鸟类飞行原理：精确测量速度的成果

鸟类在飞行时的不同速度和不同条件下，会使用不同的飞行模式。它们可以白天黑夜地在各种海拔各种天气下上、下飞行。飞行的目的也会影响飞行速度，长距离的迁徙飞行与通常的短距离觅食飞行速度不同。

4.2节表明，从飞行功率考虑，鸟类存在两个最优速度，一个是最节省体力的速度，即飞行所需的最小做功速度（最小功率速度）；另一个是单位距离做功最小的速度（最大范围速度）。这两个速度是否存在，取决于速度与飞行功率的曲线形状。U形功率曲线存在这两个最优点，偏离型曲线并不存在这两个点。(www.xing528.com)

我们感兴趣的是鸟在野外的实际速度，这些是难以测量的，精确的测量方法很少且很复杂。空气速度是鸟周围相对于时间的位移。我们在6.7.2节看到地面速度，即地面参考系中的时间位移，包括了风对鸟影响的位移。垂直位移和高度也使得估计空气速度很困难。空气速度的测量需要鸟飞行高度附近的风速和鸟的飞行时间。因此，即使对于同一个物种而言，所得到的速度的公布数据也不尽相同。Bruderer和Boldt（2011）提出了139个古北区物种的海上空气速度，他们利用长期雷达测量并通过可靠的估计来解释现实的假设。自1968年以来他们一直使用跟踪雷达，跟踪范围从100 m的距离开始，一只花鸡的尾翼可以被跟踪到4.5 km之外。因此，通过测量地面附近的风速，并定期跟踪导频气球可以获得风速。这种方法并非没有错误，尽管它是目前最准确的方法。测量的平均空气速度为6～23 m·s-1。速度似乎并不会随着体重的增加而增加。研究者测量到的最小的鸟为6 g的戴菊莺，其飞行速度为6～12 m·s-1（平均速度为9 m·s-1）。鹈鹕和秃鹫为10 kg，平均飞行速度为15 m·s-1。测量到的绝大多数物种的飞行速度为6～16 m·s-1。正如预期的一样，个体差异很大。绿矶鹬以1.9 m·s-1下降时测量的速度为22.7 m·s-1，它的最低速度是在释放它时的5.8 m·s-1。在无风走廊中，红隼速度为8 m·s-1，但是在迁徙过程中速度为12～13 m·s-1。下面是观测到的非常快的速度：野鸭的飞行速度为17.6～24.4 m·s-1，平均的飞行速度为21.4 m·s-1；秋沙鸭的飞行速度为21.2 m·s-1。雨燕的速度是很慢的，普通雨燕在迁徙时的速度为6.4～11 m·s-1，记录到的最大速度为17 m·s-1（61 km·h-1）。高山雨燕的飞行速度为8～20 m·s-1。《世界鸟类手册》第5卷（DelHoyo，et al.，1999）提到，白喉针的水平速度为170 km·h-1（47 m·s-1），书中并没有给出估计速度的方法。游隼的下潜速度经常被高估，Peter和Kestenholz（1998）在344m弯头的末端测到的为51 m·s-1（184 km·h-1）。