Ruch lotniczy, a ptaki (cz.III)

Rozwój lotnictwa, w tym wzrost popularności lotnictwa ogólnego, wymaga rzetelnego opisania relacji pomiędzy ptakami, a statkami powietrznymi. Precyzyjne określenie reakcji poszczególnych gatunków ptaków na bodźce związane z lotnictwem jest istotne z jednej strony z uwagi na ich ochronę, z drugiej zaś z uwagi na bezpieczeństwo operacji lotniczych. Najistotniejszą rolę w negatywnym oddziaływaniu na ptaki odgrywają niskie przeloty statków powietrznych oraz generowany przez nie hałas.

Gatunki ptaków i poziomy zagrożeń związanych z ryzykiem kolizji

Zgodnie z zasadami fizyki, im większa masa (m) poruszającego się obiektu, tym większą energią on dysponuje: e= ½ mv2 (przy zachowaniu tej samej prędkości – v). Dlatego skala zniszczeń spowodowanych kolizją zależy od masy/wielkości ptaka oraz liczby ptaków (jeśli lecą w stadzie). I tak, pojedynczy mniejszy ptak nie stanowi zazwyczaj większego zagrożenia, jednak zwarte stado (np. szpaków) stanowi podobne zagrożenie jak większe gatunki lecące pojedynczo (Dolbeer et al. 2000, Maragakis 2009). Analizy dotyczące poszczególnych gatunków ptaków uwzględniają również notowany w ostatnich latach wzrost liczebności populacji gatunków stanowiących duże zagrożenie w przypadku kolizji (gęsi, mewy, krukowate, część dużych szponiastych) (Dolbeer 2003, Maragakis 2009). Ten trend dotyczy również Polski i takich gatunków jak gęgawa Anser anser czy też bielik Haliaeetus albicilla (Neubauer et al. 2011, Polakowski et al. 2012).

Warto też podkreślić różnice pomiędzy lotnictwem cywilnym i wojskowym. Loty wojskowe mogą odbywać się bardzo szybko i na małych wysokościach. Powoduje to wzrost prawdopodobieństwa kolizji z uwagi na zwiększoną obecność ptaków oraz wyższe prawdopodobieństwo po¬ważnego uszkodzenia samolotu, co wynika z dużych prędkości lotu. Charakter wykonywanych lotów wojskowych statków powietrznych powoduje wyraziste różnice w strukturze gatunkowej ptaków poddanych oddziaływaniu lotnictwa cywilnego i wojskowego, co zostało dość dobrze udokumentowane w badaniach z obszaru Izraela (Suaretz et al. 1988, Owadia 2005). Czas reakcji ptaków (uniknięcie kolizji) od momentu zlokalizowania bodźca (np. zbliżającego się samolotu) do odpowiedniej reakcji jest bardzo mały. Solman (1981) wskazuje, że praktycznie w przypadku samolotów lecących powyżej 150 km/h, czas od chwili pojawienia się bodźca do momentu potencjalnej kolizji, jest zbyt krótki na odpowiednią reakcję ptaków dla uniknięcia kolizji.

Warto wskazać, że w europejskich certyfikatach bezpieczeństwa statków powietrznych (CS), wskazuje się bezpieczny poziom energii dla kolizji przy założonej prędkości i masie ptaków. I tak np. dla kadłuba samolotu klasy Boeing 737, poziom ten wynosi prawie 60 000 J, podczas gdy dla mniejszego Embraera 190 prawie trzy razy mniej – 21 675 J (EASA 2009). Tak więc inne poziomy zagrożeń występują dla poszczególnych typów statków powietrznych przy zderzeniu z tym samym gatunkiem ptaka lub gatunkami o tej samej masie. Istotne jest również to, że podobny stopień zagrożenia, mierzony energią, może cechować różne gatunki ptaków w zależności od prędkości lotu statku powietrznego. Energia zderzenia wzrasta proporcjonalnie do kwadratu prędkości (rys.4). I tak, np. zderzenie z mewą przy prędkości 450 km/h wiąże się z większym zagrożeniem niż zderzenie z gęsią przy prędkości 230 km/h. Dlatego część opracowań dotyczących kolizji podkreśla znaczenie analiz nie tylko w odniesieniu do gatunków, ale przede wszystkim do wielkości energii związanej z kolizją (EASA 2009). Ponadto, dla ograniczenia skali zagrożeń wiele organizacji (ICAO, Unia Europejska), a także krajowych regulacji dotyczących ruchu lotniczego (w Wielkiej Brytanii, Kanadzie), zaleca stosowanie zasady nie przekraczania prędkości 250 kt (mil/h) (ok. 460 km/h) na wysokościach poniżej 10000 ft (stóp) (ok. 3000 m) nad ziemią (Skakuj & Janiszewski 2014).


