היקף הנדידה הגדול ביותר נמדד בשעות הלילה, כשהמדידה נעשית בעיקר באמצעי שמע ובשימוש ברדאר. אך יש גם מיני ציפורים הנודדות ביום. כך התגלה שהנדידה הלילית מתחילה כשעה אחר שקיעת החמה, מגיעה לשיא כמותי קרוב לחצות הלילה, ויורדת בהדרגה עד לזריחה.
נדידה במשך היום מאופיינת בדרך כלל בהסתמכות על זרמי אוויר חם ("תרמיקות") הנוצרים רק במשך היום ורק מעל יבשה. הנודדים במשך היום הם העופות הדואים -דורסים למיניהם, שקנאים, חסידות, עגורים וגם סיסים, שרקרקים וסנוניות. בכפוף לתנאי מזג האוויר, השעה ביום וגורמים נוספים - גובה הנדידה נע בין עשרות לאלפי מטרים.
מחקרים רבים בנושא זה בדקו מהן יתרונות הנדידה הלילית. עופות קטנים, שעיקר פעילותם במשך היום, אינם חשופים בלילה לאויביהם הטבעיים, כמו כן פריטים בלהקה שיכולת תעופתם חלשה, מגבירים את סיכוי הישרדותם בצורה זו. אולם בנדידה הלילית, לוקחים חלק גם מעופפים מצטיינים ועופות מים שנודדים למרחקים גדולים מעל גופי ים גדולים וללא אפשרות חניה למנוחה.
ההסבר המתקבל ביותר על הדעת לנדידה דווקא בשעות הלילה, קשור באופן ישיר לחשיבות שמירת האנרגיה בזמן התעופה למרחקים גדולים. תעופה ממושכת גורמת לעלייה דרסטית בטמפרטורת הגוף. אצל פריטים במשפחת הסבכיים נרשמה עלייה דרסטית בחום גופם, מ-38 מעלות צלזיוס בשעת מנוחה עד ל-44 מעלות צלזיוס בשעת מאמץ. בתעופה, מאבד העוף נוזלים, כשאלה מתאיידים לצורך צינון גופו, אולם האוויר בשעות הלילה קריר יותר, וכתוצאה מכך מאבד העוף פחות נוזלים. באוויר קריר נחלשות במקצת מערבולות האוויר, והתעופה שקטה ונוחה יותר לעופות שמשקלם נמוך. העופות הנודדים בשעות היום דווקא מנצלים את מערבולות האוויר וחומו. אלה הם, על פי רוב, עופות גדולים, שהאוויר החם ומערבולות האוויר מסייעים להם בחסכון באנרגיה הנדרשת למעוף. נצפה אף שמינים רבים העפים בשעות היום, מוצאים את מזונם, חרקים ועופות קטנים, בזרמי האוויר החם.
הסבר נוסף נעוץ בעובדה שהנדידה הלילית מתחילה מאתרי האכילה של העופות. על אף שהעיכול אצל העופות הוא מהיר ביותר, תמיד נמצאה כמות מזון גדולה בקיבתם של עופות נודדים שניצודו. מכך ניתן להסיק שחלוקת יומם של העופות הנודדים בנויה כך ששעות היום מוקדשות לאגירת מזון ולמנוחה, בלילה המזון מצטמצם וקשה ללקטו, ועל כן מתרחשת הנדידה בלילה. אך אם המצב היה הפוך, היו מגיעים העופות למצב של תשישות, מאחר שיכולת ליקוט המזון המותאם למינם נעשית באופן יעיל בעיקר בתקופת פעילותם העיקרית, שהיא עונת הקינון והרבייה. מחקרים הראו כי משך הזמן שהעוף מתאושש לאחר הנדידה, קשור באופן ישיר לכמות השומן הנותרת בגופו לאחר שהגיע ליעדו. מינים אחדים, שנודדים גם ביום וגם בלילה, נוטים לנדוד ביום מעל הים ואילו בלילה מעל היבשה.
התמצאות וניווט.
ניווט מסלולם של העופות מבוסס על שימוש משולב של מספר חושים שלהם. רבים מהעופות משתמשים בשמש כמעין מצפן ניווט. השימוש במיקומה של השמש כאמצעי להגדרת כיוון המעוף, דורש מנגנונים המפצים ומנרמלים את מהלכה של השמש על פני שעות היום.
