Semasa musim taufan 2017, ribut besar di Atlantik Utara merosakkan komuniti di dalam dan di sekitar Houston, Florida, Puerto Rico dan Caribbean yang lebih luas.
Kandungan Terkait
- Menghidupkan Heartbeats yang Tidak Selaras Ke Muzik
Kemusnahan menunjukkan betapa pentingnya untuk memahami dan menyampaikan ancaman serius yang menyebabkan badai ini. Para saintis telah membuat langkah besar dalam meramalkan banyak aspek ribut, tetapi jika orang yang berisiko tidak memahami bahaya mereka, maka kesan itu hilang.
Kami adalah rakan sekerja dari pelbagai kawasan kampus Penn State: Salah seorang daripada kami adalah seorang profesor meteorologi, dan seorang lagi profesor teknologi muzik. Sejak 2014, kami telah bekerjasama untuk menonjolkan dinamik ribut tropika. Dengan kata lain, kita mengubah data persekitaran menjadi muzik.
Dengan menanamkan video satelit seperti yang sering dilihat dalam laporan cuaca, kami berharap orang akan lebih memahami bagaimana ribut yang melampau ini berubah.
Data menjadi bunyi
Kebanyakan kita akrab dengan visualisasi data: carta, grafik, peta dan animasi yang mewakili siri nombor kompleks. Sonification adalah bidang yang muncul yang menghasilkan graf dengan bunyi.
Sebagai contoh yang mudah, graf sonified mungkin terdiri daripada melodi yang semakin meningkat dan jatuh, bukan garis naik dan jatuh pada halaman.
Sonification menawarkan beberapa faedah ke atas visualisasi data tradisional. Satu adalah kebolehaksesan: Orang yang kurang upaya visual atau kognitif mungkin lebih dapat melibatkan media berasaskan bunyi.
Sonification juga baik untuk penemuan. Matlamat kami adalah baik untuk mengesan sifat statik, seperti warna, saiz dan tekstur. Tetapi telinga kita lebih baik pada merasakan sifat-sifat yang berubah dan berubah-ubah. Ciri-ciri seperti nada atau irama boleh berubah dengan sangat halus, tetapi masih dirasakan dengan mudah. Telinga juga lebih baik daripada mata dengan mengikuti pelbagai corak secara serentak, yang merupakan apa yang kita lakukan apabila kita menghargai bahagian yang saling berhubungan dalam sekeping muzik yang kompleks.
Bunyi juga diproses lebih cepat dan lebih mendalam daripada visual. Itulah sebabnya kami secara tidak sengaja mengetuk kaki kami dan bernyanyi bersama dengan lagu kegemaran.
Menghidupkan ribut ke dalam lagu
Kehidupan taufan boleh bertahan di mana-mana dari sehari hingga beberapa minggu. Agensi-agensi seperti Pentadbiran Oseanika dan Atmosfera Negara Amerika Syarikat terus mengukur segala macam ciri-ciri badai.
Kami menyulingkan ciri-ciri perubahan badai menjadi empat ciri yang diukur setiap enam jam: tekanan udara, latitud, longitud dan asimetri, ukuran corak angin bertiup di sekitar pusat ribut.
Untuk membuat sonifications, kami mengeksport data ini ke dalam program sintesis muzik SuperCollider. Di sini, nilai-nilai berangka boleh diperkecil dan dipindahkan seperti yang diperlukan supaya, contohnya, ribut yang berlangsung beberapa hari dapat dimainkan hanya beberapa minit atau detik.
Setiap jenis data kemudian diperlakukan seperti bahagian dalam skor muzik. Data digunakan untuk "memainkan" instrumen yang disintesis yang telah dibuat untuk membuat bunyi yang menimbulkan bunyi ribut dan menggabungkan dengan baik bersama-sama.
Dalam rakaman kami, tekanan udara disampaikan oleh bunyi berputar, berangin mencerminkan perubahan tekanan. Lebih hebat taufan mempunyai nilai tekanan udara yang lebih rendah di paras laut. Angin di dekat tanah juga lebih kuat dalam ribut hebat.
Apabila tekanan merosot, kelajuan putaran dalam rakaman sonik kami meningkat, peningkatan jumlah dan bunyi berangin menjadi lebih cerah.
Bujur pusat ribut dicerminkan dalam pan stereo, kedudukan sumber bunyi antara saluran pembicara kiri dan kanan.
Latitud dicerminkan dalam padang bunyi berpusing, serta bunyi yang lebih kuat dan pulsing. Apabila badai bergerak dari khatulistiwa ke arah salah satu tiang, padang jatuh untuk mencerminkan penurunan suhu di luar kawasan tropika.
Ribut yang lebih bulat biasanya lebih sengit. Nilai simetri tercermin dalam kecerahan bunyi rendah yang mendasari. Apabila ribut mempunyai bentuk bujur atau bujur, bunyi lebih cerah.
Menggunakan bunyi
Setakat ini, kami telah menonjolkan 11 ribut, serta aktiviti ribut global yang dipetakan dari tahun 2005.
Sonifications badai berpotensi memberi manfaat kepada mereka yang mengesan sistem ribut atau mengemas kini orang ramai tentang aktiviti cuaca. Sonifications boleh dimainkan melalui radio, sebagai contoh. Mereka juga mungkin berguna untuk orang yang mempunyai lebar jalur telefon yang terhad dan lebih mampu menerima kandungan audio daripada kandungan video.
Malah bagi pakar dalam meteorologi, ia boleh menjadi lebih mudah untuk mendapatkan rasa dinamik ribut yang saling berkaitan dengan mendengar mereka sebagai alat muzik serentak daripada dengan bergantung pada grafik sahaja. Contohnya, semasa bentuk ribut biasanya terikat kepada tekanan udara, ada kalanya ribut berubah bentuk tanpa mengubah tekanan udara. Walaupun perbezaan ini sukar untuk dilihat dalam grafik visual, ia mudah didengar dalam data sonified.
Matlamat kami adalah untuk memperkenalkan sonikasi semua jenis grafik ke dalam kelas sains, terutamanya yang mempunyai pelajar yang lebih muda. Sonification menjadi kaedah penyelidikan yang diakui, dan beberapa kajian telah membuktikannya berkesan dalam menyampaikan data kompleks. Tetapi pengambilannya perlahan.
Di seluruh negara, saintis, guru dan pentadbir sekolah mengiktiraf kepentingan kesenian, termasuk bunyi dan muzik, ketika mengajar sains dan matematik. Sekiranya generasi pelajar semakin meningkat mengalami sains melalui lebih banyak deria mereka - penglihatan, pendengaran dan sentuhan - maka mereka mungkin mendapati sains lebih menarik dan kurang menakutkan.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Mark Ballora, Profesor Teknologi Muzik, Pennsylvania State University
Jenni Evans, Profesor Meteorologi, Universiti Negeri Pennsylvania
