V-Formation

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Kanadagans in V-Formation.

Die V-Formation oder der Winkelflug ist eine wie ein V geformte Flugformation fliegender Gänsevögel, Ruderfüßer, Schreitvögel oder anderer größerer Zugvögel, insbesondere zur Energieersparnis.[1] V-Formationen werden auch bei militärischen Flugmissionen genutzt, siehe Formationsflug. Oft ist die V-Formation nicht symmetrisch und ein Schenkel kürzer als der andere.

Vorteile[Bearbeiten]

Aerodynamik[Bearbeiten]

Das Fliegen in einer V-Formation hilft den Vögeln eines Schwarms bei der energieeffizienten Bewältigung weiter Flugstrecken.[2][3][4][5] Außer dem ersten Vogel fliegen alle im Auftrieb der Wirbelschleppe (Randwirbel) des voraus fliegenden Vogels. Ein kleiner Auftrieb hilft dem Vogel, sein Eigengewicht im Fluge zu halten (in der gleichen Weise wie ein Gleiter im thermischen Auftrieb Höhe gewinnen oder halten kann).[6] In einer V-Formation kann jeder Vogel eine Verringerung des Luftwiderstandes und als Ergebnis eine Reichweitenerhöhung erreichen.[4][7] Bei der genauen Positionsbestimmung von 393 Kurzschnabelgänsen in 54 Formationsflügen wurde eine Energieeinsparung von durchschnittlich 14 % errechnet und fast alle profitieren in ihrer Energiebilanz vom Formationsflug. Die theoretisch optimale Position wurde jedoch nur von 9 der untersuchten Tiere eingenommen, was ihnen eine Verringerung des Aufwandes um 51 % erlaubte.[4] Kanadagänse erzielen aus ihrem Formationsflug durchschnittlich 10 % Energieersparnis bei einem theoretischen Energieeinsparungspotential von 35 %.[4][8] Bei Rosapelikanen konnte anhand der Herzfrequenz die tatsächliche Energieeinsparung gemessen werden.[5]

Die Vögel wechseln sich an der Spitze regelmäßig gegenseitig ab, um die Flugmüdigkeit gleichmäßig unter allen Mitgliedern des Schwarms zu verteilen und in den Genuss des Windschattens der anderen Vögel der Formation zu gelangen.

Kommunikation und Kollisionskontrolle[Bearbeiten]

Über 97 % der Kurzschnabelgänse halten nicht einen optimal energieeffizienten Abstand ein. Das gibt einen Hinweis darauf, dass die Energieersparnis nicht den einzigen Vorteil des Formationsfluges darstellt.[4]

Die V-Formation erleichtert die Verständigung untereinander und erlaubt den Vögeln, Sichtkontakt miteinander zu halten und die Position der Nachbarn zu kennen.[4] Eine gute Positionsbestimmung der Nachbarvögel dient der Kollisionsvermeidung.[4][8] Die bessere Kommunikation untereinander kann eine Rolle für die Orientierung spielen.[5]

Anthropogen entstandene Risiken[Bearbeiten]

Fliegen Vögel im Schwarm in dieser Formation, so ist ein eventuell notwendiges Ausweichen erschwert. Der Anführer und vielleicht noch einige seiner hinter ihm fliegenden Vögel kann einem eventuellen Flugobjekt (Flugzeug / Hubschrauber) ausweichen, wobei bei den nachfolgenden das Risiko eines Vogelschlags (Kollision mit dem Flugzeug mit teilweise verheerenden Folgen[9]) entsteht. Auch sind Tiere in einer V-Formation gegenüber einzelnen Tieren um ein Vielfaches höher durch illegalen Abschuss - teilweise durch Abschussanlagen - gefährdet. Schrotkugeln einer Schrotladung treffen mit hoher Wahrscheinlichkeit mehr als einen Vogel.

Windanfälligkeit[Bearbeiten]

Eine windbedingte Beeinträchtigung der Formation wurde vermutet.[8] Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die Flugpositionen unter starkem Wind wie an windstillen Tagen etwa gleich präzise gehalten werden, die mittlere Tiefe wurde bei erhöhtem Wind sogar präziser eingehalten.[4]

Fluggeschwindigkeit[Bearbeiten]

Die optimale Geschwindigkeit von Langstreckenflügen resultiert primär aus einer Energieoptimierung (Energie/Entfernung) und ist abhängig von Wind und Flughöhe, aber auch von der Aufsteigrate und der Schwarmgröße.[10] Daneben können Etappenziele wie bevorzugte Rast- und Futterplätze gelegentlich eine weniger energieeffiziente und höhere Fluggeschwindigkeit auslösen.

Chaotische Flugformation[Bearbeiten]

Viele kleinere Zugvögel wie Stare oder Alpenstrandläufer bewegen sich in chaotisch erscheinenden dreidimensionalen Formationen. Aber auch in diesen Schwärmen halten die Tiere Abstände und Winkel zu einigen ihrer Nachbarn relativ konstant ein.[11]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Dietrich Hummel: Die Leistungsersparnis beim Verbandsflug. In: Journal für Ornithologie Band 114, Nr. 3, 1973, S. 259–282.
  2. P. B. S. Lissman, C. A. Shollenberger: Formation flight by birds. In: Science Band 168, 1970, S. 1003–1005.
  3. J. P. Badgerow, F. R. Hainsworth: Energy savings through formation flights? A reexamination of the vee formation. In: J. theor. Biol. Band 93, 1981, S. 41–52.
  4. a b c d e f g h C. Cutts, J. Speakman: Energy savings in formation flight of pink-footed geese. In: J. theor. Biol. Band 189, Nr. 1, 1994, S. 251–261.
  5. a b c Henri Weimerskirch, Julien Martin, Yannick Clerquin, Peggy Alexandre, Sarka Jiraskova: Energy saving in flight formation. In: Nature Band 413, Nr. 6857, 2001, S. 697–698. doi:10.1038/35099670.
  6. William Blake, Dieter Multhopp: Design, performance and modeling considerations for close formation flight. In: CLJ Band 150, 1998, S. 2.
  7. http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0804/0804.3879.pdf
  8. a b c F. R. Hainsworth: Precision and dynamics of positioning by Canada geese in formation. In: J. exp. Biol. Band 128, 1987, S. 445–462.
  9. http://www.stern.de/panorama/flugzeugabsturz-in-den-hudson-river-das-wunder-von-new-york-651715.html
  10. Anders Hedenstrom, Thomas Alerstam: Optimal flight speed of birds. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. Band 348, Nr. 1326, 1995, S. 471–487. doi:10.1098/rstb.1995.0082.
  11. Peter F. Major, Lawrence M. Dill: The three-dimensional structure of airborne bird flocks. In: Behavioral Ecology and Sociobiology Band 4, Nr. 2, 1978, S. 111–122.