事實(shí)上他們幾乎都是為了減少機(jī)場附近的鳥類數(shù)量。這些項目都是建立棲息地管理項目來保證鳥類們不在機(jī)場附近活動，同時使用煙火、警報器、捕食鳥或獵狗來驅(qū)散聚集在跑道附近、容易引發(fā)事故的鳥類。

“然而，這些方法受到了限制。因為很多事故發(fā)生時都不在機(jī)場管理范圍內(nèi)。”來自普度大學(xué)和美國農(nóng)業(yè)部的國家野生研究中心的科學(xué)家們的研究報告這樣總結(jié)。“這些方法并不能總是將民用飛機(jī)的撞擊事故概率減到最小。”

視覺認(rèn)知

這些年來，不斷地出現(xiàn)各種通過飛機(jī)照明來提升飛機(jī)對于鳥類可見度的倡議，而且早期的研究發(fā)現(xiàn)，鳥類對于起飛中的飛行器的反應(yīng)取決于環(huán)境光狀況。

早期的研究也發(fā)現(xiàn)，由于人與鳥類感光能力不同，“鳥類感知視覺刺激的方式與人類存在明顯區(qū)別”，研究報告中這樣說道。

這種區(qū)別主要體現(xiàn)在他們感知紫外線的能力不同，而紫外線對于人類來說是不可見的。人類在眼部有三種光敏感光器（視錐細(xì)胞）——對紅色、綠色、藍(lán)色敏感的視錐細(xì)胞，而在白天活躍的鳥類具有四種——對紅色、綠色、藍(lán)色敏感的視錐細(xì)胞以及對紫外線敏感的細(xì)胞。鳥類的視錐細(xì)胞也包括了能濾光的有色油滴。因此鳥類不僅可以看到紫外線也能夠區(qū)別出人類無法區(qū)別出的類似顏色。同時研究報告中提出：“人類具有的視覺感知能力鳥類卻不一定具備。”

此前的研究報告中提到，已經(jīng)做過使用白光照明來避免鳥擊事故的研究。“然而”，報告補(bǔ)充提到，“使用白光會令鳥類行為反應(yīng)的解釋更加復(fù)雜，因為無法確定動物對哪個波長的光有所反應(yīng)，而且白光中有很多相似的光復(fù)合在一起。

研究方法

基于以往的調(diào)查報告，白天的鳥擊事故數(shù)是夜晚時的兩倍，研究人員在白天通過使用搭載有單色光光源的遙控飛機(jī)，來觀測褐頭牛鸝的視覺系統(tǒng)對光源的反應(yīng)。

研究人員設(shè)計了兩個實(shí)驗，其中使用了77個雌性和143個雄性的成年褐頭牛鸝和一個翼展158厘米、機(jī)身長度131厘米的遙控飛機(jī)。這架飛機(jī)在每個機(jī)翼下面都安裝了高對比度的LED燈泡;光線可以連續(xù)發(fā)光或以2HZ頻率脈沖閃爍——這個頻率不在人類閃爍眩暈的范圍內(nèi)。市面上可以買到的、對于鳥類非常顯眼的光源波長位于電磁波譜的藍(lán)色部分，在大約470納米左右。

第一個實(shí)驗用來測試鳥類在光源關(guān)閉、光源連續(xù)發(fā)光以及脈沖閃爍情況下，對于靜止飛機(jī)的反應(yīng)是否不同。“飛機(jī)靜止時鳥類對光的反應(yīng)行為發(fā)生變化使我們能夠間接確定動物會不會注意到這些光”，報告中說。研究人員發(fā)現(xiàn)在飛機(jī)靜止的情況下，當(dāng)光線持續(xù)存在或者脈沖閃爍時，與光源關(guān)閉時相比，鳥類可以更快地做出緊急行動。

在第二個實(shí)驗中，研究者比較了飛機(jī)在飛過美國北印第安納州的一片草地上時，鳥類在光源關(guān)閉、持續(xù)發(fā)光、脈沖閃爍出現(xiàn)時的反應(yīng)。飛機(jī)在草地上空飛行時，光源選擇和飛機(jī)速度都會對鳥類產(chǎn)生影響，報告補(bǔ)充指出，“在對鳥類的影響上，光源選擇與飛機(jī)速度之間存在很大的互相作用。在光關(guān)閉時，我們可以發(fā)現(xiàn)飛機(jī)速度會對鳥類的反應(yīng)造成強(qiáng)烈影響。當(dāng)飛機(jī)的速度更快時，牛鸝做出反應(yīng)要花費(fèi)更多時間。當(dāng)光線脈沖出現(xiàn)時，飛機(jī)速度依然會導(dǎo)致牛鸝反應(yīng)速度下降，但強(qiáng)度減小了。”

研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛機(jī)上所有的八個光源都開啟時，與脈沖出現(xiàn)和光線關(guān)閉時相比，飛機(jī)有了“更高的單位時間發(fā)光強(qiáng)度”。“如果牛鸝增加他們對于光源的視覺注意力而不是飛機(jī)本身，就可能幫助它們追蹤以一定速度范圍內(nèi)飛行的飛機(jī)，從而可能減少鳥類判斷飛機(jī)位置的問題。”研究報告中提到。

更大的物種

研究人員提議對藍(lán)色波譜光對于其他大型鳥類的影響效果進(jìn)行補(bǔ)充研究，“特別是那些與本次研究鳥類在質(zhì)量和視覺能力上有很大區(qū)別的物種”。

不僅如此，他們還提到，由于牛鸝與更大型的物種包括水鳥、海鷗和猛禽類相比，有更低的視覺敏感度，那些物種可以感知到比牛鸝更遠(yuǎn)距離的環(huán)境變化。

由于飛機(jī)在不同飛行階段的速度不同，飛機(jī)上光線的設(shè)置因此也需要能夠從一個階段轉(zhuǎn)換到下一個階段，報告中說。例如，飛機(jī)在滑跑時光源可以關(guān)閉或者脈沖出現(xiàn)，但是起飛時必須持續(xù)存在。

“我們的結(jié)果對于機(jī)上光源（也就是移動的光）和機(jī)場光源（也就是固定的光）減少鳥類撞機(jī)事故可能有不同的含義，”報告中說，“一個可能性就是通過設(shè)置不同的光源類型來改變鳥類的行為，包括在跑道附近的靜止光源和在飛機(jī)上的移動光源。”