Ciclos de vida para pássaros, insetos e árvores estão mudando nesta era atual de um clima em rápida mudança. Como os padrões de migração, em particular, estão mudando e se as aves podem rastrear as mudanças climáticas é uma questão em aberto.

Kyle Horton, professor assistente na Colorado State University, conduziu um novo estudo analisando a migração noturna de pássaros que ele espera que leve a mais respostas sobre a mudança nos padrões de migração. Ele e a equipe de pesquisa usaram 24 anos de dados de radar da NOAA, a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, para o estudo.

A equipe de pesquisa - incluindo cientistas do Cornell Lab of Ornithology e da University of Massachusetts - descobriu que os migrantes da primavera provavelmente passarão por certas paradas mais cedo do que há 20 anos. A temperatura e o tempo de migração estavam estreitamente alinhados, com as maiores mudanças no tempo de migração ocorrendo nas regiões que aquecem mais rapidamente. Durante o outono, as mudanças no tempo de migração eram menos aparentes.

O estudo, um dos primeiros a examinar os impactos das mudanças climáticas no tempo de migração em escala continental, é publicado em 16 de dezembro em Nature Mudança Climática .

Análise usando computação em nuvem revelou padrões de milhões de pássaros

Horton descreveu a amplitude da pesquisa como "extremamente importante, "com a equipe observando os comportamentos migratórios noturnos de centenas de espécies que representam bilhões de pássaros.

"Ver as mudanças no tempo em escalas continentais é realmente impressionante, especialmente considerando a diversidade de comportamentos e estratégias utilizadas pelas muitas espécies que os radares capturam, "disse ele. No entanto, enquanto a equipe viu essas mudanças, Horton observou que isso não significa necessariamente que os migrantes estão acompanhando as mudanças climáticas.

As aves migratórias desempenham um papel importante nos ecossistemas. Eles comem e tiram insetos da terra, dispersar sementes e servir a outras funções significativas, incluindo a medição da saúde nesses ecossistemas.

Andrew Farnsworth, o autor sênior do estudo e um associado de pesquisa no Cornell Lab of Ornithology, disse que a pesquisa da equipe respondeu, pela primeira vez, questões-chave sobre pássaros e mudanças climáticas.

"A migração de pássaros evoluiu em grande parte como uma resposta às mudanças climáticas, "disse ele." É um fenômeno global que envolve bilhões de pássaros anualmente. E não é surpresa que os movimentos dos pássaros acompanhem as mudanças climáticas. Mas como as assembléias de populações de pássaros respondem em uma era de mudanças tão rápidas e extremas no clima tem sido uma caixa preta. Capturar escalas e magnitudes de migração no espaço e no tempo era impossível até recentemente. "

Os pesquisadores acessaram os conjuntos de dados NOAA por meio da Amazon Web Services como parte do Big Data Project da agência, projetado para fornecer acesso aos dados de uma forma mais eficiente.

Horton disse que esse acesso aos dados e à computação em nuvem aumentou muito a capacidade da equipe de sintetizar as descobertas.

"Para processar todos esses dados, sem computação em nuvem, levaria mais de um ano de computação contínua, "disse ele. Em vez disso, a equipe analisou os números em cerca de 48 horas.

Embora a Amazon Web Services fornecesse acesso aos dados, novos algoritmos projetados por cientistas da Universidade de Massachusetts revelaram o potencial desses dados de radar para biólogos. Especificamente, os cientistas desenvolveram novas técnicas de visão computacional para remover dados meteorológicos, um problema que desafiava os biólogos por décadas.

"Historicamente, uma pessoa tinha que olhar para cada imagem de radar para determinar se continha chuva ou pássaros, "disse Dan Sheldon, professor associado de ciência da computação na Universidade de Massachusetts Amherst. “Desenvolvemos o 'MistNet, 'um sistema de inteligência artificial para detectar padrões em imagens de radar e remover chuva automaticamente. "

A migração de outono tende a ser mais 'confusa'

Horton, que trabalha no Departamento de Pesca, Vida Selvagem e Biologia da Conservação na CSU, disse que a falta de mudança nos padrões de migração no outono foi um pouco surpreendente, embora a migração também tenda a ser "um pouco mais confusa" durante esses meses.

"Na primavera, vemos explosões de migrantes, movendo-se em um ritmo bastante rápido, em última análise, para alcançar os criadouros, "ele explicou." No entanto, durante a queda, não há tanta pressão para alcançar os campos de inverno, e a migração tende a se mover mais lentamente, ritmo mais pontuado. "

Durante a queda, os pássaros não estão competindo por companheiros, e o caminho para chegar ao destino é mais tranquilo. Há também uma faixa etária mais ampla de migração de pássaros, à medida que os jovens percebem que precisam migrar, também. A combinação desses fatores torna a migração no outono mais difícil de estudar.

Horton disse que as descobertas têm implicações para a compreensão dos padrões futuros de migração de pássaros, já que os pássaros dependem de comida e outros recursos enquanto viajam. Sob a mudança climática, o tempo de floração da vegetação ou emergência de insetos pode estar fora de sincronia com a passagem das aves migratórias. Essa mudança aparentemente sutil pode ter consequências negativas para a saúde das aves migratórias.

Os pesquisadores planejam expandir sua análise de dados para incluir o Alasca, onde a mudança climática está tendo impactos mais sérios do que nos 48 estados mais baixos dos EUA.