Summary
ここでは、気候データをジェネレーティブアートとして視覚化するためのプロトコルが提示されています。
Abstract
現代の気候を理解する能力は、過去の気候変動と、相互に関連するフィードバックによって地球が安定する方法の基本的な理解に依存しています。この記事では、没入型の視覚化を通じて、深海堆積物に保存されている過去の気候変動の記録を幅広い聴衆に変換する独自の方法を紹介します。このビジュアライゼーションは、氷河と間氷期の遷移の地球化学的記録と将来の人為的温暖化のモデル予測を組み込んだマルチメディアインスタレーションであり、視聴者に没入型の体験を提供し、地球の歴史のサブセット間の微妙で微妙な違いに関与し、熟考するように促します。この研究では、現代の氷期-間氷期の周期性の開始(~100万年前)から始まり、過去の気候と予測される将来の人為的温暖化(2099年まで)のモデル結果を比較する5つの時間間隔を紹介しています。インスタレーションは、部屋のさまざまな表面に表示される、時間のサブセットごとに1つずつ、いくつかの実験的な投影で構成されています。視聴者が空間を移動すると、投影は、速度、色、レイヤー、繰り返しなどのアニメーション手法を使用して、さまざまな気候遷移をゆっくりと循環し、すべてサイト固有のデータを介して生成され、地球の気候に関連する惑星のユニークな動作を伝えます。この作品は、インスタレーションの中心にPerlin Noiseアルゴリズムを使用して作成された生成アニメーションを使用して、独自の科学データの視覚化のためのフレームワークを提供します。海面水温、栄養塩の動態、気候変動の速度などの研究変数は、色、縮尺、アニメーションの速度などの正式な結果に影響を与え、これらはすべて簡単に操作でき、特定のデータに接続できます。このアプローチはまた、データをオンラインで公開する可能性を可能にし、視覚的パラメータを多種多様な定量的および定性的データにスケーリングするためのメカニズムを提供する。
Introduction
ジェネレーティブアートとここで採用されている方法は、データの整合性を維持しながら、定量的データをアニメーションに直接変換することを可能にします。アーティストはジェネレーティブアートを使用して空間と時間の認識を探求しますが1,2、ジェネレーティブアートは、空間的または時間的な科学的データではまだ一般的に使用されていません。ここで紹介する作業は、ジェネレーティブビジュアル製品を使用して気候データを紹介するための簡単なフレームワークを提供します。これらの製品は、対面式の展示の作成に使用する場合でも、プレゼンテーションやオンライン出版物の視覚補助として使用する場合でも、広く適用できます。
地球化学的測定または推定を使用して、色、形状、サイズ、速度などの要素をスケーリングすると、視聴者が論文を読んだり、グラフを解釈したり、データテーブルを調べたりすることなく、変化の速度と大きさを視覚的に伝える手段が提供されます。あるいは、選択された変数のランダム化は、将来の予測の場合のように、データの欠如または不確実性を伝えるために使用されます。地質学の過去と未来の並置は、おそらく科学コミュニケーションツールとしてのこれらの製品の有効性に不可欠です。最近の経験は、現代の気候変動の比較のベースラインとなることが多く、人為的な気候変動の規模を把握することは困難になっています3。
この論文で視覚化された地球化学的測定は、更新世中期の遷移(MPT;120万〜60万年前)に及び、国際海洋発見プログラムサイトU1475 4,5から南極海の北の境界近くの変化を記録しました。MPTデータは4つのアニメーションで表示され、惑星が冷え込み、氷河と間氷期の変動が増幅されるにつれて海洋条件の変化が強調されています6。これは、地球の気候の自然なリズムを明らかにする地質学的ベースラインを提供し、将来の気候予測とはまったく対照的な長期的な寒冷化傾向を強調します。将来の気温推定値は、ニューヨーク州ニューヨーク7の代表的な炭素経路8.5(RCP 8.5、2100年の放射強制力8.5 W / m2のシナリオ)の強制力の下での20の気候モデルの結果の平均値です。RCP 8.5は、2100年までに世界の平均気温が3.7°C上昇する持続的な排出量の最悪のシナリオを表しています8。したがって、この記事では、将来の予測を地質学的データと比較して、気候変動の速度と気候変動を比較する方法を示します。
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Protocol
1. 既存のビジュアライゼーションを再生する
- コーディングおよび視覚化ソフトウェアをダウンロードします( 材料表を参照)。
- データとコードをダウンロードします。この記事では、Starr et al.9の年齢モデルについて、Marcks et al.4とCartagena-Sierra et al.5のデータで「不確実性の程度」を使用しています。
