Cicli di vita per gli uccelli, insetti e alberi stanno cambiando in questa era attuale di un clima in rapido cambiamento. Come i modelli migratori, in particolare, stanno cambiando e se gli uccelli possono monitorare il cambiamento climatico è una questione aperta.

Kyle Horton, professore assistente presso la Colorado State University, ha condotto un nuovo studio che analizza la migrazione degli uccelli notturni che spera porterà a ulteriori risposte sui cambiamenti dei modelli migratori. Lui e il team di ricerca hanno utilizzato 24 anni di dati radar del NOAA, l'Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica, per lo studio.

Il team di ricerca, che comprende scienziati del Cornell Lab of Ornithology e dell'Università del Massachusetts, ha scoperto che i migranti primaverili avrebbero probabilmente superato determinate fermate prima di quanto avrebbero fatto 20 anni fa. La temperatura e i tempi di migrazione erano strettamente allineati, con i maggiori cambiamenti nei tempi di migrazione che si verificano nelle regioni che si stanno riscaldando più rapidamente. Durante l'autunno, i cambiamenti nei tempi di migrazione erano meno evidenti.

Lo studio, uno dei primi ad esaminare gli impatti dei cambiamenti climatici sui tempi di migrazione su scala continentale, è pubblicato il 16 dicembre in Cambiamenti climatici naturali .

L'analisi che utilizza il cloud computing ha rivelato modelli di milioni di uccelli

Horton ha descritto l'ampiezza della ricerca come "di fondamentale importanza, " con il team che osserva i comportamenti migratori notturni di centinaia di specie che rappresentano miliardi di uccelli.

"Vedere cambiamenti nei tempi su scala continentale è davvero impressionante, soprattutto considerando la diversità dei comportamenti e delle strategie utilizzate dalle numerose specie catturate dai radar, " ha detto. Eppure, mentre la squadra ha visto questi cambiamenti, Horton ha osservato che questo non significa necessariamente che i migranti stiano al passo con il cambiamento climatico.

Gli uccelli migratori svolgono un ruolo importante negli ecosistemi. Mangiano e tolgono gli insetti dalla terra, disperdono i semi e svolgono altre funzioni significative, compresa la misurazione della salute in questi ecosistemi.

Andrew Farnsworth, autore senior dello studio e ricercatore associato presso il Cornell Lab of Ornithology, ha detto che la ricerca del team ha risposto, per la prima volta, domande chiave su uccelli e cambiamenti climatici.

"La migrazione degli uccelli si è evoluta in gran parte come risposta al cambiamento climatico, " ha detto. "Si tratta di un fenomeno globale che coinvolge miliardi di uccelli ogni anno. E non è una sorpresa che i movimenti degli uccelli seguano i cambiamenti climatici. Ma il modo in cui le popolazioni di uccelli rispondono in un'era di cambiamenti climatici così rapidi ed estremi è stata una scatola nera. Catturare scale e grandezze della migrazione nello spazio e nel tempo è stato impossibile fino a poco tempo fa".

I ricercatori hanno avuto accesso ai set di dati NOAA tramite Amazon Web Services come parte del progetto Big Data dell'agenzia, progettato per fornire l'accesso ai dati in modo più efficiente.

Horton ha affermato che questo accesso ai dati e al cloud computing ha notevolmente migliorato la capacità del team di sintetizzare i risultati.

"Per elaborare tutti questi dati, senza cloud computing, ci sarebbe voluto più di un anno di calcolo continuo, " disse. Invece, il team ha elaborato i numeri in circa 48 ore.

Mentre Amazon Web Services ha fornito l'accesso ai dati, nuovi algoritmi progettati dagli scienziati dell'Università del Massachusetts hanno rivelato il potenziale di questi dati radar per i biologi. Nello specifico, gli scienziati hanno progettato nuove tecniche di visione artificiale per rimuovere i dati meteorologici, un problema che aveva sfidato i biologi da decenni.

"Storicamente, una persona doveva guardare ogni immagine radar per determinare se conteneva pioggia o uccelli, " ha detto Dan Sheldon, professore associato di informatica presso l'Università del Massachusetts Amherst. "Abbiamo sviluppato 'MistNet, ' un sistema di intelligenza artificiale per rilevare i modelli nelle immagini radar e rimuovere automaticamente la pioggia."

La migrazione autunnale tende ad essere "più disordinata"

Ortone, che lavora nel dipartimento della pesca, Biologia della fauna selvatica e della conservazione alla CSU, ha affermato che la mancanza di cambiamento nei modelli di migrazione autunnale è stata un po' sorprendente, anche se la migrazione tende ad essere un po' "più disordinata" durante quei mesi.

"In primavera, vediamo esplosioni di migranti, muovendosi ad un ritmo abbastanza rapido, infine per raggiungere i focolai, " ha spiegato. "Tuttavia, durante l'autunno, non c'è tanta pressione per raggiungere i terreni di svernamento, e la migrazione tende a muoversi a un ritmo più lento, ritmo più scandito».

Durante l'autunno, gli uccelli non competono per i compagni, e il percorso per raggiungere la loro destinazione è più rilassato. C'è anche una fascia di età più ampia degli uccelli che migrano, quando i giovani alla fine si rendono conto di aver bisogno di migrare, pure. La combinazione di questi fattori rende la migrazione autunnale più difficile da studiare.

Horton ha affermato che i risultati hanno implicazioni per la comprensione dei futuri modelli di migrazione degli uccelli, poiché gli uccelli si affidano al cibo e ad altre risorse mentre viaggiano. Sotto il cambiamento climatico, i tempi della fioritura della vegetazione o dell'emergenza degli insetti possono non essere sincronizzati con il passaggio degli uccelli migratori. Questo cambiamento apparentemente sottile potrebbe avere conseguenze negative per la salute degli uccelli migratori.

I ricercatori intendono espandere la loro analisi dei dati per includere l'Alaska, dove il cambiamento climatico sta avendo impatti più gravi rispetto ai 48 stati inferiori degli Stati Uniti.