6 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Появившийся недавно новый способ изучения перелетов птиц вдохновил неутомимых наблюдателей за птицами на фоне лунного диска. История о том, как радиолокатор стали использовать для изучения перелетов птиц,— интересный, порой курьезный пример контакта биологии и физики. Конечно, радиолокаторы были сконструированы для военных целей, среди которых основное значение имели обнаружение и определение местоположения вражеских самолетов. Вслед за первыми довольно примитивными попытками, предпринятыми в 20—30-х годах, все великие державы, участвовавшие во второй мировой войне, приложили огромные усилия к совершенствованию радиолокационных систем, с тем чтобы они могли обнаруживать самолеты на больших расстояниях и точнее определять их курс. В настоящее время в радиолокаторах широко используется особый прибор для представления получаемой информации, — так называемый индикатор кругового обзора (ИКО). В основе его — электронно-лучевая трубка, напоминающая обычный телевизионный кинескоп. Внутри нее пучок электронов разгоняется в вакууме и бомбардирует флуоресцирующее вещество, нанесенное на внутреннюю поверхность экрана. Перемещение электронного луча автоматически связано с изменением направления луча радиолокатора, а интенсивность отраженного сигнала зависит от отражающих объектов. В результате на экране создается «карта» пространства вокруг радиолокационной установки. Азимут определяется непосредственно по экрану, а расстояние до обнаруженного самолета или любой другой цели, отразившей импульсы радиолокатора, измеряется по масштабной радиальной шкале от светящейся точки в центре экрана (местоположение радиолокатора) до изображения цели.

Упрощенная схема трубки индикатора кругового обзора (ИКО) радиолокационной установки, где электронный луч обозначен штриховой линией. Специальные пластины и катушки отклоняют луч и заставляют его перемещаться по светящейся поверхности трубки и таким образом рисовать «карту» окружающего пространства

Упрощенная схема трубки индикатора кругового обзора (ИКО) радиолокационной установки, где электронный луч обозначен штриховой линией. Специальные пластины и катушки отклоняют луч и заставляют его перемещаться по светящейся поверхности трубки и таким образом рисовать «карту» окружающего пространства

Специальное устройство в радиолокаторе создает узкий луч высокочастотных радиоволн, который перемещается в горизонтальной плоскости, последовательно проходя все направления. Одновременно с этим пучок электронов в электронно-лучевой трубке описывает точно такие же круги на экране ИКС. Кроме того, электронный луч отклоняется от центра экрана к периферии и обратно, прочерчивая, таким образом, радиусы по его круглому полю. Если радиоэхо не отражается от какой-либо цели, то интенсивность электронного луча невысока и он не оставляет на экране заметного следа. Но когда эхо от импульсов, посланных радиолокатором, вернется к приемной антенне, интенсивность электронного пучка мгновенно возрастет и на экране возникнет светящееся пятно (рис. 5). Скорость перемещения луча по данному радиусу в точности соответствует времени прохождения радиоимпульсом определенного расстояния до цели и обратно. Допустим, что радиолокационная установка настроена таким образом, что перемещение электронного луча от центра к краю экрана соответствует прохождению радиоимпульсом 40 километров, причем скорость движения последнего составляет примерно 300 000 километров в секунду, т. е. равна скорости света. Отсюда получаем, что расстояние в 4ft километров и обратно радиоимпульс пройдет за 2,7Х10-4 секунды. Радиолокатор настраивают так, что радиальное перемещение электронного луча от центра к периферии совершается за то же самое время. Отражение радиоимпульса от любого предмета вызывает появление светящейся отметки на «карте», которую рисует электронный луч на флуоресцирующем экране электронно-лучевой трубки.

Области применения и недостатки радиолокатора

Как и любое другое устройство, радиолокатор с ИКО имеет свои недостатки и может применяться лишь в известных пределах. Очень сильное эхо оставляет на экране яркие и отчетливые отметки, тогда как небольшие по размерам или более удаленные предметы обозначаются на экране значительно слабее. Конечно, можно повысить степень усиления сигнала, но, в конце концов, спонтанные перемещения электронов в самой схеме или рассеивание радиоволн в атмосфере создадут на экране фоновый шум, или «снег», который маскирует отметки от небольших или удаленных объектов. Чтобы обеспечить возможно большую чувствительность установки, оператор должен постоянно регулировать степень усиления системы, с тем чтобы уловить даже самые слабые ответные импульсы. А для этого нередко требуется поднимать усиление до такого уровня, когда экран заполнится беспорядочными вспышками, создающими фоновый шум.