注:「不確実性の程度」には、補足コーディングファイル1、補足コーディングファイル2、補足コーディングファイル3、補足コーディングファイル 4、および補足コーディングファイル5の5つの コーディングファイルが含まれており、視覚化の各期間(それぞれMPT 1、MPT 2、MPT 3、MPT 4、および将来)に関する内容が含まれています。これらのそれぞれには、視覚化に使用されるコーディングライブラリ10 、.csv形式でダウンロードされたデータを含む「スクリプト」フォルダー、ビジュアル「粒子.js」の生成に使用されるコード、およびすべての関連データとコードをリンクするインデックスファイル「index.html」が含まれています。
- データとコードをダウンロードします。この記事では、Starr et al.9の年齢モデルについて、Marcks et al.4とCartagena-Sierra et al.5のデータで「不確実性の程度」を使用しています。
- 「不確実性の程度」からコード編集ソフトウェアを開きます。
- ファイル (MPT 1、MPT 2、MPT 3、または MPT 4) をコード エディターにドラッグして視覚化します。
- ウィンドウの左側にある [エクスプローラー] メニューにファイルが表示されます。手順1.7の「Future」フォルダのデータを視覚化する手順を確認してください。
- [エクスプローラー] メニューで、フォルダー (MPT 1、MPT 2、MPT 3、または MPT 4) をクリックしてドロップダウン メニューを表示し、[ スクリプト]、[ index.html] の順にクリックします。
メモ: コードはウィンドウの右側に表示されます。 - 「index.htmlのコードを含むウィンドウの部分を左クリックし、メニューから [ライブサーバーで開く ]を選択します。
注: インターネット ブラウザー ウィンドウが開き、ビジュアライゼーションの再生が開始されます。 - コード エディターを閉じて再度開くことは、時間の異なるサブセットからビジュアルを読み込むときに、視覚化の間に必要になる場合があります。時間のサブセットごとに手順1.4〜1.6を繰り返します。
- 将来の予測に基づいてビジュアライゼーションを表示するには、コンピューターの [将来] フォルダーを開き、[累積] フォルダーまたは [遷移] フォルダーをコード エディターにドラッグします。アニメーションの違いについては、「結果」セクションで説明します。
- エクスプローラーウィンドウでフォルダー名を選択し 、index.htmlをクリックします。「index.htmlのコードを含むウィンドウの部分を左クリックし、メニューから [ライブサーバーで開く ]を選択します。
注: インターネット ブラウザー ウィンドウが開き、ビジュアライゼーションの再生が開始され、画面記録によってコンピューターにローカルに保存できます。
2. ビジュアライゼーションの編集
注: ビジュアライゼーションを編集するには、必要に応じて上記の手順 1.1-1.4 に従って、関連するデータを読み込みます。
- コード エディターの EXPLORER ウィンドウで目的のフォルダーを選択し 、sketch.js をクリックしてメイン スクリプト ファイルを開きます。
注: MPT 1 (補足コーディング ファイル 1) の 'sketch.js' ファイルには、最も詳細な注釈が含まれています。したがって、このファイルはコードに慣れるのに最も役立つ場合があります。- コードは、コード エディター ウィンドウの右側に表示されます。このコード内の視覚化パラメーターを編集します。コードとその機能の詳細な説明が二重スラッシュ "//" に続き、緑色のテキストでさらに識別されるコード注釈を探します (補足図 1)。
- データにリンクする変数、またはビジュアル パラメーターのカスタマイズに使用する変数を定義します (補足図 1)。
- データをワークスペースに読み込みます (補足図 2)。
- キャンバスのビジュアルパラメータを定義します。「for」ループを使用して、データを特定の特性にリンクします。ここで、サイズは窒素同位体値「d15N」にリンクされています(補足図3)。
- for ループを使用して、各 Orb のテールの長さを定義します。尾は、オーブが現れてから画面にとどまる時間の長さを指し、視覚が進むにつれて色の蓄積を作成します(補足図4)。
注:ここでは、尾の長さはアルケノンのc37の蓄積率に合わせてスケーリングされます。 - 最後に、アニメーションを描画し、パーリンノイズアルゴリズム11 を適用してビジュアルの形状を定義します(補足図5)。
注: ここでは、円がベース形状として使用され、円の円周に沿った点にノイズが適用されます。これらは円の境界を「小刻みに動かし」、「小刻みに動かす」コマンドで定義された量だけ円から逸脱する有機的なオーブのような形状を生成します。 - 必要に応じて、変更を支援する注釈を使用してコードを編集します。
