Mit Möwen zur Drohnenroute

Möwen sind vielen Stadtbewohnern verhasst. Vom Stibitzen von Sandwiches bis zum Aufreißen von Müllsäcken – seit Jahren werden sie als deutlich schlimmer empfunden als die traditionell unbeliebten Tauben oder Ratten. Die in den Städten lebenden Möwen sind durchaus interessant, denn tatsächlich ist es so, dass die Populationen von Silber- und Heringsmöwen in ländlichen Gebieten zurückgehen, während sie in urbanen Gegenden deutlich steigen.

Es gibt viele verschiedene Gründe dafür, darunter der einfache Zugang zu Nistmöglichkeiten und Nahrung sowie eine erlernte Gewöhnung an den Menschen. Jedoch gehen wir in unserer kürzlich veröffentlichten Studie zusätzlich von der Möglichkeit aus, dass auch ein gewisser Flugkomfort die Innenstädte zu einem attraktiven Anziehungspunkt für diese Vögel macht.

Turbulente Lüfte

Als Landtier kann es für die Menschen schwierig sein, sich vorzustellen, wie es wohl sein mag, sich in einem Medium zu bewegen, das selbst auch bewegt ist. Wenn man alleine in einem Schwimmbecken schwimmt, fühlt es sich leichter an, durch das Wasser zu gleiten, da es von keinem anderen Schwimmer aufgewühlt wurde. Und dabei handelt es sich lediglich um eine Turbulenz im Kleinformat: Man stelle sich vor, wie es sich anfühlt, im Meer zu schwimmen, wo einen die Strömungen zurückziehen können, wenn man versucht, zurück an die Küste zu gelangen. Jetzt kann man ansatzweise verstehen, wie es sich anfühlt, ein Vogel zu sein.

Man stelle sich nun vor, man müsste jeden Tag durch das Meer schwimmen, um zur Arbeit zu kommen. Mal werden einem die Strömungen zugutekommen, mal werden sie gegen einen arbeiten. Dies und die Bewegtheit des Wassers wird einen großen Einfluss darauf haben, wie sehr man sich anstrengen muss. Muss man das jeden Tag machen, würde man ziemlich gut darin werden, den Seegang und die Strömungsrichtung vorauszusehen. Flugfähige Tiere haben mit alldem täglich zu tun: die Luft ist so gut wie nie unbewegt und wirkt sich nachhaltig auf das Flugverhalten aus.

In unserer Studie untersuchten wir, wie Möwen die durch Gebäude generierte aufsteigende Luft ausnutzen, um ohne Flügelschlagen fliegen zu können. An unserem Forschungsstandort Swansea, einem Küstenort, fanden wir heraus, dass die Möwen tatsächlich ihre Flugwege in bestimmten Windsituationen verändern, um von Aufwinden profitieren zu können, die rund um eine Reihe von an der Bucht gelegenen Hotels auftreten.

Diese energiesparenden Strategien sind bereits bei Vögeln bestätigt, die große jährliche Wanderungen unternehmen, jedoch sind sie bei Vögeln, die täglich umherziehen, deutlich weniger erforscht.

Möwen tracken

Um mehr über die Flugwege der Möwen herauszufinden, setzten wir laserbetriebene Ferngläser zur Entfernungsmessung ein, mit denen wir die Flugbahnen der Vögel, die auf der von den Hotelgebäuden aufsteigenden Luft schwebten, einzufangen versuchten. Wir ergänzten dies mit einem vereinfachten Computermodell davon, wie die Luft sich zwischen den an der Küste gelegenen Hotels bewegte, und den Flugcharakteristiken der Möwen selbst. Unsere Ergebnisse legten nahe, dass die Möwen möglicherweise eine Strategie anwenden, mit Hilfe derer sie angesichts seitlicher Windböen eine erhöhte Kontrolle über ihr Flugverhalten erlangen.

Dies zeigt, dass menschgemachte Strukturen – selbst solche, die nur aus ein paar mehrstöckigen Hotels bestehen – durch veränderte Luftströmungen die Flugwege von Vögeln verändern können.  Tatsächlich ist es wahrscheinlich, urbane Gegenden generell mit günstigen Flugbedingungen zu assoziieren, denn die Gebäude bieten bei einer Reihe von unterschiedlichen Wetterbedingungen reichlich Auftrieb.

Nichtsdestotrotz ist das Erlangen von günstigen Flugbedingungen durch die urbanen Luftströmungen nicht ganz ohne Risiko. Gegenden mit schwierig zu händelnden Untergründen, wie eben diese in urbanen Räumen, produzieren sehr komplexe Luftströmungen. Um dies zu berücksichtigen, bildeten wir die genauen Positionen der Möwen in Relation zu den Luftströmungen rund um die Hotels ab, um zu ermitteln, ob sich diese ändern, wenn die Windstärke zunimmt.

Vorausfliegen

Diese interessanten Flugstrategien helfen uns nicht nur dabei, das Leben der Möwen zu verstehen, sondern könnten sich ebenfalls als äußerst nützlich herausstellen, wenn es um das Planen der Flugwege von unbemannten Fluggeräten (kurz: UAV, engl.:  unmanned aerial vehicle) oder von Drohnen in urbanen Landschaften geht.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass Luftströmungen selbst rund um sehr kleine Vorrichtungen erhebliche Auswirkungen auf den Energiebedarf und die Flugkontrolle von Vögeln und Drohnen bedeuten können. Wir waren uns sehr wohl darüber bewusst, dass hier – und in der künftigen Forschung – Biologie- und Maschinenbau-Forscher viel voneinander profitieren können.

Kleinformatige UAVs mit fixierten Flügeln – wie beispielsweise die gängigen Flugzeugtypen – sind von Böen und Turbulenzen deutlich mehr betroffen als größere Fluggeräte, denn die Windgeschwindigkeit ist vergleichbar mit ihrer Luftgeschwindigkeit. Das Fliegen in niedrigen Höhen, in den hochkomplexen Strömungsfeldern von urbanen Umgebungen und in nächster Nähe zum Boden und Gebäuden, ist eine wichtige Herausforderung, für die die meisten autonomen Flugsteuerungssysteme schlicht noch nicht gemacht sind. Zu untersuchen, wie Vögel von geringer Größe und wenig Gewicht diese Herausforderungen meistern, kann dabei helfen, das Planen von UAV-Flugsteuerungssystemen und die Entwicklung von Flugkontrollsystemen für diese Umgebungen voranzutreiben.

Wenn Sie also das nächste Mal angesichts von durch die Innenstadt fliegenden Möwen übellaunig sind und schützend Ihr Eis beim Spaziergang an der Strandpromenade abschirmen, halten Sie einen Moment inne, um die komplexen Entscheidungen, die diese gefiederten Piloten Sekunde für Sekunde treffen, zu wertschätzen, denn sie reagieren auf die sich kontinuierlich verändernden Luftbedingungen in einer Art und Weise, von der Ingenieure, zumindest heutzutage, nur träumen können.

Dieser Artikel erschien zuerst auf „The Conversation“ unter CC BY-ND 4.0. Übersetzung mit freundlicher Genehmigung der Redaktion.


Image „seagull“ by dyangerous (CC0 Public Domain)


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Emily Shepard

Emily Shepard

ist Dozentin für Biowissenschaften an der Swansea Universität in Wales. Ihr Forschungsgebiet umfasst die Mechanismen der Bewegung und die Verbreitung von Tieren, insbesondere die Bewegung von fliegenden Tieren.

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