A 2017. évi hurrikánszakasz során az észak-atlanti nagy viharok pusztították el Houston, Florida, Puerto Rico és a szélesebb Karib-térség környékén található közösségeket.
kapcsolodo tartalom
- A szabálytalan szívverések bekapcsolása a zenébe
A pusztítás megmutatja, mennyire fontos megérteni és közölni a viharok által okozott súlyos veszélyeket. A tudósok nagy lépéseket tett a viharok sok szempontjának előrejelzésében, de ha a veszélyeztetett emberek nem értik a veszélyt, amelyben vannak, akkor a hatás elveszik.
Kollégák vagyunk a Penn State campus különböző területein: Egyikünk a meteorológia professzora, a másik a zenetechnika professzora. 2014 óta együtt dolgozunk a trópusi viharok dinamikájának szonifikálásáért. Más szavakkal, a környezeti adatokat zenévé alakítjuk.
Remélve, hogy az időjárás-jelentésekben gyakran látható műholdas videókat szonikáljuk, reméljük, hogy az emberek jobban megértik, hogyan alakulnak ezek a szélsőséges viharok.
Az adatok hangosak
Legtöbbünk ismeri az adatmegjelenítést: grafikonok, grafikonok, térképek és animációk, amelyek összetett számsorokat képviselnek. A szonikálás egy feltörekvő mező, amely grafikonokat hoz létre hanggal.
Egyszerű példaként egy szonifikált grafikon egy emelkedő és eső dallamot foglalhat magában, nem pedig egy oldalon egy emelkedő és eső sort.
A szonikálás néhány előnyt kínál a hagyományos adatmegjelenítéshez képest. Az egyik a hozzáférhetőség: A látás- vagy kognitív fogyatékossággal élők jobban képesek lesznek kapcsolatba lépni a hang alapú médiumokkal.
A szonikálás szintén jó felfedezésre. Szemünk jó felismerni a statikus tulajdonságokat, például a színt, a méretet és a textúrát. De fülünk jobban érzékeli a változó és ingadozó tulajdonságokat. Az olyan tulajdonságok, mint a hangmagasság vagy a ritmus, nagyon finoman változhatnak, de mégis meglehetősen könnyen érzékelhetők. A fül is jobb, mint a szem, ha egyszerre több mintát követünk, és ezt teszjük akkor is, ha egy összetett zenedarab összefonódó részeit értékeljük.
A hangot ezenkívül gyorsabban és zsigebb módon dolgozzák fel, mint a látványt. Ezért akaratlanul megérintjük a lábunkat és énekelünk egy kedvenc dalhoz.
A vihar dalokká alakítja
A hurrikán élettartama akár egy nap és néhány hét is eltarthat. Az olyan ügynökségek, mint az Egyesült Államok Nemzeti Óceáni és Légköri Hatósága, folyamatosan mérik a vihar mindenféle jellemzőjét.
A hurrikán változó tulajdonságait négy jellemzőre osztottuk, hat óránként mérve: légnyomás, szélesség, hosszúság és aszimmetria, a vihar közepén fújó szélmintázat mérőszáma.
A szonikációk létrehozásához ezeket az adatokat exportáljuk a SuperCollider zeneszintézis programba. Itt a numerikus értékek méretezhetők és szükség szerint átültethetők úgy, hogy például a több napig tartó vihar néhány perc vagy másodperc alatt lejátszható legyen.
Ezután az egyes adattípusokat úgy kezelik, mint egy zenei partitúra részét. Az adatok arra szolgálnak, hogy „lejátsszuk” a szintetizált hangszereket, amelyeket úgy hoztak létre, hogy viharra utaló hangok legyenek és jól összekeveredjenek.
Felvételeinkben a légnyomást egy kavargó, szeles hang közvetíti, amely a nyomásváltozásokat tükrözi. Az intenzívebb hurrikánok alacsonyabb légnyomásúak a tengerszint felett. A talajhoz közeli szelek erősebb viharok esetén is erősebbek.
Ahogy a nyomás csökken, hangfelvételeinkben a kavargó sebesség növekszik, a hangerő növekszik, és a szeles hang világosabbá válik.
A viharközéppont hosszúsága a sztereó panelt tükrözi, a hangforrás helyzetét a bal és a jobb oldali hangszóró csatornái között.
A szélesség tükröződik a kavargó hang hangmagasságában, valamint egy magasabb, pulzáló hangban. Ahogy a vihar elhúzódik az Egyenlítőtől az egyik pólus felé, a hangmagasság csökken, hogy tükrözze a trópuson kívüli hőmérsékleti csökkenést.
A kör alakú vihar általában erősebb. A szimmetria értékei tükröződnek az alacsony mögöttes hang fényerejében. Ha a vihar hosszúkás vagy ovális alakú, a hang világosabb.
Hang használata
Eddig 11 vihart szonikáltunk, valamint a globális viharaktivitást térképeztük fel 2005-től.
A vihar szonikációk potenciálisan előnyösek lehetnek azok számára, akik vihar rendszereket követnek, vagy frissítik a nyilvánosságot az időjárási tevékenységekről. A szonifikációt például a rádión keresztül lehet lejátszani. Hasznos lehet azok számára is, akik korlátozott telefon sávszélességgel rendelkeznek, és jobban képesek audio hangtartalmat fogadni, mint a videotartalmat.
Még a meteorológiai szakemberek számára is könnyebb megérteni az egymással összefüggő vihardinamikát, ha egyidejű zenei részekként hallják őket, mint ha csak a grafikára támaszkodnak. Például, bár a vihar alakját jellemzően a légnyomás köti, néhány alkalommal a vihar megváltoztatja az alakját anélkül, hogy a légnyomás megváltozna. Noha ezt a különbséget nehéz lehet egy vizuális grafikonon észlelni, a szonikált adatokban ez könnyen meghallható.
Célunk az, hogy mindenféle grafikon szonikálását bevezetjük a természettudományi órákba, különös tekintettel a fiatalabb hallgatókra. A szonikálás elismert kutatási módszerré válik, és számos tanulmány bizonyította hatékonyságát az összetett adatok továbbításában. De felvétele lassú.
Az országos szinten a tudósok, a tanárok és az iskolavezetők felismerik a művészetek, beleértve a hangot és a zenét, fontosságát a természettudomány és a matematika tanítása során. Ha egy diákok egy generációja felnövekszik, és több érzékszerv - látás, hallás és érintés - révén tapasztalja meg a tudományt, akkor a tudomány meghívóbb és kevésbé félelmetes lehet.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Mark Ballora, a zenei technológia professzora, a Pennsylvaniai Állami Egyetem
Jenni Evans, a meteorológiai professzor, a Pennsylvaniai Állami Egyetem