Опыт, накопленный при работе с радиолокаторными установками, показывает, что «шум», создаваемый атмосферными помехами, стал постоянной проблемой и серьезным ограничением эффективности радиолокатора. По мере усиления мощности излучаемых радиоимпульсов и повышения чувствительности приемной аппаратуры в поле зрения радиолокатора стали попадать не только самолеты.

Радиоэхо может отражаться от дождя, снега и даже микроскопических капелек воды или кристаллов льда, из которых состоят облака, так же как от пылевых бурь и стай саранчи. Облака, дождь и другие скопления атмосферной влаги создают характерный рисунок на экране радиолокатора. Можно распознать грозу и град, узнать заранее о приближении штормов, водяных смерчей или ураганов и предупредить по радио. В связи с этим для метеорологов были сконструированы специальные радиолокаторы.

Но инженеров, специалистов по радиолокации, продолжали беспокоить и некоторые другие помехи, которые постоянно перемещались. Они часто появлялись и совершенно необъяснимо исчезали. Озадаченные операторы прозвали их «ангелами». В течение второй мировой войны все, что касалось радиолокационных установок, тщательно засекречивалось, в особенности сведения о дефектах отдельных систем, которыми противник мог воспользоваться, чтобы из­бежать обнаружения. В результате, вместо того чтобы расширить изучение радиолокационных «ангелов» и классифицировать их, этот вопрос всячески замалчивался и в течение многих лет оставался лишь темой для обсуждения на закрытых заседаниях.

Некоторые типы загадочных «ангелов» наблюдались постоянно, а поскольку было замечено, что они появляются в определенное время года и суток, то инженеры, занимающиеся усовершенствованием радиолокационных установок, стали искать объяснение в метеорологических явлениях.

Наглядным примером могут служить «ангелы-кольца», обнаруженные в некоторых районах Англии. Иногда на чистом экране радиолокатора замечали неожиданное появление отчетливого пятна. Интенсивность свечения пятна и его размеры увеличивались, затем оно постепенно бледнело в центре и превращалось в кольцо. Увеличиваясь в размерах, оно все более тускнело, а через несколько минут исчезало совсем. Некоторые из этих «ангелов-колец» появлялись довольно регулярно, изо дня в день, в одной и той же точке. Был ли это какой-нибудь неизвестный тип воздушного потока, нагретого лучами восходящего солнца и увлекающего невидимую пыль, от которой и отражалось радиоэхо, или же это было обусловлено каким-то другим явлением природы?

Радиолокационные «ангелы»

Возникло предположение, что радиоволны могут отражаться от птиц. Сначала его не приняли всерьез. Ведь каждому известно, что хорошо отражают радиоволны металлы, но у птиц мягкое, а не металлическое тело, да и не так уж много их летает вокруг радиолокационных установок. Однако постепенно выяснилось, что у «ангелов» есть много общего с птицами. Они двигались почти равномерно, нередко против ветра, разгоняющего облака и пыль, взвешенную в воздухе. Особенно многочисленны они были весной и осенью, причем никогда не поднимались очень высоко, что отличало их от электрических явлений, которые происходят в более высоких слоях атмосферы. Наконец, кто-то обследовал места, где особенно часто появлялись «ангелы-кольца», и обнаружил, что они совпадают с местами отдыха огромных стай скворцов. Самое сильное эхо возникало, когда тысячи скворцов покидали места ночевок и разлетались на день во всех направлениях в поисках пищи.

Воодушевленные этими сведениями, инженеры установили на радиолокационных антеннах телескопы и, когда условия были благоприятными для визуальных наблюдений, увидели птиц на расстояниях, совпадающих с измеренными по экрану ИКО. Конечно, еще не все типы радиоэхо разгаданы, но все-таки большая часть «ангелов» несомненно летает на птичьих крыльях.

Как только выяснилось, что диффузные молочно-белые «ангелы» на экране ИКО соответствуют птичьим стаям, естественным стало использование радиолокаторов для изучения миграций птиц. К сожалению, возможности применения этого метода наблюдения слишком ограничены, так как наиболее чувствительные радиолокационные системы дальнего действия по вполне понятным причинам используются только в военных целях. Лишь в редких случаях чрезвычайно дорогостоящая радиолокационная установка одновременно с выполнением основной задачи может быть использована и для наблюдения за птицами. Кроме того, радиолокаторы обычно настраивают так, чтобы уменьшить помехи от «ангелов» и повысить чувствительность к сигналам, отраженным от самолетов, что, разумеется, делает их почти бесполезными для биологов. Если бы операторы мощных радиолокационных установок фотографировали на экране ИКО четкое изображение сигналов, отраженных от птиц, это дало бы возможность заинтересованным биологам анализировать фотографии и значительно больше узнавать о миграциях птиц в районе каждой установки. В настоящее время, когда многие устаревшие радиолокационные системы вытеснены новейшими образцами, создается реальная возможность использовать снятые с вооружения радиолокаторы для решения стоящих перед биологами задач.

