使用生成艺术传达过去和未来的气候转型
Summary
在这里，提出了一个协议，将气候数据可视化为生成艺术。
Abstract
理解现代气候的能力依赖于对过去气候变率的基本理解，以及地球通过相互关联的反馈稳定的方式。本文介绍了一种独特的方法，通过沉浸式可视化将保存在深海沉积物中的过去气候变化记录翻译给广大受众。这个可视化是一个多媒体装置，结合了冰川和间冰期转变的地球化学记录以及对未来人为变暖的模型预测，为观众创造身临其境的体验，邀请他们参与并反思地球历史子集之间的微妙差异。这项工作展示了五个时间间隔，从现代冰川 – 间冰期周期的开始（~一百万年前），将过去的气候与预测的未来人为变暖的模型结果进行比较（直到2099年）。该装置由几个实验投影组成，每个时间子集一个，显示在房间的不同表面上。当观众在空间中移动时，投影在不同的气候过渡中缓慢循环，使用速度、颜色、分层和重复等动画方法，所有这些都通过特定地点的数据生成，以传达地球与全球气候有关的独特行为。这项工作为独特的科学数据可视化提供了一个框架，在装置的中心使用柏林噪声算法创建生成动画。研究变量，如海面温度、营养动态和气候变化的速度，会影响颜色、比例和动画速度等正式结果，这些都易于操作并连接到特定数据。这种方法还允许在线发布数据的可能性，并提供一种将视觉参数缩放到各种定量和定性数据的机制。
Introduction
生成艺术和这里采用的方法允许将定量数据直接转换为动画，同时保持数据的完整性。艺术家使用生成艺术来探索对空间和时间的感知1,2，但生成艺术尚未与空间或时间科学数据一起使用。这里介绍的工作为使用生成式视觉产品来展示气候数据提供了一个简单的框架。这些产品可以广泛应用，无论是用于创建面对面的展览，还是作为演示或在线出版物的视觉辅助。
使用地球化学测量或估计来缩放颜色、形状、大小和速度等元素提供了一种直观地传达变化速率和幅度的方法，而无需查看者阅读论文、解释图表或查看数据表。或者，使用选定变量的随机化来传达缺乏数据或不确定性，就像未来预测的情况一样。地质过去和未来的并置也许是这些产品作为科学传播工具有效性的组成部分。最近的经验往往作为比较现代气候变化的基线，因此难以掌握人为气候变化的严重程度3.
本文可视化的地球化学测量跨越更新世中期过渡期（MPT;120万至60万年前），记录了国际海洋发现计划站点U1475 4,5在南大洋北部边界附近的变化。MPT数据以四个动画形式呈现，突出显示了随着地球变冷以及冰川和间冰期变化放大而海洋条件的变化6。这提供了一个地质基线，揭示了地球气候的自然节奏，强调了与未来气候预测形成鲜明对比的长期变冷趋势。未来温度估计值是代表性碳途径8.5（RCP 8.5;2100年辐射强迫为8.5 W/m 2的情景）强迫下20个气候模型结果的平均值，适用于纽约州纽约7号。RCP 8.5代表了持续排放的最坏情况，导致到2100年全球平均气温上升3.7°C8。因此，本文展示了一种将未来预测与地质数据进行比较的方法，以比较气候变化和气候变异率。
Protocol
Representative Results
Discussion
这项工作突出了生成艺术在科学传播方面的效用。工作流可用于将现有数据转换为动画中的元素。虽然这项工作的动画输出是独一无二的，因为每次运行代码时都会创建不同版本的动画，视觉元素会缩放到地球化学和气候模型数据;因此，只要输入数据保持不变，颜色、速度和大小等元素就保持不变。这也允许直接比较这些视觉元素，以得出有关数据的结论。
来自深海沉积物?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们要感谢Georgia Rhodes和Stuart Copeland在这个项目开始时给予的支持 – 他们的鼓励和指导对我们的成功至关重要。我们还想强调 https://p5js.org/reference/ 作为学习JavaScript编码的资源的效用。本材料基于美国国家科学基金会根据EPSCoR合作协议 #OIA-1655221及其Vis-a-Thon计划以及罗德岛海洋赠款[NA23OAR4170086]部分支持的工作。
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/ |
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