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Physik im Alltag und Naturphänomene

Bäume haben Stimmen

Dass diese Aussage stimmt, ist mir einmal mehr in diesem Winter bewusst geworden, in dem sich der Schnee rar machte und der Sturm unüberhörbar wurde. „Hör mal wie der Sturm in den Bäumen heult!“ Man muss wirklich hinhören, um wahrzunehmen, dass der Sturm in den Bäumen anders heult als um die Ecken eines Gebäudes. Ebenso ist es ein Unterschied, ob er durch das nackte Geäst der riesigen Eichen zieht oder die auch im Winter in voller Nadelpracht stehenden Kiefern durchströmt. Glaubt man mangels eines angemesseneren akustischen Vokabulars hier ein dumpfes Klagen zu hören, so wird man dort eher an ein helles Seufzen erinnert. Und im Sommer, wenn die Bäume wieder voll belaubt sind, dominieren eher fröhlichere Töne.
Diese Einschätzungen mögen durch subjektive Stimmungen gefärbt sein, man kann aber objektiv feststellen, dass die größeren Hindernisse insgesamt tiefer klingen als die kleineren.
Ausschlaggebend für die unterschiedlichen äolischen Töne (nach dem griechischen Windgott Aeolus) sind vor allem die Abmessungen der Strukturen, die sich dem Wind entgegenstellen. Während an den Ästen und Zweigen eine Vielzahl meist tieferer Töne hervorgerufen wird, klingen die Nadeln und Blätter in einer höheren Tonlage.
Physikalisch lässt sich die Situation wie folgt beschreiben: Wenn der Wind die Hindernisse umströmt entstehen hinter ihnen Luftwirbel, die sich ab einer gewissen Mindestgeschwindigkeit der bewegten Luft abwechselnd an der einen und anderen Seite ablösen ohne dass sich die Hindernisse selbst hin und her bewegen müssen. Bei jeder Ablösung eines Wirbels überträgt dieser einen Impuls auf die Luft, wodurch diese in Schwingung versetzt wird. Selbst wenn die Schwingung im hörbaren Bereich erfolgt, reicht deren Intensität bzw. Lautstärke jedoch ohne Weiteres nicht aus, auch tatsächlich hörbar zu werden.
Befindet sich die Frequenz der Wirbelablösung (die lediglich von der Windgeschwindigkeit und der Größe des Hindernisses abhängt) zufällig im Bereich der Eigenfrequenzen* des Hindernisses, so kann dieses zum Mitschwingen angeregt werden. Dadurch wird die Intensität der Schwingung deutlich verstärkt. Dennoch reicht ein einzelner schwingender Ast oder gar eine einzelne schwingende Kiefernnadel auch in einem solchen Resonanzfall nicht aus, weithin hörbare Töne von sich zu geben. Da aber die Äste oder Nadeln eines Baumes in ihren Abmessungen meist nicht allzu sehr voneinander abweichen und die mittlere Intensität eines aus vielen Einzeltönen zusammengesetzten Klangs gleich der Summe der einzelnen Intensitäten ist, kann insgesamt ein deutlich hörbarer Klang hervorgebracht werden. Seine hervorstechendste Frequenz ist näherungsweise gleich dem Durchschnitt der zahlreichen Einzelfrequenzen.
Auf diese Weise hat das Heulen oder Flüstern eines Baumes im Wesentlichen dieselbe Tonhöhe wie die vielen individuellen Äste, Zweige oder Nadeln, die hier zusammenklingen, und Bäume, Büsche Sträucher, ja ganze Waldabschnitte nehmen einen charakteristischen Sound an. Wenn man einmal darauf achtet, wie eine Baumgruppe oder eine Hecke im Wind klingt, so wird man vielleicht feststellen, dass einem dieser Klang sehr vertraut geworden ist, so vertraut, dass man ihn nicht mehr bewusst wahrnimmt. Durch bewusstes Hinhören kann man aber sich diese meist verloren gegangene Klangwelt stückweise zurückerobern. Der nächste Waldspaziergang bei etwas kräftigerem Wind kann dazu ein gegebener Anlass sein.


*  Wenn ein fixierter schwingungsfähiger Gegenstand ausgelenkt wird, kommt es zu einer durch die Masse, die Spannung und die Länge des Gegenstands festgelegten gedämpften Eigenschwingung, die i.A. aus einer charakteristischen Grundfrequenz und den zugehörigen Oberschwingungen besteht.

Diskussionen

18 Gedanken zu “Bäume haben Stimmen

  1. Das erinnert mich – wieder einmal – an „Das große Orchester der Tiere“ von Bernie Krause.
    Eine Rezension von mir:
    https://kopfundgestalt.com/2019/01/31/die-klangwelten-der-erde/

    Krause schulte sich, die typischen Klangspektren in bestimmten Habitaten aufzunehmen.: Drei grundsätzliche Quellen machte er dazu aus: Das geologische (womit ich an deinen Artikel hier anschliesse), das tierisch verursachte und den Lärminpakt von Menschen/Zivilisation.
    Was er nun feststellte, war, dass die immer wieder besuchten Habitate klanglich spürbar verarmen. Wa da ärmer klingt, weniger reichhaltig und kaum mehr richtig aufeinander abgestimmt, das hat natürlich mit menschlichen Eingriffen zu tun.

    Ob das Projekt von Krause und anderen, so wichtig es ist (das Buch überzeugte mich sehr), daß es in der heutigen Zeit eine Rolle spielt ist anzuzweifeln.

    Verfasst von kopfundgestalt | 23. März 2020, 00:46
    • Noch etwas: Die hier angesprochene Verarmung des Klangspektrums eines Habitats ist nicht nur ein ästhetischer Verlust, sondern eigentlich ein Anzeichen von „Krankheit“.