Тщательное изучение показывает, что не все «ангелы» одинаковы. Иногда белые пятна на экране слабы, а иногда они так велики и ярки, что заполняют весь экран (как, например, на рис. 6). Обычно луч радиолокатора вращается в горизонтальной плоскости, делая полный оборот за несколько секунд, а так как каждое пятно на экране, вызванное отразившимися от птиц импульсами, смещается за этот промежуток времени, то и весь рисунок на экране ИКО постоянно меняется. Если каждые 10—12 секунд фотографировать изображение на экране, а затем пустить кинопленку со скоростью 16 кадров в секунду, то можно за несколько минут, словно в телескоп, увидеть всю картину ночного перелета.

Экран ИКО во время массового пролета птиц. Эхо от птичьих стай дает диффузное изображение, а от самолетов — хорошо заметные плотные пятна, похожие на те, что изображены в верхней левой части экрана. След от самолета заметно сдвигается после каждого оборота антенны радиолокатора, тогда как птицы движутся настолько медленно, что след от них постепенно растворяется

Экран ИКО во время массового пролета птиц. Эхо от птичьих стай дает диффузное изображение, а от самолетов — хорошо заметные плотные пятна, похожие на те, что изображены в верхней левой части экрана. След от самолета заметно сдвигается после каждого оборота антенны радиолокатора, тогда как птицы движутся настолько медленно, что след от них постепенно растворяется

Каждое пятнышко соответствует не отдельной птице, а представляет собой результат отражения сотен радиоимпульсов от десятков птиц. Никто еще всерьез не пытался определить соотношение между этими постоянно меняющимися вспышками, похожими на помехи на экране плохо настроенного телевизора, и действительной численностью пролетающих птиц. Это могут быть разные виды птиц, отличающиеся по размерам, скорости полета, летящие на различной высоте и, возможно, не в одном и том же направлении. Причем они находятся на расстоянии нескольких километров от радиолокатора в объеме многих тысяч кубических метров воздуха. Поэтому скорее удивительно то, что радиолокатор вообще способен как-то заметить птиц, чем то, что он дает так мало.

Иногда отмечается странное явление: при радиолокационном наблюдении за птицами эхо от них время от времени пропадает. Причем это наблюдается даже в тех случаях, когда птицы вряд ли могли спуститься на землю. По-видимому, сильное эхо может дать лишь очень плотная стая мелких птиц. Если же стая рассредоточена, то при той же общей численности птиц эхо от нее будет слабее или вовсе неразличимо над уровнем фонового шума. Поэтому общая картина перелетов, полученная с помощью радиолокаторов, может быть искаженной, так как радиолокатор значительно лучше учитывает концентрированные стаи, чем отдельно летящие особи.

Однако несмотря на все эти сложности и ограничения, опытные наблюдатели, изучающие отраженные от птиц сигналы, начали классифицировать и приблизительно определять их различные типы. Так, например, Вильям Друри из Массачусетского одюбо-новского общества и его коллеги Д. Бэрд, А. Кейт и Т. Низбет различают следующие типы «ангелов». Во-первых, это крупные, четкие, медленно перемещающиеся пятна, которые соответствуют чайкам (в райо­не полуострова Кейп-Код — главным образом серебристой чайке). Эрнст Зуттер из Цюриха в Швейцарии с помощью радиолокатора легко узнавал чаек каждый день, утром и вечером, во время их перелетов между озером Констанции и городской свалкой.

Есть еще одна категория отчетливо различимых быстро движущихся «ангелов», за которыми можно следить на большом расстоянии, — птицы побережий или болот (кулики-песочники, ржанки и близкие им виды). Наконец, встречаются мелкие, слабые, диффузно расположенные пятна, которые движутся по экрану, сохраняя характер последовательного миграционного перемещения. Это почти наверняка мелкие певчие птицы, особенно славки.

Если эта неточность в определении кажется разочаровывающей, то следует вспомнить, что сам факт регистрации радиоэхо от птиц с расстояния в 30 и более километров был полной неожиданностью для всех, в том числе и для создателей радиолокатора. Уже при случайном использовании радиолокатора для изучения миграций птиц были получены важные сведения, подтверждающие многие предположения, сделанные ранее косвенным путем.