Informacje o kolizjach związanych z uszkodzeniami statków powietrznych podane w pracach Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) wskazują, że w przypadku dużych gatunków 45% kolizji dotyczy stad, natomiast 31% pojedynczych ptaków. Wszystkie kolizje z dużymi ptakami stanowią ponad 3/4 ogólnej liczby tych zderzeń. Dla średnich i małych gatunków jest to odpowiednio 20% oraz 4% (Maragakis 2009). Wskazuje się również na problem unikania kolizji przez ptaki: część dużych gatunków charakteryzuje się niższą zwrotnością (np. gęsi Anser sp., Branta sp., żurawie Grus sp., łabędzie Cygnus sp.), lub też słabiej reagują one na cichsze samoloty. Wielkość samolotu, jako wizualnego bodźca wywołującego reakcję ptaków, odgrywa rolę w unikaniu kolizji (Kelly & Allan 2006). Jednak przy dużych prędkościach (np. rzędu 360 km/h – 100 m/s i wyższych) czas reakcji jest bardzo ograniczony. Proponowany podział gatunków i grup gatunków ptaków na poziomy ryzyka odzwierciedla zagrożenia, jakie spowodowałaby potencjalna kolizja ze statkiem powietrznym (Sowden et al. 2007). Najważniejszym kryterium jest masa ptaków oraz występowanie ptaków w stadach. Niżej przestawiamy zmodyfikowany podział na poziomy ryzyka uwzględniający gatunki występujące w Polsce i zagrożenia, jakie stwarzają (tab. 1).


Analizy zagrożeń dla lotnisk w Polsce powinny uwzględniać, poza występowaniem ptaków, również m.in. przedstawiony podział, podobnie jak i zróżnicowanie gatunków pod kątem stopnia ich ochrony. Nawet pobieżna analiza rozmieszczenia lęgowisk, np. bielika czy też orlika krzykliwego, pokazuje obszary, gdzie zagrożenie ryzykiem kolizji jest potencjalnie podwyższone. Jest to szczególnie istotne, gdyż gatunki te charakteryzują się najwyższym poziomem ryzyka w przypadku kolizji. Z drugiej strony niskie i wolne przeloty nad miejscami rozrodu mogą negatywnie oddziaływać na ich populację lęgową. Podobnie, newralgiczne obszary można wskazać dla koncentracji blaszkodziobych czy też siewkowych Charadriiformes. Dotyczy to zarówno wielkich skupisk ptaków w pasie Wybrzeża (np. rejon Zatoki Puckiej, Ujście Wisły), na rozlewiskach rzek (np. Kotlina Biebrzańska, Ujście Warty), jak i w rejonach okresowo spuszczanych zbiorników retencyjnych (np. Zb. Mietkowski, Turawski) i stawów hodowlanych (np. Dolina Baryczy).

Wysokości przelotu statków powietrznych, a płoszenie

Nasilenie płoszenia ptaków uzależnione jest w dużej mierze od typu statku powietrznego. Wskazuje się na większe negatywne oddziaływanie śmigłowców niż samolotów, nawet odrzutowych (Watson 1993). Grubb & Bowerman (1997) podają, że dla bielika amerykańskiego udział odnotowanych wyraźnych reakcji wynosi 47% dla śmigłowców, 31% dla samolotów odrzutowych oraz 26% dla małych samolotów jednosilnikowych. Dane z obszaru Morza Wattów dotyczące ptaków siewkowych wskazują na znacznie częstsze płoszenie przez śmigłowce (100% przypadków), niż inne statki powietrzne (samoloty odrzutowe 84%, lekkie samoloty śmigłowe 56% oraz motolotnie 50%) (Smit & Visser 1993). Dlatego też w rejonach pływów Morza Wattów wprowadzono dolne granice wysokości oraz zmodyfikowano trasy przelotów wojskowych statków powietrznych. W Holandii minimalna wysokość przelotu śmigłowców wynosi 152–181 m, zaś samolotów 300–400 m. Należy pamiętać, że te olbrzymie tereny pływowe są miejscem przebywania milionów ptaków, głównie siewkowych, mew oraz blaszkodziobych. W niemieckiej części Morza Wattów, począwszy od 2002 r., wskutek powołania parku narodowego, obowiązują minimalne wysokości przelotu dla samolotów wojskowych. Wynoszą one: 915 m dla odrzutowców oraz 610 m dla pozostałych statków powietrznych, z wyjątkami uwzględniającymi m.in. specyfikę ćwiczeń wojskowych (Marencic & Nehring 2009).

