尽管遇到高度多变的风力条件，但像重要的传粉者这样的飞行昆虫如何在户外找到气味源?他们使用气味羽流——当风将气味分子从源头吹走时像烟雾一样传播并形成——来追踪花朵或信息素等来源。

但风洞通常无法复制真实的室外风况。在流体物理学中，内华达大学里诺分校的研究人员决定探索各种室外环境中的微观风力条件，以更好地了解飞行昆虫在追踪气味羽流时可能经历的情况。

作者JaleesaHoule和FlorisVanBreugel评估了环境风流过建筑物、树木和栅栏等表面粗糙元素所产生的机械湍流及其在气味羽流追踪中的作用。

“由于我们正在研究表面粗糙度亚层内的风动力学，因此描述风剖面特性的大多数已知大气相似性理论都不适用，”Houle说。“因此，我们使用统计分析来发现我们收集数据的各个地点的风测量值之间在空间和时间上的显着相关性。”

他们从内华达州北部的几个鼠尾草草原(灌木丛生的草地)、森林和城市地区收集了近地表风数据，发现近地表风向通常在不到10分钟的时间尺度内变化很大。他们还发现，在地表复杂性较高的环境(城市地区)中，风向可变性始终较高，而在风速较高时则较低。

“这很重要，因为昆虫通常会在较低风速下追踪气味羽流，这表明它们以某种方式理解它们遇到的高方向可变性，”Houle说。“湍流强度与风向的标准偏差密切相关，这可能对未来旨在重现更多‘自然’风的风洞实验设计有用。”

根据他们的发现，Houle和vanBreugel假设可能存在最佳风速范围和环境表面复杂性，以帮助昆虫找到气味源。

“需要进一步的实验来检验我们的假设，并可能帮助我们更好地理解土地破碎对具有生态意义的羽流追踪昆虫(如传粉者)成功的影响，”Houle说。“除此之外，我们的结果为研究人员提供了一个令人信服的理由，如果他们想发现与我们在自然界中可能看到的更相似的羽流跟踪行为，那么他们就应该专注于增加风洞研究中的方向可变性。”

接下来，研究人员将把他们的发现应用到羽流追踪风洞实验和一系列户外研究中。

“在夏季，我们计划检验我们关于昆虫在追踪气味羽流时可能喜欢的风力条件类型的假设，”Houle说。“在实验室中，我们正在积极寻找创造更大方向可变性的方法，以更好地模拟自然风。”

这篇文章“与羽流追踪昆虫相关的时空尺度上的近地表风变率”由JaleesaHoule和FlorisVanBreugel撰写，发表于2023年5月30日的流体物理学。