Радиолокатор значительно расширил наши представления о миграциях птиц, особенно о масштабах массовых перелетов, а также продемонстрировал удивительную способность даже самых мелких птиц преодолевать огромные пространства океана. Например, анализ радиосигналов, отраженных от птиц, покидающих осенью восточную часть Массачусетса, показал, что здесь происходят частые массовые перелеты мелких певчих птиц над океаном в юго-восточ­ном и южном направлениях. Эти птицы летят над Атлантическим океаном со скоростью 40—50 километров в час и залетают так далеко, что радиолокатор уже не может улавливать отраженные от них сигналы. Древесная славка, обычно летящая по этому маршруту, часто попадает в поле зрения радиолокатора. Она летит из Массачусетса на юго-восток, примерно в направлении Венесуэлы. Если отмечается интенсивный пролет мелких певчих птиц, движущихся со скоростью около 40—50 километров в час, то на следующий день орнитолог почти наверняка обнаружит значительное уменьшение численности местных древесных славок. А еще через день на Бермудских островах число их резко возрастет. Однако радиолокатор «видит» такое огромное количество мелких птиц, следующих на юг и юго-восток из Массачусетса, что на Бермудах, вероятно, может быть учтена лишь небольшая их часть, остановившаяся здесь на несколько дней. Подавляющее же большинство птиц должно покрыть все расстояние в 3000—4000 километров до Антильских островов или Южной Америки без остановки на Бермудах.

В предыдущей главе были приведены примеры рекордной скорости перелетов, установленные поданным кольцевания. В большинстве случаев средняя дневная протяженность перелета птиц составляет от 160 до 480 километров. Мы уже отмечали приблизительность таких подсчетов, так как невозможно установить, какую часть времени, прошедшего между кольцеванием и повторной поимкой, птица затратила на сам перелет.

Анализ данных, полученных с помощью радиолокаторов, показывает, что даже мелкие птицы совершают длительные перелеты с обычной для них скоростью полета. А направление, которого они придерживаются в начале полета над океаном, говорит о том, что многим из них придется лететь по крайней мере 60—70 часов без остановки. За 70 часов полета со скоростью 48 километров в час древесная славка покрывает 3360 километров — и это несмотря на ве­тер. Во всяком случае, известно, что эти птицы пролетают, не останавливаясь, расстояние в 2880 километров от Массачусетса до Пуэрто-Рико, а вполне вероятно, что многие из них летят и дальше, вплоть до Малых Антильских островов или Южноамериканского материка. Непосредственное наблюдение, а также данные кольцевания уже давно навели биологов на мысль о том, что некоторые птицы совершают длительные перелеты. Но радиолокатор показал, что такие перелеты — явление, обычное для миллионов птиц.

Высота перелетов

Даже несмотря на огромные достижения авиации за последние 60 лет, высота, которой достигают птицы во время перелетов, все еще производит внушительное впечатление, хотя бы только потому, что птицы держатся на ней в течение многих часов или даже дней исключительно благодаря работе мышц. Уже прежние наблюдения с земли показали, что птицы могут успешно летать на высотах, где в воздухе содержится значительно меньше кислорода, чем в привычных для нас нижних слоях атмосферы. Грачей, например, наблюдали на высоте 3300 метров, где содержание кислорода в воздухе составляет только 66% его концентрации на уровне моря, а уток и ржанок — на высоте 2200—2400 метров, причем летели они с обычной для них скоростью. Некоторые кулики, например кроншнепы, а также журавли были замечены альпинистами у Джомолунгмы на высоте более 6000 метров. Гусей видели во время их перелета над Гималаями на высоте 8850 метров. Воздух здесь содержит всего лишь 30% того количества кислорода, которое отмечается на уровне моря.

При наблюдении за ночными мигрантами в телескоп невозможно с достаточной точностью определить высоту их полета. В то же время некоторые радиолокационные системы с исключительной точностью определяют высоту, которой достигают птичьи стаи. Разносторонний анализ радиоэхо от птиц, сфотографированных с экрана ИКО мощной радиолокационной установки на полуострове Кейп-Код, включал и анализ записей радиовысотомера. В этом специали­зированном варианте индикаторный луч движется вверх и вниз в вертикальной плоскости, а воспринимаемое эхо автоматически фиксируется на экране в виде светового пятна, расстояние которого от горизонтальной линии соответствует в определенном масштабе высоте до цели. Наведение на цель в горизонтальной плоскости может осуществляться по желанию оператора. Один из недостатков этой системы заключается в том, что отражение импульсов от поверхности земли или воды сильно искажает запись сигналов на небольших высотах, так что только сравнительно высоко летящие птицы достоверно учитываются радиолокационными системами этого типа. Самый тщательный анализ современных данных, полученных при непрерывной работе радиолокатора в течение 45 ночей в период массового пролета, показал, что наиболее обычная высота полета над океаном почти для всех видов птиц составляет от 450 до 750 метров. Только в 10% случаев эхо от птиц приходит с высоты более 1500 метров и менее 1% — с высоты более 3000 метров, причем разница между средними значениями высоты полета над морем и материком совершенно незначительна. Результаты других наблюдений, проведенных с помощью радиолокатора, а также случайные встречи самолетов со стаями мигрирующих птиц полностью согласуются с данными, полученными на полуострове Кейп-Код. По наблюдениям, проведенным в Англии с помощью радиолокационной установки несколько иного типа, высота полета для большинства видов птиц составляет 1500 метров, а для некоторых, особенно в ясные ночи, — до 3900 метров.

