Usando a arte generativa para transmitir transições climáticas passadas e futuras
Summary
Aqui, um protocolo é apresentado para visualizar dados climáticos como arte generativa.
Abstract
A capacidade de entender o clima moderno depende de uma compreensão fundamental da variabilidade climática passada e das maneiras pelas quais o planeta é estabilizado por feedbacks interconectados. Este artigo apresenta um método único para traduzir registros de transições climáticas passadas preservadas em sedimentos de águas profundas para um público amplo por meio de uma visualização imersiva. Esta visualização é uma instalação multimídia que incorpora registros geoquímicos de transições glaciais e interglaciais e previsões de modelos para o aquecimento antropogênico futuro para criar uma experiência imersiva para os espectadores, convidando-os a se envolver e refletir sobre as diferenças sutis e nuançadas entre subconjuntos da história da Terra. Este trabalho mostra cinco intervalos de tempo, começando com o início da ciclicidade glacial-interglacial moderna (~um milhão de anos atrás), comparando o clima passado com os resultados do modelo para o aquecimento antropogênico futuro projetado (até 2099). A instalação consiste em várias projeções experimentais, uma para cada subconjunto de tempo, exibidas em diferentes superfícies de uma sala. À medida que os espectadores se movem pelo espaço, as projeções percorrem lentamente diferentes transições climáticas, usando métodos de animação como velocidade, cor, camadas e repetição, todos gerados por meio de dados específicos do local para transmitir o comportamento único do planeta em relação ao clima global. Este trabalho fornece uma estrutura para visualização única de dados científicos, com animações generativas criadas usando um algoritmo Perlin Noise no centro da instalação. Variáveis de pesquisa, como a temperatura da superfície do mar, a dinâmica de nutrientes e a taxa de mudanças climáticas, impactam resultados formais como cor, escala e velocidade de animação, que são fáceis de manipular e conectar a dados específicos. Essa abordagem também permite a possibilidade de publicar dados on-line e fornece um mecanismo para dimensionar parâmetros visuais para uma ampla variedade de dados quantitativos e qualitativos.
Introduction
A arte generativa e os métodos aqui empregados permitem a tradução direta de dados quantitativos em animações, preservando a integridade dos dados. Os artistas usam a arte generativa para explorar percepções de espaço e tempo1,2, mas a arte generativa ainda não é comumente usada com dados científicos espaciais ou temporais. O trabalho apresentado aqui fornece uma estrutura simples para o uso de produtos visuais generativos para mostrar dados climáticos. Esses produtos podem ser amplamente aplicados, seja para criar exposições presenciais ou como auxílio visual para uma apresentação ou publicação online.
O uso de medições geoquímicas ou estimativas para dimensionar elementos como cor, forma, tamanho e velocidade fornece um meio de transmitir visualmente taxas e magnitudes de mudança sem exigir que o espectador leia um artigo, interprete um gráfico ou examine uma tabela de dados. Alternativamente, a randomização de variáveis selecionadas é usada para transmitir falta de dados ou incerteza, como no caso de projeções futuras. A justaposição de passado e futuro geológico talvez seja parte integrante da eficácia desses produtos como ferramentas de comunicação científica. Experiências recentes muitas vezes servem como base de comparação para as mudanças climáticas modernas, tornando difícil compreender a magnitude das mudanças climáticas antropogênicas3.
As medidas geoquímicas visualizadas neste artigo abrangem a transição do Pleistoceno Médio (MPT; 1,2 milhão a 600.000 anos atrás), registrando mudanças perto do limite norte do Oceano Antártico a partir do International Ocean Discovery Program Site U1475 4,5. Os dados do TMF são apresentados em quatro animações, que destacam as mudanças nas condições oceânicas à medida que o planeta esfria e a variabilidade glacial e interglacial é amplificada6. Isso fornece uma linha de base geológica revelando o ritmo natural do clima da Terra, enfatizando uma tendência de resfriamento de longo prazo que contrasta fortemente as projeções climáticas futuras. Estimativas de temperatura futura são valores médios dos resultados de 20 modelos climáticos sob as forças do Representative Carbon Pathway 8.5 (RCP 8.5; cenário com uma força radiativa de 8,5 W/m2 no ano 2100) para a localização New York, NY7. O RCP 8.5 representa o pior cenário de emissões sustentadas, resultando em um aumento de 3,7 °C na temperatura média global até 21008. Assim, este artigo demonstra um meio de comparar projeções futuras com dados geológicos para comparar taxas de mudanças climáticas e variabilidade climática.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este trabalho destaca a utilidade da arte generativa para fins de comunicação de ciência. O fluxo de trabalho pode ser usado para converter dados existentes em elementos dentro de uma animação. Embora as saídas de animação deste trabalho sejam únicas, pois cada vez que o código é executado uma versão diferente da animação é criada, os elementos visuais são dimensionados para dados geoquímicos e de modelos climáticos; Assim, elementos como cor, velocidade e tamanho permanecem constantes, desde que os dad…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gostaríamos de agradecer o apoio recebido de Georgia Rhodes e Stuart Copeland no início deste projeto – seu incentivo e mentoria foram essenciais para o nosso sucesso. Também gostaríamos de destacar a utilidade do https://p5js.org/reference/ como um recurso para aprender a programar em JavaScript. Este material é baseado no trabalho apoiado em parte pela National Science Foundation sob o Acordo de Cooperação EPSCoR #OIA-1655221 e seu programa Vis-a-Thon e pelo 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/ |
Riferimenti
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