I dati cinematici per entrambe le specie africane erano difficili da trovare, ma il granaio o la rondine europea (Hirundo rustica) è stato studiato intensamente e i dati cinematici per quella specie era prontamente disponibile.
È una semplice questione di rapporti di peso
Un’indagine di 54 anni su 26.285 rondini europee catturate e rilasciate dall’Unità di demografia aviaria del L’università di Città del Capo ha scoperto che la rondine europea adulta media ha una lunghezza alare di 12,2 cm e una massa corporea di 20,3 grammi. sono disponibili dati per almeno altre 22 specie di uccelli, 6 dovrebbe essere possibile stimare la frequenza (f) e l’ampiezza (A) della rondine europea mediante un confronto con specie simili. Con questi due numeri, sarà possibile stimare la velocità relativa (U).
Per mantenere la velocità relativa, una rondine deve battere le ali quarantatre volte al secondo, giusto?
In realtà, sbagliato. Confrontando la rondine europea con specie di uccelli di massa corporea simile, possiamo stimare che la rondine batte le ali 18 volte al secondo con un’ampiezza di 18 cm:
| Specie | Massa corporea | Frequenza | Ampiezza |
| Zebra Finch | 13 g | 27 Hz | 11 cm |
| Rondine europea | 20 g | ≈ 18 Hz? | ≈ 18 cm? |
| Picchio lanuginoso | 27 g | 14 Hz | 29 cm |
| Budgerigar | 34 g | 14 Hz | 15 cm |
Nota che anche il minuscolo Zebra Finch sbatte le ali non più di 27 volte al secondo durante la crociera.
Se ignoriamo la massa corporea e guardiamo solo l’uccello sp ecies con un’apertura alare simile, possiamo stimare una frequenza media di 14 battiti al secondo e un’ampiezza di 23 cm:
| Specie | Apertura alare | Frequenza | Ampiezza |
| Budgerigar | 27 cm | 14 Hz | 15 cm |
| Rondine europea | ≈ 28–30 cm | ≈ 14 Hz? | ≈ 23 cm? |
| Picchio lanuginoso | 31 cm | 14 Hz | 29 cm |
| Storno europeo | 35 cm | 14 Hz | 26 cm |
Facendo la media di tutti i 6 valori, possiamo stimare che una rondine europea media vola a velocità di crociera con una frequenza di circa 15 battiti al secondo e un’ampiezza di circa 22 cm.
Salta un po ‘, fratello
L’articolo del mese scorso su The Strouhal Number in Cruising Flight ha mostrato come le forme d’onda di volo semplificate che rappresentano l’ampiezza del grafico rispetto alla lunghezza d’onda possono essere utili per visualizzare il rapporto di Strouhal (fA / U), un adimensionale parametro che tende a cadere nell’intervallo 0,2-0,4 durante un volo di crociera efficiente.
Per una rondine europea che vola con la nostra ampiezza di battito alare stimata di 24 cm, il modello previsto di volo di crociera varia da un numero di Strouhal ( St) di 0,2:
… a 0,4 meno efficiente:
Se il primo diagramma (St = 0,2) è accurato, la velocità di crociera della Rondine europea sarebbe di circa 16 metri al secondo (15 battiti al secondo * 1,1 metri per battito). Se il secondo diagramma (St = 0,4) è accurato, la velocità di crociera della Rondine europea sarebbe più vicina a 8 metri al secondo (15 battiti al secondo * 0,55 metri per battito).
Se ci accontentiamo su un valore di Strouhal intermedio di 0,3:
Possiamo stimare la velocità relativa della Rondine europea di circa 11 metri al secondo (15 battiti al secondo * 0,73 metri per battito).
Tre è il numero che devi contare
La velocità relativa può anche essere prevista utilizzando una formula pubblicata. Invertendo questo rapporto di Strouhal del punto medio di 0,3 (fA / U ≈ 0,3), Graham K. Taylor et al. mostra che, come regola pratica, la velocità di un animale volante è circa 3 volte la frequenza per l’ampiezza (U ≈ 3fA) .5
Ora dobbiamo solo inserire i numeri:
U ≈ 3fA
f ≈ 15 (battiti al secondo)
LA ≈ 0,22 (metri per battito)
U ≈ 3 * 15 * 0,22 ≈ 9,9
… per stimare che la velocità di una Rondine Europea scarica è di 10 metri al secondo.