Хотя так высоко летит лишь относительно небольшое число мигрирующих птиц, они тем не менее представляют значительный интерес, так как успешно разрешают серьезную физиологическую проблему сохранения работоспособности мышц в условиях разреженного воздуха больших высот. Наблюдения на полуострове Кейп-Код показали, что некоторые отраженные сигналы поступают иногда с высоты 6000 метров и более. По форме некоторых из них, а также по скорости их перемещения можно установить, что они отражаются от стай мелких певчих птиц. Но все-таки большинство истинно высотных летунов представлено куликами, особенно песочниками и ржанками.

В горных районах пока еще не удалось с помощью радиолокатора получить аналогичные сведения. Однако непосредственное наблюдение, подобное упомянутому выше, показывает, что массовые миграции происходят и над вершинами высочайших горных хребтов. Наибольшее впечатление производят птицы, которые дважды в год летят над Гималаями из центральных областей Европейской части СССР в Индию и обратно. Иногда перелет идет по ущельям, но в Гималаях даже эти проходы находятся на высоте около 3000 метров. Более того, в хорошую погоду видно, как многие пролетные стаи пренебрегают долинами и забираются на такую высоту, что могли бы пролететь над самыми высокими пиками.

На высоте около 5400 метров воздух содержит лишь половину того количества кислорода, которое находится на уровне моря. Альпинисты в зависимости от степени акклиматизации и физической выносливости начинают испытывать затруднения на высотах между 3000 и 6000 метров. Как известно каждому, восхождение на высочайшие вершины мира, в особенности на Джомолунгму, доступно лишь первоклассным альпинистам, снабженным сложным экспедиционным снаряжением, в том числе кислородными баллонами, которыми приходится пользоваться через короткие промежутки времени. Достаточно прочитать подробные описания тех болезненных и мучительных, причиняющих боль усилий, которые требуются только для того, чтобы выползти из спального мешка и надеть ботинки, чтобы в полной мере оценить, например, путешествие гусей на собственных крыльях над Гималаями на высоте около 8850 метров. Сообщение о перелете гусей над вершиной Джомолунгмы единично, но многие гималайские экспедиции сообщали о пролетных и местных птицах, которые без видимых усилий летают на высотах, где даже хорошо подготовленный альпинист должен отдыхать через каждые несколько сот шагов. Никому не известно, каков уровень обмена веществ у гусей во время их перелета через Гималаи, но ясно, что такой перелет требует огромного напряжения. Альпинисты должны постепенно акклиматизироваться в течение нескольких недель, прежде чем они смогут (да и то с большим трудом) подняться выше 6000 метров. Мигрирующие же гуси, вероятно, в течение одного дня, взлетев с сибирских равнин, набирают максимальную высоту и спускаются на реки и озера Индии.

Этот биологический феномен еще недостаточно изучен, чтобы можно было хоть как-то объяснить, каким образом птицам удается избегать высотной болезни и сохранять достаточное количество мускульной энергии для полета в воздухе, содержащем лишь 1/4 часть количества кислорода, отмечаемого на уровне моря. Объяснение этого удивительного совершенства ждет своего исследователя, который предложит специальные методы изучения энергетики полета птиц на больших высотах.

Скорость перелетов

В течение более чем ста лет люди, интересовавшиеся птицами, пытались измерить скорость их полета, но удивительно, насколько трудно получить достаточно точные сведения. Одна из самых типичных ошибок заключалась в том, что не учитывалась разница между скоростью движения по земле и по воздуху,— делалось даже наивное предположение, что они равнозначны. В наши дни каждый, кто путешествовал на самолете, знает, что воздух находится в по­стоянном движении и скорость самолета или птицы представляет собой результирующую их собственной скорости и скорости ветра. К этому надо добавить, что воздушные массы на разных высотах перемещаются с различной скоростью, а иногда и в разных направлениях, Обычно на высоте в несколько сот метров ветер сильнее, тогда как у поверхности земли в силу трения и турбулентности скорость ветра много меньше. Таким образом, рассчитывая скорость птицы, летящей на высоте в несколько сот или тысяч метров над землей, недостаточно делать поправку только на скорость ветра в приземном слое.