הניווט מבוסס על יכולות נוספות של העוף הנודד, כמו היכולת לזהות ולחוש את השדה המגנטי של כדור הארץ, הכושר לזהות באופן ויזואלי נקודות ציון גאוגרפיות, ואף על סימני ריח.
הסברה היא שהדחף לנדידה ארוכת טווח נטמע בעופות כבר מגיל צעיר, ונוצרת בהם התקשרות ארוכת שנים לאתרי רבייה פוטנציאליים ולאתרים המתאימים לשהיית חורף. כשנוצר קשר לאתר מסוים, מגלים העופות "נאמנות" רבה לאתר זה ופוקדים אותו מדי שנה.
כושרם של העופות לנווט נכונה אל מחוז חפצם, אינה מוסברת במלואה כביטוי של כושר גנטי מולד. כושרם לבצע בהצלחה מעופים ארוכי טווח שניווטם מורכב, ניתן, ככל הנראה, להסבר מספק גם באמצעות ההנחה שיש לעופות הנודדים יכולת קוגניטיבית לזהות אתרי מחיה העונים על צורכיהם, וליצור במוחם מעין מפות ניווט של מסלולי המעוף אליהם. ניטור מהחלל של נדידה יומית של עופות, כעיטי דגים ואיות צרעים, הראה שעופות בוגרים מיטיבים לתקן את מסלולם כתוצאה מסטיות מסלול שנגרמות על ידי סחיפת רוחות.
עופות נודדים משתמשים, ככל הנראה, בשני כלים לזיהוי וחישת השדה המגנטי לצורך ניווט דרכם ליעדם. האחד, טבוע כולו בגנטיקה הביולוגית של העוף, והשני מבוסס על ניסיון נרכש. ציפור צעירה עפה בכיוון הנכון כבר במסע הנדודים הראשון שלה, ועושה זאת תוך חישת השדה המגנטי של כדור הארץ, אך אינה יודעת מה יהיה אורך מסעה.
המנגנון המשמש לחישת השדה המגנטי ומנחה את העוף בכיוון הרצוי למעופו, מבוסס על תהליכים כימיים המתבצעים בפיגמנטים מיוחדים בתאי גוף העוף, הרגישים לצבעים באורכי גל ארוכים ומופעלים בהשפעת השדה המגנטי. בחלוף הזמן, ובאמצעות הניסיון שהם רוכשים ממהלכי נדידה קודמים, לומדים העופות גם לזהות אתרים גאוגרפיים במסלולי מעופם, ומתבצע מעין "מיפוי" באמצעות מגנטיטים זעירים במערכת העצבית שבפניו של העוף (מערכת העצב המשולש שלו), המאפשר לעוף לחוש את עוצמת השדה המגנטי בנקודת הימצאו. מכיוון שעופות נודדים לאורך צירים אורכיים בכיוון צפון-דרום או דרום-צפון, העוצמה המשתנה של השדה המגנטי בקווי הרוחב השונים מאפשרת לעוף לפענח את מקום הימצאו באופן מדויק יותר, עד הגיעו לאתר היעד.
מחקרים מאוחרים יותר מלמדים גם על קשר עצבי בין עין העוף לבין "אשכול N" שבמוח המרכזי של העוף, אותו חלק במוחו של העוף שהוא האקטיבי ביותר במהלך ניווט מסלולו, שמרמז אולי על כך, שהעוף אף רואה את השדה המגנטי עצמו במסלול מעופו, או איזשהו ביטוי ויזואלי של שדה זה.
תולדות המחקר על נדידת העופות.
תצפיות מתועדות בנושא הנדידה נעשו על ידי הומרוס, הרודוטוס ואריסטו (750 ל-322 לפנה"ס) ביוון העתיקה. אריסטו ציין כי העגורים נודדים מאזור הים השחור אל דלתת הנילוס, הוא תיאר את נתיב נדודיהם של מינים רבים בארצות הים התיכון. פליניוס הזקן, חוקר טבע רומאי, חיזק בספריו את דברי אריסטו, והוסיף מינים אירופים אחרים. על אף תרומתו הרבה, אריסטו אחראי למספר אמונות טפלות בנושא העופות. האמונה כי עופות ישנים שנת חורף המשיכה להתקיים מספר מאות שנים אחריו. מחקרים רבים מוטעים נעשו בנושא זה, עד שהוכח בוודאות אחרת בתחילת המאה ה-20.
