Levenscycli voor vogels, insecten en bomen verschuiven in dit huidige tijdperk van een snel veranderend klimaat. Hoe migratiepatronen, vooral, veranderen en of vogels de klimaatverandering kunnen volgen, is een open vraag.

Kyle Horton, assistent-professor aan de Colorado State University, leidde een nieuwe studie waarin nachtelijke vogelmigratie werd geanalyseerd en hij hoopt dat dit zal leiden tot meer antwoorden over veranderende migratiepatronen. Hij en het onderzoeksteam gebruikten 24 jaar radargegevens van NOAA, de National Oceanic and Atmospheric Administration, voor de studie.

Het onderzoeksteam - inclusief wetenschappers van het Cornell Lab of Ornithology en de University of Massachusetts - ontdekte dat lentemigranten bepaalde haltes waarschijnlijk eerder zouden passeren dan 20 jaar geleden. Temperatuur en migratietiming waren nauw op elkaar afgestemd, met de grootste veranderingen in migratietiming die zich voordoen in regio's die het snelst opwarmen. Tijdens de herfst, verschuivingen in de timing van migratie waren minder duidelijk.

De studie, een van de eersten die de effecten van klimaatverandering op de timing van migratie op continentale schaal onderzocht, verschijnt 16 december in Natuur Klimaatverandering .

Analyse met behulp van cloud computing onthulde patronen van miljoenen vogels

Horton beschreef de breedte van het onderzoek als "van cruciaal belang, " waarbij het team het nachtelijke trekgedrag observeert van honderden soorten die miljarden vogels vertegenwoordigen.

"Het is echt indrukwekkend om veranderingen in timing op continentale schaal te zien, vooral gezien de diversiteit aan gedragingen en strategieën die worden gebruikt door de vele soorten die de radars vastleggen, " zei hij. Maar terwijl het team deze verschuivingen zag, Horton merkte op dat dit niet noodzakelijk betekent dat migranten gelijke tred houden met de klimaatverandering.

Trekvogels spelen een belangrijke rol in ecosystemen. Ze eten en nemen insecten van het land, zaden verspreiden en andere belangrijke functies vervullen, inclusief het meten van de gezondheid in deze ecosystemen.

Andrew Farnsworth, de senior auteur van de studie en een onderzoeksmedewerker bij Cornell Lab of Ornithology, zei dat het onderzoek van het team antwoordde, Voor de eerste keer, kernvragen over vogels en klimaatverandering.

"Vogelmigratie is grotendeels ontstaan ​​als reactie op het veranderende klimaat, " zei hij. "Het is een wereldwijd fenomeen waarbij jaarlijks miljarden vogels betrokken zijn. En het is geen verrassing dat de bewegingen van vogels veranderende klimaten volgen. Maar hoe assemblages van vogelpopulaties reageren in een tijdperk van zulke snelle en extreme klimaatveranderingen, was een zwarte doos. Het was tot voor kort onmogelijk om schalen en groottes van migratie in ruimte en tijd vast te leggen."

Onderzoekers hebben toegang gekregen tot NOAA-datasets via Amazon Web Services als onderdeel van het Big Data Project van het bureau, ontworpen om op een efficiëntere manier toegang tot gegevens te bieden.

Horton zei dat deze toegang tot de gegevens en cloud computing het vermogen van het team om de bevindingen te synthetiseren aanzienlijk heeft verbeterd.

"Om al deze gegevens te verwerken, zonder cloudcomputing, het zou meer dan een jaar ononderbroken computergebruik hebben gekost, "zei hij. In plaats daarvan, het team kraakte de cijfers in ongeveer 48 uur.

Terwijl Amazon Web Services toegang gaf tot de gegevens, nieuwe algoritmen ontworpen door wetenschappers van de Universiteit van Massachusetts onthulden het potentieel van deze radargegevens voor biologen. specifiek, de wetenschappers ontwierpen nieuwe computervisietechnieken om weergegevens te verwijderen, een probleem dat biologen al decennialang had uitgedaagd.

"Historisch, een persoon moest naar elk radarbeeld kijken om te bepalen of het regen of vogels bevatte, " zei Dan Sheldon, universitair hoofddocent computerwetenschappen aan de Universiteit van Massachusetts Amherst. "We ontwikkelden 'MistNet, ' een artificieel intelligentiesysteem om patronen in radarbeelden te detecteren en regen automatisch te verwijderen."

Herfstmigratie is meestal 'rommeliger'

Horton, die op de afdeling Vis werkt, Wildlife and Conservation Biology bij CSU, zei dat het gebrek aan verandering in herfstmigratiepatronen een beetje verrassend was, hoewel migratie in die maanden ook een "beetje rommeliger" is.

"In de lente, we zien uitbarstingen van migranten, zich in een vrij snel tempo voortbewegen, om uiteindelijk de broedgebieden te bereiken, "legde hij uit. "Echter, tijdens de herfst, er is niet zoveel druk om de overwinteringsgebieden te bereiken, en migratie verloopt meestal langzamer, meer onderbroken tempo."

Tijdens de herfst, vogels strijden niet om partners, en het pad om hun bestemming te bereiken is meer ontspannen. Er is ook een grotere leeftijdscategorie van vogels die migreren, als de jongeren uiteindelijk beseffen dat ze moeten migreren, te. De combinatie van deze factoren maakt valmigratie moeilijker om te bestuderen.

Horton zei dat de bevindingen implicaties hebben voor het begrijpen van toekomstige patronen van vogelmigratie, omdat de vogels tijdens hun reis afhankelijk zijn van voedsel en andere hulpbronnen. Onder klimaatverandering, de timing van bloeiende vegetatie of het verschijnen van insecten kan niet synchroon lopen met de passage van trekvogels. Deze schijnbaar subtiele verschuiving zou negatieve gevolgen kunnen hebben voor de gezondheid van trekvogels.

Onderzoekers zijn van plan hun data-analyse uit te breiden met Alaska, waar klimaatverandering ernstigere gevolgen heeft dan in de onderste 48 staten van de VS.