Livscykler för fåglar, insekter och träd skiftar i denna nuvarande era av ett snabbt föränderligt klimat. Hur migrationsmönster, särskilt, förändras och om fåglar kan spåra klimatförändringar är en öppen fråga.

Kyle Horton, biträdande professor vid Colorado State University, ledde en ny studie som analyserade nattlig fågelmigration som han hoppas kommer att leda till fler svar om skiftande migrationsmönster. Han och forskargruppen använde 24 års radardata från NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration, för studien.

Forskargruppen - inklusive forskare från Cornell Lab of Ornithology och University of Massachusetts - fann att vårmigranter sannolikt skulle passera vissa stopp tidigare nu än för 20 år sedan. Temperatur och migreringstidpunkten var nära anpassade, med de största förändringarna i migreringstidpunkten som inträffar i regioner som värms snabbast. Under hösten, förändringar i migreringstidpunkten var mindre uppenbara.

Studien, en av de första som undersökte klimatförändringarnas inverkan på migreringstiden i kontinental skala, publiceras 16 december i Naturens klimatförändringar .

Analys med molnberäkning avslöjade mönster för miljontals fåglar

Horton beskrev bredden av forskningen som "kritiskt viktig, "med teamet som observerar de nattliga migrationsbeteendena hos hundratals arter som representerar miljarder fåglar.

"Att se förändringar i timing på kontinentala skalor är verkligen imponerande, särskilt med tanke på mångfalden av beteenden och strategier som används av de många arterna radarna fångar, "sa han. Men medan laget såg dessa förändringar, Horton noterade att detta inte nödvändigtvis betyder att migranter håller jämna steg med klimatförändringarna.

Flyttfåglar har en viktig roll i ekosystemen. De äter och tar insekter från landet, sprida frön och tjäna andra viktiga funktioner, inklusive mätning av hälsa i dessa ekosystem.

Andrew Farnsworth, studiens seniorförfattare och forskningsassistent vid Cornell Lab of Ornithology, sa teamets forskning svarade, för första gången, viktiga frågor om fåglar och klimatförändringar.

"Fågelmigration utvecklades till stor del som ett svar på förändrat klimat, "sa han." Det är ett globalt fenomen som involverar miljarder fåglar årligen. Och det är inte en överraskning att fåglarnas rörelser följer förändrade klimat. Men hur församlingar av fågelpopulationer reagerar i en era med så snabba och extrema klimatförändringar har varit en svart låda. Att fånga skalor och migrationsstorlekar i rum och tid har varit omöjligt förrän nyligen. "

Forskare fick tillgång till NOAA -datamängder via Amazon Web Services som en del av byråns Big Data Project, utformad för att ge tillgång till data på ett mer effektivt sätt.

Horton sa att denna tillgång till data och molnberäkning kraftigt förbättrade teamets förmåga att syntetisera resultaten.

"För att bearbeta alla dessa uppgifter, utan molnberäkning, det skulle ha tagit över ett år med kontinuerlig beräkning, sa han. I stället laget knuffade siffrorna på cirka 48 timmar.

Medan Amazon Web Services gav åtkomst till data, nya algoritmer som designats av forskare vid University of Massachusetts avslöjade potentialen för dessa radardata för biologer. Specifikt, forskarna utformade nya datorsynstekniker för att ta bort väderdata, ett problem som utmanat biologer från årtionden.

"Historiskt sett en person var tvungen att titta på varje radarbild för att avgöra om den innehöll regn eller fåglar, "sa Dan Sheldon, docent i datavetenskap vid University of Massachusetts Amherst. "Vi utvecklade 'MistNet, "ett artificiellt intelligenssystem för att upptäcka mönster i radarbilder och ta bort regn automatiskt."

Höstmigration tenderar att vara 'rörigare'

Horton, som arbetar på avdelningen för fisk, Wildlife and Conservation Biology vid CSU, sa att bristen på förändringar i höstmigrationsmönster var lite överraskande, även om migration också tenderar att vara "lite rörigare" under dessa månader.

"Under våren, vi ser utbrott av migranter, går i ganska snabb takt, slutligen för att nå häckningsplatserna, "förklarade han." Men under hösten, det finns inte lika mycket tryck för att nå övervintringsplatserna, och migration tenderar att gå långsammare, mer punkterad takt. "

Under hösten, fåglar tävlar inte om kamrater, och vägen för att nå sin destination är mer avslappnad. Det finns också ett bredare åldersintervall av fåglar som vandrar, när de unga så småningom inser att de behöver migrera, för. Kombinationen av dessa faktorer gör fallvandring mer utmanande att studera.

Horton sa att resultaten har konsekvenser för att förstå framtida mönster för fågelmigration, eftersom fåglarna förlitar sig på mat och andra resurser när de reser. Under klimatförändringarna, tidpunkten för blommande vegetation eller insekts framväxt kan vara ur synk med passagen av flyttfåglar. Denna till synes subtila förändring kan få negativa konsekvenser för flyttfåglarnas hälsa.

Forskare planerar att utöka sin dataanalys till att omfatta Alaska, där klimatförändringarna har allvarligare effekter än i de lägre 48 staterna i USA