В большинстве аэропортов метеорологи исследуют «верховой ветер», наблюдая за полетом шаров-зондов с помощью радиолокатора или через специальный телескоп, измеряющий угловое смещение шара.

Один из способов измерения скорости полета птиц заключается в том, что наблюдатель следует за птицами на самолете, пытаясь либо уравнять свою скорость (она определяется обычным аэроспидометром) со скоростью полета птицы, либо каким-нибудь способом определить, насколько медленнее летит птица по сравнению с самолетом. Для наиболее быстрых летунов этим способом удалось получить достаточно точные данные. Однако и здесь возникает вопрос: а не летят ли птицы быстрее при приближении самолета?

Несколько лет назад Мейнертцхаген, используя перечисленные методики и критически оценивая опубликованные прежде сведения, провел тщательные измерения скорости полета различных птиц. Он дает следующие максимальные значения скоростей для самых быстрых летунов при горизонтальном полете: утка-кряква — 96 километров в час; примерно с такой же скоростью (91—99 километров в час) летают стриж, золотистая ржанка и колибри, несмотря на большие различия в размерах и способах полета. Многие птицы при крутом пикировании развивают скорость более 160 километров в час. Известен случай, когда самолет, летевший со скоростью 160 километров в час, перегнала стая мелких ржанок, скорость которых, вероятно, составляла около 180 километров в час. Но более мелкие певчие птицы летают обычно со скоростью порядка 50 километров в час.

Для оценки скорости полета мигрирующих птиц наиболее точные сведения дает опять-таки радиолокатор. Друри с сотрудниками изучал сигналы, отраженные от птиц, вид которых определялся по характеру изображения на экране и высоте полета. Исследования показали, что кулики-песочники и ржанки в течение многих часов могут лететь со скоростью 70 километров в час. Вероятно, максимальные данные, приводимые Мейнертцхагеном для этих птиц (96 километров в час), были получены при необычном увеличении ими скорости в каких-то конкретных условиях, и вряд ли они могут сохранять ее при длительных перелетах. Судя по сигналам, отраженным от мелких певчих птиц, они летят медленнее, обычно со скоростью около 50 километров в час.

Направления перелетов

Обычное утверждение, что птицы летят весной на север, а осенью на юг, является значительным упрощением, хотя оно почти так же справедливо, как всякое краткое обобщение. Довольно известным исключением служат вертикальные миграции птиц с хребтов в долины, а во влажных тропических лесах для каждой популяции наблюдаются менее длительные перемещения, связанные с кормовыми условиями в дождливый и засушливый периоды.

Миграции океанских птиц могут происходить почти в любом направлении. Например, белолобая крачка, гнездящаяся в Новой Зеландии, осенью летит почти строго на запад, чтобы провести зиму на восточном и юго-восточном побережье Австралии. Американский красноголовый нырок, который гнездится в прериях по берегам небольших озер, летит зимовать почти прямо на восток — к Атлантическому побережью. Зимующий в Индии розовый скворец улетает гнездиться на северо-запад, в степи Турции и юга СССР.

В Южном полушарии, вполне понятно, направление перелетов обратное: осенью птицы летят зимовать на север, к тропикам. Причем такие миграции предпринимает здесь меньшее количество сухопутных птиц, чем можно было бы ожидать. Это отчасти объясняется тем, что в Южном полушарии площадь суши, расположенной в умеренном климате, гораздо меньше, чем в Северном. Надо учесть также, что птицы Южного полушария изучены значительно хуже.

Птицы южных морей тоже совершают дальние миграции, особенно виды, гнездящиеся на берегах и прибрежных островах Антарктиды. Даже пингвины, которые могут путешествовать только вплавь, мигрируют весной на сотни километров к югу, в район Антарктики, а зимой возвращаются обратно в более теплые воды. Пожалуй, наиболее хорошо изучены перелеты качурки Вильсона. Это один из многих видов буревестников размером приблизительно с аме­риканского странствующего дрозда. Матросы называют ее «цыпленком Матушки Кэри». Обычно эти птицы летают над самыми волнами, нередко перебирая перепончатыми лапками по воде, словно помогая полету. Хотя качурки, когда наблюдаешь за ними с корабля, выглядят слабыми и похожи на мотыльков, они легко выдерживают океанские штормы и проводят большую часть своей жизни вдали от берегов. Качурка Вильсона гнездится на небольших островах между южной частью Южной Америки и прилегающими районами Антарктиды, особенно на Южной Георгии, Южных Шетландских островах и Южных Оркнейских островах. В течение марта и апреля — осенних месяцев Южного полушария — эти качурки мигрируют на север, в тропические воды Южной Атлантики. В июне их очень много у восточных берегов Соединенных Штатов, значительно больше, чем местных северных качурок, гнездящихся в это время на островах у берегов штата Мэн и Новой Шотландии. В течение северного лета они широко распространяются по Северной Атлантике от Новой Англии и залива Св. Лаврентия до Бискайского залива и северо-западных берегов Африки. В октябре качурки Вильсона начинают двигаться к югу и встречаются уже от тропических вод Атлантики, особенно у африканских берегов, на юг до мест их гнездовых колоний. Как показывает рис. 7, эти птицы, несмотря на их малые размеры и относительно медленный полет, мигрируют почти так же далеко, как полярная крачка, о чьих подвигах мы уже отзывались с восхищением.