3. 編集内容の保存
- コマンドキーとSキーを同時に押して、編集内容を保存します。
- 更新されたビジュアルを表示するには、EXPLORER ウィンドウで 'index.html' ファイルに移動し、左クリックして、メニューから [ ライブ サーバーで開く ] を選択します。
注: インターネット ブラウザー ウィンドウが開き、ビジュアライゼーションの再生が開始され、画面記録によってコンピューターにローカルに保存できます。
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Representative Results
この作業により、地質学的時間の5つの固有の間隔に対応する6つの視覚化が生成され、視覚的側面は、深海堆積物で測定された定量的データ(図1、図2、図3、図4、ビデオ1、ビデオ2、ビデオ3、およびビデオ4)または気候変動に関する政府間パネル(IPCC)のRCPシナリオからモデル化された定量的データ(図5および図6 ).各ビジュアライゼーションは一意で生成的であるため、粒子の軌跡や形状の境界などの変数がランダム化されるため、同じ入力データでもコードが実行されるたびにわずかに異なるビジュアル出力が生成されます。各ビジュアライゼーションでは、パーリンノイズアルゴリズムから作成されたオーブが、黒い背景を横切って円をトラバースし、半透明の尾が軌道を記録します。オーブは画面上を無限に移動し続け、最終的には黒い背景の上に色を蓄積します。
MPT 1-4(補足符号化ファイル1、補足符号化ファイル2、補足符号化ファイル3、補足符号化ファイル4)のコードから生成された図1、図2、図3、図4では、深海堆積物の地球化学的測定に基づく海面水温、窒素同位体組成、気候変動速度の推定値に、色、大きさ、速度などの要素を定量的にスケーリングします。色の範囲は青から赤で、最も寒い間隔は青いオーブが最も豊富で、最も暖かい間隔は赤いオーブ5が支配的です。これは、赤、緑、青(RGB)のカラー値の赤の数値を変化させることで実現され、緑と青の値は一定に保たれます。赤の値は、海面温度の推定値に応じて0〜200の間で変化し、温度が高いほど赤の値が大きいほど変化します。各球のサイズは、植物プランクトン4によって消費される栄養素と炭素の量に関連するプランクトン有孔虫の窒素同位体組成にスケーリングされます。各オーブのサイズは1〜10の間で変化し、サイズが大きいほど窒素同位体値が高いことに対応します。画面上を移動する各オーブの速度は、気候変動の速度にスケーリングされ、Lisiecki & Raymo11で定義されている氷河と間氷期の境界を使用して、時間間隔内の氷期と間氷期の数を各間隔の年数で割ったものとして推定されます。
図 5 図6(ビデオ5とビデオ6)は、ニューヨーク州ニューヨーク7の年間平均気温の予測から生じています。ニューヨークの場所は、投影インスタレーションの場所が利用可能なデータを持つ最も近い都市であるため、選択されました。図 5 (ビデオ 5) と図 6 (ビデオ 6) はどちらも色を温度の推定値にスケーリングし、RGB 10 進コードで気温が低いほど緑の値が大きくなり、赤と青のカラー値は一定に保たれるため、オレンジ色が強くなります。将来のアニメーションでは、これらのビジュアライゼーションを作成するためにこれらのパラメーターが必要であるため、各 Orb のサイズと速度を決定するために乱数生成に依存しますが、対応する数値は将来の予測では不確実なままです。「累積」コードで生成された図 5 (ビデオ 5) は、MPT ビジュアルに似たアニメーションです。オーブには半透明の尾があり、キャンバス上でオーブが継続的に移動すると、色が蓄積されます。「トランジション」コードで作成された図 6 (ビデオ 6) は、尾のないよりシンプルなビジュアルで、代わりに黒い背景上を移動するオーブの輪郭のみを示しています。
製品フォーマットでは、さまざまな方法でデータをカスタマイズおよび表示できます。このコードで生成されたアニメーションの画面記録を使用して、コンピューターまたはラップトップをプロジェクターに接続し、適切な表示スペースを設定するだけで、没入型の科学コミュニケーション展示を作成できます。没入型でインタラクティブな展示は、いくつかのプロジェクター、イーゼル、フォームボード、顕微鏡を備えたサイドテーブル、深海の泥、ゲストが調べるための微化石を備えたギャラリーをステージングすることによって作成されます(図7および図8)。このギャラリーは、訪問者がイーゼルで支えられた4つのフォームボードのある部屋に入る、足の交通の方向性のある流れを可能にします。各ボードは、MPT 4,5ビジュアルの1つを投影するためのキャンバスとして機能します(図7)。視聴者が部屋に入ると、MPTプロジェクションを超えて、別のプロジェクターがギャラリーの壁と床全体に未来のビジュアルを表示し、視聴者を「未来に歩く」ように誘います(図8)。未来予測を超えて、解剖顕微鏡、化石プランクトンと深海堆積物を含む顕微鏡スライド、および科学者が深海泥を使用して過去の気候を理解し、将来の気候予測を改善する方法を説明する情報を備えたテーブルが設置されています。最終的に、この作品は、海洋学と気候データのスプレッドシートを没入型インスタレーションの基礎として機能するグラフィックに変換し、観客を地質学的時間を歩き、自然および人為的ドライバーによる気候変動を目撃するように誘います。
