如何预测鸟类在何时迁徙？

由于人们通常在诗意的黎明听到鸟类的叫声，所以，大多数人都认为鸟类在白天迁徙；但是，实际上，大多数鸟类是在夜间旅行。猛禽会在白天迁移，因为他们可以利用热流来加快移动速度。但是，像莺，麻雀和小霸鹟这样的小鸟通常在日落之后迁移，那时候天气变得更凉爽，风更平静，捕食者更少。

因此，光污染（例如来自路灯，汽车和家庭的灯光）都会极大地影响鸟类的迁移。科学家们知道，人造光会影响海龟在海滩上筑巢，或者通过扰乱蝙蝠的行为来影响热带森林的再生。去年秋天，一项研究量化了人造光对鸟类飞行行为的影响。

该研究使用了纽约市“国家9·11纪念碑”的“纪念光碑”。自2002年以来，每年的9月11日，双碑上有88盏聚光灯形成的光束延伸到天空四英里，甚至可以在60英里以外的地方看到这些灯光。光碑的灯光吸引了众多的鸟类，研究人员从2008年开始观察他们对鸟类飞行行为的影响；到了2010年，研究人员说服纪念碑的管理员每隔20分钟熄灭灯光，这些间歇性的光照和随后的黑暗创造了一个机会，可以更好地了解鸟类的行为如何随人造光而变化。

研究人员发现，这些灯光周围鸟类聚集的密度是正常情况的20倍。他们会在光碑四周绕圈飞行，他们的叫声也比在周围地区时更加有力。当灯关闭时，鸟儿们散开，并恢复正常的飞行行为。在为期七年的研究期间，每年纪念活动举行的七天内，至少有110万只禽鸟受到负面影响。

人造光除了造成鸟类和建筑物的致命碰撞之外，还可以将鸟类吸引到更加城市化的地区（如纽约市），那里不太适合寻找食物，从而使他们处于死亡或饥饿的高风险之中。飞行行为被扰乱，鸟类浪费了宝贵的能量，而没有在迁移方面取得任何进展。研究人员虽然没有对9·11纪念碑的管理人员提出具体建议，但他们认为，当大量鸟类迁徙时，应该减少人造光，这有助于减少鸟类撞击建筑物的次数。

当然，要做到这一点，人们需要知道鸟类什么时候迁徙。几十年以来，科学家一直对鸟类何时迁徙，以及驱使他们在某些时间移动的原因感到好奇。一般来说，鸟类在两个主要时期迁移：春季和秋季。他们倾向于从资源较少的地区迁移到更多的资源：食物和巢址是鸟类生活最重要的部分。对于美洲的鸟类而言，在春季（从3月到5月），从中美洲和南美洲的热带越冬地点向北迁移到北美洲，他们将在那里度过夏季，并进行繁殖；秋季迁徙发生在8月至10月下旬，成年鸟类以及他们夏季繁殖的幼年后代，通过相反的路线，从北美飞往气候更温暖的越冬地点。

鸟类已经显示出惊人的迁徙能力，一些物种在一年内往返44000英里（70000公里）。作为对比，如果单位重量迁徙相同的距离，成年人每年需要迁徙大约2500万英里。这个远得荒谬的距离表现了鸟类所做的令人难以置信的壮举，和他们高效的迁徙能力。

由于“公民科学家”的参与，我们对不同物种的迁移时间的有了更好的理解：人们可以把自己的鸟类观察数据（如日期，地点，物种，鸟类数量）上传到eBird数据库（由康奈尔鸟类学实验室负责运营）。eBird数据全年提供有关鸟类在全球范围内位置的信息，有助于我们了解鸟类运动，并进行保护活动。一些研究使用附着在鸟类上的微小传感器收集信息（例如光照时间长度）来估计鸟类的位置。利用这些工具，科学家们能够在迁移过程中跟踪每只鸟类，并观察鸟类如何从巴哈马群岛等越冬地点迁徙到密歇根北部这样的夏季繁殖地点。

研究人员最近发现了一种不仅可以跟踪，而且可以预测鸟类迁徙的方法。这项新研究结合气象雷达观察到的鸟类迁徙信息与大气状况的数据，创建了鸟类迁徙预报系统。直到最近超级计算机的进步才让这种大范围的研究得以开展起来。研究人员利用计算机建模，分析了美国143个站点收集的NEXRAD气象雷达图像。

在过去的23年间，他们在3月至5月每个晚上的特定时间测量了迁徙中鸟的密度。雷达无法探测到单个鸟类，或识别他们所属物种，但可以检测是“轻度迁移”（量化为每立方千米60-70只）还是“重度迁移”（每立方千米1700只）。研究人员估计，在美国的鸟类迁徙季，平均每天有2亿只鸟在迁徙之中，高峰期可能达到5.2亿只。

接下来，他们将这些雷达数据与温度，风和气压等天气条件相结合，以确定鸟类倾向于在什么样的气候条件进行迁移。他们发现，温度是预测“有多少鸟类会进行迁徙”的最佳预测因子。在相似的风力条件下，当温度较高时，更多的鸟类会迁移。他们使用这些模型来通过当前天气（而不仅仅借助过去的天气事件）来预测有多少鸟类迁徙，使研究向前迈出了一大步。现在，就像在线查看天气预报一样，人们可以在康奈尔鸟类实验室网站BirdCast上查看鸟类迁移预测。

这种自动迁移预测是一个全新的前沿。

BirdCast现在有两个主要组成部分：预测地图，提供三天内的迁移强度预测；以及实时迁移地图，显示当前的迁移强度。该系统于今年春天发布，以便能够在今年春季迁移期间进行测试。实时迁移地图生动地显示当前鸟类迁移率地变化，这是一个令人可以花费数个小时、“流连忘返”的观察。在夏季，大多数鸟类会安顿下来繁殖，而不是迁徙，此时BirdCast会暂停使用；直到2018年的秋季迁移期恢复运行。秋季可能是预测鸟类迁徙的一个更为关键的时期：父母将带领其后代向南迁徙；由于是第一次迁移，幼鸟经验缺乏，更容易受到人工光线的影响而迷失方向。

该项目的目标之一是帮助鸟类减少碰撞，特别是对于濒临灭绝的鸣禽，并帮助公众了解鸟类的遭遇。BirdCast已经受到观鸟者的欢迎，他们根据预报决定是否在清晨起来去观鸟。研究人员希望能吸引更多人参与到这项活动中，并把数据上传至eBird数据库。这些预测工具有助于提高对鸟类迁徙的认识。例如，通过把eBird的观测数据和雷达数据相结合，研究人员在最近的一项研究发现，较重的鸟类在迁移过程中飞得更快。

最重要的目标是对鸟类的保护产生影响。科学家们希望通过预测迁移高峰来拯救鸟类的生命。减少关键区域的人造光有助于防止鸟类死亡，这对濒临灭绝的鸣禽物种尤为重要。康奈尔大学的鸟类科学家正与能源生产者以及房主展开合作，以减少鸟类碰撞造成的死亡。此外，虽然要求风力发电设施在整个迁移季节关闭涡轮机是不现实的，但是，如果能够预测特定区域内的迁移高峰（大量鸟类迁徙的时间），那么可以在特定时间关闭涡轮机。凭借预测鸟类运动，以及一些多方的合作力，我们对鸟类抱有新的希望。