Oddziaływanie małych statków powietrznych latających nisko nad obszarami chronionymi dotyczy zarówno ssaków, jak i ptaków (Allan & Kelly 2006). Zjawisko to w coraz większym stopniu dotyczy m. in. obszarów chronionych w Polsce, przede wszystkim obszarów górskich, takich jak np. Bieszczadzki Park Narodowy (Winnicki 2008). Wynika to z rosnącej popularności motolotni, paralotni, wiatrakowców, samolotów ultralekkich oraz balonów, które mogą latać nad dużą częścią Polski na minimalnych wysokościach 150 m. Wszystkie te statki powietrzne, z uwagi na niską wysokość lotu i niewielką prędkość powodują, podobnie jak śmigłowce, wyraźniejsze reakcje ptaków niż głośniejsze, ale też znacznie szybsze samoloty komercyjne i wojskowe. Reakcja ta związana jest też z poziomem emitowanego hałasu (Smit & Visser 1993, Komenda-Zehnederet al. 2003). Duże samoloty komunikacyjne po starcie wznoszą się bardzo szybko i większość ich przelotów odbywa się na wysokościach powyżej 5000 m. Dlatego potencjalny zasięg oddziaływania lotnictwa ogólnego jest niewspółmiernie większy. Istniejące w Polsce ograniczenia, z uwagi na obszary chronione, dotyczą tylko parków narodowych (tzw. strefy R czasowego ograniczenia lotów), gdzie możliwe są loty na pułapach nie niższych niż ok. 1 km nad ziemią (Rozp. Min. Infrastruktury z dnia 11 czerwca 2010 r. w sprawie zakazów lub ograniczeń lotów na czas dłuższy niż 3 miesiące, Dz. U. z 2010 r., Nr 106, poz. 678). Dokładne lokalizacje wszystkich stref podaje Zbiór Informacji Lotniczych (AIP Polska, http://www.ais.pata.pl/aip/).

Podkreślamy, że reakcje poszczególnych gatunków, grup gatunków, a nawet osobników na ten sam bodziec (np. niski przelot samolotu) mogą być zróżnicowane w zależności od obszaru czy też okresu cyklu życiowego. W większości prac wskazuje się na wyraźny spadek stopnia reakcji większości gatunków na przeloty na wysokościach 300–450 m, chociaż w przypadku ptaków wodnych wartość ta może sięgać 600 m, a dla skupisk gęsi bezpieczna (niepowodująca istotnych negatywnych reakcji) wysokość przelotu to dopiero ok. 1000 m nad ziemią (Belanger & Bedard 1989, 1990, Grubb & Bowerman 1997, Kempf & Hoppop 1998, Ward et al. 1999, Efroymson et al. 2000, Ward et al. 2001, Komenda-Zehneder et al. 2003). Zwracamy uwagę na to, że bezpieczna wysokość przelotu powinna być rozumiana raczej jako „bezpieczny bufor”, a więc dotyczyć zarówno wysokości, jak i odległości wokół miejsc koncentracji ptaków (Efroymson & Su¬ter 2001, Efroysmon et al. 2001). Przewidujemy, że dla większości lęgowych populacji ptaków, w przypadku regularnego ruchu na lotniskach komercyjnych, brak będzie wyraźnie negatywnego oddziaływania. Operacje związane z lądowaniami i startami, nawet na wysokościach poniżej 150 m i emisje hałasu nawet rzędu 70 dB, nie będą negatywnie wpływać na większość drobnych gatunków ptaków.