図1:MPT 1のデータとコードから生成された画像。 これは、氷期-間氷期が長くなり、氷期が寒冷化する前の最も初期の時間セグメント(~1.2-111万8000年前)を示しています。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 動画1の静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:MPT 2のデータとコードから生成された画像。 これは、氷期-間氷期が長くなり、氷期が寒冷化する直前の2番目に早い時間セグメント(~111万2-106万年前)を示しています。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 動画2の静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3:MPT 3のデータとコードから生成された画像。 これは、氷期-間氷期サイクルが長くなる2番目に遅い時間を示しています(~106万年前から90万年前)。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 動画3の静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図4:MPT 4のデータとコードから生成された画像。 これは、より長い氷期-間氷期サイクルがより確立された最新の時間セグメントを示しています(~900,000-600,000年前)。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 動画4から撮影した静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図5:将来のデータとコードから生成された蓄積画像。 これは、ニューヨーク州ニューヨーク7のRCP 8.5モデル平均の温度推定値に基づく将来の人為的温暖化のモデル予測を示しています。サイズと速度は、海洋の一次生産者が炭素を取り込む能力としてランダム化されており、気候変動の速度は不確実です。 動画5から撮影した静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図6:将来のデータとコードから生成された遷移画像。 これは、ニューヨーク州ニューヨーク7のRCP 8.5モデル平均の温度推定値に基づく将来の人為的温暖化のモデル予測を示しています。サイズと速度は、海洋の一次生産者が炭素を取り込む能力としてランダム化されており、気候変動の速度は不確実です。 動画6の静止画です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図7:MPTデータがビューアと照明付き情報テーブルの後ろに表示される4パネルプロジェクションインスタレーションの画像。これは、視聴者が初期のMPTデータが提示されている部屋に入ると、インストールの一部を示しています。ビデオ1、ビデオ2、ビデオ3、ビデオ4は、左から右の順に各パネルに個別に投影されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図8:没入型壁面投影の画像。これは、ニューヨーク州ニューヨーク7のRCP 8.5モデル平均からの将来の気温推定値のアニメーションを通り過ぎた視聴者を示しています。このアニメーション(ビデオ 5)では、RGB Green のカラー値が大幅に増加し、より黄色のビジュアルが得られました。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
ビデオ 1: MPT 1 のデータとコードから生成されたアニメーション。 これは、MPT 1のデータおよびコードから生成されたアニメーションのスクリーン記録ビデオを示す。これは、氷期-間氷期の延長と氷河の寒冷化以前の最も初期の時間セグメント(~1.2-111.8万年前)に相当します。Orbsは、RGBカラー値がアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズが有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加する一意のデータ値を表し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
