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Using a Doppler light detection and ranging (lidar) system to characterize an atmospheric thermal providing lift for soaring raptors

2006; Association of Field Ornithologists; Volume: 77; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1557-9263.2006.00058.x

1557-9263

Grady J. Koch,

Ecology and Vegetation Dynamics Studies

ABSTRACT Raptors and other large birds in soaring flight take advantage of upward drafts of air called thermals to maintain altitude with minimal flapping. I used a Doppler light detection and ranging (lidar) system to characterize a thermal in which raptors were soaring. Doppler lidar allows imaging of wind fields to reveal the structure of updrafts and downdrafts in a thermal. The thermal I monitored was in the form of a horizontal convective roll created at a transition from clear sky to partly cloudy sky, and gave both lift and lateral motion to the soaring birds. The thermal was 700 m high with a vertical wind speed that peaked at 3 m/s, so raptors could have soared to and maintained that altitude as the horizontal wind moved the thermal. My results suggest that imaging wind fields with Doppler lidar can be a useful tool for studying thermals and how they are used by soaring birds. An effective combination for further study of bird flight interaction with wind phenomena would be to add lidar measurements to an established means of tracking bird flight by radio or GPS transmitters, aircraft tracking, or radar. Rapaces al igual que otras aves de gran tamaño que planean, toman ventaja de corrientes termales que mueven aire hacia arriba, para mantenerse planeando en lo alto sin tener que batir mucho las alas. Se utilizó un sistema de radar Doppler (sistema lidar) para caracterizar las termales en las cuales planeaban rapaces. Este tipo de sistema Doppler, permite tomar imágenes de campos de viento para revelar la estructura de corrientes de aire hacia arriba o hacia abajo. Las termales que se monitorearon fueron en forma de rollos de convección horizontal. Las mismas creadas en la transición de un cielo despejado a uno parcialmente nublado, proveyeron elevación (lift) y movimiento lateral a las aves que planeaban. La termal se encontró a 700 m de altura con una velocidad del viento con un pico de 3 metros/segundo, de manera que las rapaces pudieran mantener dicha altura mientral los vientos horizontales movían la termal. Los resultados sugieren que las imagenes de radar de campos de vientos, pueden ser útiles para estudiar las termales y la forma en que estas son usadas por aves planeadoras. El añadir medidas de Doppler (tipo lidar) a las que se pueden tomar con aves a las cuales se les han colocado radiotransmisores, transmisores GPS, o monitoreo por avión o radar, pudiera ser una combinación efectiva, para estudios posteriores de interacciones de vuelos de aves con los patrones de viento.