雇傭鳥兒為我們偵測氣象

雪霽

在中國民諺中，有許多動物能進行天氣預報的例子，“青蛙叫，大雨到”“魚兒出水跳，風雨就來到”“蜜蜂歸窠遲，來日好天氣”，無一不體現著勞動人民的細心與智慧。不過，以前只是碰碰運氣，人們畢竟不能時時觀察動物們在做什么。到了現代，人們真的可以“雇傭”動物作為氣象預報員了，首類被雇傭的動物是鳥類。

漂洋過海，小菜一碟

我們知道，許多鳥兒都有遷徙的習性，有時候它們遷徙的距離還很長。如果是在陸地上還好，鳥兒隨時可以停下來覓食、休息，如果是要飛越大洋那又該怎么辦呢？所以很長一段時間以來，人們都認為只有海鳥和小型鳥類能飛越大洋，大型陸上鳥類只能進行100千米以內的短途渡海。但最近，一項研究推翻了這個觀點。

德國馬克斯·普朗克動物行為研究所的研究人員借助GPS技術跟蹤了來自5個不同物種的65只鳥類的越洋和越海行為，結果發現其中大多數陸地鳥類能一口氣在大洋上空飛行數百甚至數千千米。它們是如何做到的？原來它們很擅長利用風的幫助，在順風和熱氣流的助力下，陸地鳥類能以最節能的方式快速飛越大洋，這樣就不必擔心在海上“貧困”交加的問題。

研究小組分析了過去追蹤到的112條鳥類可能使用的越洋路線，以確定鳥類選擇越洋路線的標準。他們發現，風向對鳥類選擇路線的影響非常大，只要能保證順風，它們很少考慮路途長短和食物補給的問題。例如，東方蜜鶇每年從日本遷徙到東南亞時，會在東海上空飛行700千米，為了選擇最佳的出發時機，它們需要不斷觀察氣流和風向的變化，選擇風向最有利于遷徙的那天出發，然后進行長達18小時的長途飛行。而且，它們還會在行程中利用上升的熱氣流來飛得更高，適當的抬升意味著阻力更小，使得跨海過程中消耗的能量更少。

鳥類輕松越洋的秘訣正是因為能精準預判太平洋上空的氣流和風向。

鳥類為何能感知氣流

預判氣流變化并不是一個輕易就能獲得的本領，鳥兒是如何學會的呢？

鳥兒為了飛行改造了許多身體器官，其中之一就是骨骼。與大多數脊椎動物不同，鳥類的骨骼的主要作用不是支撐，而是適應飛行，因此其骨骼朝著“輕薄”和“愈合”的方向發展。一只鳥的骨骼重量僅占其體重的5%左右，而人類骨骼則占體重的20%。鳥的骨骼大都中空脆薄，其中沒有骨髓，而是充滿空氣，絕大多數骨骼連為一體，減少不必要的可動關節，有利于飛行減重和保持平衡。

鳥類骨骼的這一變化導致其內部氣壓與大氣氣壓基本一致，大氣氣壓一旦發生什么變化，鳥兒馬上就能感知到。比如，暴雨天氣來臨前，空氣中氣壓降低，鳥類可以通過骨骼感受這種微妙的變化。最擅長利用這一優勢的就是海鳥，每當海上風暴來臨前夕，它們會紛紛尋找陸地，躲避風暴。水手們就利用海鳥的這種天性來預測風暴，保證航行安全。

鳥兒感知氣流的能力還可能源于它們出色的聽力，隔著很遠的距離，它們就能聽見風雨即將來臨時的呼嘯聲——次聲波。2014年，美國科學家記錄到一次古怪的遷徙，一群兩周前剛從哥倫比亞飛行5000千米遷徙到美國田納西州東部的金翅螢森鶯竟然又開始了長途遷徙，它們一口氣飛到了700千米以外的佛羅里達海岸，其中一只還飛到了遙遠的古巴。為什么鳥兒們不辭辛勞地長途跋涉，難道它們是愛上了自由飛翔的感覺嗎？僅僅兩天后，謎底揭曉了，一場巨大的暴風雨襲擊了田納西州，造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失，而提前“逃跑”的金翅螢森鶯成功避開了這場災難。

這次幫助鳥兒預測氣流、避開災難的不是氣壓變化，研究人員檢查了氣壓、溫度、云量或降雨等預示天氣變化的因素，發現這些因素均未出現明顯波動。由此，研究人員猜想，金翅螢森鶯之所以能提前兩天感知風暴，是因為它們聽見了逼近的風暴制造出的次聲波。風暴制造出的次聲波可以傳播數千千米，鳥兒接收到次聲波的警告，所以事先跑路了。

招募鳥類氣象員

看來，鳥兒預測氣象的本領比人類強大得多，它們很容易就能提前幾天得知準確的風暴移動路徑，而我們的氣象專家可能還在埋頭苦算。那么，能不能讓鳥類的這一本領為我們所用呢？

法國國家自然歷史博物館的鳥類學家弗雷德里克·吉蓋帶領他的團隊正在“培訓”一批鳥類氣象員，旨在觀察鳥類是否確實形成了一套預警海上風暴或海嘯的方法，人們是否可以通過識別鳥類的行為來預報這些災難。

研究人員為來自5個物種的56只鳥兒綁定了最先進的動物追蹤器，追蹤器可以把鳥類的位置傳輸至國際空間站，進而由國際空間站將數據反饋給地球上的科學家，以便科學家在鳥類覓食、遷徙和休息過程中跟蹤它們，同時等待觀察這些鳥類是如何應對自然災害的。如果前述猜想正確的話，研究人員預計他們也會觀察到鳥兒們為了躲避風暴或海嘯而發起的計劃外的遷徙。

研究人員需要總結鳥兒們是如何感知氣象變化的，是否可以學習它們的感知方法來開發早期預警系統。當然，如果學習不來鳥類的方法，人類也可以通過觀察鳥類的遷徙行為來判斷災難是否即將到來。但是，如果要采用直接觀察法，為了保證預警的準確度，人們可能需要采取“廣撒網”的策略——該團隊計劃在整個太平洋再定位數百只鳥兒，為預警潛在的海嘯做好準備。迄今為止，氣象預報仍存在許多變數和困難，如果能好好學習動物們的先進經驗，這項工作也許能獲得事半功倍的效果，就讓我們從鳥兒氣象員學起吧。