ビデオ 2: MPT 2 のデータとコードから生成されたアニメーション。 これは、MPT2データとコードから生成されたアニメーションの画面記録ビデオを示しています。これは、氷期-間氷期が長くなり、氷期が寒冷化する直前の2番目に早い時間(~111万2-106万年前)に相当します。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
ビデオ 3: MPT 3 のデータとコードから生成されたアニメーション。 これは、MPT3データとコードから生成されたアニメーションのスクリーン録画ビデオを示しています。これは、氷期-間氷期サイクルが長くなる2番目に遅い時間セグメントに相当します(~106万年から90万年前)。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
ビデオ 4: MPT 4 のデータとコードから生成されたアニメーション。 これは、MPT4のデータおよびコードから生成されたアニメーションのスクリーン記録ビデオを示す。これは、より長い氷期-間氷期サイクルがより確立された最新の時間セグメントに対応します(~900,000-600,000年前)。Orbsは一意のデータ値を表し、RGBカラー値はアルケノンベースの海面温度推定値5にスケーリングされ、サイズは有孔虫4の窒素同位体組成の関数として増加し、これは海洋の主要な生産者がIODPサイトU1475で炭素を取り込む能力に関連しています。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
ビデオ 5: Future のデータとコードから生成された累積アニメーション。 これは、Future データとコードから生成されたアニメーションの画面録画ビデオを示しています。この色は、ニューヨーク州ニューヨーク7 の RCP 8.5 モデル平均の温度推定値に基づいて、将来の人為的温暖化のモデル予測にスケーリングされます。サイズと速度は、海洋の一次生産者が炭素を取り込む能力としてランダム化されており、気候変動の速度は不確実です。コードではテールが許可されているため、色が蓄積されます。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
ビデオ 6: Future のデータとコードから生成された遷移アニメーション。 これは、Future データとコードから生成されたアニメーションの画面録画ビデオを示しています。この色は、ニューヨーク州ニューヨーク7 の RCP 8.5 モデル平均の温度推定値に基づいて、将来の人為的温暖化のモデル予測にスケーリングされます。サイズと速度は、海洋の一次生産者が炭素を取り込む能力としてランダム化されており、気候変動の速度は不確実です。コードではテールが許可されていないため、色が蓄積されません。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足図1:データにリンクされるか、ビジュアルパラメータをカスタマイズするために使用される変数を定義するコーディングソフトウェアとコードの画像。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足図2:コーディングソフトウェアとワークスペースにデータをロードするコードのイメージ。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足図3:キャンバスの視覚パラメータを定義し、forループを適用してデータを特定の視覚特性にリンクするコーディングソフトウェアとコードの画像。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足図4:forループを適用して各Orbのテール長を定義するコーディングソフトウェアとコードのイメージ。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足図5:アニメーションを描画するコーディングソフトウェアとコードの画像で、Perlinノイズアルゴリズムを適用してビジュアルの形状と動きを定義します。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足コーディングファイル1:「不確実性の程度」_MPT 1.このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足コーディングファイル2:「不確実性の程度」_MPT 2.このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足コーディングファイル3:「不確実性の程度」_MPT 3.このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足コーディングファイル4:「不確実性の程度」_MPT 4.このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足コーディングファイル5:「不確実性の程度」_Future。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