      Verfasst von kopfundgestalt | 23. März 2020, 00:49
      • Das würde ich auch so sehen, zumal es meist durch krankmachende Geräusche technischen Ursprungs ersetzt wird.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 09:24
      • Bestimmte Tierarten finden nicht mehr ihre gewohnte klangnische. Sie waren es gewohnt, damit in einem bestimmten Spektrum , zu einer bestimmten Tageszeit, zu erscheinen. Balzrufe ect.
        Das ist ähnlich wie mit den herbiziden, die vieles im „vokabular“ durcheinanderbringen.

        Verfasst von kopfundgestalt | 23. März 2020, 10:08
      • Das klingt einleuchtend, zumal zur vertrauten und „Sicherheit“ vermittelnden Umwelt nicht nur das gehört, was man sieht, sondern auch das was mit den anderen Sinnen wahrgenommen wird. Der vom Menschen zum fast ausschließlichen Wahrnehmungsorgang hochstilisierte Gesichtssinn birgt die große Gefahr, alles andere zu übersehen und gering zu schätzen. Das ist insbesondere in den Wissenschaften so.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 10:23
      • Alle Sinne haben gleichrang, denke ich. Alle berichten z. Teil hochdetailliert, was um uns rum vor sich geht. Dazu zählen solche Sinne wie z.b. von fluginsekten, die offenbar über spannungsdifferenzen die nächste ertragreiche Blüte festmachen können.
        Eine Hummel fällt so aus einer Blüte, dass sie möglichst kostengünstig zu der Blüte weitergelangen kann, wo zuvor niemand genascht hat. Das kann man sehr schön selbst beobachten.
        Dann gibt es ja noch den magnetsinn der Vögel, das echolot der Wale und vieles mehr.

        Verfasst von kopfundgestalt | 23. März 2020, 10:32
      • Und der Mensch wird nie erfahren, wie sich elektrische und magnetische Stimulationen „anfühlen“. Er kann das nur messend erfassen und die zugehörigen Leistungen der Tiere registrieren.
        Zufällig habe ich gerade einen Beitrag zum elektrischen Sinn der Hummeln in Spektrum der Wissenschaft publiziert, den ich am 3. April hier vorstellen werde.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 10:42
      • Das ist aber schön!
        So nach und nach lernt Mensch, dass er nicht einzigartig ist, sondern im Grunde… ich Sag’s lieber nicht.
        Ich las vor einiger Zeit, dass Einzeller fehlende Kooperation von Artgenossen bestrafen. Immer mehr solcher Leistungen von niederen Tieren werden bekannt.

        Verfasst von kopfundgestalt | 23. März 2020, 10:50
      • In Zeiten der Corona ist es rücksichtsvoller, es lieber nicht zu sagen.
        Wenn man bedenkt, dass der Mensch ohne Mikroorganismen nicht leben könnte, ist ein differenzierter Blick auch auf Einzeller geradzu geboten.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 11:01
    • Danke für den Hinweis, das muss ich seinerzeit übersehen haben. Die Geräusche des Windes, auf die ich hier aufmerksam machen möchte, ergänzen gewissermaßen das tierische Klangspektrum. Sie sind einerseits absichtslos, andererseits sind sie wie eine Tapete, an die man sich gewöhnt hat, der unbewusste Hintergrund des eigenen Erlebens.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 09:22
  2. Super!
    Liebe Grüße

    Verfasst von juergenkuester | 23. März 2020, 08:42
  3. Oh ja, das Phänomen habe ich schon oft gehört, aber mir nie überlegt woher die unterschiedlichen Töne kommen. Nun weiß ich das auch. Danke, lieber Joachim!
    Herzliche Grüße
    Ulli
    Heute weht hier ein kräftiger Ostwind, da kann ich mit neuen Ohren lauschen 🙂

    Verfasst von Ulli | 23. März 2020, 09:42
    • Oft ist das was wir als (angenehme) Stille in der Natur empfinden kaum merklich akustisch unterlegt durch die feinen Schwingungen von Bäumen und Pflanzen. Der stärkere Wind ist wohl nur die auffälligere Variante. Auch hier ist der Ostwind seit einigen Tagen kräftig aber auch kalt, weshalb ich die Mütze über die Ohren gezogen habe und mich dadurch zwangsläufig den akustischen Phänomenen teilweise entziehe. Vielen Dank für deinen Kommentar und
      liebe Grüße, Joachim.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 23. März 2020, 09:55
  4. Ich habe diesen Artikel und die Kommentare mit großem Interesse gelesen. Als ich vorhin – gegen Mitternacht – im nahegelegenen Wäldchen spazieren ging, standen die Bäume (Pinien) in einem durchlichteten Nebel, feierlich, aber stumm. Auch das Käuzchen,dessen Ruf ich so liebe, hörte ich nicht. Eine vollkommene Stille.

    Verfasst von gkazakou | 24. März 2020, 01:19
    • Die Grenze zwischen laut und leise ist ein äußerst sensitiver Bereich und hängt stark von den empfindenden Personen ab. Auch die angenehme Stille, die man auch als vollkommene Stille wahrnimmt, ist nich frei von Akustik. Letztlich produziert unser Gehör selbst immer so etwas wie ein Hintergrundsrauschen, das man nicht mehr bewusst wahrnimmt. Was ich angesprochen habe ist der – vor allem naturwissenschaftliche Aspekt – der sturmbedingten Geräusche, die in den Bäumen u.Ä. entstehen und für das Heulen (und wie immer man das lautmalerisch ausdrücken mag) verantwortlich ist.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 24. März 2020, 12:22

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