Oh, sì, sono d’accordo con questo
Con qualche ulteriore studio, è diventato chiaro che queste stime sono accurate, anche se forse casuali.
Uno studio reale di due rondini europee che volano in una galleria del vento a bassa turbolenza a Lund, in Svezia, mostra che le rondini sbattono le ali molto più lentamente della mia stima, a soli 7-9 battiti al secondo:
“Rispetto ad altre specie di dimensioni simili, la rondine ha una frequenza di battiti alari piuttosto bassa e ali relativamente lunghe.” 7
La velocità massima che gli uccelli potevano mantenere era di 13-14 metri al secondo e, sebbene lo studio di Lund non discuta in particolare del volo di crociera, il battito delle ali più efficiente (7 battiti al secondo) si sono verificati a una velocità relativa compresa tra 8 e 11 metri al secondo, con un’ampiezza di 90-100 & gradi (17-19 cm).
E c’era molta gioia
Calcolare la media dei numeri sopra e collegarli all’equazione di Strouhal per il volo di crociera (fA / U = 7 battiti al secondo * 0,18 metri per battito / 9,5 metri al secondo) restituisce un numero di Strouhal di circa 0,13:
… indica un modello di volo sorprendentemente efficiente che cade ben al di sotto dell’intervallo previsto di 0,2-0,4.
Anche se una risposta definitiva richiederebbe ovviamente ulteriori misurazioni, medie pubblicate a livello di specie di lunghezza alare e massa corporea, stime iniziali di Strouhal basate su tali medie e confronti tra specie, il vento di Lund t uno studio condotto su uccelli che volano a una gamma di velocità e numeri di Strouhal rivisti basati su quello studio mi hanno portato a stimare che la velocità media di crociera di una rondine europea scarica è di circa 11 metri al secondo, o 24 miglia all’ora.
Qual è la capitale dell’Assiria?
Per chi cercava ulteriori risposte, le quattro capitali dell’Assiria erano Ashur (o Qalat Sherqat), Calah (o Nimrud), la breve Dur Sharrukin (o Khorsabad) e Ninive.8 Le rovine di tutte e quattro le antiche città rientrano nello stato moderno dell’Iraq.
Grazie a tutti coloro che hanno scritto con commenti e domande. Le risposte sono pubblicate qui, insieme a una stima rivista del dottor Graham Taylor e ad alcune teorie alternative.
- Chris & Tilde Stuart
Birds of Africa: From Seabirds ai mangiatori di semi
MIT Press (1999) - G. L. Maclean
Gli uccelli dell’Africa meridionale di Roberts
John Voelcker Bird Book Fund, Città del Capo, Sudafrica (1985) - Graham Chapman, John Cleese, Eric Idle, Terry Gilliam, Terry Jones , Michael Palin
Monty Python e il Sacro Graal
Python (Monty) Pictures Ltd. (1975) - Unità di demografia aviaria
Risultati SAFRING della Rondine europea (Hirundo rustica)
Dipartimento di scienze statistiche, Università di Città del Capo (2002) - Graham K. Taylor, Robert L. Nudds, Adrian LR Thomas
Animali che volano e nuotano navigano a un numero di Strouhal regolato per un’elevata efficienza energetica
Nature 425, 707–711 (16 ottobre 2003) - Corrispondenza via e-mail con Graham Taylor del Dipartimento di zoologia dell’Università di Oxford (22-23 ottobre 2003)
- Kirsty J. Park, Mikael Rosén, Anders Hedenström
Cinematica di volo della rondine (Hirundo rustica) su un’ampia gamma di velocità in una galleria del vento
The Journal of Experimental Biology 204, 2741–2750 (2001) - Ashur Cherry
Storia assira
The Mesopotamian Encyclopedia (2001)