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Discussion
この作品は、科学コミュニケーションを目的としたジェネレーティブアートの有用性を強調しています。ワークフローを使用して、既存のデータをアニメーション内の要素に変換できます。この作業からのアニメーション出力は、コードが実行されるたびに異なるバージョンのアニメーションが作成され、視覚要素が地球化学および気候モデルデータにスケーリングされるという点で独特です。したがって、入力データが同じである限り、色、速度、サイズなどの要素は一定のままです。これにより、これらの視覚要素を直接比較して、データに関する結論を導き出すこともできます。
深海堆積物からの地球化学的測定と将来の人為的温暖化のモデル推定は、パーリンノイズアルゴリズム11内で使用され、没入型設備に変換されます。古海洋データから生成されたアニメーションは、将来の気温のモデル推定値の比較のベースラインとして機能します。深海堆積物は過去の気候のアーカイブであり、気候システムを理解するための貴重なリソースです12,13。ビジュアルは、生成された図形の境界をスムーズに移動するために選択された Perlin ノイズ アルゴリズムを使用して生成されます。ここでは、パーリンノイズアルゴリズムが円の輪郭を描くポイントに適用され、最終的に背景をスムーズに移動する有機的な形状が作成されます。円は、堆積物コアの断面との形状が類似していること、およびアウトラインにノイズが追加された後のセルとの類似性によって選択されます。これにより、海洋一次生産者、または海洋で栄養素と炭素を光合成して消費する小さな生物に由来するこれらの地球化学的記録の性質に触れる有機的な形状が生成されます13。これらの生物は、炭素の消費を通じて地球の気候を変化させ、海洋堆積物に保存されている貝殻の化学構成に気候信号を保存することで、海洋の過去の変化を記録します。各ビジュアルに形状またはオーブを重ねることで、アニメーション内に色の蓄積が作成され、海盆内の堆積物の層によって保存されるこれらの古海洋学的記録の保存を示唆し、ビジュアルを地質学的プロセスにさらに結び付けます。
赤、緑、青(RGB)の10進コードは、アルケノン、または温度5によって構造が変化する長い炭素鎖で測定された海洋一次生産者からの温度推定値で色を定量的にスケーリングするために使用されます。これらのビジュアルでは、赤とオレンジの色は気温が高いことを示します。ここで使用されるデータは直接関連性がないため、地球化学データと将来の予測のスケーリングには異なる色が使用されています(利用可能な投影データの性質と著者の関心領域のため)。今後のイテレーションでは、すべてのアニメーション間で色を同様にスケーリングして、データを直接比較できるようにすることができます。
オーブの速度は、気候変動の相対速度によって定義され、氷河期または間氷期の数を年単位の時間で割ったものとして推定されます。これは、各時間間隔における氷期または間氷期の数を数えることによって計算され、各期間はLisiecki & Raymo12によって定義されています。将来の予測(図5 と 図6)は、完全な氷期または間氷期のサイクルをカバーしておらず、地球の気候の自然なリズムからの大幅な逸脱を反映しているため、速度はランダムになっています。一方、データのランダム化はビジュアルでは明確ではなく、視聴者にとって不確実性の重要な象徴ではなく、データがなくてもビジュアルを作成できるようにするために必要なステップとして役立つ可能性があります。不確実性は将来の気候を理解する能力において些細なことではないため、不確実性をより痛烈な形で伝える方法について、将来の反復で実験する余地は確かにあります。
オーブのサイズは、化石プランクトンの窒素同位体組成に依存し、一次生産者による栄養素と炭素の取り込みの代理であり、気候変動を悪化または緩和する可能性があります。生物学と地球規模の気候の間のリンクを表すために選ばれました13。生物学が大気中の二酸化炭素の将来の上昇をどの程度補うことができるかは不明ですが、このデータをビジュアルに組み込むことは、気候システムの複雑さと生物学と地質学の交差点を思い出させるのに役立ちます。Orbs の速度と同様に、将来の予測では、このメトリックのデータは存在しないため、データがない場合はランダム化された速度が使用されます。この研究の他の反復は、有孔虫の窒素同位体組成を底生有孔虫の酸素同位体組成に置き換える可能性があり、これは温度と氷の体積の地球規模の変化を反映していると考えられています12。過去と未来のアニメーションを並置するという課題にもかかわらず、この作品は自然と人為的な気候変動の違いを強調し、生成的な気候アートの作成における有用な第一歩として機能します。