 Наблюдения за  качурками  Вильсона в Северной и Южной Атлантике. Белыми кружками обозначены места, где они отмечались в январе, а кружками с точкой — в июле

Наблюдения за качурками Вильсона в Северной и Южной Атлантике. Белыми кружками обозначены места, где они отмечались в январе, а кружками с точкой — в июле

Большинство мигрирующих птиц Северного полушария, вообще говоря, движется на север или на юг, но их истинные пролетные пути могут отклоняться на 45—60° от компасного направления на север при весенних перелетах или на юг осенью. Далеко не всегда эти отклонения объясняются направлением береговой линии или речной долины, по которой летят птицы. В Западной Европе многие птицы летят осенью из Скандинавии, Англии и Северной Германии на юго-запад в южную Францию или Испанию. Другие птицы из тех же гнездовых областей летят осенью в юго-восточном направлении, на Ближний Восток. Многие птицы из двух этих групп останавливаются на Средиземноморском побережье, но не меньшее количество птиц других видов летит и прямо на юг, в Африку. Во время ежегодных миграций из Европы в Африку сотен видов птиц заметно их стремление лететь не прямо через Средиземное море, а обогнуть его с востока или с запада — через Испанию и Гибралтарский пролив. С другой стороны, многие виды летят и прямо через Средиземное море, никуда не отклоняясь. Хорошим примером первой группы птиц, летящих окольным путем, является крупный, хорошо заметный и всем известный белый аист. В Западной Европе были окольцованы тысячи этих аистов, а повторные встречи их по всему маршруту перелета позволили довольно точно обозначить путь, по которому они путешествуют (рис. 8).

Осенний перелет европейского белого аиста. Аисты, гнездящиеся во Франции и на западе Германии, летят через Испанию, те же, что гнездятся дальше на восток, огибают Средиземное море с восточной стороны

Осенний перелет европейского белого аиста. Аисты, гнездящиеся во Франции и на западе Германии, летят через Испанию, те же, что гнездятся дальше на восток, огибают Средиземное море с восточной стороны

Примерно такие же выводы можно сделать и о миграциях птиц в Северной Америке, надо только «заменить» Средиземное море Мексиканским заливом. Наибольшее различие заключается, пожалуй, в том, что мощные горные массивы западной части Соединенных Штатов и Центральной Америки несколько изолируют птиц тихоокеанского побережья от обитателей равнин центральной части США и восточного побережья. Но и здесь есть исключения, особенно среди водоплавающих птиц.

Многие североамериканские виды птиц из обширных районов гнездования в восточной и центральной части США или южной Канаде летят более или менее строго на юго-восток во Флориду, на Багамские острова или на острова, расположенные в восточной части Карибского моря. Некоторые из них летят по этому маршруту с крайнего севера. К этой группе относятся и кулики, гнездящиеся по побережью Ледовитого океана в северной Канаде и достигающие Атлантики около устья реки Св. Лаврентия. Многие из этих куликов летят дальше на юго-восток или на юг, в Южную Америку. Зимовки некоторых видов находятся значительно южнее экватора, как, например, у рисового трупиала или американской бурокрылой ржанки (рис.9). Многие мигранты не придерживаются строго какого-нибудь одного направления в течение всего весеннего или осеннего перелета. Картирование большого числа пролетных путей ясно показывает наличие особых «поворотных пунктов», расположенных в определенных точках маршрута. Например, птицы Северной Европы, которые огибают Средиземное море с юго-востока или юго-запада, достигнув Марокко или Египта, меняют направление и летят почти прямо на юг.

