用塑料盘和廉价麦克风在夜间观鸟

观鸟活动正在蓬勃发展。您可能会发现，在鸟类在夏季和冬季栖息地之间迁徙的季节性迁徙期间，您当地的自然景点尤其繁忙。您注意到消失的物种可能已被以前从未出现过的物种所取代。或者您可能已经看到过候鸟在飞翔——比如一群大雁以它们著名的 V 字形飞行。即使您不是专门的观鸟者，您一生中可能也做过这样的观察。因此，您可能会惊讶地发现，您错过了大部分发生在夜间的这种活动。但是，正如我发现的那样，使用一些简单的电子设备和合适的软件，您可以轻松识别夜间迁徙的鸟类！

鸟类夜间迁徙 有几个原因。一是它可以帮助它们躲避捕食者。另外，它还可以让它们利用星星来导航。一个不太明显的原因是，夜间飞行可以帮助这些鸟类避免热应激。而且夜间的空气往往不那么湍急，使飞行更容易。

这些夜间飞行大多是看不见的。如果你够幸运的话，你可能会 用望远镜观察月球上的轮廓但在第二次世界大战期间，科学家们意识到他们可以利用雷达轻松探测到迁徙的鸟类。从那时起，鸟类学家的雷达研究，尤其是那些使用 现代气象雷达，在展示鸟类夜间迁徙的地点和时间方面已被证明非常成功。

然而，雷达回波无法识别物种。不过，还有另一种技术可以做到这一点：记录鸟类在夜间迁徙时发出的叫声。

传入的声音通过由塑料喂鸟器盖制成的抛物面天线放大 [top]安装在天线焦点处的麦克风与前置放大器相连 [middle left]，然后为外部声卡供电 [middle right]，通过 USB 连接到主机。大型凝胶酸电池 [bottom] 为长期监控提供充足的电力。 詹姆斯·普罗沃斯特

当鸟类学家 Richard Graber 和电气工程师 William Cochrane 首次对夜间迁徙的鸟类进行系统记录 1957 年，他们使用了一个安装在 2 米宽的向上抛物面天线上的麦克风。但如今，你可以使用更简单的装置。

例如，你可以复制 Bill Evans 设计的装备。他在自己的网站上出售用于此用途的麦克风和前置放大器，并指导如何包装设备以使其能够经受住各种因素的考验。不过，我探索了一种不同的方法，这种方法似乎更简单、更便宜。

Evans 的前置放大器设计为对低频不敏感，因为当你录制鸟叫声时，这些并不重要。我认为这个功能并不那么重要，所以在测试了一些便宜的麦克风和前置放大器后，我选择了 亚马逊上有一个 仅需 9 美元。

该电路采用了古老的 NE5532，一种低噪音、低失真的双运算放大器设计，自 1979 年以来一直用于专业录音设备。为了使其具有方向性，我从电路板上拆下电容式麦克风，将一小段音频线连接到它，并将其安装在一个 8 英寸直径抛物面天线的焦点上——或者，嗯，抛物面天线的合理近似值，因为它实际上是一个 喂鸟器防雨罩。您还可以购买 直径 16 英寸的，但 8 英寸的盘子对我来说效果极佳。

我通过反复试验找到了这个天线的焦点，并将前置放大器的输出输入到 旧款 Creative Labs Sound Blaster 外部声卡，它一直在我的架子上积满灰尘。我怀疑几乎任何外部声卡都可以很好地用于此应用程序，包括 售价 34 美元的 StarTac 型号 我有效地利用了 监测太阳耀斑。

为了给前置放大器供电，我使用了 7 安培小时、12 伏凝胶电池，这有点大材小用。但大电池可以让我一次连续使用数周。按照 Evans 的建议，我把所有东西都放在一个 2 加仑的油漆桶里，并在桶顶上盖上一层塑料膜以防雨水进入。

我把装着电子设备的桶放在门廊屋顶上，将 USB 电缆从声卡中拉出来，从桶的侧面穿过窗户进入我的办公室。然后我把它插入一台安装了 Raven Lite（声谱图软件）的 Windows 笔记本电脑上 免费提供 由康奈尔鸟类学实验室完成。

使用 Raven Lite 计算频谱图可以显示出这种布置的灵敏度。例如，我可以轻松看到在距离麦克风几米远的地方用拇指和食指摩擦产生的完全听不见的声音的效果。

从三月初开始，我将设备放到室外，开始在晚上录音，安排 Raven Lite 软件录制一系列时长为 1 小时的声音文件。Raven Lite 的一大优点是，你只需通过视觉扫描频谱图就可以查看数小时的录音。查看时长为 1 小时的声音文件只需几分钟。

这张听力图显示有鸟叫声。我将数据上传到康奈尔大学维护的服务器，然后该服务器使用人工智能快速识别鸟种。 詹姆斯·普罗沃斯特

当然，这些文件会捕捉到很多声音：交通的隆隆声、猫的尖叫声、警报器的哀鸣声，还有谁知道的其他声音。但是，只要你看了一段时间的频谱图，就很容易分辨出鸟鸣声。白天，当地鸟儿的鸣叫声不绝于耳，但日落之后，它们的鸟类杂音就会减弱，黎明前某个时候又会再次出现。

在这期间，我去寻找候鸟的声音。大约 10 天后，我找到了目标：午夜后不久开始的鸟鸣声，音量逐渐增大，持续了几分钟，然后逐渐消失。

使用 大胆，一个免费的音频编辑器，我提取了几秒钟最响亮的鸣叫声，并将文件上传到 鸟网，康奈尔鸟类学实验室的工作人员提供了一种识别鸟叫声的工具。它表明我记录的物种是 燕鸻，一种遍布美国大陆的鸟类，其中一些种群是迁徙的。

经过几个晚上的录音和扫描声谱图，研究人员发现了其他声音，这些声音似乎来自其他迁徙鸟类，包括 暗眼灯草鹀 和 肯塔基莺。

我从来都不是一个出色的观鸟者：我很难区分麻雀和鹪鹩。因此，当我发现，借助一些简单的电子设备和合适的软件，我能够在漆黑的夜空中分辨出不同种类的候鸟时，我感到非常满意。