Uso del arte generativo para transmitir transiciones climáticas pasadas y futuras
Summary
Aquí, se presenta un protocolo para visualizar los datos climáticos como arte generativo.
Abstract
La capacidad de comprender el clima moderno se basa en una comprensión fundamental de la variabilidad climática pasada y las formas en que el planeta se estabiliza mediante retroalimentaciones interconectadas. Este artículo presenta un método único para traducir registros de transiciones climáticas pasadas conservadas en sedimentos de aguas profundas a audiencias amplias a través de una visualización inmersiva. Esta visualización es una instalación multimedia que incorpora registros geoquímicos de transiciones glaciales e interglaciales y predicciones de modelos para el calentamiento antropogénico futuro para crear una experiencia inmersiva para los espectadores, invitándolos a participar y reflexionar sobre las diferencias sutiles y matizadas entre los subconjuntos de la historia de la Tierra. Este trabajo muestra cinco intervalos de tiempo, comenzando con el inicio de la ciclicidad glacial-interglacial moderna (~ hace un millón de años), comparando el clima pasado con los resultados del modelo para el calentamiento antropogénico futuro proyectado (hasta 2099). La instalación consiste en varias proyecciones experimentales, una para cada subconjunto de tiempo, mostradas en diferentes superficies de una habitación. A medida que los espectadores se mueven a través del espacio, las proyecciones recorren lentamente diferentes transiciones climáticas, utilizando métodos de animación como velocidad, color, capas y repetición, todos generados a través de datos específicos del sitio para transmitir el comportamiento único del planeta en relación con el clima global. Este trabajo proporciona un marco para la visualización de datos científicos únicos, con animaciones generativas creadas utilizando un algoritmo Perlin Noise en el centro de la instalación. Las variables de investigación, como la temperatura de la superficie del mar, la dinámica de los nutrientes y la tasa de cambio climático, afectan los resultados formales como el color, la escala y la velocidad de animación, que son fáciles de manipular y conectar con datos específicos. Este enfoque también permite la posibilidad de publicar datos en línea y proporciona un mecanismo para escalar los parámetros visuales a una amplia variedad de datos cuantitativos y cualitativos.
Introduction
El arte generativo y los métodos empleados aquí permiten la traducción directa de datos cuantitativos en animaciones al tiempo que preservan la integridad de los datos. Los artistas utilizan el arte generativo para explorar las percepciones del espacio y el tiempo1,2, pero el arte generativo aún no se usa comúnmente con datos científicos espaciales o temporales. El trabajo presentado aquí proporciona un marco simple para usar productos visuales generativos para mostrar datos climáticos. Estos productos se pueden aplicar ampliamente, ya sea que se utilicen para crear exhibiciones en persona o como ayuda visual para una presentación o publicación en línea.
El uso de mediciones geoquímicas o estimaciones para escalar elementos como el color, la forma, el tamaño y la velocidad proporciona un medio para transmitir visualmente las tasas y magnitudes de cambio sin requerir que el espectador lea un documento, interprete un gráfico o mire a través de una tabla de datos. Alternativamente, la aleatorización de las variables seleccionadas se utiliza para transmitir una falta de datos o incertidumbre, como en el caso de las proyecciones futuras. La yuxtaposición del pasado y el futuro geológico es quizás parte integral de la efectividad de estos productos como herramientas de comunicación científica. Las experiencias recientes a menudo sirven como línea de base de comparación para el cambio climático moderno, lo que dificulta la comprensión de la magnitud del cambio climático antropogénico3.
Las mediciones geoquímicas visualizadas en este documento abarcan la transición del Pleistoceno medio (MPT; hace 1,2 millones a 600.000 años), registrando cambios cerca del límite norte del Océano Austral desde el Sitio U1475 del Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico 4,5. Los datos de MPT se presentan en cuatro animaciones, que destacan los cambios en las condiciones del océano a medida que el planeta se enfría y la variabilidad glacial e interglacial se amplifica6. Esto proporciona una línea de base geológica que revela el ritmo natural del clima de la Tierra, enfatizando una tendencia de enfriamiento a largo plazo que contrasta marcadamente con las proyecciones climáticas futuras. Las estimaciones futuras de temperatura son valores promedio de los resultados de 20 modelos climáticos bajo los forzamientos de la Vía Representativa del Carbono 8.5 (RCP 8.5; escenario con un forzamiento radiativo de 8.5 W / m2 en el año 2100) para la ubicación Nueva York, NY7. RCP 8.5 representa el peor escenario de emisiones sostenidas que resultan en un aumento de 3.7 ° C en la temperatura global promedio para 21008. Por lo tanto, este artículo demuestra un medio de comparar proyecciones futuras con datos geológicos para comparar las tasas de cambio climático y la variabilidad climática.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este trabajo destaca la utilidad del arte generativo para la comunicación de la ciencia. El flujo de trabajo se puede utilizar para traducir los datos existentes en elementos dentro de una animación. Si bien los resultados de animación de este trabajo son únicos en el sentido de que cada vez que se ejecuta el código se crea una versión diferente de la animación, los elementos visuales se escalan a datos de modelos geoquímicos y climáticos; Por lo tanto, elementos como el color, la velocidad y el tamaño permanec…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría agradecer el apoyo recibido de Georgia Rhodes y Stuart Copeland en el inicio de este proyecto: su aliento y tutoría fueron esenciales para nuestro éxito. También nos gustaría destacar la utilidad de https://p5js.org/reference/ como recurso para aprender a codificar en JavaScript. Este material se basa en el trabajo apoyado en parte por la National Science Foundation bajo el Acuerdo de Cooperación EPSCoR #OIA-1655221 y su programa Vis-a-Thon y por el 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/ |
References
- Anadol, R. e. f. i. k. . Refik Anadol. , (2023).
- Lieberman, Z. . Paint with your Feet. , (2011).
- Moore, F. C., Obradovich, N., Lehner, F., Baylis, P. Rapidly declining remarkability of temperature anomalies may obscure public perception of climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (11), 4905-4910 (2019).
- Marcks, B. A. δ15N in planktonic foraminifera species G. bulloides and G. inflata from IODP Site 361-U1475. [Dataset]. PANGAEA. , (2022).
- Cartagena-Sierra, A. Latitudinal migrations of the subtropical front at the Agulhas plateau through the mid-Pleistocene transition. Paleoceanography and Paleoclimatology. 36 (7), e2020PA004084 (2021).
- Ford, H. L., Chalk, T. B. The mid-Pleistocene enigma. Oceanography. 33 (2), 101-103 (2020).
- . U.S. Climate Resilience Toolkit Climate Explorer Available from: https://crt-climate-explorer.nemac.org/ (2021)
- Stocker, T. . IPCC: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. , 1535 (2013).
- Starr, A., et al. Antarctic icebergs reorganize ocean circulation during Pleistocene glacials. Nature. 589 (7841), 236-241 (2021).
- Li, Q., McCarthy, L. L. . P5.js. , (2023).
- Perlin, K. Improving noise. Proceedings of the 29th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. , 681-682 (2002).
- Lisiecki, L. E., Raymo, M. E. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography. 20 (1), PA1003 (2005).
- Robinson, R. S. Insights from fossil-bound nitrogen isotopes in diatoms, foraminifera, and corals. Annual Review of Marine Science. 15, 407-430 (2023).
