Одна из причин, по которой перелеты нередко происходят незаметно, состоит в том, что птицы в большинстве случаев летят ночью. Конечно, немало их летит и днем. Как правило, крупные птицы или те, что могут кормиться во время перелета прямо в воздухе, пролетают большую часть расстояния в дневное время. Но мелкие и скрытно живущие птицы предпочитают большую часть времени лететь ночью. Особенно это касается насекомоядных птиц, которые почти все дневное время тратят на поиски корма. К дневным мигрантам относятся хищные птицы, голуби, стрижи, ласточки, вороны, некоторые мелкие зерноядные птицы-воробьи и вьюрки, а также цапли, утки и гуси. Мухоловки‚ иволги, большинство славок и других мелких лесных птиц предпочитают лететь по ночам. Конечно, из этого правила есть немало исключений. Тот факт, что дневные миграции значительно легче наблюдать, чем ночные, приводит к большим расхождениям в получаемых данных. Даже в пределах одного вида в зависимости от времени и места могут встречаться и дневные, и ночные мигранты. Совершенствование методов наблюдения за ночными пролетами, повышение их точности позволяют обнаруживать все большее и большее количество видов птиц, мигрирующих под покровом темноты. Это касается многих водоплавающих, ржанок, крачек и целого ряда мелких певчих птиц.
Во время ночных пролетов птицы обычно издают характерные звуки. Нередко они кричат так же, как и днем, что позволяет орнитологам узнавать, какие птицы летят в темноте. Некоторые птицы ночью кричат по-иному‚ а так как они обычно находятся на большой высоте и разглядеть их невозможно, то и определить их вид часто не удается. Назначение их криков неизвестно, однако весьма вероятно, что они помогают птицам поддерживать связь и тем самым сохранять стаю. Стаи же как правило, летят на значительном расстоянии одна от другой и вряд ли могут слышать друг друга.
Один из наиболее эффективных методов наблюдения за ночными перелетами существует уже почти сто лет, и все же его возможности еще далеко не исчерпаны. Это наблюдение с помощью телескопа за лунным диском. Во время массового пролета терпеливый наблюдатель каждые несколько минут может видеть птиц, появляющихся на фоне луны. Иногда специалисту удается определить по характеру полета их видовую принадлежность. И все же в поле зрения телескопа попадает лишь сравнительно небольшое число птиц, так как луна занимает всего 0,5 градусов, или приблизительно одну стотысячную часть небосвода (по дуге). Обычно птицы летят на высоте около тысячи метров от земли. Отсюда понятно, что наблюдатель замечает большее количество птиц, когда диск луны находится низко над горизонтом, и меньшее когда луна подходит к зениту. Но даже при наилучших условиях этот метод дает возможность заметить лишь ничтожную долю потока птиц, летящих в радиусе нескольких километров вокруг наблюдателя. И все-таки само существование этого метода красноречиво свидетельствует об огромном количестве птиц, которые в период массовых миграций в умеренных широтах совершают ночные перелеты.
В результате применения этого метода удалось установить, что наибольшее число птиц летит в полночь. Неожиданным открытием явилось то, что массовый пролет не всегда сопровождается резким увеличением численности или, наоборот, исчезновением птиц в районе наблюдений. Наблюдатели особенное внимание обращают на стаи птиц, только что появившихся или собирающихся улететь. Понятно, что за ними значительно легче наблюдать, чем следить в телескоп за ничтожной долей (0,0О1%) того количества птиц, которые пролетают за ночь над головой наблюдателя. Иногда при наблюдении за лунным диском можно отметить интенсивные ночные перелеты, хотя наутро оказывается, что численность местной популяции птиц не изменилась. В телескоп можно увидеть, как на фоне луны проносятся тысячи птиц, минующих район наблюдения. Они летят издалека, и до рассвета им предстоит покрыть еще сотни километров. Вероятно, птицы, временно опускающиеся на данную территорию или покидающие ее, летят слишком низко, чтобы их можно было учесть с помощью телескопа.