Usare l'arte generativa per trasmettere le transizioni climatiche passate e future
Summary
Qui viene presentato un protocollo per visualizzare i dati climatici come arte generativa.
Abstract
La capacità di comprendere il clima moderno si basa su una comprensione fondamentale della variabilità climatica passata e dei modi in cui il pianeta è stabilizzato da feedback interconnessi. Questo articolo presenta un metodo unico per tradurre le registrazioni delle transizioni climatiche passate conservate nei sedimenti di acque profonde a un vasto pubblico attraverso una visualizzazione immersiva. Questa visualizzazione è un’installazione multimediale che incorpora registrazioni geochimiche di transizioni glaciali e interglaciali e previsioni di modelli per il futuro riscaldamento antropogenico per creare un’esperienza immersiva per gli spettatori, invitandoli a impegnarsi e riflettere sulle sottili e sfumate differenze tra i sottoinsiemi della storia della Terra. Questo lavoro mostra cinque intervalli di tempo, a partire dall’inizio della moderna ciclicità glaciale-interglaciale (~ un milione di anni fa), confrontando il clima passato con i risultati del modello per il futuro riscaldamento antropogenico previsto (fino al 2099). L’installazione consiste in diverse proiezioni sperimentali, una per ogni sottoinsieme di tempo, visualizzate su superfici diverse in una stanza. Mentre gli spettatori si muovono attraverso lo spazio, le proiezioni passano lentamente attraverso diverse transizioni climatiche, utilizzando metodi di animazione come velocità, colore, stratificazione e ripetizione, tutti generati attraverso dati specifici del sito per trasmettere il comportamento unico del pianeta in relazione al clima globale. Questo lavoro fornisce un quadro per la visualizzazione di dati scientifici unici, con animazioni generative create utilizzando un algoritmo Perlin Noise al centro dell’installazione. Le variabili di ricerca, come la temperatura della superficie del mare, la dinamica dei nutrienti e il tasso di cambiamento climatico, influenzano i risultati formali come colore, scala e velocità di animazione, che sono tutti facili da manipolare e collegare a dati specifici. Questo approccio consente anche la possibilità di pubblicare dati online e fornisce un meccanismo per scalare i parametri visivi a un’ampia varietà di dati quantitativi e qualitativi.
Introduction
L’arte generativa e i metodi qui impiegati consentono la traduzione diretta di dati quantitativi in animazioni preservando l’integrità dei dati. Gli artisti usano l’arte generativa per esplorare le percezioni dello spazio e del tempo1,2, ma l’arte generativa non è ancora comunemente usata con dati scientifici spaziali o temporali. Il lavoro qui presentato fornisce un quadro semplice per l’utilizzo di prodotti visivi generativi per mostrare i dati climatici. Questi prodotti possono essere ampiamente applicati, sia che vengano utilizzati per creare mostre di persona o come aiuto visivo per una presentazione o una pubblicazione online.
L’utilizzo di misurazioni o stime geochimiche per scalare elementi come colore, forma, dimensioni e velocità fornisce un mezzo per trasmettere visivamente velocità e grandezze di cambiamento senza richiedere allo spettatore di leggere un documento, interpretare un grafico o guardare attraverso una tabella di dati. In alternativa, la randomizzazione delle variabili selezionate viene utilizzata per trasmettere una mancanza di dati o incertezza, come nel caso delle proiezioni future. La giustapposizione di passato geologico e futuro è forse parte integrante dell’efficacia di questi prodotti come strumenti di comunicazione scientifica. Le esperienze recenti spesso servono come base di confronto per i cambiamenti climatici moderni, rendendo difficile cogliere l’entità del cambiamento climatico antropogenico3.
Le misurazioni geochimiche visualizzate in questo articolo coprono la transizione del Pleistocene medio (MPT; da 1,2 milioni a 600.000 anni fa), registrando i cambiamenti vicino al confine settentrionale dell’Oceano Antartico dal sito U1475 4,5 dell’International Ocean Discovery Program. I dati MPT sono presentati in quattro animazioni, che evidenziano i cambiamenti nelle condizioni oceaniche man mano che il pianeta si raffredda e la variabilità glaciale e interglaciale è amplificata6. Ciò fornisce una linea di base geologica che rivela il ritmo naturale del clima terrestre, sottolineando una tendenza al raffreddamento a lungo termine che contrasta nettamente le proiezioni climatiche future. Le stime future della temperatura sono valori medi dei risultati di 20 modelli climatici sotto le forzanti del Representative Carbon Pathway 8.5 (RCP 8.5; scenario con un forzante radiativo di 8,5 W / m2 nell’anno 2100) per la posizione New York, NY7. RCP 8.5 rappresenta lo scenario peggiore di emissioni sostenute con conseguente aumento di 3,7 °C della temperatura media globale entro il 21008. Pertanto, questo articolo dimostra un mezzo per confrontare le proiezioni future con i dati geologici per confrontare i tassi di cambiamento climatico e la variabilità climatica.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo lavoro evidenzia l’utilità dell’arte generativa ai fini della comunicazione della scienza. Il flusso di lavoro può essere utilizzato per convertire i dati esistenti in elementi all’interno di un’animazione. Mentre gli output dell’animazione di questo lavoro sono unici in quanto ogni volta che il codice viene eseguito viene creata una versione diversa dell’animazione, gli elementi visivi vengono ridimensionati ai dati geochimici e del modello climatico; Pertanto, elementi come colore, velocità e dimensioni riman…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo riconoscere il sostegno ricevuto da Georgia Rhodes e Stuart Copeland all’inizio di questo progetto: il loro incoraggiamento e tutoraggio sono stati essenziali per il nostro successo. Vorremmo anche evidenziare l’utilità di https://p5js.org/reference/ come risorsa per imparare a programmare in JavaScript. Questo materiale si basa sul lavoro sostenuto in parte dalla National Science Foundation nell’ambito dell’EPSCoR Cooperative Agreement #OIA-1655221 e dal loro programma Vis-a-Thon e dal Rhode Island Sea Grant [NA23OAR4170086].
Materials
| 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/ |
Referências
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