Zjawisko przyzwyczajania się ptaków do zakłóceń ze strony ruchu lotniczego

Zjawisko przyzwyczajania się (habituacji) ptaków do bodźców związanych z ruchem lotniczym, jest znacznie częstsze w przypadku osobników pozostających dłuższy okres czasu w tym samym rejonie, korzystających z tego samego obszaru, np. żerowisk (Kool¬haas et al. 1993, Grubb et al. 1997, Brown et al. 1999, Ruddock & Whitefield 2007). Istotna jest tu powtarzalność bodźca, np. hałasu i pojawów statków powietrznych, co widać w przypadku obecności stad czajek, gawronów, mew, bądź szpaków na naszych lotniskach (Skakuj, Kitowski – dane własne niepubl.). Także żurawie kanadyjskie Grus canadensis na Florydzie szybko przyzwyczajają się do lotów śmigłowców (Dwyer & Tanner 1992), a obecność tysięcy par lęgowych gęgawy wokół lotniska Schiphol w Amsterdamie wynika wyraźnie z habituacji do bardzo intensywnego ruchu lotniczego oraz pojazdów naziemnych na tym jednym z największych w Europie lotnisk (Anonymus 2011, Schil¬derman-Karelse 2012, Patijn & Vreeke 2012). Przyzwyczajanie się osobników sprawia, że liczba zdarzeń z ptakami notowana na lotniskach jest niższa w początkowej fazie sezonu lęgowego. Jest to w dużej mierze efektem przyzwyczajania się lokalnie lęgowych ptaków do ruchu statków powietrznych. W późniejszym okresie, po wylocie młodych ptaków, liczba zdarzeń z udziałem ptaków rośnie w lotnictwie cywilnym, jak i wojskowym (Skakuj & Gil 2012, Skakuj & Ziółkowski 2012) (rys. 3).


Podsumowanie
  
Rozwój lotnictwa, w tym wzrost popularności lotnictwa ogólnego, wymaga rzetelnego opisania relacji pomiędzy ptakami a statkami powietrznymi. Precyzyjne określenie reakcji poszczególnych gatunków ptaków na bodźce związane z lotnictwem jest istotne z jednej strony z uwagi na ich ochronę, z drugiej zaś z uwagi na bezpieczeństwo operacji lotniczych. Najistotniejszą rolę w negatywnym oddziaływaniu na ptaki odgrywają niskie przeloty statków powietrznych oraz generowany przez nie hałas. Dotyczy to przede wszystkim małych, wolno latających statków powietrznych lotnictwa ogólnego. Dla większości ptaków negatywny wpływ związany z funkcjonowaniem dużych lotnisk i intensywnym ruchem lotniczym należy uznać za niewielki. Natomiast bezpośrednie od-działywanie na liczebność gatunków poprzez kolizje jest, poza najrzadszymi gatunkami, bez znaczenia. Programy zarządzania ryzykiem kolizji na lotniskach w coraz większym stopniu wykorzystują informacje o zachowaniach ptaków i o ich siedliskach, zarówno na terenie lotnisk, jak i w ich otoczeniu. Jest to tym bardziej istotne z uwagi na wzrost liczebności populacji wielu gatunków stanowiących duże zagrożenie dla lotnictwa (gęsi, mewy, krukowate, bielik).

Zarządzanie ryzykiem kolizji powinno uwzględniać nie tylko występowanie ptaków na terenie lotniska, ale również w obrębie strefy w 13 km buforze. Stąd też, jako podstawowy obszar analiz ornitologicznych w odniesieniu do najistotniejszych gatunków (np. bocian biały, duże szponiaste, miejsca koncentracji i kolonie krukowatych) należy przyjąć bufor 13 km. Dotyczy to np. raportów oddziaływania na środowisko dla nowych lokalizacji i rozbudowy istniejących obiektów lotniskowych. Ograniczanie ryzyka kolizji wiąże się zarówno z minimalizowaniem obecności ptaków w obrębie i w najbliższej okolicy lotnisk, jak i z ustaleniem bezpiecznych wysokości przelotu nad miejscami znacznych koncentracji ptaków lub obszarami ważnych lęgowisk. Większość ga-tunków przyzwyczaja się do regularnego ruchu lotniczego i wysokich poziomów hałasu. Otwarte tereny lotnisk są atrakcyjne dla ptaków, m. in. ze względu na dostępność pokarmu, ale też mniejszą presję drapieżników, jednakże na ptaki na terenach lotnisk większy wpływ wywiera pogoda i dostępność pokarmu niż hałas lub płoszenie przez statki powietrzne, pojazdy i personel lotniska.

Michał Skakuj, Ignacy Kitowski, Dorota Łukasik
Ornis Polonica 2014