תלמידיו של אריסטו האמינו, שבמהלך עונת החורף העופות מסתתרים במחילות ובגומחות בעצים. מאמרים אחרים סברו כי עופות מסוימים, כדוגמת הסנוניות, מעבירים את שנת החורף בתוך המים. איששו את הסברה דייגים, שמצאו ברשתות הדיג דגה רבה וכן מספר עופות "שקועים בשינה עזה". הנכון הוא שעופות קטנים אכן מורידים את רמת פעילותם, עד החלשת הדופק, בלילות קרים ולעיתים אף בעונת הרבייה. אריסטו אחראי גם לתאוריה מוזרה. הוא טען כי עופות מסוימים עוברים שינוי מקיף במראם במהלך חילוף העונות. עוף שבא מהדרום ועוף שזה הרגע נע דרומה, הפכו בדמיונו לאותו עוף. אריסטו הכיר בניצוי העופות, המשתנה בכל עונה, וידע זה בלבל אותו.
מאמר מקיף שנכתב בשנת 1703 טען כי העופות הנודדים חורפים על הירח, ובתחילת הקיץ שבים לכדור הארץ. במאה ה-19 חוקרי טבע רבים, קיבלו את הרגלי הנדידה של עופות גדולי גוף. אולם התקשו להבין איך עופות קטנים, הידועים בקשיי תעופתם, מסוגלים לאותם מרחקים. הם הגו את הרעיון, שהעופות הגדולים סוחבים את חבריהם למסע כ"מטען חי". אגדות אלו עדיין קיימות במספר מדינות במזרח אירופה ובשבטים אינדיאנים, אך הן מתבססות על תצפיות שגויות בעופות קטנים המציקים למינים גדולים בזמן תעופתם.
שיטות לחקר הנדידה.
במהלך המאות האחרונות הומצאו ונבחנו עשרות שיטות לעקוב אחר נדידת העופות. השיטות המסורתיות עדיין עובדות, אך לצדן משמשות גם שיטות מודרניות, אשר פותחו עבור תחומים שונים לגמרי.
תצפיות ישירות - צפרות חובבנית.
צפרות, תצפית אנושית ויזואלית בעופות, היא השיטה העתיקה והפשוטה ביותר, ברם הנפוצה ביותר, שהפכה לכלי בידי חובבי העופות והמומחים כאחד. הגודל, הצבע, השירה וצורת המעוף הם עזרים בזיהוי העוף ולימוד הנדידה. נתיבי הנדידה הגדולים, שתועדו בסוף המאה ה-19, רוכזו מאלפי תצפיות באזור אחד, במהלך העונה הקצרה יחסית של הנדידה.
לשיטה זו נודעו כמה חסרונות משמעותיים: ראשית, היא מוגבלת לשעות האור, ויש עופות הנודדים דווקא בלילה. גרוע מכך, השיטה מאפשרת תיעוד של מעבר העופות רק בנקודה אחת, ולא את מסלול הנדידה כולו, כולל ההמראה והנחיתה. רק בשנות החמישים של המאה העשרים התחוורה החשיבות הרבה של תצפיות לילה. מידע חשוב נאסף מצפייה בטלסקופים, ומראיית צלליות העופות על פני הירח. אך גם באופן זה לא ניתן היה להעריך נכונה את היקף הנדידה, מאחר שלא ניתן לצפות כך בכל מרחבי השמיים.
שיטת שמע.
עזר לתצפית הלילית הוא שימוש באמצעי שמע והקלטה של קריאת העופות. מיקרופון המחובר למגבר חזק, מסוגל לקלוט צליל בגובה רם וישירות מעל המקלט. גם לשיטה זו כמה חסרונות: ישנם מיני עופות שקריאתם בלילה שונה מקריאתם ביום, והדבר מקשה על זיהוי המין. אין כל ביטחון שהעוף ישמיע קול במעופה. קשה לדעת מהו כיוון התעופה של העוף, כך שגם בעזרת אמצעי זה אפשר רק לשער את היקף הנדידה הלילית.
איסוף דוגמיות שונות.
בשיטה זו נאספות דוגמיות, בעיקר של עור (מקור גנטי) ונוצות, במוזיאוני טבע רבים מסביב לעולם. כך ניכרים ההבדלים בניצוי אותו מין אך באזורים גאוגרפים שונים. דרך שיטה זו, ניתן לעקוב אחר נתיב הנדידה.
סימון עופות.