アニメーションを具体的な体験に統合するために、投影技術を使用して、ゲストが地質学的時間と未来を歩く没入型の展示を作成します。RCPシナリオの温度予測は過去の海面水温に直接関連しておらず、地質学的記録からのプロキシは不完全であり、独自のバイアスを保持していることに注意することが重要です。それにもかかわらず、この作品は、深海の地球化学的記録と気候モデルの成果を現代美術に含めるための基盤を提供すると同時に、気候科学への参入障壁を排除します。
この作品は、観客の抽象的な直感に依存して、これらの個別の時間のサブセット間の違いを識別し、科学的データとの関わりの新しい手段を提供します。視聴者は、テキスト、音声、またはデータを正確に解釈するために必要な背景知識に頼ることなく、色や速度などの単純な要素を使用して直感を導く時間の個別のサブセットを通じて、気候変動の規模と速度を理解できます。この作業には制限がないわけではありません。前述のように、データの可用性、比較可能性、および場所には明らかな不一致が存在します。これらのアニメーションは作成者の関心のある地域と期間に限定されていますが、このプロトコルは、さまざまな時間間隔にまたがる、さらに多くの場所からのデータに簡単に適用でき、まだ検討していない形式で共有できます。さらに、これらのアニメーションの展示中、視聴者はポスター、顕微鏡ディスプレイ、および展示の目的を理解するために不可欠なコンテキストを提供する簡単な口頭での説明によって支援されました。この研究では、科学コミュニケーションに対するこの戦略の有効性は評価されていませんが、将来の研究では、気候データの伝達と聴衆の好奇心の喚起の両方におけるこれらのビジュアルの有効性を評価するための調査または社会科分析の恩恵を受けるでしょう。これらの制限にもかかわらず、このフレームワークは、科学コミュニケーションの目的でデジタルおよびインタラクティブ形式に統合できる幅広い地質学的および/または気候データをジェネレーティブアートに組み込む手段を提供します。
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Disclosures
著者らは、現時点では既知の利益相反は存在しないことを認めている
Acknowledgments
このプロジェクトの開始時にジョージアローズとスチュアートコープランドから受けたサポートに感謝したいと思います-彼らの励ましと指導は私たちの成功に不可欠でした。また、JavaScriptでのコーディングを学ぶためのリソースとしての https://p5js.org/reference/ の有用性を強調したいと思います。この資料は、EPSCoR協力協定 #OIA-1655221とそのVis-a-Thonプログラムに基づく国立科学財団、およびロードアイランドシーグラント[NA23OAR4170086]によって部分的にサポートされている作業に基づいています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Easel | Uline | H-1450SIL | Telescoping easel to hold foam core board |
| Foam Core Poster Board | Royal Brites | #753064 | Foam core board used as a canvas for projection |
| Live Server | Microsoft; Publisher: Ritwick Dey | Version 5.7.9 | Software extension for Visual Studio Code which allows for viewing of animations in a browser window. Downloaded at: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ritwickdey.LiveServer |
| Throw Projector | Optoma | 796435814076 | Any model throw projector which will work for projection surface/distance desired |
| Visual Studio Code | Microsoft | Version 1.74 for MAC OS | Software for code editing and execusion. Downloaded at : https://code.visualstudio.com/ |
References
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