Маршруты перелетов взрослых американских бурокрылых ржанок осенью и весной. Молодые птицы этого вида летят на юг приблизительно по маршрутам весенних перелетов взрослых птиц к северу. Таким образом, они находят дорогу от гнездовий в Арктике, где вывелись, к местам зимовок в Южной Америке без помощи взрослых птиц своего вида

Маршруты перелетов взрослых американских бурокрылых ржанок осенью и весной. Молодые птицы этого вида летят на юг приблизительно по маршрутам весенних перелетов взрослых птиц к северу. Таким образом, они находят дорогу от гнездовий в Арктике, где вывелись, к местам зимовок в Южной Америке без помощи взрослых птиц своего вида

Возраст птиц и особенности перелетов

Следующей замечательной особенностью перелетов многих видов птиц является то, что у них различные возрастные группы мигрируют отдельно. У некоторых видов воробьев, вьюрков и мелких певчих птиц молодые особи улетают на юг раньше взрослых, и сам инстинкт перелета у них, по-видимому, развит сильнее, так как на зиму они пролетают на юг дальше, чем взрослые. Серебристые чайки, обитающие летом в северо-западной части Соединенных Штатов и восточной Канаде, остаются зимовать на большей части этой территории. Однако те из них, что зимуют в более северных широтах, являются по преимуществу взрослыми птицами — их легко отличить от особей моложе трехлетнего возраста по более чистым оттенкам белого и черного цветов в оперении. Тысячи молодых особей этого вида были окольцованы на гнездовых колониях, разбросанных по островам у берегов Новой Англии, и подавляющее большинство их повторно встречено на значительном удалении к югу (в южных районах США и в бассейне Карибского моря). Причем все это были птицы, зимовавшие первый год. У других видов, особенно у цапель, молодые птицы в первый год разлетаются в конце лета — начале осени почти во всех направлениях. Массовое кольцевание молодых цапель на гнездовьях показало, что в течение нескольких последующих месяцев они могут быть встречены почти с рав­ной вероятностью как на севере, так и на юге.

У ряда других видов взрослые птицы улетают раньше молодых. Наиболее показательным примером могут служить некоторые буревестники. Эти птицы большую часть своей жизни проводят над океаном, питаясь мелкой рыбой и различными ракообразными, которых ловят с поверхности моря. Только в сезон размножения они прилетают на берег и гнездятся в норах, служащих защитой от хищников, особенно чаек. В то время как один из родителей сидит на яйцах, другой в течение трех-четырех дней кормится в море. Птенцов вскармливают полупереваренной пищей, которую родители отрыгивают. От этой неаппетитной, на наш взгляд, диеты птенцы тем не менее быстро жиреют и уже через несколько недель становятся тяжелее своих трудолюбивых родителей. Они вырастают такими тучными и неуклюжими, что даже не могут протиснуться через узкий ход, по которому туда и сюда снуют родители. В конце лета родители оставляют своих растолстевших птенцов, и те постятся в течение некоторого времени, пока у них не отрастут маховые перья и тело не примет обтекаемую форму взрослых птиц. Только тогда они могут выбраться из норы и направиться в море, чтобы начать новую жизнь в незнакомом им до сих пор мире. Обычно к этому времени здесь уже не остается взрослых птиц, и поэтому все поведение молодых особей, включая поиски океана, отыскивание пищи, перелет над морем на сотни километров, должно осуществляться только за счет наследственной информации, заложенной в их собственной нервной системе.

Другим особенно интересным представителем является американская бурокрылая ржанка (кулик средних размеров), гнездящаяся в канадской тундре. Зимой эта ржанка, как упоминалось выше, летит на юго-восток, пока не свернет прямо на юг в районе Новой Шотландии и Ньюфаундленда. После перелета над морем примерно в 3200 километров она продолжает лететь на юг (рис. 9), пересекает бассейн Амазонки и добирается до умеренного пояса Арген­тины, Уругвая и южной Бразилии. Здесь ржанки находят для себя подходящие места обитания, где могут питаться мелкими беспозвоночными, которых они собирают на песчаных и илистых отмелях во время отлива — совершенно так же, как они делают это у себя в Арктике или во время миграций. Весной, однако, бурокрылая ржанка возвращается не тем же самым маршрутом, а летит на северо-запад над центральной частью Южной Америки, затем через Цент­ральную Америку и дальше на север над Великими Равнинами, долиной Пис-Ривер и Макензи до арктического побережья. Удивительно и еще одно обстоятельство. Было обнаружено, что почти все молодые ржанки осенью летят на юг именно этим «сухопутным» путем, тогда как подавляющее большинство взрослых птиц летит над Атлантикой по описанному выше маршруту. Как и птенцы буревестников, покидающие свои гнезда впервые в жизни, молодые бурокрылые ржанки, тоже брошенные родителями, отправляются на юг в 12 800-километровое путешествие совершенно самостоятельно.